Uzayda Uydu Yarışı, İnternet ve Veri İletişimi 

Doç. Dr. Ahmet Şahinkaya 

Uzaya uydu yerleştirmek isteyen ülke ve kuruluşlar son yıllarda çok yoğun olarak artmıştır. Talepler daha çok ekvatordan 36.000 km. uzaklıkta bulunan Jeostasyoner Uydu Yö­rüngesine olmaktadır. Bu yörünge göreceli sa­bit iletişim uydularının yerleştirildiği tek yö­rüngedir ve sınırlı kapasiteye sahiptir. O ne­denle bu yörüngenin uluslararası paylaşımı Bir­leşmiş Milletlerin bir kuruluşu olan Uluslararası İletişim Birliği (ITU) tarafından hakkaniyetle yapılmaya çalışılmaktadır. Uydu projesine sa­hip ülke ve kuruluşlar, ITU'ya kendi ulusal Radyo-Televizyon yayınlarını düzenleyen ku­rul aracılığı ile başvurarak, jeostasyoner yörün­gede uydu pozisyon (koordinat) ve frekans ta­lebinde bulunurlar. ITU bu başvuruyu o po­zisyona yakın çalışmakta olan veya daha önce başvurmuş olan projeleri dikkate alarak değer­lendirir ve başvuru sahibine tavsiye niteliğinde bu projenin gerçekleşip gerçekleşemiyeceği yönünde kararını bildirir. İTO'nun kararları teknik ve idari bazda tavsiye (recomondation) niteliğindedir ve yaptırım gücü yoktur. İTO'nun yaptırım gücü olmamasına rağmen kararlan çok ciddi teknik çalışmalar sonucu alındığın­dan tüm ülkelerce saygı ile kabul edilmektedir. 

Uydu fırlatma projesi ITU tarafından onayla­nan kuruluşa uydu pozisyonu ve frekansları bildirilir ve bunlar adlarına tescil edilir. Bu pro­jenin gerçekleştirilmesi, yeni uydunun uzayda çalışır duruma gelmesi için proje sahibine 9 yıl süre verilir. Bu süre içinde projesini gerçekleş-tirmeyen kuruluş için tahsis edilen pozisyon ve frekanslar iptal edilir ve sırada bekleyen başka bir kuruluşa verilir. Zaten bir uydunun imal edilmesi, fırlatılması ve çalıştırılması 5 yıl al­maktadır. Uydu fırlatmak isteyen her başvuru sahibinin amacmdaki ciddiyeti başta kestirmek mümkün değildir, yani hakikaten uydu fırlat­mayı amaçlamakta mıdır yoksa başvuaıda bu­lunup alacağı pozisyon ve frekansları speküla­tif amaçlamı elde tutmak istemektedir. 

iletişim uydularının yayınlarında kulla­nılan frekans bandları da yayın amacına göre farklılık göstermektedir. Uydu başvuaı formla­rında yoğunluğun en yüksek olduğu frekans bandlan L, C ve Ku bandları olup, VSAT ileti­şim hizmetleri amaçlı kullanılan Ka bandında bile son birkaç yıldır aşırı başvuru söz konusu olmaktadır. Jeostasyoner yörüngede yer alan radyo-televizyon yayını ve telefon haberleşme amacı için kullanılan modern uydular yoğun­lukla Ku frekans bandını kullanmaktalar ve ye­ni projeler de bu bandda frekans talep etmek­tedirler. Teknolojik gelişim sonucu, çalışılması güç bir band Ka(20-30 GHz) bandında da VSAT ileşimi dışında Radyo-TV yayını yapma olanağı da doğmakta ve bu yönde de talepler artmaktadır. 

İTO'nun Uluslararası Uydu Frekans Ala-kasyonu (Dağıtım) yöntemi haddinden fazla başvuru nedeniyle kötüye kullanılmaktadır. Uluslararası iletişim Birliğine (ITU) 1000'den fazla uydu kuruluşu jeostasyoner pozisyon için başvuruda bulunarak form doldurmuş ve artık sistem yeni başvuru formlarını değer­lendiremez duruma gelmiştir. Bir uydu kurulu­şunun pozisyon (koordinasyon) ve frekans (APB) tahsisi için başvurusunun ITU tarafın-dan değerlendirilmesi iki yıldan fazla zaman alır duruma gelmiştir. Bu başvunı formu kağıt­ları olarak biriken henüz realize edilememiş uydu projelerine "KAĞIT UYDULAR" denmek­tedir. Sistemin tekrar çalışır dunıma getirilebil­mesi için bir yol bulunması şarttır. Bu da ancak çok sayıdaki "Kağıt Uyduların" miktarını azalt­makla, bir kısmını iptal etmekle mümkün ola­caktır. Bu uydu başvurularının içinde "öncelik­li" olanların ITU tarafından tespit edilmesi ge­rekmektedir. Bu anlaşmazlığın devamı duru-muda, ITU sınırlı doğal kaynak olan yörünge pozisyonları ve spektrum frekanslarının hak­kaniyet içinde pay edilmesi için yeni yöntem­ler bulmak zorundadır. Buna örnek olarak ay­nı coğrafik bölgeye hizmet verecek ve ayrı fre­kansları kullanan uyduların aynı pozisyona COLOCATED olarak yerleştirilmesi mümkün­dür. Uzayda herbir kenarı 64 km olan bir küp hacim içine maksimum 8 adet uyduyu coloca-ted olarak yerleştirmek mümkündür (jeostas­yoner yörüngede). Ancak aynı pozisyona aynı frekansları kullanan uyduların yerleştirilmeye çalışılması ise teknik olarak mümkün olmadı­ğından, idari anlamda uluslararası sorunlar ya­ratacaktır. Diğer taraftan, çok sayıda kağıt üze­rinde görünen fakat gerçekleşmeyen uydular nedeniyle başvunı formunu daha önce doldur­muş kuruluşa uydu işletme hakkının tanınma­sı ne derece doğru olacaktır? 

ITU, bir RTÜK (Türkiye), bir FCC (ABD) veya bir CSA (Fransa) gibi ulusal kuruluş olma­yıp, uydu operatörlerine frekans tahsisi konu­sunda ancak teknik önerilerde bulunabilmek­te, belirli bir uydu projesinin kabul veya reddedilmesi gibi karar verememektedir. ITU, her ülkenin kendi egemenliği içinde kendi te­lekomünikasyon kurallarım kendisi düzenle­me hakkına saygılı davranma prensibi içinde üye ülkeleri serbest bırakmıştır. Ve bu amaçla ITU, tavsiye kararları niteliğinde Telsiz Tüzüğü (Radio Regulation) yayınlamıştır. ITU Radyo Komünikasyon Bürosu, Telsiz Tüzüğünde be­lirtilmiş minimum şartlara uyduğu sürece tüm başvurulan kabul eder. Uydu kuruluşu da, be­lirli teknik parametrelere uymak zorundadır ve ayrıca seçilen frekans bandının da o hizmet için ayrılmış olması gerekmektedir. ITU'ya başvunıyu da uydu operatörü değil, onun bağlı olduğu ulusal otorite yapmalıdır. ITU Radyo Komünikasyon Bürosu, yeni uydu başvunısu-nun parametreleri, daha önce başvuran uydu­ların ve hatta çalışmakta olan uydulann para­metreleri ile çakışırsa ve enterferansa neden bile olsa, başvuruyu reddetme yetkisine sahip değildir.

Aşırı başvuruların iki ana nedeni vardır. Birinci neden, ilerde kullanmak amacıyla bir uydu posizyonu ve frekans kapmak. Böylece bu parametreleri dokuz yıl kapatmış oluyor. Yani uydu, kağıt üzerinde görünüyor ama kısa vadede gerçekleşecek bir proje değil, ikinci neden, uydu operatörlerinin mevcut pozisyon ve koordinatların ihtiyaçlarına cevap vereme­me ve yeni yayın alanlarının çıkması endişesi­ne karşı, fazla miktarda pozisyon ve frekansı yedek olarak elde tutmak istemeleri. Bu ne­denle "Kağıt Uydular" deyimi sübjektif bir de­yim. Çünkü realize olmuş, çalışan uydular için de projenin başlangıcında başvuru formu dol­durmaları gerekmektedir. Dolayısıyla, hangi proje Kağıt Uydudur, hangisi değildir, bunu kestirmek çok güç. Fakat tüm başvuruların teknik olarak gerçekleşmesi de imkansız oldu­ğuna göre ITU zor durumda kalmaktadır. 

Uzaydaki bu uydu pozisyonu ve fre­kans kapma yansı şu soruyu akla getirmekte­dir. Mevcut uydu frekans tayfı ne kadardır? Başvuran uydular için ne kadar frekans tayfına gerek vardır? Mevcut frekans tayfı, yani band-lar bilinmektedir. Ancak bir uydunun kullana­cağı frekans miktarı çok değişkendir. Bu uydu­nun yayın gücüne (EIRP) ve yeryüzünde yayın yapacağı alanın büyüklüğüne bağlıdır. Avrupa yapısı uyduların Uplink ve Downlik bağlanü-larda kullandıkları toplam frekans tayfı, aynı amaçla Amerikan uydulanmn kullandığı top­lam frekans tayfından daha azdır. Bu da gös­termektedir ki aynı büyüklükte bir alana aynı güçte yayın yapan iki uydu kuruluşu farklı miktarlarda frekans tayfı kullanmaktadırlar. Di­ğer bir farklılık da Ka bandı yayınlarında görü­lür. Ka Bandından yayın yapan uyduların kü­çük izdüşümleri olduğundan aynı frekansı tekrar kullanabilirler. Buna örnek olarak aynı uy­duda aynı frekans altı defa kullanılarak altı de­ğişik coğrafik bölgeye yayın yapılabilmektedir. 

Buraya kadar açıklanmaya çalışılan so­runlar Jeostasyoner (veya jeosenkron) yörün­ge ile ilgilidir. Bu yörünge astronot veya koz­monotların ulaşamadığı, dünyadan 36.000 km mesafede yer almaktadır. Şimdi değinilecek konular ise "Alçak Yörünge" de (LEO) yer alan uydularla ilgilidir. Alçak yörünge uyduları dünyadan 300 ilâ 400 km uzaklıkta yer alırlar ve sürekli hareket halindedirler. Dünyada bir nokta ile ancak bir buçuk saat iletişim kurabi­lirler ve sonra yer değiştirirler. O nedenle dün­yada aynı noktanın uydu ile iletişimi için bir­den fazla uyduya gerek vardır. Matematiksel hesaplamalara göre tüm dünya Jeostasyoner olarak konuşlanmış 3 adet uydu ile kapsana-bilmektedir. Fakat tüm dünyayı Alçak Yörün­gede yer alan uydulardan 66 adet kullanarak ancak kapsayabiliyoaız. Yani yörünge alçal-dıkça uydunun izdüşümü küçülmekte ve bu izdüşümü sürekli hareket etmektedir. O ne­denle tüm dünyanın birbirine elektronik ola­rak bağlanabilmesi için MOTOROLA'nm IRI-DIUM projesine göre 66 adet uyduya gerek vardır. 

Her iki yörüngenin de avantajları ve de­zavantajları vardır. Jeostasyoner yörüngedeki uyduların (Türksat da bu yörüngededir) göre­celi olarak sabit olmaları, Radyo ve Televizyon yayıncılığı için ve telekom kurumları arası tele­fon bağlantıları için çok uygundur. Ancak dün­yaya çok uzak olmaları nedeniyle cep telefonu bağlantısı yapılması imkansızdır. Yani elimiz­deki cep telefonunun maksimum 3W gücün­deki anten çıkışındaki sinyalin o uzaklıkta bu­lunan uyduya ulaşması mümkün değildir. O nedenle cep telefonlarının dünya çapında uy­dular üzerinden birbirine bağlanabilmesi an­cak hücresel yöntemle çalışan onlarca Alçak Yörünge uyduları ile mümkün olabilecektir.

Günümüzde Internet bağlantıları genellikle mevcut tel hatlan ile yapılmaktadır. 19. Yüzyıldan kalma bir teknoloji olan bu çift telli telefon hatları bilindiği gibi yüksek miktarda verinin iletilmesine elverişli değildir. O neden­le İnternette özellikle görsel materyallerin alın­masında yavaşlık söz konusudur. İnternette çok yüksek süratlerle veri iletişimi için kullanı­labilecek yöntemlerden biri de uydu bağlantı­sıdır. Ama hangi uydu sistemi ile bağlantı ya­pılmalı? Jeostasyoner uydularla mı? Yoksa Al­çak yörünge uydularıyla mı? Her ikisi için de çalışmalar yapılmakta ve uydu üreticisi firma­lar bazında her ikisi için de lobiler oluşturul­muş dummdadır. Jeostasyoner uydu üreticile­ri, çok az sayıda uydu ile tüm dünya kapsana-bildiğine göre bu tip uyduyla İnternet iletişimi­nin alt yapısı daha ucuz olacaktır ve enformas­yonun iletilmesi daha kolay olacaktır tezini sa­vunmaktadırlar. Ancak burada teknik bir sorun ortaya çıkmaktadır. Bu uydular dünyadan 36.000 km uzaklıkta olduğundan, buna elekt­romanyetik sinyalin gidip-gelmesi yaklaşık ya­rım saniye almaktadır. Bilgisayar teknolojisin­de veri iletişiminde yarım saniye oldukça uzun bir süredir. Bu yarım saniyelik süre, internette Transmisyon Kontrol Protokolü (TCP) ile jeos­tasyoner uydu üzerinden iletişim kurmada uyumsuzluklara neden olmaktadır. Transmis­yon Kontrol Protokolü (TCP) internette verinin (Data) paketler halinde akışını sağlayacak dü­zenlemeyi yapar. Bu veri paketleri alıcı termi­nallere bilgisayar tabanlı olarak gönderilir ve her paketin iyi durumda ulaştığını belirten alındı mesajı ulaşana kadar bir buffer de paket­lerin bir kısmı depolanır. Bu işlemler nanosali-seler mertebesinde yapılarak, veri paketlerinin peşpeşe ilerleyen (kayan) pencereler serisi şeklinde hareketi sağlanır. İşte bu noktada je­ostasyoner uydulardaki yarım saniyelik sinyal gecikmesi veri iletişimindeki bu paket kayma­larını olumsuz yönde etkilemekte ve teknik so­runlar yaratarak, verinin kaybolmasına neden olmaktadır. "Latency" denilen bu uydu iletişim gecikmesinin İnternette neden olduğu proto­kol problemini giderecek, "overlay" protokol denilen kesintisiz veri akışını sağlayacak öz­gün bir protokol üzerinde çalışmalar yapıl­maktadır. Kısa zamanda geliştirileceği düşünü­len bu protokol ile tüm veri paketlerinin hata­sız olan jeostanyoner uydularla iletilmesi sağ­lanacaktır.  Overlay protokolü  ile veri  akışı doğru bir hız ile sağlanacak ve iletişim sonun­da paketlerdeki hasarlı veriler kontrol edile­cektir. Gerektiğinde, tekrar iletim (retransmis-yon) yoluyla yeni bir hatasız paket, hatalının yerine tekrar iletilerek, TCP'yi hiç bir sinyal ge­cikmesi etkilememiş gibi iletişim kesintisiz sağlanacaktır. 

Diğer taraftan Alçak Yörünge uyduları üreten firmalar karşıt bir görüşle, internetin uy­du üzerinden veri iletişimini en başarılı yapabi­lecek sistemin dünyadan 300-400 km uzaklık­taki Alçak Yörünge uyduları ile olacağını sa­vunmaktadırlar. Bu görüşün başını ünlü bilgi­sayar duayeni Bili Gates çekmektedir. Bili Ga-tes'inde ortağı olduğu Teledesic uydu firması Alçak Yörünge (LEO) uydularında daha önce bahsettiğimiz somnların yaşanmayacağını ve İnternette veri iletişiminde, bu uydularla ve yerde de fiber optik şebekelerle enterkonnek-te bir sistemle optimum bir sonuç alınacağını savunmaktadırlar. Teledesic uydularının dün­yaya yakınlığı, geniş band interaktif (etkileşim­li) yayın yapmaya elverişli olmaları ve onlarca-sının dünyanın tümünü kapsaması Internet için aranan şartları yerine getirmektedir. Üste­lik bu projenin karada da (terristria olarak) fi-beroptik bir iletişim şebekesi ile desteklenme­si, sadece Internet olayında değil, interaktif TV ve Radyo, görüntülü telefon, VSAT ve daha birçok bilgisayar tabanlı telekonferans, hiper-medya, hipertext veri iletişimi konularında çı­ğır açacak nitelikte sonuçlar doğuracaktır. Al­çak Yörünge savunucuları, Jeostasyoner'cile-rin latency problemini çözeceklerine inanma­maktadırlar. Teledesic'in "Beyaz Raporu"na göre, Jeostasyoner Internet veri iletişiminde, TCP'de sinyal gecikmesi dikkate alındığında maksimum veri iletimi saniyede 128 kilobits olmaktadır. Bu da Ka-Band uydu şebekesinin saniyedeki 2 megabit kapasitesinin %7'si ol­maktadır. Ayrıca Teledesic'in yetkililerine göre bir Web Sayfası düzinelerce işlem görmektedir ve kullanılan TCP'de sinyal gecikmeleri yavaş­lamaya neden olmaktadır. Fiber optik ağlara göre, Jeostasyoner iletişimde Web sayfalarının yüklenmesi on ila yüz defa daha fazla zaman almaktadır. Bu da Alçak Yörünge uydularıyla veri iletişimini daha olanaklı hale getirmekte­dir. Ancak Alçak Yörünge de dikensiz bahçe değil tabi, burada da en büyük soran "Gürül­tü". Bu yörüngede yapılan iletişimde, Uplink-Downlink bağlantıları da gürültü faktörü yük­sek olmaktadır. 

Tüm bunlar göstermektedir ki, ister Je­ostasyoner ister Alçak Yörünge uyduları olsun, hepsinin İnternet veri iletişiminde değişik so­ranları vardır. Günümüz teknolojileri içinde bu iletişimi en sorunsuz ve en yüksek kapasite ile gerçekleştirebilecek yöntem Fiber optiktir. Dünya çapında fiber optik ağının kuralmasına değişik projeler bazında başlanmış olup, bu­nun tüm dünyayı kapsıyacak hale gelmesi da­ha uzun yıllar ve büyük meblağlar alacaktır. Fi­ber optik projesinin gerçekleşmesi durumunda tüm uydu sistemleri, bu şebekenin önemli bi­rer destekleyici olacaklardır. Bu makalede In­ternet sorununa en kısa vadede çözüm getire­bilecek olan değişik uydu sistemleri ele alın­mış ve bu uydu sistemlerinin kendi soranları­na değinilmiştir. Ancak uzun vadede İnternet veri iletişiminin en mükemmel bir iletişim ağı­na sahip olması dünya çapında bir fiber optik ağının tamamlanması ile mümkün olacaktır. Avrupa ve Asya ülkelerini Fiber optik ağ ile birbirine bağlayan FLAG projesi tamamlanmak üzeredir. Aynca Amerika, Avrupa, Asya bağ­lantıları da yapılmaktadır. Bundan sonraki aşa­ma ülkelerin kendi içlerinde ulusal fiber optik ağlarını kurmalarıdır. Bu konu başka bir maka­lede ele alınabilecek kapsamda olduğundan burada detayına girilmemişür.