DÜNYA HABERLEŞME SİSTEMLERİNDE YENİ KISA DEVRE BULMA YÖNTEMLERİ

Dünya Haberleşme Sistemlerinin Çalışma,

Teknik ve Ekonomik Durumları

'

Halûk KATIRCIOĞLU PTT

ÖZET Bu yazıda, haberleşme aracı olan kablo ve uydu sistemleri; yetenek, maliyet ve üstünlük bakımından birbirleriyle karşılaştırılmaktadır.

SUMMARY tn this paper, cable and satellite media of communication are discussed, and a comparision is made vcithin their capabilities, costs and relative advantages.

1. GiRiŞ

1956 yılında 36-kanalh deniz altı kablosunun Okyanusa atılmasından sonra kıtalararası ha-berleşmenin gelişmesi çok çabuk oldu.

Yüksek kaliteli haberleşme kanalları, mevcut ihtiyaçların giderilmesinde ve isteklerin artmasında da büyük rol oynadılar. Bu artan isteği karşılamak için var olan araçlar, uydu ve kablo teknolojisinin yetenekleri, maliyetleri ve üstünlükleri bu yazıda açıklanacaktır.

2. KABLO VE UYDU SiSTEMLERiNiN TARiHi GELİŞMESİ

2.1 Başlangıç :

Bugün, kelimeden de anlaşılabileceği gibi, haberleşmenin kökü yaşantının temposunu hızla arttıran endüstriyel gelişmededir. Devrinin bir harikası olan elektriksel telgrafın hızla yayıh masından sonra, millî sınırlar dışına taşması çok sürmedi. 19. yüzyıl sonunda telgraf kablolaı'i okyanus yatağını aşmıştı.

Çeyrek yüzyıl sonra, okyanus aşın telefon bir gerçek oldu. Termiyonik aletler, yüksek frekans cadyo ağı, dünyanın etrafını sardı.

Yine, yirmi beş yıl sonra, okyanus aşın telefon için repertörlü kabloların ilk uygulaması başanyla gerçekleşti, bu ortam gittikçe güçlendi, son yıllarda, yeni bir uygulama olan uydular, haberleşme dünyasına girdi.

22 Okyanus aşın telefon kablo sistemi :

önceleri, en büyük gelişme denizaltı kablola1 rında oldu. Yapılan çalışmalar ilerledikçe, ingiltere'de kullanılan 36 kanallı sistemlerden 80, 160, 360 kanallı sistemlere geçildi. Bu devirde yan iletkenler, katı-duruni cihazlan henüz bulunmamış olduğundan, bu sistemler tüp tekniğine dayanmaktaydı.

Tasanmcılar ve mühendisler; katı^durumlu cihazlann, denizaltı sistemlerinde aranılan güvenirlilik ve uzun ömür gibi üstünlükleri sağlıyacak durumda olduklannı anlayınca, daha geniş bandh ve daha çok kapasiteli sistemler üzerindeki çalışmalarını yoğunlaşırdılar. Sonuçlar çok mükemmeldi. 640 devre kapasiteli katı-du-

İlk uzun menzilli okyanus aşırı kablo bağlantısının başarısı elde edildikten sonra, 10 yıl içinde dünya ana yollan üzerinde trafik isteğini karşılayabilecek geniş kablo sistemleri yapıldı.

2.3 Uydu haberleşmesi :

îlk pasif aletlerle Amerika'da elde edilen başarı; devre kapasitesi en az 'kullanılan kablo sistemlerininkine eşit olacak şekilde aktif haberleşme uyduları fikrini doğurdu. Telstar ve Relay alçak yörünge projelerinin başansı, Syncom'dan (Şafak Kuşu) Early Bird'e kadar haberleşme uydularının ticari önemini gösterdi. International Telecommunications Satellite Consortium (Intelsat) hem zaman tipi dünya uydu sisteminin ilk safhasını ortaya koydu.

T»

î no »

"m ICO 8 400

M

3 300

1NTELSA1 1 1UJ OEVflI TtK AMAÇLI

ff gif r?

IN1ÎLSA1 U 2*0 DEVRE ÇOK AMAÇLI

;-;"~ - 1j5B-_ ,

Şekil 1. Okyanus asın devreler deki kablo sistem kapasitesinin artışı.

rum devre sistemleri pratikte kullanılmağa başlandı. 1970 başlannda da 1570 devre kapasiteli sistemler devreye girdiler.

Amerika'da ise-36 -ve 128 devre kapasiteli tüp' lü-'sistemlerin yerini 720 devrelik geniş band kullanan katı-durum sistemleri aldı. 1970'lerin ortalarında kullanılmak üzere tasanmlanan 2500 devreden.- daha fazla kapasiteli sistemler üzerine araştırmalar elan devam etmektedir.

Şekil 1. Satcom araçlarında mevcut devre kapasitesindeki artış.

L968 başlarında, 240 kanal kapasiteli devrenin kapasitesinin artışı sınırlıydı. Fakat Şekil 2'den de görüldüğü gibi 1968 yılı sonlarında INTELSAT'ın devre kapasitesi 1200 kanalı bulmuştu.

2.4 Tümleşik sistemler :

Haberleşme ortamındaki her çalışma bir eksiği tamamladı. Böylece hem kablo ve hem uydu sistemlerinin uygunluğu ve kullanma alanlan genişledi.

Özellikle Amerika'da,' Federal Haberleşme Ka misyonunda (FCC) yapılan tartışmalar önem kazandı. Olaylar her iki ortamın birlikte olabileceğini ve bugün dünya haberleşmesinin sağlanmasında hem kablolann hem uyduların özel bir rolü olduğunu saptadı.

Koaksiyel kablo ve mikrodalga bağlantılarının her birinin, güç arazide, donatım kolaylığı ve sıkışık frekans bandına karşı çözüm gibi ekonomik ve gerekli sistem kapasitesi üstünlükleri sağladığı belirtildi. Haberleşmenin oldukça geliştiği ülkelerdeki sistemlerde uzun araştırma1far yapıldı.

Oysa kablo sistemlerinin uzak mesafeli haberleşme şekillerinde belli zaman için kullanılma-

sı ümidedildiğinden, uydular özellikle geniş band televizyon, bilgi sayar gibi servislere yardımcı olmakta, veya çok uzun kıtalar arası küçük sayıda devreler için olanaklar sağlamakta1 dır.

Ayni şekilde, her iki sistemin tasarımcıları tümleşik devre teknolojisi, sayısal transmisyon tekniği yönünden bilgi alışverişi yapabilirler.

3. UYDU TEKNlĞİNDEKİ İLERLEMELER

3.1 Yeni bir gelişme daima zorluklarla doludur :

Haberleşme uyduları için de durum aynı ot du, bu zor yolda değerli tecrübeler kazanıldı. 8ir kaç yılda uydu alanında yapılan teknolojik gelişmenin süratli hızı ile muvaffakiyetsizlik payı önemli derecede daraltıldı, fakat zorluklar nenüz tamamen ortadan kalkmadı.

tik alçak yörüngeli Telstar ve Relay uyduları uzay çevresinde ve okyanus aşın televizyon iletimi pratik gösterilerinde sistem karekteristib terinin değerlendirilmesi için değerli deneyler oldular, fakat her iki uydu da kısa ömürlü oldu. Syncom II ve III araçları önceden saptanan yerlerine ulaşmada hiç bir zorluk göstermediler. Bu iki uydu, ilk deneysel buluşları kesinleştirdi. Şafak Kuşunun planlanmasına ve başarı ile atılışına sebeb olacak şekilde ticari haberleşmeye girdi.

Communication Satellite Corperation (Corosat) tarafından çalıştırılan Şafak kuşu uydusu birçok sayıda milletin (60) üye olduğu ilk ticari 240 devre uzay haberleşme sistemini sağladı.

Bu anda, Syncom ve Şafak kuşu uydularıyla; haberleşme özelliklerinin anten tiplerinin değer lendirilmesi, özel servisler için frekans bandlan ve ilgili problemlerin büyük kısmının çözüldüğü Applications Technology Satellites (ATS) tarafından yürütülen bir NASA deneysel programı ile desteklenen Intelsat 'kuruldu. Elde edilen -bilgi Intelsat'ın gelecek projelerinde görülen temel uzay araçları parametrelerinin saptanmasında değer 'kazandı.

Tablo l Comsat uyduların artan uzun ömürlerindeki emniyeti göstermektedir. 3. Intelsat aracında ömür ortalama 18 aydan 5 yıla çıkmıştır. Intelsat programının başarısına rağmen okyanus aşırı haberleşmede çözülmesi gereken birçok zorluklar vardı. Bu zorlukların başında iletim gecikmesi ve eko sorunları geliyordu, îlk bakışda uydu sistemlerinde bu iki problem önemsiz gibi gözükebilir. Ancak sistemden yararlanacak kişinin düşüncesi ne olacaktır? Londradan Nevv-York'a telefon eden bir kişi; iyi konuşamadığı zaman suçlunun ekoda olmasını kabul etmeyecektir.

1964 yılında, Şafak Kuşu atıldıktan sonra gerek Avrupa, gerek Amerika'da birçok testler yapıldı. Halkda belirli bir şikayet vardı. Testler çok sayıda tekrarlandı. Kablo ve uydu devreleri arasında büyük farklar vardı. Uydu devrelerde daha çok çalışmalar yapmak gerekiyordu.

Eko bastırıcıların hem uydu hem de kablo sistemlerinde kullanılması, iletim kalitesinin artan gecikme ile azalması sonucunu doğurdu. Testlerde kullanılan bastıncıların farklı tipleri ve bağlanışları aynı sonuçlan yarattı.

3.2 Uydu sistemlerinin sakıncaları :

Uydu sistemlerinin kullanılmasında karşılaşılan zorluklar aşağıdaki şekilde özetlenebilir.

d. Avusturalya'dan Ingiltere.ye ilk canlı TV yayınında ses kanalı olarak kablodan yararlanıldı.

TABLO 1. Intelsat hem zaman uydularının ömür ve basan olasılığı

Uydu

Devre kapasitesi

ömür (Yıl)

Basan olasılığı

Başarılı artışta anza oranı

Intelsat I Intelsat II (çapraz anten) Intelsat III

1,5 3

TABLO 2. Atlantik asın devrelerin test sonuçlan:

iletim kalitesi

Derece

Yeterli Yeterli Fevkalede/Iyi değil Toplam Orta/Zayıf sayısı. Örnek

Kablo devreleri

% 87 % 13 1294

Uydu devreleri

% 77 % 23 1335

çünkü Carnarvan yer istasyonundaki sistemin band genişliği sınırlıydı. b. Canlı yayınların uydu ile iletilebilmesine rağmen, mevcut tarife ile, Avrupa Yayın idaresi Atlantik aşın televizyon programlanın kablo devreleri üzerinden yavaş-tarama tekniği ile kaydetmeyi daha ucuz bulmaktadır.

c.b'de açıklanan sakıncadan 1966 yılı sonuna kadar Şafak Kuşu ile ancak 250 saatlik gerçek f V programı naktedilebildi d. Gecikme ve eko problemlerini azaltmak için bir Amerika uydu devresi sadece bir «gi^ diş» yolu sağladığı «geri dönme» yolunun yer sistemleri ile yapıldığı raporlardan anlaşıldı.

e'. Uydu sistemleri' yer mikrodalga devreleri ile" ayni frekanslar kullandıklarından kanşmayı azaltmak için yer istasyonuna uygun yer seçmede özel tedbirler gereklidir. Bu'ekseriya yer ds; tasyonunun ana trafik merkezinden uzakta olması ve yer istasyonunu mevcut ana devre ile bağlamak. için özel yan sistemlerin gerekliliği sonucunu doğurur.

f. Bugün uzay haberleşmesinin belki en önemli sakıncası, kullanılan uydulan bırakmak, ve teorik ömürlerinin sonundan çok önce, daha geniş bandlı uydularla değiştirmektir. Teknolojik gelişme nedeniyle böyle olgunlaşmamış eskime, uzay kısmındaki toplam yatırımı önemli derecede, arttınr.

4. KABLO SİSTEMLERİ

4.1 Kullanılma alanları ve sakıncaları :

Son on yılda, haberleşme imkânlan dçin taleplerde yüklü bir yükselme görüldü. Milli devrelerden başlıyarak istekler hızlı artış kaydetti. Milletlerarası isteklerin etkisinde varolan yüksek-frekans bağlantılan ana okyanus aşın yollarda yeterli olmamaya başladı, repetörlü deniz altı sistemleri geleceğin yolunu gösterdi.

Plânlama anında yeterli kapasitede düşünülen ilk atlantik aşın kablolar genel isteği karşılamaktan uzaktı.-Bir yıl sonra yeni olanaklar düşünmek gerekti.

Bu zorluklarla dünyanın her tarafında karşılaşildi. Kanal genişliğinin 4 kHZ'den 3 kHZ'e indirilmesi ve TASI uygulaması birçok durumlarda problemi kısmen çözdü.

Yıllık trafik artma hızı kaydedildi ve çağırma ortalama müddeti önemli derecede arttı.

4.2 Gelişmeler:

Bugün için deniz altı kablolan, uydular gibi dünyada büyük yankılar yapmamıştır. Ancak ticarî ve politik anlaşmalarla birbirine bağlı devletlerde yeteri derecede kullanılmaktadır. Tasanmcılar ve mühendisler, modern parça teknikleri uygulayarak, deniz altı kablo sistemlerinin kapasitesini arttırdılar.

ingiliz PTT idaresi, ingiliz endüstrisi ile birlikte 12 MHz band genişlikli katı durum sistemlerin geliştirilmesinde 1960'dan beri çalışmaktadır. Böyle bir sistem 4000 deniz mili kadar uzak mesafelere 1520 kanal gönderebilir.

Amerika'daki düşünüş yetmiş seneleri ortasına yetişecek şekilde birkaç 2500 kanalhk 20 MHz band genişlikli sistemlere doğru yönelmiştir.

Ancak bu band genişlikleri ötesinde ekonomik etkiler ahşagelen frekans-bölüşümlü multipleks tekniğinden sayısal iletime geçişe zorlayabilir, 224-megabit kapasiteli yer sistemlerinin uygun olduğu görülmüştür. Sayısal teknolojide hızh gelişme ile deniz altı sistem tasanmcılan için bu.tekniği kendi alanlarına uygulamak oldukça kolay olabilir.

Son iletim şekli ne olursa olsun, böyle olanaklar için istek saptanırsa yine daha geniş bandlı sistemler planlanacaktır.

Bütün bunlar, uydu sistemlerine rağmen deniz altı kablolannın kullanılacağını, deniz altı kablo tekniğinde büyük ilerlemeler olacağını göstermektedir.

4.3 Sakıncalar:

Deniz altı kablo sistemleri ile uydu sistemleri1nin kullanılacakları alanlar baştan saptanmalı' dır. Deniz altı kablo sistemlerinin ana görevi

TABLO 3. Kabloların milletlerarası trafik üzerinde yaptığı etki

Devlet

1960/1

Milletlerarası trafik yıllık artış yüzdesi 1961/2 1962/3 1963/4

ingiltere

•- -. 3,5

12,8

Amerika Japonya Avustralya Yeni Zelanda

25,6

18,7

16,2

9,0

8,0

10,0

13,8

7,7

1,5

36,3

48,1

24,5

85,0

76,7

1964/5

22,7

20,3 48,0 73,9 55,7

1965/6

21,4

26,0 38,1 33,2 29,5

okyanus aşın bağlantıyı sağlamaktır. Sisteme güven, sistemin kapasitesini arttırmak için kullanılan yan olanakların durumuna bağlıdır. Kablo sistemleriyle az trafiğin iletimi pahalıya mal olur. Ancak burda da tıpkı uydu sistemlerde olduğu gibi birçok yönlerden gelen trafik bir noktada toplanarak okyanus aşırı diğer bir noktaya nakledilebilir.

Bu yazının 5. kısmında açıklandığı gibi, iki ortamdaki farklı yatırım yöntemleri nedeniyle kablo sistemlerinin temini uydulardan daha büyük bir ilk anapara gerektirir.

O halde, okyanus aşın denizaltı kablolarının temel sınırlarını, çalışma maliyeti ve topografyasını oluşturan birbirine bağlı etkeni düşünerek, imalâtçılann kablo sistemlerini mil başına çekici bir maliyet seviyesinde sağlamalan önemlidir.

Maliyet yol uzunluğuna ve sistem kapasitesine göre, değişir.

Kablo sistemlerinin kapasitesi arttıkça, -bazı temel etkiler önem kazanır:

a. Repetör aralığı, b. Sistem dengelenmesi, c. Kablo parametreleri, d. Güç kaynağı.

a, b ve c etkilerinin "hepsi birbirinden bağımsızdır, ve sistem kapasitesine doğrudan doğruya bağlıdır.

Band genişliğini arttırma daha .kısa repetör aralığı gerektirir, sonuç olarak suya gömülen repetör ve egalizör sayısı artar. Repetör aralıklarını belirliyen diğer bir etken sistemin ekonamisidir.

Birim uzaklık başına zayıflama, artan bir şekilde önemli etki olduğundan, yukandaki genişbandlı kablo sistemlerinde tasanm yaparken gözönüne alınmalıdır.

ingiliz tasanmh 0,99 inç (252 mm) hafif kablolar, genel olarak, 640 devreye kadar bütün derin su uygulamalannda uygundur, fakat daha geniş bandh sistemler için birim uzunlukta düşük zayıflamalı kablolar, ve daha geniş çap gereklidir.

640 devreden fazla kapasiteli yeni sistemler için 1,5 inç (38,1 mm) kablolar vardır.

Kablo sistemleri, uydular gibi güneş enerjisinden güç kaynağı olarak faydalanamazlar. Bugünkü durumda, repetörlerin kıyı istasyonlarından kablo ile verilecek güce ihtiyaçlan vardır. Kullanılmakta olan sabit-akım besleme yöntemleri birkaç kilovolt gerilim gerektirir ve açık devre kablo arızası durumundaki repetörler

için, akım dalgalanmasından -korunma proble

mim doğurur. Uygulanan gerilimi ve dalgalan

ma oranını uygun sınırlarda tutabilmek için, is

tasyonların 4000 deniz milinden daha fazla ara lıklı olması gerekiyorsa, yol uzunluğunu sınır1

lamalı ve arada su yüzüne çıkma noktalan nor

mal olarak seçilmelidir.

•

5. UYDU KABLO HABERLEŞME ORTAMININ KARŞILAŞTIRILMASI

5.1 Sistem ekonomisi :

Uydu ve kablo sistemlerinin karşılaştırılmasındaki en büyük zorluk sistemin maliyeti alanıdır. Maliyet parametreleri denizaltı .kablo sistemleri halinde iyi tarif edilir, fakat uydu sistemlerinde durum karışıktır.

5.1.1 Uydu haberleşme yatınmında anapara: Uydu haberleşme sistemlerinin gelişmesi ile, anapara örneğini ve anapara yatınm alanlarını uydu sistemleri mülkiyetini belirtmek bir derece kolaylaşmaktadır.

ilk maliyet analizinde sistemin uzay kısmında veya yer istasyonu kısmında maliyeti toplama ılc basitleştirilmiş, fakat hatalı bir görüş olduğu anlaşılmıştır.

Uzay parçasının mülkiyeti, yani, tam yörüngesine yerleşmiş uydular, Intelsat olarak bilinen 60 milletin meydana getirdiği milletlerarası konsorsiyumdadır.

Şimdilik Comsat Intelsat'ın % 52'sine sahiptir ve onun idarecisidir, ilâve olarak, Comsat Amerika'nın yer istasyonlarının % 50'sine sahiptir, diğer % 50, şimdiki ve gelecekteki trafik ihtiyaçlarına göre kabul edilmiş bir formüle bağlı olarak birkaç şirket tarafından paylaşılır.

Amerika dışındaki idareler kendi bölgesel istasyonlannm kurulmasına bağlı yatırıma ilâveten Intelsat anapara masraflarındaki paylarını da ödemeye mecburdurlr.

J/o 50ye sahip şirketlerde ortak sorumlular veya idareler uzay parçası imkanlarını, (kullanılan devre sayısı karşılığında bir ücret ile Intelsat' tan kiralamaya mecburdurlar.

O halde uydu haberleşme bağlantılan .kurmada, varolan anapara iki temel kısımda toplanır :

1. iştirakçi idarecilerin katkılarına ve Intelsat anapara yatıranında artışa orantılı olarak Inıtelsat'a ödeme.

2. Yer istasyonlarının maliyeti.

5.1.1.1 Uzay kısmı maliyeti:

Düşüncelerimizi sadece Intelsat tipi bir milletlerarası uydu sisteminde sınırlıyarak 1966-1971

periyodunda varolan toplam anapara masrafı Comsat raporunda belirtildiği gibi Tablo 4'de gösterilmiştir.

TABLO 4. Plânlanan Intelsat yatırımı (bin dolar olarak) :

Toplam yıllık yatırım Yıl

1966 1967 1968 1969 1970 1971

39595 40 251 60 386 35 937

T

o

l 459

p

lam 186 894

Yukarıdaki tabloda 1971'e kadar olan yatırımda, 100 milyon dolar civarında olan Intelsat IV programından doğan anapara yatırımı dahil değildir.

5.1.12 Yer istasyonu maliyeti:

En fazla 600 kanal alabilen 85-feet (26 metre) lik anteni olan bir yer istasyonu için tipik bir fiyat şimdilik 6 milyon dolar mertebesindedir. Bu anaparanın

Binalar ve aletler

% 92'sini

Yer-

. . »/o 3,5'ini

Vazife öncesi yapılan işler % 4,5'unu oluşturur.

13-14 metre çaplı ve 240 kanal kapasiteli antenler kullanan daha basit istasyonlar sabit veya taşınabilir üniteler olarak vardır.

Boyle.istasyonlar için tipik maliyetler:

1. Sabit 2. Taşınabilir

3,0 milyon dolar, 1,9 milyon dolar.

Bu tip bir istasyonda maliyet düşüktür. Ancak çalışma maliyetine doğrudan doğruya etki eden düşük anten kazancı ve sınırlı kapasite sakıncaları vardır.

13 metre'lik bir yer istasyonu anteninde, 26 metre'İik standart istasyonun 6,5 katında etkili bir uydu gücü gereklidir. Ve sonuç olarak daha küçük bir yer istasyonu ile çalıştırılan ses kanalı basma uzay parçasının kullanılması için intelsat'a ödemede benzer artış yapılır.

5.1.1.3 Tüm anapara:

Tablo 5'te Comsat'ın tahminlerinde bir anapara yatırımı örneği görülebilir.

TABLO 5: 1966-1971 uydu sistemlerinde Comsat anapara yatırımları:

Harcamanın cinsi

Milyon dolar

Intelsat'a uzay için yıllık

toplam ödeme Yer

istasyonlarının yapım ve

geliştirilmesi için yatııını Sistem

geliştirme ve araştırma maliyeti.

Çeşitli binalar

5 Toplam yatırım

İ77

Aynı şekilde, diğer idarelerin de anapara yatırımı, Intelsat'daki hisseleri ve yer istasyonu planlan düşünülerek değerlendirilebilir.

5.12 Kablo yatırımında anapara :

Suya gömülü repetör kablo teknolojisi 20 seneden fazla uygulanmaktadır ve maliyet parametreleri iyice oluşmuştur.

Kablo sistemlerinin özellikleri nedeniyle maliyet doğrudan doğruya sistem .kapasitesi ve yol uzunluğu ile değişir.

Tipik değerleri uygulayarak sistem mild veya devre mili olarak maliyeti ifade etmek uygundur.

Tablo 6 süpergurup dağıtım panolarında sonlandırılmış yer istasyonları arasında alınmış uzun menzilli modern sistemler için bazı tipik maliyetleri göstermektedir. Şekil 3, aynı bilgileri resim olarak vermektedir.

\

2o5 tfo

m'

KO

l kHl WV« SAYItl

Şekil 3. Kablo sistemlerinde tesis masraflarının devre deniz mili ile değişmesi.

Uydu gibi, bir kablo sistemi çalıştırdıktan sonra sistem için başka anaparaya gerek yoktur. Servisi desteklemek için multipleks teçhizatlanndaki herhangi bir dlâve Anapara yan ödeme-

TABLO 6. Uzun kablo sistemleri için tipik maliyetler (2000 deniz milinden fazla) :

Ortalama sistem band genişliği MHz . . l

Sistem kapasitesi (3 KHz devreler)

Sistem deniz mili basma maliyet (dolar) Devre deniz mili başına maliyet (dolar)

160 ,

8800 55

360, !r-,:64£< ....,t 1520^-

" 'fosir " 12250 16000

ler mertebesine düşer ve hem kablo hem uydu ortamına ayni derecede uygulanabilir. Tablo 6'dan bir Atlantik aşın 640 kanal 5 MHZ kablo sisteminin aslında 600 devrelik bir uydu sistemi ile çalışma için iki yer istasyonunun sağlanmasından 5 misli daha fazla anapara yatırımı gerektirdiği görülebilir. 5.1.3 Her ortam için anapara yatırımının değerlendirilmesi : Önceki kısımlarda gösterildiği gibi, haberleşme olanakları mülkiyetinde, doğrudan doğruya hisse ile ilgili olarak denizaltı kablo ve uydu sis1temleri için farklı anapara yatırımı gereklidir. Denizaltı kablo sistemlerinde şirketler aynı zamanda olanakların sahibidirler, ilk anaparayı verdikten sonra, ortamın kullanılmasından doğan bütün gelirler ile birlikte haberleşme ortamının kontrolünü elde tutarlar. Diğer taraftan, uydu haberleşmesinde ortaklık, andlaşması;-az anapara yardımı gerektirmesine rağmen; bütün haberleşme olanaklarını sağlaL inak için, Intelsat'ı iş görmeye mecbur bir şirket durumuna koyar. Mevcut aracı sebebi ile, Intelsat'ın sahip olduğu imkânları kiralamak oldukça pahalıdır, ve sonuç olarak mali ödeme azalır.

Buna göre, işletme ve bakım ücretleri değerlendirmeye dahil edilmedikçe, iki değişik haberleşme yönteminin anapara yatırımının karşılaştırılması herhangi 'bir anlamlı bilgi- vermez.

5.2 işletme durumları :

5.2.1 işletme ücretinin çıkarılması: Okyanus aşın bağlantılar için yıllık işletme ücretleri sistemin anaparası emsinden kolaylıkla bulunabilir. Tablo 7'de yer istasyonları için 10 sene, kablo sistemleri için 20 sene var sayarak tipik değerler hesaplanmıştır. Bir uydu sisteminde hissedarlar da, Tablo 7'de X ile gösterilen, uzayın 'kullanılması için yıllık

bir ücret öderler. Bu ödeme uydu 'kullanma birimleri olarak ifade edilen, işletilen devre sayısının fiki katıdır.

TABLO 7. Okyanus aşın sistemler için kapital yüzdesi olarak yılhk işletme ücretli karışımı:

Kablo sistemi

Parça

Sistem işletme ve bakım Eskime

%3 5

%

Genel ve îdare Faiz Haberleşme ortamının

kullanılması için ücret

Yer istasyonları

% 10 % 10 %l °/o 6

% 15

% 27 -f X

Yer istasyonu işletme şirketleri tarafından uy-,

du kullanma birimi başına întelsat'a ödenmesi

teklif edilen yıllık ücretler aşağıda gösterilmiştir.

Standart 26 metre' lik yer 20000$ istasyonu 13 metre'lik

yer istasyonu

130000$

9000$ 58500$

Yukarıdaki ücretlerin gelecek yıllarda daha da azalması beklenilmektedir; fakat bu azalmalar Intelsat IV devresi gibi yeni sistemlerin kurulmasında gelecek Intelsat anaparasına kritik bir şekilde bağlıdır.

Açıklamalardanr Mr uydu sisteminde, sadece az sayıda devrenin gerektiği durumda, temel yer istasyonu işletme ücretlerinin uzay kullanma ücretlerinden fazla olacağı açıktır. Bu Tablo 8'de gösterilmiştir, Şekil 4 diğer durumu göstermektedir.

TABLO 8. Uydu sistemi işletme ücretine yer istasyonunun katkısı (26 m anten - 600 birim)

Uydu kullanma birim sayısı

istasyonun yıllık işletme ücreti (milyon $) 1,62

1,62 0,80

Uzay kısmı için yıllık ödeme (milyon $)

2,42 - %

Toplam (milyon $) Yer istasyonunun yüzde 1,94

4,02

6,42

katkısı

%84

%46

% 25

Ana parametreler: istasyonun maliyeti (A) 6 milyon $; yıllık işletme ücreti (Tablo 7) % 27 A;

uydu kullanma birimi başına întelsat'a ödeme 8000 $.

' ~"

Elektrik Mühendisliği' 193

TABLO 9. Kablo sistemleri için tipik işletme ücretleri

Sistem band genişliği (MHz) :

1,0

Devre kapasitesi (3 KHz) Sistem deniz

mili başına donatım ücreti (dolar) Sistem

deniz mili başına yıllık işletme ücreti

(dolar)

3,0 360 12500 1840

5,0 640 16000 2400

12,0 1520 19750 2960

l»

3«Hı DCVRE SAYISI

Şekil 4. Uydu sisteminde yer istasyonunun isletme masrafının dağılışı.

Tablo 6-8'deki bilgilerden sistem deniz mili başına tipik işletme ücreti hem kablo ve hem uydu bağlantıları için çıkarılabilir. Bu ücretv ler Tablo 9 ve 10'da gösterilmiştir.

Ücretler ayni zamanda devre deniz mili başına işletme ücretleri cinsinden de ifade edilebilir. Sekil 5 ve 6'da uzay ücretini varsayarak uydu kullanma birimi başına 20000, ve 8000 dolarlık değerler alınarak iki ortam arasında karşılaştırma yapılmaktadır.

Şekil 6. Devre deniz milinde yıllık işletme mas rafının devre sayısına göre değişimi : --------- : Kablo sistemi --------- : Uydu sistemi Uydudan yararlanma birim basma 8000 Ş'dir

Şekil 5 ve 6 uzay ücretinin yıllık ücretler üzerindeki etkisini, ve genellikle kablo sistemlerinin iki nokta arası uzaklık alanında daha uygun olduğunu göstermektedir.

522 Sistemden yararlanma :

önceki tablolarda verilen maliyetleri eşitleyerek kablo ve uydu sistemlerinin maliyeti arasında bir denge sağlamak için pratik kablo yararlanma etkenini verecek bir formül elde edilebilir.

Şekil 3. Devre deniz milinde yıllık işletme masrafının devre sayışma göre değişimi : ----------- : Kablo sistemi -------- — : Uydu sistemi Uydudan yararlanma birim başına 20000 Ş'dir.

Şekil 7. Eşit işletme masrafı durumunda.kablodan yararlanma.

s n*

o.

TABLO 10. Uydu sistemleri için ttpik işletme ücretleri :

Uydu kullanma birimi sayısı :

2 yer istasyonu için yıllık işletme ücreti (Milyon dolar)

Intelsat'a ödeme (Milyon dolar)

Uydu kullanma birimi basma 20000 dolarda yer-uydu bağlantısı (1967) Uydu kullanma birimi basma 8000 dolarda yer-uydu bağlantısı (gelecek) Uydu kullanma birimi basma 20000 dolarda yer bağlatılan (1967) Uydu kullanma birimi basma 8000 dolarda yer bağlantıları (gelecek) Toplam yıllık ücret

Aşağıdaki uzaklıklarda sistem deniz mili başına ücret : 1000 dan. 2000 d.m. 3000 djn. 4000 djn.

0,32

3,88

7,24

15,24

8,04

15240

2410 • 1610

12,0

— 12,0 — 27,24

4,80 -

4,80 12,84

27240 13620

9080 6810

12840 6420

4280 3210

Şekil 7, kablo yararlanmasına 'karşılık terminaller arasındaki uzaklık cinsinden bu eşitliği vermektedir, düşük etkenli-kablo kapasitesinde bile uzun menzilli okyanus, aşırı yollarda geniş bandlı kablo sistemleri, ekonomik üstünlük sağlamaktadır.

5.2.3 Personel ve eğitim :

Bir kablo sistemi deniz altına döşendikten son1ra sistemin çalıştırılması hiç bir özel çalışmayı gerektirmez.

Sonuç olarak, yer haberleşme devreleri bakımında eğitilmiş personel diğer bir konuda çaIışabiliı, personelin eğitimi idarenin eğitim programı çerçevesinde basit ve ucuz bir şekilde sağlanır. Pahalı cihazların alınması ve uz1man personelin tutulması gibi masraflar, yeni bir eğitim organizasyonu gerektiren uydu tekniği için aynı durum yoktur.

5.3 Teknik :

5.3.1 Uydu sistemi, etkenler ve olanaklar:

tik Şafak Kuşundan dünya uydu devresinin kurulması üç uydu neslinin doğmasına sebeb olJu. Tablo 11, prensip tasarım parametrelerini özetlemektedir.

Yörüngedeki, araçtaki vericiler; ekonomik repetör, verim ağırlık oranını korumak için alçak güçlü yürüyen dalgalı amplifikatörlüdürler. Faı kat Sovyetler Birliği, Molnya tipi repetörlerde 40 Wlık verici kullanıldığını belirtmektedir.

5.3.2 Yer istasyonlarının durumu :

Repertörler alçak seviyede işaretle çalıştıklarından, yer istasyonları daha mükemmellesmişdir. Alıcı için alçak gürültü sıcaklığı, vericide yüksek güç gereklidir, işaret gücü oranla1nnı azaltmak ve gürültü emniyetini sağlamak için büyük boyutlu anten yapılan gereklidir. Haberleşme sisteminin fiziki haberleşme 'kısmından çok teçhizat kısmı önemlidir. Aşağıdaki cihazların tümü maliyet ve bakım problemlerine etki eder.

a. Mükemmel parametrik amplifikatör/maser sıvı gazlı soğutma sistemi, b. Antenin elektronik kontrolü.

c. Anten sisteminin havada izole edilmesi (radomlann basınçlanması ve ısıtılması), d. özel güç kaynağı düzenleri, e. Karışık kontrol merkezi.

Bugünkü teknik olanaklar 26 metre ve 30 met re çaplı büyük anten yapıların kullanılmasını mümkün kılar. Daha küçük yer istasyonları teknik olarak uygundur, ilk uygulamalarda kul(anılmıştır, fakat böyle istasyonların işletilmesi uzayın kullanma ücretleri bakımından çok zordur (Kısım 5.2.1)

Bu nedenle bütün gelecek ana yer istasyonlarında daha büyük çaplı antenler kullanılacaktır. Ayni zamanda, işletme esnekliği sağlamak için doğu ve batı yönünde çalışabilen ayarlı antenler de .kullanılabilir.

5.3.3 Kablo sistem parametreleri ve olanaklar : Modern geniş bandlı kablo sistemleri temel ola rak iki nokta arasında bağlantı sağlamasına rağmen haberleşme için arzulanan bütün ola nakları sağlarlar.

1970'lerde okyanus aşın uygulama için hazırlanan 1500-2500 ses kanalı kapasiteli sistemlerin görüldüğü Tablo 12, modern kablo sistemlerinin ana etkenlerim özetlemektedir.

Böyle geniş bandlı sistemler, gerekirse TV işaretleri de taşıyabilir, kaliteli ses devrelerine ek olarak yüksek hızlı veri iletimi için ;ok geniş band genişliği sağlarlar.

5.3.4 Güvenilirlik ve gizlilik :

Derin su kablo sistemleri güvenir sistemlerdir. Kıyılardaki sığ alanlarda, balıkçılar ikablolan kesebilirler, fakat böyle kesilmeler kolaylıkla tamir edilir. Aynca, Bell Laboratuvan tarafından, okyanus aşırı kabloları kıyılara gömmek için yeni bir yöntem açıklandı, bu yöntemle kablo .kesilmesinin ana sebebi ortadan kalkabilecektir. 20 yıllık kablo ömrü birçok durumlarda uzatılabilir.

Uydu sisteminin güvenilirliği, doğrudan doğruya uydu ömrüne ve ilgili yer istasyonunun cihazlannın işletilme durumuna bağlıdır. Intelsat III, hemLzaman uyduları için ümid edilen ömür beş yıldır. Gelecekte bu sayı üzerinde de gelişme ümidedilmektedir.

TABLO 11. Hem zaman uydularda gelişme :

Intelsat No. imalatçı Kanal kapasitesi

Band genişliği (Her iki yol) Anten sistemi

Anten kazancı (min) Bağıl yayılan güç

HS 303 -Saf ak Kuşu

I Hugkes 240 tek giriş Doğrusal IF 46 GHz

50 MHz Dönme dengeli toroidal horn

6 dB + 8 dBW

F 12.

II Hugkes 240 çok giriş Doğrusal IF 46 GHz

125 MHz 4-elemanlı konik horn

6 dB -f 14 dBW

Yapılan

III TRW 1200 çok giriş Doğrusal IF 4-6 GHz

500 MHz Fazlı alan

16 dB + 24 dBW

TABLO 12. Modern okyanus deniz altı kablo sistemleri :

Sistem kapasitesi

(3 'kHz ses devresi)

ilk kullanılan

Kablo çapı

Yıl

Yol (inç)

128 160 360

1520 2500

TAT -3 1,00

1965 Pencan 0,99

1966 Atlantik 1,00

test

alanı

1969 UK.

0,90

Lisbon 1968 Florida 1,50

Virginia

+ : Yazma anında bilgi yok.

En yüksek frekans (kHz)

1164 2964

Repetör Kazanç Ara (de(dB) niz mili)

50 20

50 173 40 9,5

Hat akımı (mA)

389 4,5

Repetör gerilimi (V)

45 86 55

43 7,5

40 10

12000 20000

++ +5

Uydu devrelerinin güvenilirliği uzayda yedek uydu ile sağlanabilir. Bu çözümün Intelsat tarafından kabul edildiği bilinmektedir. Haberleşme olanaklarının emniyeti uzayda önemli derekilde, tüm haberleşme bağlantılarının yüksek cede ek anapara yatırımı ile sağlanır. Aynı şe. işletme güvenilirliği sağlamak için kritik yer istasyonu teçhizatının tasarımında da yedek sistemler kullanılmalıdır.

Kablo sistemleri karışmaya sebeb olmazlar, veya genel olarak karışım yapmazlar. Hem uydu hem yer mikrodalga sistemleri ortak frekans

bandı kullandıklarından karşılıklı karışım ve uygun bir yer 'istasyonu seçimiyle ilgili güçlükler ortaya çıkabilir. Karşılıklı karışma probte mi uygun tedbirlerle önlenebilir.

Her iki ortamın kullanılmasının kanuni durumları, bu konunun dışındadır. Ancak haberleşme hürriyetinin bozulmamasının tedbirlerinin bazı milletlerarası kuruluşlarla incelendiğini belirtmek yeterlidir.

10 GHz'in üzerindeki bandda milletlerarası bir anlaşmaya varılmadıkça uydu haberleşmesinin tüm gelişimi sınırlanacaktır.

TABLO 13. Satcom sistemi için yıllık masraf (milyon dolar):

Yüklü (600 devre)

«Az yüklü» (80 devre) hat yolu

hat (26 in anten)

(26 m anten)

(13 m. a.)

2 yer istasyonunun anaparası

Düzeltmeler ve gelişmeler

Intelsat'a anapara yardımı

(hisseye göre).

X

Masraf işletme Masrafı :

işletme : bakım (% 10)

1.20

Eskime : (% 10)

Genel ve idari (% 1)

Intelsat'a ödeme Yer-uydu bağlanması :

p.k.b.+ başına 8000

p.k.b. basma 52000

yer bağlantıları :

p.k.l>. başına 8000

0,18

0,06

4,16

+ p.k.b. uydu kullanma birimi. TABLO 14.Kablo sistemi

için yıllık masraf (milyon dolar):

p.k.b. basma 52000 Toplam yıllık masraf

— 13,69 + X

— 5,37 + y

4,16 10,37 + y

Anapara

Sistem : Anaparası 640 devre, 1500 dm, dm devre başına 30 $ 640 devre, 3500 dm, dm devre başına 25 $ 80 devre, 2500 dm, dm devre basma 125 $

Masraflar işletme masrafları :

işletme ve bakım (% 3)

Eskime

(% 5)

Genel ve idari

(% 1)

Toplam yıllık masraflar

Yüklü (640 devre) hat

1500 dm

3500 dm

yüksüz (80 devre) hat 2500 dm

4,82

2,16

0 UO

1,08

0,24

0,48

0,22

5,29

10,61

4,76

5.4 Yıllık sistem masraftan :

ÎM haberleşme şekli için anapara yatırımı, işletme ve teknik durumları açıklandıktan sonra, uydu ve kablo sistemlerinin mülkiyeti, işletme'si ve kullanılması ile ilgili toplam ekonomik durumun sonuçlan anlatılacaktır. Bu, 600 ve 80 ses devre kapasiteli yüklü ve «yüklü olmıyan» yollar için eşdeğer iki nokta arası haberleşme imkanlan için yıllık ücret tahmini ile yapılır. Uydu sistemleri için ilgili yıllık ücretler Tablo 13'de gösterilmektedir.

Deniz altı kablo sistemleri için yıllık ücretler Tablo 14'de gösterilmiştir. Şekil 8'de «az yüklü» hat yollan için ve Şekil 9'da «yüklü» hat yollan için yıllık sistem masraflarının karşı laştırüması grafik olarak gösterilmiştir.

Şekil 8 ve 9 anaparanın farklı karışımını, yıl lık masraflar kısmını göstermekte ve Satcom sisteminde toplam yıllık masrafların büyük bir kısmının Intelsat'a masraf ödemesi olduğu belirtilmektedir.

SATCOM BAGlMUİl t? FEE I ANTEN

S*C TON BAĞINTISI

Şekil 8. Okyanus aşın azyüklü hatların yıllık maliyet bölüşümü.

Aynca, eşdeğer mali çevreye kıyasla, bu diyagramlar deniz altı kablo 'bağlantılarının tamamlayıcı durumunu belirtir. Uydu sistemlerindeki karışık mali problemler nedeniyle, bu sistemin tüm özellikleni, kablo sistemleri ile ilgili bağıl ekonominin anlamlı değerlendirilmesi yapılmadan önce düşünülmelidir. Yapılan incelemeler, kabloların verdiği farklı özel işletme mülkiyeti ve uygunluk üstünlüğüne rağmen, 3000 •• 4000 deniz milinden daha uzak mesafelerde kablo veya uydu devreleri kullanmak arasında çok az fark olduğunu göstermektedir.

Şekil 9. Okyanus aşın yüklü hatların yıllık maliyet bölüşümü (orta ve uzun menzil).

6. BUGÜNKÜ VE GELECEKTEKİ DEVRELER

Repertörlü okyanus aşırı deniz altı kablo sistemleri işletmesinin ilk 11 yılında (1956-1966), dünyadaki devreler ilk başlangıcından bu güne 65000 yol mili, olmak üzere, 6 100000 devre mili 3 040 repetör şekline gelmiştir. Dünyadaki bu geniş kablo sistemi 700 milyon dolar yatınım temsil eder. Modern geniş bandlı transistorlu sistemlerin kullanılmaya başlanmasıyla kablo sistemlerinde (ŞeMl 10) 1967 -1969 yıllan arasında büyük gelişmeler oldu.

Şekil 10.

Elektrik" Mühendisliği 193

Hat uzunluğu (Mil) Devre uzunluğu (Mil)

65000 6100000

1969'a kadar ilâve

15 000 5 900 000

80 000 12 000 000

Artış (%) 24 96

1967-1969 arasında plânlanan devre ilâveleri 7580 milyonluk ayrı bir yatırımı temsil eder.

1965 yılında Şafak Kuşu'nun uzaya atılışından

sonra dünyadaki birçok devletçe yararlanılan

6 hem zaman uydu 1969 yılına 'kadar atıldı.

£t

Bağlantıyı tamamlamak için yer cihazları gözönüne alınmadan o<ngg, sadece bu devrenin uzay

parçasının sağlanması için 135 milyon dolar dün-

•»

,

,,<!(*,

yadaki yer. istasyonları 'imkanlarına yatırılmaktadır.

Milletlerarası ve kıtalararası kablo ve uydu devrelerinin durumu özetlenerek dünyadaki devrelerin gelişmesi en iyi şekilde açıklanabilir. Şekil 11, bu gelişmeyi 1956'da ilk Atlantik aşın kablo sisteminin başlangıcından (dünya devresinin 1200 devrelik olduğu an) plânların 20000 üzerinde devre sağladığı 1969 sonlarına kadar açıklamaktadır.

Yeryüzünde, 1975 yılında, % 251 kıtalar arası ana devreler olan 70000'den fazla devre olacaktır.

Geleceğin trafiği için önceden tahminlerde bulunmak çok zordur. Ancak bazı verilere dayanarak tahminler yapılabilir. Şekil 12 böyle bir genel tahmini göstermektedir*-.

.'4-.T.JJ PEYK DEVRESİ

l KABLO DEVRESİ

seldi ı2. 1975 yılında kullanılacak devreler.

7. SONUÇLAR

1M5

Şekil 11. Kablo ve uydu devrelerinin kullanma oranlan.

Teknolojik gelişmeler gelecek kablo ve uydu sistemi tasarımlarında aynı derecede yansıtılacaktır, böyle sistemler, herbM uygulama ala1nında ekonomik seviyelerinde, çekici uygun durumda gelişen istek örneğim karşılamak için haberleşme imkânları sağuyabilecektir.

Kablo ve uydu tekniğinde bugüne ikadar olan gelişmeler, bu iki sistemin ilk düşüncelerin aksine, birbirlerini, işletme, teknik ve ekonomik yönden tamamladıkları sonucunu doğurmuştur.

Yepyeni sistemler geliştirildi. Bundan sonra da geliştirilecektir.