Sosyal medyada gündem oldu: Peki 5G’yi gerçekten bir Türk mü buldu? Erdal Arıkan Kimdir?

Erdal Arıkan kimdir?

En yalın haliyle Erdal Arıkan, Bilkent Üniversitesi Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Bölümünde görev yapan, 2013 yılında bilgi teorisinde kutupsal kodlamayı geliştirmesinden ve katkılarından dolayı IEEE WRG Baker Ödülünü ve 2018'de ise alanının en prestijli ödülünü olan Shannon Ödülü'nü alan bir bilim insanı.

Ancak bu yalın tanımın arkasında hoş ve aslında Türkiye için hüzünlü de bir hikaye var. Sosyal medyada paylaşılan bir sokak röportajında Erdal Arıkan, 5G’yi icat eden kişi olarak ifade ediliyordu. Bu iddia ise MIT’de çalışmış başka bir Türk profesör tarafından paylaşılıyordu. Bu bilgiden sonra Erdal Arıkan’ın kim olduğunu ve 5G özelindeki çalışmalarını araştırdım. İşin ucu 2018 yılında bir Huawei videosuna çıktı. Hemen altta o sokak röportajını izleyebilirsiniz.

Huawei tarafından 2018 yılında “Huawei Kurucusu Ren Zhengfei, PolarCode'un Babası Profesör Erdal Arıkan ile bir araya geldi” başlıklı bir video yayınlandı. Eğer videonun altyazısına bakmazsanız ve sadece izlerseniz sarı kravatlı birisinin Çinli onlarca hatta yüzlerce insan tarafından çılgınlar gibi ayakta alkışlandığını ve Huawei'nin kurucusu Ren Zhengfei tarafından övüldüğünü, büyükçe bir altın madalya ile ödüllendirildiğini görürsünüz. Ancak bu onur konuğu bir iş adamı, bir siyasetçi veya bir milyarder değildi. Erdal Arıkan adında, pek tanınmayan bir Türk akademisyendi.

Erdal Arıkan, çoğumuz için tanınmayan bir isim olsa da bu, onun sıradan birisi olduğu anlamına gelmiyor. Arıkan, on yılı aşkın bir süre önce bilgi teorisi alanında büyük bir keşif yapmıştı. Huawei daha sonra bu teorik buluşu akademik belirsizlikten kurtarıp büyük yatırımlar ve üst düzey mühendislik yetenekleriyle ticaret dünyasında değerli bir şeye dönüştürdü. Ortaya çıkan ve şimdilerde tüm dünyada yayınlaşan şey ise temel 5G teknolojisiydi. Evet, Türkiye’de belirli noktalar haricinde kullanılamayan 5G teknolojisi.

Huawei’nin videosu her yönüyle, her detayıyla bir gövde gösterisiydi. Huawei ve Çin, 5G ile tarihi bir işe imza atmıştı. Sonrasında ABD tarafında Çin ve Huawei’nin 5G teknolojilerine ambargo uygulanmış ve diğer ülkelerin de aynı şeyi yapması istenmiş olsa da ülke 5G alanında çok güçlü bir konumda. Bu güçlü konumu anlamak için ise yine daha önce duymadığımız bir şeyi öğrenmemiz gerekiyor: Kutupsal kodlama.

Kutupsal kodlama nedir?

Kutupsal kodlama keşfi

Erdal Arıkan’ın yolculuğu Ankara’da doğmasıyla başlıyor. Orta Doğu Teknik Üniversitesi'nde elektrik mühendisliği bölümünden mezun olan Arıkan, sonrasında 1977’de Kaliforniya Teknoloji Enstitüsü’ne (CalTech) transfer oldu. Burada bilgi teorisi üzerine eğitim aldı. Bilgi teorisi o dönemlerde yeni sayılan bir olguydu ancak Arıkan için ilgi çekiciydi. Konuyu çok dağıtmak istemiyorum ancak Arıkan’ın Claude Shannon ve Robert Gallager gibi çok önemli isimlerden etkilendiğini belirtmem gerek. Arıkan, CalTech’te kendini doldurduktan sonra daha fazlası için gidilecek tek yerin MIT olduğuna karar veriyor ve 1981 yılında buraya geçiyor.

Arıkan için çözülmesi gereken bir sorun vardı çünkü; tüm bu bitleri taşıma sürecinde ortaya çıkan kaçınılmaz "gürültü"nün (mesajda istenmeyen değişiklikler) nasıl yenileceği ve doğru bilginin yüksek hızda nasıl taşınacağı. Bu sorun kanal kapasitesi olarak biliniyordu ve aşılabileceği düşünülmüyordu. Hatta bu teorik sınıra Shannon limiti deniyor. Ancak Arkan için bu limit aşılamaz veya erişilemez değildi. Burada biraz Robert Gallager’a değinmemiz gerekecek. Gallager kariyerinin başlarında Shannon limitiyle mücadele etmiş ve ona çok yaklaşmıştı. Gallager’ın yöntemi LDPC adını verdiği hataları anında düzeltmeye yarayan bir yöntemdi. Bu yöntem, Arıkan’ın kutupsal kodlamasına karşı 5G için ABD’nin savunduğu ve önerdiği standart olacaktı. LDPC'nin, 3G ağlarının temel unsurlarından biri olan turbo kodlamanın mantıksal devamı olduğu varsayılıyordu.

5G için bu yoğun matematiksel detaylar çok önemli

Kutupsal kodlama ve LDPC, burada açıklayamayacağım bir matematik kullanıyor. Ancak işin özü şu ki, her yeni nesil telekom ağlarıyla birlikte veri miktarı ve iletim hızlarında daha fazlasına ihtiyaç duyuluyor. Dolayısıyla 3G ve 4G'yi çalıştıran eski kod seti 5G için yeterli olmayacaktı. 4G'den 5G'ye sıçrama, önceki sıçramalardan çok ama çok daha büyük bir adım. Bunun nedeni 5G'nin 4G'den 100 kata kadar daha hızlı olma potansiyeline sahip olması. Bunu “20 filmi birkaç dakikada indirebileceksiniz” şeklinde örneklemek çok basit kalıyor. 5G ile bütün bir şehri altyapılar ile akıllı bir şehre dönüştürebileceksiniz. 5G ağları ilse sürücüsüz araçlar tamamıyla bir realite olacak.

5G’nin temel teknolojisini Türkiye’de buldu!

Eğer bir mesaj iletiminde amaç doğruluksa mesajınızda bazı fazlalıklara yer vermek gerekiyor. Bu sayede alıcı, mesajın doğruluğunu çapraz olarak kontrol edebilir. Bu kontrol işlemi ise kaçınılmaz olarak işleri yavaşlatıyor. Bu soruna da kanal kodlama sorunu deniyor. Gürültü miktarı arttıkça, mesajı korumak için fazlalıkların miktarını artırmak gerekiyor. Bunlar arttıkça ise iletim hızı da yavaşlıyor. Kodlama problemi bu dengeyi bozmaya ve mümkün olan en yüksek hızda güvenilir bilgi iletimini sağlamanın yollarını bulmaya çalışıyor.

Arıkan'ın yeni çözümü, "kanal polarizasyonu" adını verdiği bir süreçle sıradan kanallardan mükemmele yakın kanallar yaratmaktı. Gürültü, bir kanaldan aynı kanalın bir kopyasına aktarılarak daha temiz ve daha kirli bir kopya yaratılıyordu. Bu tür adımların yinelenen bir serisinden sonra, biri son derece gürültülü, diğeri neredeyse gürültüsüz olan iki kanal seti ortaya çıkacaktı. Arıkan, bu çözüme “kutupsal kodlama” adını verdi. Tam bu anda takvimler 2005’i gösteriyordu. Bir süre ayrıntıları incelemekle zaman geçiren Arıkan, çalışmasını 2008’de sundu. Makale, 2009 yılında IEEE’de yayınlandı. Bu başarı 25 yıllık kesintisiz bir çalışmanın soncuydu.

Elbette bu çalışma Arıkan’ı ünlü yapmadı, eğer yapmış olsaydı bu içeriği zaten hazırlamak zorunda kalmazdık. Ancak, IEEE’de yayınlanan makalesi onu bilgi teorisyenleri arasında parlayan bir Kutup Yıldızı haline getirdi. Öte yandan Arıkan gurur duysa da çalışmasının teorik olduğunun farkındaydı ve dolayısıyla patent almaya bile gerek duymadı. Zira pratiğe dönüşmesi için aşılması gereken engellerin sayısı fazlaydı.

Arıkan’ın makalesi sadece bilgi teorisyenlerinin dikkatini çekmedi. Sanki yıldızlar hizalanmış gibi bu makale 2009 yılında Huawei bünyesinde çalışan, telekomünikasyon alanında güçlü bir isim olan Wen Tong’un dikkatini çekti. Tong, turbo kodlama olarak bilinen mevcut standart için radyo-iletim hata düzeltmesini sağlayan teknolojinin üretilmesine yardımcı olmuştu. Kutupsal kodlama konseptinin 5G'de bunun yerini alabileceğini düşünüyordu.

Huawei, 600 milyon dolar yatırım ile telekomünikasyon devi oldu

Yıllar süren müzakerelerin ve lobi faaliyetlerinin arından 2016 yılında telekomünikasyon şirketleri arasındaki üçüncü nesil mobil iletişim ortaklık projesi olan 3GPP, 5G için standartlar konusunda kararını verdi. Standartlar komitesi sinyal işleme standardını iki parçaya böldü. Bu parçalardan birisi kutupsal kodlama oldu. Diğeri ise Arıkan’ın akıl hocası Gallager’ın LDPC buluşuydu.

Huawei, 600 milyon dolarlık yatırımıyla onlarca milyar dolarlık gelir elde etmeyi başardı ve başarmaya da devam ediyor. Huawei, standardın yanında telekom ekipman pazarının da yüzde 30’una sahip. Bu, piyasadaki en büyük pay.

Ayrıca Bkz.Türkiye'de mobil şebekelerde yerlilik oranı yüzde 40'a ulaştı

Bilgi kuramı alanındaki en büyük ödülü aldı

Arıkan, kutupsal kodlama alanındaki çalışmalarıyla 2018 yılında bilgi biliminin en büyük ödülü olan Shannon Ödülü'nü aldı. Huawei ise Arıkan ile ilk kez 2012’de temasa geçmiş. Yapılan çalışmalardan kişisel olarak hiç para almamış. Hatta Arıkan, 2011 yılında kutupsal kodlama fikrini Qualcomm ve Seagate'e götürerek fikri uygulamaya ilgi duyup duymadıklarını öğrenmek istemiş. ABD'li şirketlerin hiçbiri Arıkan ile ilgilenmemiş.

Erdal Arıkan’ın aldığı ödüller arasında 2010 yılında Elektrik Elektronik Mühendisleri Meslek Örgütü’nün (IEEE) Information Theory Society Makale Ödülü, 2013 yılında IEEE W.R.G. Baker Ödülü, 2017 yılında IEEE Türkiye Şubesi Ömür Boyu Başarı Ödülü, 2018 yılında ise IEEE’nin en prestijli ödüllerinden Hamming Madalyası ve IEEE Information Theory Society Shannon ödülü bulunuyor. Forbes gibi köklü ABD yayın organları ondan “Huawei’nin elindeki kritik teknolojiyi geliştiren Türk Profesör” olarak tanımlıyor. Arıkan ise önemli olanın kutupsal kodlamanın olmadığını söylerken şu ifadelere yer veriyor: “5G internetten tamamen farklı. Küresel bir sinir sistemi gibi. Huawei 5G'de lider şirket. Onlar 10, 20, 50 yıl sonra da var olacaklar. İnternet çağında ABD birkaç trilyon dolarlık şirket üretti. Çin, 5G sayesinde 10 ya da daha fazla trilyon dolarlık şirkete sahip olacak.”

Erdal Arıkan, 5G için en kritik standardı icat etmiş ve bunu Türkiye’de yapmış. Kendi buluşu, oldukça etkilendiği, bir nevi akıl hocası olan Robert Gallager’ın buluşuyla (LDPC) 5G standardı için yarışmış. İkisi de standardın iki temel parçası seçilmiş. Ancak bundan faydalanan ülke Türkiye değil, Çin ve Huawei olmuş. Evet, 5G teknolojisinde bir Türk’ün payının olması gurur verici ancak kaçan fırsat düşünüldüğünde...