Ünite 5: Uydu Sistemleri ve Uydu Haberleşme Hizmetleri

Giriş

Bu bölümde; çağımızın en büyük teknolojilerinden biri olan uydu sistemlerinden bahsedeceğiz. Uydu ve uydu haberleşmesi, uydu altyapıları ve sistemlerinin sınıflandırılması, uydu internet haberleşme altyapısı, uydu sistemleri ile araç, personel vb takip sistemleri, askerî amaçla kullanılan uydu sistemlerini tanıyabilme. Amaç, genel olarak uydu sistemlerinin çalışma mekanizmasını izah etmek ve günümüzde aktif olarak çalışmakta olan uydu sistemlerinin işlem mantığını incelemektir.

Uydu, genel tanımıyla herhangi bir cismin etrafında dönen nesnelere verilen addır. Örneğin, “Ay” Dünya’nın uydusudur. Bu doğrultuda, herhangi bir yörüngeye oturtularak gökyüzünde belirli bir enerji ile belirli bir süre çeşitli amaçlarla gökyüzüne fırlatılan teknolojik araçlara da uydu denir.

Yerden aldığı sinyalleri tekrar, daha geniş alanı kapsayarak aynı sinyali dünyaya gönderen cihaza uydu denir.

Günümüzde dünyada kullanılan birçok uydu tipi ve servisleri bulunmaktadır. Bu uydu çeşitleri bulundukları yörüngeleri (yeryüzüne olan yükseklikleri), frekansları vb. içeriklere göre ayrı ayrı isimlendirilmektedirler. Uydu sistemleri kullanım tiplerine göre 2 faklı yapıda sıralanır.

Uydu ve Uydu Haberleşmesi

Uydu yer istasyonları, gönderici ve alıcı olmak üzere iki farklı türdür.. Yeryüzeyinden yaklaşık 36000 km yukarıdaki jeosenkron (yer sabit – yer ile birlikte hareket eden) haberleşme uyduları ile yer istasyonları arasındaki mesafe yaklaşık 42000 km civarındadır.

Dünya yüzeyine göre sabit bir nokta üzerinde dolanan bir iletişim uydusunun iletişim işlevleri, yörüngenin ve durumun tam bir denetimini gerektirir. Durum denetimi, antenleri yöneltmek için gereklidir.

Her uyduya ekvatorun üzerinde dünya yüzeyinden yaklaşık 36,000 km yukarıdaki yörüngede bir boylam tahsis edilmiştir. Yer antenlerinin çoğunluğu izleme yapmayan antenler olduğu için, uydunun önemli miktarda hareket etmesi, uydunun hüzme pozisyonunu değiştirir. Bu durum istenen iletişimin bozulmasına ve kesilmesine neden olur. Bu nedenle yer uydu istasyonu, uydu yörüngesini sürekli kontrol ve kalibre eder.

Uydu Altyapıları ve Sistemlerinin Sınıflandırılması

Uydu Telefon Hizmeti

Uydu telefonları birçok amaç için kullanılmaktadır. Bu altyapılar normal karasal hatların sunduğu telefon hizmetine ek olarak, kablolu hatların bulunmadığı, GSM hatlarının kapsama alanının dışında kalındığı yerlerde görüşme imkanı sağlamalarından ve en önemlisi de mobil kesintisiz telefon görüşmesine olanak vermesinden dolayı tercih edilir.

Uydu telefonu hizmetlerinin kullanım tipleri ise sabit veya mobil olarak ikiye ayrılmaktadır. Örneğin; özel sektörde veya kamu alanında faaliyet gösteren kurum/kuruluşlar acil durumlara karşı yaptıkları planlamalarına göre kriz yöneticilerine, genel merkez ve bölge yönetim merkezlerine mobil tip uydu telefonu hizmetlerini kurarak, kurum yetkililerinin ve kritik personelin haberleşmelerini sağlamaktadırlar. Mobil olarak sunulan bu haberleşme hizmeti dışında kriz yönetiminin de yapılacağı ofislerinde sabit uydu telefonu hizmeti ile haberleşme alt yapısı yedeklenerek Olağan Dışı Durumlarda (ODD) GSM ve karasal haberleşme alt yapılarının iş göremez hâle gelmesi ihtimali yüksek olduğundan, uydu altyapılarının tesisi ve haberleşmenin kesintisiz hâle getirilmesi afet ve kriz halleri için büyük önem arz etmektedir. Bina ve araba içi gibi kapalı yerlerde uydu haberleşme hizmetlerinin kullanımı, harici anten aksesuarları ile mümkündür. Mobil olarak uydu telefonu kullanımı gökyüzünün görüleceği açık alanlara çıkılarak gerçekleştirilmektedir. Çünkü uydular üzerinden yeryüzüne gönderilen sinyaller beton, demir vb. yapılardan geçemez; yeryüzüne gönderilen sinyaller uydu ekipmanlarının algılayabileceği düzeydeki sinyal gücü ile iletilir.

Uydu İnternet

Uydu interneti, uydu üzerinden internet hizmeti alınmasını sağlayan bir sistemdir. Uydu bağlantısı, uydu üzerinden televizyon yayınları alınırken kullanılan çanak antenlere benzer bir anten ile yüksek hızlarda veri almayı ve göndermeyi sağlar. Uydu yayınları çift yönlü (multicast) ya da tek yönlü (broadcast) yayınlar olmak üzere ikiye ayrılır. Çift yönlü sistemler uydu donanımı aracılığı ile yüksek hızlarda hem veri göndermenize hem de veri alma nıza olanak tanırken tek yönlü yayınlar ise yüksek hızlarda fakat sadece veri yollamamıza veya sadece veri almamıza olanak sağlar. Tek yönlü uydu sisteminde verinin gönderilebilmesi için bir çevirmeli ağ, GPRS, EDGE vb. bağlantıya ihtiyaç duyulur.

Uydu internet hizmetinin en fazla ihtiyaç olduğu alanlardan biri de denizciliktir. Denizcilik şirketlerine ait gemiler şirket merkezleri ve acenteler vb. yerler ile görüşmelerini, mail gönderimlerini, internet üzerinden diğer kullanım ihtiyaçlarını denizlerde GSM haberleşme alt yapıları zayıf ve istenildiği gibi olmadığından veya genellikle açık denizlerde ve okyanuslarda kapsama alanı dışında kaldıklarından dolayı uydu teknolojileri üzerinden gerçekleştirir.

Günümüzde kullanılan marin uydu internet hizmetleri L band uydular üzerinden alınan broadband servisler ile yaklaşık 492 kbps veri hızı ile sağlanmaktadır. Diğer bir hizmet şekli ise daha yüksek internet hız taleplerini karşılamak amacıyla tesis edilen KA band hizmet içeriğidir.

Uydu Internet Haberleşme Altyapısı Kapsamı ve Çalışma Prensibi

Uydu internet haberleşme altyapısının ana omurgasını M2M (machine-to-machine) altyapısı oluşturur. Bu altyapıya dayalı olarak gerçekleştirilen millî projeler arasında RASAT, BİLSAT, GÖKTÜRK-2 ve GÖKTÜRK-1 yer alır.

M2M (Machine-To-Machine)Altyapısı

Uydu internet kullanımının diğer bir alanı da M2M çalışmalarıdır. Bu altyapı; işletmelerin sahalarda bulunan teknolojik alt yapıya sahip sistemleri üzerinden kablosuz bir şekilde merkezî bilgi takip merkezlerine veri aktarım teknolojisidir. Örneğin; elektrik üreten bir işletme, sahalardaki Supervisory Control And Data Acquisition (SCADA/ Danışmalı Kontrol ve Veri Toplama Sistemi) sistemleri üzerinden GSM şebekesi marifeti ile verileri şirketin izleme merkezine aktararak, izleme merkezinde tüm verilerin lokasyon başına incelenmesini sağlayabilmektedir. Ancak işletmenin kırsal sahalarda bulunan alt yapılarındaki durumu takip etmeleri için ilgili veri aktarımını gerçekleştirirken telefon hizmetinde olduğu gibi uydu haberleşmesine ihtiyaç duyulmaktadır. Çünkü takip edilmesi gerek veriler sürekli güncellenmeli ve süreklilik arz etmelidir. Kırsal alanlarda GSM kayıpları yaşandığından bu alanlardaki çalışmalar M2M uydu haberleşme hizmetleri üzerinden kesintisiz bir şekilde gerçekleştirilmektedir.

Bu altyapı; işletmelerin sahalarda bulunan teknolojik alt yapıya sahip sistemleri üzerinden kablosuz bir şekilde merkezî bilgi takip merkezlerine veri aktarım teknolojisidir.

RASAT Araştırma Uydusu, Türkiye’nin ve TÜBİTAK UZAY’ın BiLSAT uydusundan sonra sahip olduğu ikinci uzaktan algılama uydusudur. Yüksek çözünürlüklü optik görüntüleme sistemine ve Türk mühendislerce tasarlanıp geliştirilen yeni modüllere sahip olan RASAT, Türkiye’de tasarlanıp üretilen ilk yer gözlem uydusudur.TSK ve kamu kurum/kuruluşlarının görüntü ihtiyacını karşılamak amacıyla bir adet 2,5 m çözünürlüklü görüntü sağlayabilen uydu ve görüntülerin alınacağı, işleneceği ve uydunun kontrolünün yapılacağı bir adet yer istasyonu geliştirilmesi projesidir.

Uydu Sistemleri ile Araç Personel, Eşya vb. Takibi

Uydu sistemleri yardımıyla, araç, personel, eşya takibi yapılabilmekte, global konum belirleme (GNSS: Global Navigation Satellite System) uydularından alınan anlık konumlar, haberleşme uyduları, internet veya mobil haberleşme sistemleri (SMS) aracılığıyla istenen merkeze aktarılabilmektedir.

Uydu haberleşme sistemleri üzerinden M2M modeliyle sunulan hizmetlerden bir diğeri de araç takip teknolojileridir. Günümüzde birçok araç takip teknolojileri bulunmaktadır. Bu teknolojilerin hepsi Global Konum Belirleme (GNSS: Global Navigation Satellite System) uyduları üzerinden bulundukları konum bilgisini alır. Global Konum belirleme Sistemleri olarak halen ABD’nin GPS (Global Positioning System), Rusya’nın GLONASS sistemi, Avrupa Birliğinin GALILEO sistemi, Çin’in Compass/BeiDou sistemi faal olarak hizmet sunmaktadır.

Sistemin tüm anlamı ile uydu üzerinden çalışmasının bir avantajı ülkeler arası kullanılan veri haberleşmesinden kaynaklanacak olan tarife ücretlerinden etkilenmemesidir. Uydu tarifeleri kullanım yapılan ülkeye göre değişmediğinden hem fiyat avantajı hem de kesintisiz veri aktarımını sağlamaktadır.

Medya sektöründe bulunan televizyonlar da uydu haberleşme hizmetlerini standart olarak kullanmaktalar. Bu kullanım içeriğinin en yaygın olanı hepimizin bildiği televizyon yayıncılığı için olanıdır. İlgili kuruluşlar izleyicilere yayınlarını birçok uydu platformu üzerinden yayın yaparak gerçekleştirmektedirler.

Askeri Amaçla Kullanılan Uydu Sistemleri

Askerî amaçlı uydu haberleşme hizmetleri; ses-datagörüntülü haberleşme, istihbarat, konum belirleme, erken uyarı sistemleri altyapılarında kullanılmaktadır. Askerî uydu haberleşme sistemler ile cepheden cepheye veya cepheden komuta merkezine uydu üzerinden telefon görüşmeleri gerçekleştirilebilirken, istihbarat amaçlı kullanılan uydular vasıtası ile inceleme ve gözetleme yapılacak yerlerin araştırılması yapılabilmektedir.

Elektronik istihbarat; atış kontrol ve füze yönetim radarlarını dinlemek ve gelen yayınları analiz etmek için kullanılır. Örneğin; füze kontrol radarlarından alınacak sinyalleri tespit ederek erken uyarı sistem bilgilendirmesi yapar. Uydu üzerinden alınan diğer istihbarat hizmetlerinden olan iletişim istihbaratı ise; düşmanın yerinin belirlenmesi ve konuşmalarının dinlenmesi faaliyetlerini kapsar.