Bir uydu ağı, onu kontrol etmek için bir alıcı-verici kullanan yer tabanlı bir istasyona sahiptir. Ağ ayrıca, kullanıcıların uydu sistemi aracılığıyla iletişim gönderip almaları için yer istasyonlarına sahiptir.
Uydu Haberleşmesi Nedir ve Nasıl Çalışır?
Uydu, Dünya’dan sinyalleri alıp aynı yere veya farklı bir konuma geri gönderebilen uzaydaki bir cihazdır.
Bu sistemler GigaHertz seviyesinde yüksek hızlarda veri gönderir, maliyetlidir ve genellikle büyük şirketler veya kurumlar tarafından kullanılır. Bir çok noktada şubesi olan bir firma için mesafe ve zamandan tasarruf sağlar.
Uydu Ağı Bileşenleri
Transponderler
Transponder cihazları sinyalleri alır ve gönderir. Sinyalleri toprağa döndürmeden önce güçlendirirler ve paraziti önlemek için frekansı değiştirirler.
Dünya İstasyonları
Yer istasyonları uydu alımını kontrol eder ve terminaller arasındaki ara bağlantıyı düzenler. Ayrıca çıkış kanallarını yönetir, verileri kodlar ve aktarım hızını kontrol eder. Üç alıcı istasyon, bir anten ve bir yayın istasyonu vardır.
1. Alıcı İstasyon
Alıcı istasyon, verici istasyondan gelen tüm bilgileri alır ve uyduya gönderir.
2. Anten
Anten, uydudan gelen sinyali alır ve odak noktasındaki besleyiciye gönderir. İyi bir anten paraziti ve gürültüyü azaltabilir. Antenler, alma ve iletme için cihazlara sahiptir.
Antenlerin sinyal modellerini ayarlayarak, dünya çapında yalnızca bir ülkenin alanını kapsayabiliyoruz.
3. Yayın İstasyonu
Bir yayın istasyonunun bir vericisi ve anteni vardır. Sinyalleri iyi göndermek için güvenilir güce sahiptir. Anten çağrıyı alır ve uygun modülasyon ve taşıyıcı ile uyduya gönderir.
Hava, rehberlik olmaksızın fiziksel iletim için kullanılan birincil ortamdır. Uydulara gönderilen mikrodalga sinyalleri yağmur yağarken bile güçlü kalır. 100 MHz ile 10 GHz arasında düşük veya yüksek frekans da olabilir.
Uydu yayınları veri yolu ve faydalı yük olmak üzere iki kısımdan oluşur. Otobüs, yükün nasıl çalıştığını kontrol eder. Yük, kullanıcının bilgilerini taşır.
Uydu TV sinyalleri yalnızca tek yönlü gönderir. Bazen bir uyduya sinyal gönderen tek bir yere ve ondan çağrı alan birçok işletmeye sahip olmak çok önemlidir.
Yer istasyonları, farklı iki yönlü hizmet türleri için sinyal gönderip alabilir. Küçük antenler ve düşük güçlü vericiler uydu hizmetlerinde birçok kullanıcıya hizmet verebilmektedir.
Uygu Ağı Rise Modeli
Yükseliş modelinde bir uydu sisteminin ana bileşeni, yer istasyonu vericisidir. Bir vericinin dört bölümü vardır: bir IF modülatörü, bir IF-RF mikrodalga dönüştürücü, bir yüksek güçlü amplifikatör ve bir spektrum bandı sınırlayıcı.
IF modülatörü giriş sinyallerini değiştirir ve dönüştürücü bunları uydu iletimi için ayarlar. HPA, sinyalin aktarıcıya ulaşacak kadar güçlü olduğundan emin olur.
Transponder
Bir transponder, giriş ve çıkış bandı sınırlayıcı cihazlara, yükselticilere ve bir frekans dönüştürücüye sahiptir.
Transponder, bir mikrodalga tekrarlayıcı gibi çalışan bir tekrarlayıcı görevi görür. Diğer transponder kurulumları da sinyalleri tekrarlayabilir.
BPF girişi, LNA girişine uygulanan toplam gürültüyü sınırlar ve bir tünel diyottur. LNA’nın çıkışı bir frekans dönüştürücüye, bir osilatöre ve bir BPF’ye gider. BPF, yüksek frekanstan düşük frekansa değişir.
TWT amplifikatörü, yer istasyonu alıcılarına daha iyi iletim için RF sinyalini güçlendirir. SSP (Katı Hal Amplifikatörü), TWT’lerden daha tutarlı bir seviye de elde edebilir. Ayrıca SSP cihazları en fazla 50 watt güç üretebilirken TWT’ler 200 watt güç üretebilmektedir.
Drop Modeli
Bir yer istasyonu alıcısının bir giriş BPF’si, bir LNA’sı ve bir RF – IF dönüştürücü aygıtı vardır ve BPF, giriş gürültüsünün gücünü LNA ile sınırlayarak çalışır.
LNA, tünel diyot amplifikatörü veya parametrik amplifikatör, hassas, düşük gürültülü bir cihazdır. RF-IF dönüştürücü, RF sinyalini bir IF frekansına dönüştüren bir kombinasyon karıştırıcı filtre görevi görür.
Yörünge Uyduları
Yörüngesel uydular, Dünya’yı alçak irtifa eliptik veya dairesel bir düzende yörüngeye sokar. Bir uydu Dünya ile aynı yönde ve daha hızlı hareket ettiğinde, bu ilerleyen bir yörüngedir. Ters veya aynı yönde ama daha yavaş hareket ederse, bu bir retrograd yörüngedir.
Uydular Dünya’nın yörüngesinde döner ve her 15 dakikada bir tam bir dönüş yapar.
Yörüngesel uyduların bir dezavantajı vardır: yer istasyonları kurmak zordur ve gerekli ekipman maliyetlidir. Her yer istasyonu, her yörüngedeki uyduları bulur ve ardından antenlerini uyduya bağlar. Bu uyduların en önemli avantajı yörüngelerinde kalabilmeleri için tahrik motorlarına ihtiyaç duymamalarıdır.
Yörünge uydularının bir başka özelliği de apogee ve perigee’dir. Apogee, yörünge uydusunun Dünya’dan ulaştığı en uzak mesafedir. Perigee, zıt yöndeki en küçük alanı ifade eder. Kenar çizgisi, yerberi ile yeröteyi birleştiren, Dünya’nın merkezindeki çizgidir.
Geostationary/Sabit Duran Uydular
Sabit uydular, Dünya ile aynı hızda bir daire içinde hareket eder ve Dünya üzerindeki belirli bir noktanın üzerinde bir noktada kalır.
Bu uyduların ana avantajı, Dünya üzerindeki tüm istasyonlar için her zaman %100 erişilebilir olmalarıdır. Yani bir uydunun gölgesi, görünür bir yolu olan tüm istasyonları içerir ve uydu antenlerinin radyasyon modelindedir.
Ana dezavantaj, onları yörüngede sabit tutmak için gelişmiş ve ağır tahrik cihazlarına ihtiyaç duymalarıdır. Jeosenkronize bir uydunun yörünge süresi, Dünya ile aynı 24 saattir ve sabit bir yörüngenin tipik parametreleri yörüngelerdir.
Sabit bir yörüngedeki bir uydunun yüksekliğini ve hızını belirlemek için Fiziği kullanabilirsiniz. Bir yerdurağan uydunun dönmesinin ne kadar sürdüğünü bilmek istediğinizi varsayalım. Bu durumda, Dünya’nın dönüşü ile aynı zamandır.
Güneş yerine uzaktaki bir yıldızı kullanarak Dünya’nın dönmesinin ne kadar sürdüğünü hesaplayabiliriz. Bu yıldızın tam dönüşünü tamamlaması 23 saat 56 dakika ve 4,1 saniye sürer.
Kuvvet
Bir uydunun Dünya yörüngesinde dönerken izleyebileceği üç yol vardır.
- Ekvator Yörüngesi: Ekvator yörüngesi, uydunun ekvator üzerinde daire çizdiği zamandır.
- Kutupsal Yörünge: Bir uydu, kuzey ve güney kutupları üzerinde dönerken kutupsal bir yörüngededir.
- Eğimli Yörünge: Kurulum farklı bir yörüngede hareket ettiğinde buna eğimli yörünge denir.
Yükselen Düğüm
Yükselen bir düğüm, yörüngenin ekvator düzlemini güneyden kuzeye geçtiği yerdir. Ek olarak, azalan bir düğüm, yörüngenin ekvator düzlemini kuzeyden güneye geçtiği bir noktayı ifade eder.
Bir uydunun yörüngesini ölçmek için bir referans noktası bulmamız gerekiyor. Bir yıldız, Dünya yüzeyindeki bir nokta veya ağırlık merkezi olabilir. Düğüm çizgisi Dünyanın merkezinden geçer ve yükselen ve alçalan düğümleri birbirine bağlar.
Boylam Çizgileri
Boylam çizgilerinin konumu kuzeyden güney kutbuna kadar uzanır. Greenwich’ten geçen meridyen, merkezi meridyen veya sıfır derece boylamdır. Toplamda 18 tam daireye eşit 360 çizgiye sahiptir.
Enlem çizgileri, ekvatora paralel uzanan dairelerdir. Kısacası, boylam çizgileriyle birleştirildiğinde Dünya yüzeyindeki noktaların bulunmasına yardımcı olurlar.
Bir anteni bir uyduya yöneltmek için, açıyı ve yönü, uydunun yüksekliğine ve Dünya yüzeyine göre konumuna göre hesaplamanız gerekir.
Yükseklik Açısı
Yükseklik açısı, dalganın yönü ile uydu ve yer anteninin yükselişi arasındaki açıdır. Küçük bir perde, dalganın atmosferde daha uzağa gittiği anlamına gelir, bu da gelgitte absorpsiyona ve gürültü kirliliğine yol açar.
Dolayısıyla, yükseklik açısı çok küçük ve dalganın atmosferdeki mesafesi daha kısa ise iletim yeterli olacaktır.
Azimut
Azimut, bir antenin yatay işaret açısıdır. Yüzünüzü kuzeye çevirerek başlayın, ardından doğuya bakana kadar sağa dönün. Sizi 900 azimutta tutacak.
Güney yönünü 1800 ve batı yönünü 2700 olarak alabilirsiniz. Fakat, yer istasyonu ve uydunun konumuna göre yükseklik ve sıralama değişebilir.
Uydu Ağları İçin Sınıflandırmalar
Haberleşme uydu sistemleri, döndürücüler ve üç eksenli dengeleyiciler için iki ana sınıflandırma vardır. Dönen uydular, dönüş sağlamak için dönen gövdelerinin açısal hareketini kullanır. Bunun sonucunda, süreci stabilize eden uydular, Dünya yüzeyi ile birlikte hareket etmez.
Sabit bir yörüngedeki uydular, belirli bir konumdaki alanı ve frekansı paylaşır. Birisi onlara ekvatorun üzerinde belirli bir boylam atar. Kullanılan alan, iletişim frekans bandına bağlıdır.
Uydular, paraziti önlemek için kendi aralarında boşluk bırakmalıdır. 6/4 ve 14/12 GHz bantları iletişimi kolaylaştırır.
Taşıyıcının frekansı ne kadar yüksek olursa, anten çapı o kadar küçük olur. Sonuç olarak, yerli uyduların çoğu, karasal mikrodalga sistemler için de kullanılan 6/4 GHz bandını kullanır.
Bir uydu sistemi kurarken, mevcut mikrodalga bağlantılarını korumak çok önemlidir.
İlgili Yazılar
1) BGAN (Broadband Global Area Network)
2) Yapısal Kablolama Nedir?
3) Ağ Topolojileri
4) CDMA Sistemi
5) GSM Sistemi