Uydu Haberleşme Sistemleri Nedir?
Uydu haberleşme sistemi, coğrafi sınırlamalardan bağımsız olarak karasal altyapının olmadığı veya yetersiz olduğu yerlerde, geniş bir kapsama içerisinde, birçok noktanın birbiri ile haberleşmesini sağlayan ve bu amaçla uyduları kullanan bir rf teknolojisidir.
Bu kapsamda, ISNET 2002 yılında almış olduğu SSP lisansı ile Türksat , Intelsat ve Viasat uyduları üzerinden , yüzde 99,5 in üzerinde bir erişim kalitesiyle müşterilerine uydu hizmeti sağlamaktadır.
Uydu Haberleşme Sistemleri Nedir ve Nasıl Çalışır?
Uydu haberleşme sistemleri Dünya'nın yörüngesindeki iletişim uyduları aracılığıyla bir yerden başka bir yere bilgi taşıyan sistemlerdir. Yeryüzündeki çeşitli noktaların arasında iletişim kurmak amacıyla yapay uydular kullanılarak bir tür kablosuz iletişim sistemi oluşturulmakta olmakta olup, mimari yapısı üç ana kısımdan oluşmaktadır. Bunlar, uyduları içeren uzay kesimi , uydu komuta kontrol, gateway sistemi ve kullanıcı terminallerini içeren yer kesimi olarak tanımlanabilir.
Bu mimari yapıyı biraz daha detaylandıracak olursak, DVB-S2 ve DVB-S2X protokollerini kullanan uydu linkleri, mikrodalga (RF) sinyalini uyduya gönderen bir verici yer istasyonu, bu sinyali uydudan alan bir alıcı yer istasyonu ve yer istasyonundan aldığı uplink frekansını downlink frekansına dönüştüren ve tekrar güç optimizasyonu yapan bir uydudan oluşmaktadır. Bir uydu ağı star topoloji (uydu hub/gateway üzerinden datanın ilgili kullanıcıya aktarılması), mesh topoloji (direk uydu üzerinden bir kullanıcının diğer bir kullanıcıyla haberleşmesi) ve bu iki topolojinin kombinasyonu şeklinde tesis edilebilir.
ITU (International Telecommunication Unit) tarafından yörünge ve frekans kullanım hakları belirlenen, uydu haberleşme sistemlerinde kullanılan frekans bantlarını L-Band (1-2 GHz), C-Band (4-8 GHz), X-Band (8-12 GHz), Ku-Band (12-18 GHz) , Ka-Band (27-40 Ghz) ve gelecekte popüler olması beklenen V-Band (40-75 GHz) olarak ifade edebiliriz.
ISNET servislerinde , uydu internet için ka-band , kapalı devre uydu mpls hizmeti için ise ku-band kullanılmakta olup, star topoloji ve müşteri ihtiyaçları doğrultusunda SCPC (single channel per carrrier) devre şeklinde hizmet sağlanmaktadır.
Genelikle sabit sistemler için çanak antenler (74 cm, 98cm , 1.2m , 1.8 m, 2.4 m çapında) tercih edilmektedir. Ancak, bu terminallere ilave olarak düz panel ve faz dizinli antenler kullanılmaya başlamıştır. Bunların en büyük avantajı yüksek kazanç ile birlikte kurulum kolaylığı sağlaması ve ışıma yönlendirme yapabilmesidir.
Uydu haberleşme sistem mimarisinde en önemli kısmı teşkil eden uydular , kütlelerine, görevlerine ve yörüngelerine göre sınıflandırılmaktadır. Her uydu belirlenen plan ve projeye göre geliştirilir , kapsama alanı çalışmaları yapılır. Yörüngelerine göre sınıflandırdığımızda;
· Jeostatik Dünya Yörüngesi (GEO): bu yörüngedeki uydular Dünya'nın yörüngesiyle aynı hızda , senkron bir şekilde hareket ederler. Gezegene en uzak yörünge olup, 35786 km yaklaşık 36000 km de konumundadır. ISNET bu yörünge de müşterilerine 100 Mbps ‘a kadar olan hızlarda uydu erişim hizmeti sağlamaktadır.
· Orta Dünya Yörüngesi (MEO): 2.000 ila 35.000 kilometrelik bir irtifada bulunur. Yörünge döngüsünü 2 ila 8 saatte tamamlarlar. Yine bu yörünge ile GEO yörünge sennron çalıştırılarak syazılım tabanlı uydular ile hybrit uydu servisi verilmeye başlanmıştır.
· Yüksek Ekliptik Yörünge (HEO): Dünya yüzeyinden 1.000 ila 42.000 kilometre yükseklikte, eliptik bir yörüngede gezegenin etrafında döner. Dünya'ya yakınken uzakta olduğundan çok daha hızlı hareket eder.
· Alçak Dünya Yörüngesi (LEO): GEO uydularına kıyasla oldukça küçüktür. 160 ila 2.000 kilometrelik bir irtifada dönen bu uydular Dünya'ya oldukça yakındır. Son dönemde , alçak yörünge uydularında , geniş bant uydu servis hizmetleri sağlanmaya başlanmış olup , önde gelen Starlink, Oneweb gibi servis sağlayıcılar ile düşük latency ve yüksek hızlarda internet hizmeti verilmektedir.
Alçak yörünge uydularından geniş bant uydu servisi sağlayabilmek için ISNET olarak BTK nezdinde sürdürülen regülasyonlar takip edilmekte olup , bu hizmetinde de sağlanması hedeflenmektedir.
Uydu Haberleşme Sistemlerine Neden İhtiyacımız Var?
Günümüzde uydu haberleşme sistemleri yayıncılık, telekomünikasyon ve askerî uygulamalar dâhil olmak üzere birçok farklı amaçla kullanılarak hayatı kolaylaştırır. Uydu haberleşme sistemlerinin karşıladığı global iletişim ihtiyaçlarından bazılarını şu şekilde sıralayabiliriz:
· Televizyon ve radyo yayınlarını, canlı yayınları ve internet erişimini her gün dünyanın farklı yerlerine ulaştırır.
· Telefon görüşmelerinin yapılmasını, verilerin, kısa mesajların, fotoğrafların ve video yayınlarının paylaşılmasını mümkün hâle getirir.
· Uydular, uzayı Dünya'nın yüzeyindeki teleskoplardan daha iyi görebilir. Bunun nedeni uyduların, atmosferdeki bulutların, tozun ve yerden görüşü engelleyebilecek moleküllerin üzerinde olmasıdır. Bu sayede uydu iletişim sistemleri uzayın gözlemlendiği bilimsel çalışmalarda kullanılır.
· İstihbarat toplama, keşif, navigasyon ve gizli iletişim gibi askerî uygulamalarda kullanılır. GPS gibi uyduların sahip olduğu görüş yeteneği Dünya'nın çeşitli alanlarının aynı anda görülmesini sağlar. Bu sayede yerdeki iletişim araçlarından daha hızlı şekilde daha fazla veri toplanabilir.
· Hava durumu ve iklim gözlemi yöntemlerini kolaylaştırarak meteorolojik araştırmalara yardımcı olur.
· Afet durumunda ihtiyaç duyulan acil iletişimin ve koordinasyonun sağlanmasını ve verilerin toplanmasını kolaylaştırır.
Acil Durumlarda Uydu Haberleşme Sistemlerinin Rolü
Uydu internet sayesinde karasal bağlantı olmayan noktalarda internete erişilebilir, mevcut haberleşme sistemleri yedeklenebilir. Dolayısıyla uydu iletişimleri, geleneksel altyapı zarar gördüğünde iletişimi sürdürmek için kullanılan kritik bir araçtır.
İklim kaynaklı doğal afetler (depremi sel, yangın vb.) gibi durumlarda, çatışmalar ve savaşlar gibi büyük ölçekli acil durumlarda karasal iletişim ilk zarar gören unsurlardan biri olur. Örnek olarak, Ülkemizde yaşanan deprem felaketinde Hatay, Kahramanmaraş, Gaziantep ve Adıyaman başta olmak üzere 10 ilimiz etkilenmiştir.
Birçok TT POP noktası kullanılamaz durumdayken iletişim neredeyse durma noktasına gelmiş ve ISNET tarafından gerek çadırkent yaşam alanlarına gerekse kritik servisler için mobil ve sabit platformlarda flyaway ve autopointing uydu terminalleri kullanılarak Ka-Band uydu internet sistemleri tesis edilmiştir. Bu sayede bölgede yaşayan vatandaşlarımızın banka gibi kritik işlerimlerinin yapılmasını, yakınları ile iletişim kurmasını kıscası yaşam faaliyetlerinin sürüdürülmesine katkı sağlanmıştır.
Uydu tabanlı iletişim sistemleri kara tabanlı iletişim sistemlerine kıyasla daha dayanıklıdır ve daha geniş kapsama alanına sahiptir. Bu sayede acil durumlarda koordinasyon merkezlerini ve müdahale ekiplerini bilgilendirmek için kritik bir bağlantı ve veri alışverişi imkânı sağlar.
Peki, acil durumlarda ve olası felaket senaryolarının yaşanması hâlinde uydu haberleşme sistemleri hangi aşamalarda rol alır?
Doğal Afetlerin Tahmini
Uydu iletişim sistemleri olumsuz hava koşullarının ve iklim değişikliğinin etkilerinin yaşandığı bölgelerde doğal bir felaketin zamanını önceden tahmin etmek için yapılan çalışmalarda rol alabilir. Kasırga ve tsunami gibi tehditleri tahmin etmek, sağlanacak kamu hizmetlerinin duyurularını ulaştırmak, güvenlik yönergeleri, tahliye planları ve sığınak yerleri hakkında bilgi sağlamak için kullanabilir.
Acil Durum Anında Bilgilendirme
Uydu tabanlı iletişim kanalları, daha düşük hasar veya kesinti riski taşıdığından genellikle karasal ağlar tehlikeye girdiğinde de çalışır durumda kalır. Bu sayede herhangi bir felaket anında insanları bilgilendirmek için güçlü bir araç olarak kullanılabilir.
Acil Durum Sonrası Hasar Tespiti
Uydu iletişim sistemleri büyük bir depremin ardından yer hareketleri ve yapısal hasar hakkında veri toplamak için kullanılabilir. Etkilenen bölgelere yerleştirilen sismik sensörler, uydu sistemlerine gerçek zamanlı bilgi iletebilir. Jeologlar ve mühendisler binalardaki ve altyapıdaki hasarları tespit ederek güvenli olmayan alanları belirleyebilir. Benzer şekilde merkezlere uzak bölgelerdeki heyelan, çığ, orman yangını ve sel gibi afetlerin etkileri, toplanan verileri bir uydu ağına ileten yüzlerce sensör tarafından izlenebilir.
Kurtarma ve Yardım Operasyonları
Uydu telefonları seyrek nüfuslu, eski veya hasarlı altyapıya sahip alanlarda bile iletişim bağlantılarının kurulmasına olanak sağlayan geniş bir kapsama alanına sahiptir. Benzer şekilde altyapı hasarı veya kesintisi durumlarında uydu internetin bağlantıyı sürdürebilme yeteneği acil durum müdahalelerinin etkinliği için kritik öneme sahiptir. Uydu telefonları ve uydu interneti sayesinde acil durum görevlileri gerçek zamanlı verilere erişerek zor durumdaki bireylerle hızlıca iletişim kurabilir, kurtarma ve yardım çalışmalarını koordine edebili
Yukarıda bahsedilen hususları kısaca özetlemek gerekirse , yine ISNET in de süreci yakın takip etmiş olduğu alçak yörünge cubesat/smallsat uyduları üzerinden , ilgili yerlere konumlandırılan sensor verilerinin (elektrik , su sayaçları, doğal afet tahmin sensörleri, güneş enerji santralleri üretim verileri, rüzgar enerjisi üretim verileri vb ) , dünyanın neresinde olursanız otomatik olarak istenilen merkeze aktarılabilir. Düşük data ratelerde olan bu sensör verileri küçük uydular üzerinden çok düşük maliyetli uydu modem ve terminalleri ile karasal altyapıya bağımlı olmaksızın uydu haberleşme teknolojisi sayesinde sağlanmaktadır.