Ünite 6: Uydu Televizyon Yayıncılığı

Giriş

20. yüzyılın ikinci yarısından itibaren, gelişmiş ülkelerde televizyon yayınları başlamıştı. 1970’lerin başına gelindiğinde siyah beyaz televizyon yayınlarının yerini renkli yayınlar aldı. 1990’larda ise birçok ülkede birden fazla televizyon kanalı yayın yapmaktaydı.

Uydu (satellite) kelimesinin sözlük anlamı; bir gezegenin etrafında dönen daha küçük bir gezegendir. Uydu, etrafında döndüğü gezegenin çekim etkisindedir. En yakın örnek Dünya gezegeninin tek uydusu olan Ay’dır.

Yapay uydular ise insanlar tarafından yapılan uydulardır. Yeryüzünde yapılıp, roketler aracılığıyla dünya etrafındaki değişik uzaklıklardaki yörüngelere yerleştirilirler. Yer yüzünden 24 saat süreyle izlenir ve kontrol edilirler. İlk uydu olan Sputnik-1’in 1957 yılında Sovyetler Birliği tarafından uzaya gönderilmesinden bu yana, yüzlerce uydu dünyanın etrafındaki değişik yörüngelere yerleştirilmişlerdir.

Uydu Televizyon Yayını Tekniği

Uydu Televizyon Yayın Sistemi ve Temel Özellikleri

Yapay uydular günümüzde değişik amaçlarla kullanılmaktadır. Yörüngelerine ve kullanım alanlarına göre ayrılırlar. Uyduların hizmete girebilmesi genel olarak üç aşamada gerçekleştirilir:

1. Uydunun yapımı
2. Uydunun yörüngesine gönderilmesi
3. Uydunun yörüngeye oturtulması

Uydu yapımı ileri teknolojileri gerektirir. Ayrıca uydu yapım yerleri tozdan arıtılmış, belirli ısılarda ve çok temiz olmalıdır. Öncelikle kullanım amacı belirlenerek tasarımı yapılır ve yapımına geçilir. Yapımda kullanılacak tüm mekanik aksam malzemesi özel olarak imal edilir ve malzemeler hassas olarak test edilir. Kullanılacak her türlü malzeme ve uyduya yerleştirilecek cihazlar çok hafif olmalıdır. Gereksiz her ağırlık, uydunun fırlatılmasında ve daha sonra yörüngede hizmet vermesi sırasında ciddi sorunlara yol açabilir.

Uydunun çalışabilmesi için elektrik enerjisine ihtiyaç vardır. Gerekli elektrik enerjisi, uydunun yanlarına yerleştirilen güneş panelleri aracılığıyla sağlanır. Güneş panelleri, uydunun güneş gördüğü süre içinde devamlı olarak şarj olurlar.

Uydu üzerine, gelen sinyallerin alınması (up-link) ve yeryüzüne gönderilmesi (down-link) için çanak antenler yerleştirilir. Bu antenlerin, uydu hareketi nasıl olursa olsun aynı bölgeye yönlendirilmiş olmaları gerekir.

Yapımının ve testlerinin tamamlanmasından sonra uydu bir roket üzerine yerleştirilerek, yörüngesine gönderilir. Uydu kapsülden dışarıya çıktıktan sonra, uydu yer merkezinden kumanda edilmeye başlanır. Katlanmış olarak duran güneş panelleri açılır. Değişik komutlarla uydu yörüngesine yerleştirilir. Uydu hizmet vermeye başlamadan önce belirli bir süre test edilir ve gerekli ölçümler yapılır. Testler bittikten sonra artık uydu hizmete hazırdır.

Analog Uydu Televizyon Yayını

Analog Uydu Yayınının Temel Özellikleri

Yörüngelerine Göre Uydular

Uydular yeryüzünden olan yüksekliklerine veya yörünge türlerine göre de sınıflandırılırlar;

1. Alçak Yörüngeli Uydular (Low Earth OrbitLEO)
2. Orta Yörüngeli Uydular (Medium Earth OrbitMEO)
3. Yer Eşzamanlı veya Durağan Yörüngeli Uydular (Geostationary Earth Orbit-GEO)

Kullanım Alanlarına Göre Uydular

Yukarıda belirtilen yörüngelere yerleştirilen uydular değişik amaçlar için kullanılırlar. Kullanım alanlarına göre uydular :

1. Araştırma Uyduları
2. Meteoroloji Uyduları
3. İletişim Uyduları
4. Konum Belirleme Uyduları
5. Gözlem Uyduları
6. Askeri Uydular

Yer Eşzamanlı veya Durağan Yörüngeli Uydular

Tarihçe

Yer Eşzamanlı Uydular, Wireless World dergisinin Ekim 1945 sayısında Arthur C. Clark’ın (1917-2008) yayınladığı bir makaleyle ilk defa gündeme gelmiştir. Clark ünlü bir İngiliz bilim kurgu yazarıdır. Yazdığı bilim kurgu romanı 2001: Bir Uzay Macerası (2001: A Space Odyssey) ile meşhur olmuştur. Roman, yönetmen Stanley Kubrick tarafından sinemaya uyarlanmıştır.

Dergide yayınlanan makalenin başlığı “Üstün Karasal Röleler. Roket İstasyonları, Dünyanın Tamamını Radyo Yayınlarıyla Kapsayabilir mi?” (Extra-Terrestrial Relays. Can Rocket Stations Give World-wide Radio Coverage?)’di.

Clark’ın makalesinde belirttiği yörünge, yeryüzünden 35786 kilometre uzakta ve ekvatora paralel bir yörüngedir. Günümüzde Clark Yörüngesi olarak da adlandırılan bu yörüngeye Yer Eşzamanlı Yörünge veya Durağan Yörünge (Geostationary Orbit) adı verilmektedir. Clark’ın belirttiği teorik görüşleri ancak, makalenin yayınlanmasından 25 yıl sonra gerçekleştirilecektir.

Yer Eşzamanlı Uyduların Özellikleri

Yer Eşzamanlı Uyduların dönüşü, dünyanın dönüş yönüyle aynıdır. Bu yörüngede dönen uydu bir turunu 24 saatte tamamlar. Bilindiği gibi dünya da kendi etrafında bir dönüş turunu 24 saatte tamamlamaktadır. Dünya ile eş zamanlı dönmelerinden dolayı, yerleştirildikleri yörüngede sabit olarak kalırlar. Günümüzde, sinyal aktarma işlemi sadece “Uyduya Çıkış” ve “Uyduya İniş” olarak yapılmaz.

Bu işlemler devam ederken Uyduların kendi aralarında da sinyal aktarma işlemi vardır.

Bir televizyon yayınının, ülke geneline veya kıtalar ve okyanus ötesine gönderilebilmesi için, Uydu Yer İstasyonlarından yararlanılır. Uydu alıcı sistemleri, bir alıcı çanak anten (dish) ve bir uydu alıcısından (receiver) oluşur. Uydudan gelen sinyal GHz biriminde çok yüksek bir frekanstır. Bu frekans alıcı çıkışında MHz birimi olan daha düşük frekansa dönüştürülür ve televizyon alıcısına gönderilir.

Uydu Frekans Bandları

Telefon, faks, televizyon, video, ses ve veri haberleşmesi için kullanılan uydularda kullanılan frekans çok yüksektir. Frekans bantı; L, S, C, X, Ku, K ve Ka olarak adlandırılır.

Uydu Frekans Bandlarının Kullanım Alanları

• L-band (GPS (Global Positioning System): Küresel Konumlandırma Sistemi; uydu mobil telefonlar; Inmarsat uydu sisteminde deniz, kara ve hava iletişiminde; uydu radyo yayınlarında.
• S-band : Hava radarı, su üstü gemi radarı, bazı iletişim uyduları, uzay mekiği ve uzay istasyonu arasında iletişimde.
• C-band : Uydu iletişimi, televizyon yayınları, genellikle tropik yağışın olduğu bölgelerde.
• X-band : Silahlı kuvvetler (ordu), hava izleme, hava trafik kontrolü, deniz gemi trafiği kontrolü, savunma izleme ve araç hızı tespitinde.
• Ku-band : Uydu iletişimi, uydudan inişte (downlink)
• Ka-band : Uydu iletişiminde ve askeri uçaklarda yüksek çözünürlüklü, yakın mesafedeki hedefleme radarlarında.

Uydu Frekans Planı

Uyduya çıkış ve iniş için aynı frekansların kullanılması halinde birbirlerini etkileme sorunu ortaya çıkabilir. Bu nedenle transponderde frekans değişikliği yapılır.

• MSS (Mobile Satellite Service): Gezgin Uydu Hizmetleri
• FSS (Fixed Satellite Service): Sabit Uydu Hizmetleri
• FS (Fixed Satellite): Sabit Uydu
• B (Broadcast): Yayın
• BS (Broadcast Satellite): Yayın Uyduları
• Mobile: Gezgin

Ayakizi (Footprint)

Uyduya çıkan yayınlar, yayın kapsama alanı içindeki alıcı çanak antenleriyle alınıp izlenebilir.

Her uydu, hizmet vereceği yer belirlenerek yörüngesine gönderilir. Örneğin; uydu, Türkiye üzerinde hizmet verecekse uydu üzerinden yapılacak yayınlarda;

• En güçlü sinyallerin alındığı bölge 1. Ayak izinin alındığı bölgedir. Bu bölgede sinyaller güçlüdür.
• 2. Ayak izinin olduğu bölge Türkiye sınırlarının biraz daha dışındadır. Bu bölgedeki sinyallerin gücü, 1. Ayak izinin olduğu bölgedekinden daha zayıftır.
• Ayak izinin bulunduğu bölgeyse Türkiye sınırlarından daha uzakta olan bir bölgedir. Bu bölgedeki sinyaller, 1. Ayak izinin bulunduğu bölgeye göre oldukça zayıftır.

Televizyon Yayınlarının Uydu ile Aktarılması ve Yayınlanması

Televizyon yayınları sırasında, herhangi bir yerden canlı yayın yapılacaksa uydu kullanımı, iki aşamada gerçekleşir:

1. Canlı yayının yapılacağı yerdeki mobil araç üzerinde bulunan vericinin çanak anteniyle Aktarma Uydusuna sinyaller gönderilir. Bu uydunun görevi uzakta bulunan televizyon stüdyosuna, haberlerin aktarılmasıdır.
2. Televizyon stüdyosunda bulunan alıcının çanak anteniyle sinyaller alınır ve stüdyoya gönderilir. Sinyallerin içerdiği ses ve görüntü, yayın masasından geçirilir ve stüdyo çıkışı olarak, bir başka uyduya gönderilir. Bu uydunun göreviyse televizyon programlarını yayınlamaktır.

Sayısal Uydu Televizyon Yayını

Sayısal Uydu Yayınının Temel Özellikleri

Sayısal teknolojilerin gelişmesi, uydu yapımından uydu yayınına kadar olan süreçte, bir çok yeni teknolojilerin de üretilmesine neden olmuştur. Getirdiği bazı yenilikler şöyle özetlenebilir:

• MPEG-2, MPEG-4, MJPEG, JPEG, HEVC gibi video sıkıştırma teknikleri kullanılarak yayın yapılır.
• Ses sıkıştırma teknikleri kullanılarak yüzlerce kanal radyo yayını oluşturulabilir.
• Sanal Özel Ağ (Virtual Private Network) hizmeti verilebilir.
• DVB-S, Avrupa dijital uydu yayın standardıdır. Uydu üzerinden görüntü sıkıştırma teknikleri kullanılarak aynı kanaldan fazla sayıda televizyon yayınlarının yapılması sağlanır.
• DTH ile, Yüksek Çözünürlüklü (HD) kanalları, daha fazla kanalı da izleyebileceksiniz ve paketi tercihlerinize göre özelleştirebilirsiniz.
• Uydu haber toplama (Digital Satellite News Gathering-DSNG), mobil haberleşme cihazlarının dünya çapında haber yayını amacıyla kullanılmasıdır.

VSAT (Very Small Aperture Terminal)

VSAT sistemi uydu üzerinden değişik amaçlarla çift yönlü iletişim hizmetleri sağlayan küçük yer istasyonlarıdır. Sayısal teknolojilerin uydularda kullanılmasıyla VSAT uygulama alanları genişlemiştir.

VSAT sistemi aşağıdaki birimlerden oluşur;

• Paylaşımlı Merkez Yer İstasyonu (Hub İstasyonu)
• Birbirinden uzakta bulunan uydu alıcı vericileri

TÜRKSAT Uydu Filosu ve Özellikleri

Dünya genelinde uluslararası uydu kuruluşlarının ve ülkelerin hizmet veren yüzlerce uydusu vardır. Özellikle Yer Eşzamanlı Uydular yaygın olarak kullanılmaktadır. Ülkemizde Türksat Uydu Haberleşme Kablo TV ve İşletme A.Ş.’nin bir uydu filosu bulunmaktadır. Türksat; ilk uydusu 1B ile 1994 yılında hizmet vermeye başlamıştır. TÜRKSAT bugüne kadar 1B, 1C ve 2A uyduları ömürlerini tamamlamıştır ve hizmet dışıdır. TÜRKSAT 3A, 4A ve 4B uyduları ile hizmetlerine devam etmektedir.