Teknolji Haberleri - Sayısal Sistemler

 
Ana Sayfa..:: Önceki SayfaSayfayý YenileSonraki Sayfa ::..Sýk Kullanýlanlara Ekle
  Nazar Elektronik ::.. Teknoloji Haberleri ::.. Sayısal Sistemler

12/15/2018 11:55:49 PM

LCD TV - LED TV - PLAZMA TV ONARIMI

T.C.Merkez Bankası
Döviz Satış Kurları

1 Dolar : 5,3807 TL
1 Euro  : 6,0865 TL

1-SAYISAL TV YAYINLARI 

1.1 SAYISAL SİSTEMLER

1.1.1 SAYISAL SİSTEM NEDİR?

   “Dijital” terimi Avrupa dillerindeki “digital” teriminin okunuşu olup Türkçe karşılığı “Sayısal”dır. Elektronik sistemler “analog” ve “sayısal” olmak üzere ikiye ayrılır. Analog sistemlerde elektrik sinyalleri sürekli olarak değişir ve belli sınırlar içinde her değeri alabilirler. Sayısal sistemlerde ise elektriksel sinyaller olduğu gibi iletilmez. Bu sinyellerin yerine bunlara karşı düşen rakamlar iletilir.

Elektronik sistemlerde genel olarak giriş ve çıkış sinyalleri “analog” yapıdadır. Bunların sayısal olarak işlenebilmesi ve iletilebilmesi için “Analog/Sayısal Dönüştürücü”   (Analog-to-Digital Converter, ADC) ve “Sayısal/Analog Dönüştürücü”  (Digital-to-Analog Converter, DAC) kullanılır. [1]

1.1.2 TV SİSTEMLERİ VE MULTiMEDYA  

     Yazi  (veri), Ses ve Görüntünün ayni anda ve ayni ortamda islenmesi ve iletilmesine Multimdya adı verilmektedir.

     Tele-iletişim 19. yüzyılda telgraf’la veri iletisimi olarak baslamış, 19. yüzyılın sonunda telefon’la sesli iletisim, 1930’dan sonra da görüntülü yayinların basladığı görülmüştür. Buna karşılık iki yönlü görüntülü iletisim  (telekonferans) ancak 20. yüzyilin sonunda gerçekleşebilmiştir.

Multimedia 1980’den sonra bilgisayarlarda veri, ses ve görüntü’nün birlikte islenmesi ile basladi. 

Bugün TV ve bilgisayar sistemleri “Multimedia” adı altınde birleşerek tek bir sisteme dönüşmektedir. Bu birleşme iki yönlü olarak ilerlemektedir. Bir yandan bilgisayarlarda TV seyretmek için TV kartları, TV adaptörleri ve ilgili yazılımlar geliştirilirken öte yandan normal TV alıcıları ile Internet’e girmek için özel set-üstü cihazları imal edilmektedir.  

TV sistemlerinin ve alıcılarının sayısala dönüşümü tamamlandığında bu adaptörlerin hiçbirine gerek kalmayacak, TV ve Bilgisayar sistemleri iç içe tek bir sistem halinde gerçekleştirilecektir. Yani masanızdaki veya oturma odanızdaki göstergede ister TV seyredecek isterseniz kablosuz klavye ve fare’nizle  yazı yazıp şekil çizebilecek veya İnternet’e girebileceksiniz. [1] 

1.1.3 SAYISAL ELEKTRONİK CİHAZLARIN GELİŞİMİ 

Sayısal elektronik sistemler 1950 yıllarında ilk tüplü bilgisayarın icadı ile uygulanmaya başladı. Bune karşılık ilk elektronik kol saatleri ve küçük, ucuz hesap makinelerinin piyasaya çıkması ancak 1970’li yıllarda mümkün oldu. Bu tarihten sonra sayısal elektronik devreler ve sistemler yavaş yavaş bütün alanlarda analog devrelerin yerini almaya başladı. Artık sayısal devrelerin kullanılmadığı elektronik sistem yok denilecek kadar azalmıştır.  

Bugün herkesin kullandığı dijital ses-görüntü sistemleri içinde CD (Compact Disc), DVD  (Digital Versatile Disc), DAT (Digital Audio Tape), VCD  (Video CD) sayılabilir. Dijital TV kameraları, Fotoğraf makinaları, Digital radyo ve televizyon yayınları ise çok yakında tamamen dijital hale dönüşecek gibi görünmektedir.[1-4] 

1.2 SAYISAL TV YAYININ YAPIM AŞAMALARI

 Bu bölümde sayısal tv yayınının yapım aşamalırı anlatılacaktır.Bu aşamalar şunlardır:

Sayısal Görüntü İşleme

Sayısal Ses İşleme

Sayısal Modülasyon Teknikleri 

1.2.1 SAYISAL GÖRÜNTÜ İŞLEME

 

1.2.1.1 Analog İşaretlerin Sayısallaştırılması

Analog işaretlerin sayısala dönüştürülmesi, örnekleme, basamaklama ve kodlama olmak üzere üç aşamada yapılır.  

Şekil 1.1 Analog/Sayısal Dönüştürücünün iç yapısı 

Analog sinyaller zaman ve genlik olarak sürekli  sinyallerdir. Bunları sayısallaştırabilmek için önce belli aralıklarda örnekler alınması gerekir. Örnekleme sıklığı sayısallaştırılmak istenen sinyalde bulunan en yüksek frekans bileşeninin en az iki katı olmalıdır. Aksi halde spektrum örtüşmesi  (aliasing) yüzünden bozulmalar meydana gelir ve orijinal sinyal tekrar elde edilemez. 

Alınan örneklerin genlikleri herhangi bir değerde olabilir. Buna karşılık işaretin sayısala çevrilebilmesi için kullanılacak seviye sayısının sınırlı olması gerekir. Bu sayı, her bir örnek için kullanılacak kod uzunluğu ya da bit sayısı tarafından belirlenir. Örnek olarak 8-bit’lik bir kodlama yapılacaksa 256 seviye, 3-bit’lik bir kodlama yapılacaksa sadece 8 seviye kullanılabilir. Seviye veya basamak sayısının artması alıcı tarafta sayısal/analog dönüştürücü çıkışında elde edilecek sinyalin kalitesini belirler. Daha iyi kalite için daha çok bit ve daha çok basamak kullanmak gerekir. 

 

 Şekil 1.2 Analog işaretin sayısala dönüştürülmesi
 

Örnek olarak 0-1V arası değişen bir sinyali 3-bitlik bir kodlama ile sayısallaştırmak istiyorsak basamak sayısı 8, aralık sayısı ise 8 -1=7 dir. 1 volt 7 aralığa bölünürse iki basamak arası 0,143V olur. Basamak sayısı belli olduktan sonra her basamağa karşı düşen bir kod oluşturulur. Bu, genelde, basamak numarasının ikili sayı sistemindeki karşılığıdır. 


Tablo 1.1 Analog işaretin sayısala dönüştürülmesi

odlama işlemini gerçekleştirmek için alınan örneğin genliğine bakılır. Bu genliğe en yakın basamak hangisi ise o basamağın kodu gönderilir. 3. örnekteki sinyal genliği 0.82 volt olsun. Bu değere en yakın basamak 0,857V seviyesine karşı düşen 6. basamak olduğundan onun kodu olan 110 kodu çıkışa iletilir.

Alıcıda ters işlem yapılır. Önce, seri olarak gelen bit dizileri ikili sayıya dönüştürülür. Bu sayı bir sayısal/analog dönüştürücü yardımı ile gerilime çevrilir. Elde edilen basamaklı gerilim süzülerek analog işaret tekrar elde edilir. [1-3]

 

1.2.1.2 Görüntünün Sayısallaştırılması

Video işaretinin sayısal olarak işlenmesi için önce resim çerçevesi herbiri 16x16 benek  (piksel) büyüklüğünde olan ve “Makroblok” adı verilen parçalara bölünür. Her makroblok önce kendi içinde kodlanır. Bu kodlama işlemi­ne her noktanın aydınlık ve renk bilgileri sayısallaştırıla­rak başlanır. Standart tele­vizyon görüntülerinin sayısal­laştırılmasında 13.5 MHz ör­nekleme hızı ve örnek başına 8 bit  (256 gri seviyesi) kul­lanılır. Bir satırda 720 örnek alınır. Değişik standartlarda değişik örnekleme biçimleri kullanılmaktadır. Bunlar:

 

1.   4:4:4  (4 Y, 4Cr , 4Cb; renk ve aydınlık ayni şekilde örneklenir)

2.   4:2:2  (4 Y, 2Cr , 2Cb; sadece yatay doğrultuda seyrekleme yapılır)

3.   4:2:0  (4 Y, 1Cr , 1Cb; her iki doğrultuda seyrekleme yapılır)

burada

Y = 0,299R + 0,587G + 0,114B aydınlık işareti

Cb = 0,564  (B-Y) mavi renk fark işareti

Cr = 0,713  (R-Y) kırmızı renk fark işareti

Şekil 1.3 Aydınlık ve  renk işareti örnekleme çeşitleri

 Standart PAL kalitesinde bir görüntü için 13MHz civarında örnekleme hızları ve renkli resim için örnek başına 24 bit’lik kodlama gerekir. Bu durumda PCM olarak kodlanan bir görüntünün iletilmesi için gerekli veri hızı 13x24=312Mb/s olacaktır.

 Görüldüğü gibi standart bir resim için bile veri hızı saniyede 300MB  (300 milyon bit) ‘in üzerine çıkmaktadır. Yüksek Ayırıcılı Televizyon sistemlerinde  (HDTV) ise veri hızı 1GB/s’den fazla olacaktır. Bu kadar yüksek bir veri hızında TV işaretlerinin iletilmesi ve saklanması pratik olarak uygulanabilir değildir. Bu durumda yapılacak tek iş sayısallaştırılmış işaretin özel tekniklerle sıkıştırılarak veri hızının  makul seviyelere çekilmesidir. Standart TV için 3-8MB/s , HDTV için 18-20MB/s gibi makul hızlara inebilmek için 100:1, 50:1 gibi oranlarda bir sıkıştırmaXE “sıkıştırma”ya gerek vardır. [1,2]

  

1.2.1.2.1 CCIR-601 Formatı  (D1 Formatı)

 1982’de kabul edilen CCIR-601 standardında Y,Cb ve Cr sinyalleri 4,2,2 formatında örneklenir. Yani her 4 Y örneği için 2 Cr ve 2 Cb örneği alınır. Bu durumda örnekleme hızı Y için 13.5 MHz CR ve Cb sinyalleri için 6.75 MHz olur. Sonuç olarak bir satırda 720 Y örneğine karşılık 360 renk örneği alınır. Her satırda Cb ve Cr sinyalleri aynı anda bulunur ve düşey ayrıcalık renk ve aydınlık işaretleri için aynıdır.

   Renk ve aydınlık sinyalleri 8 bit ile gönderilirse bit veri hızı:

  V=13.5x8+2x6.75x8=216Mb/s

   Eğer 10 bit basamaklama kullanılırsa bu hız 270Mb/s çıkar. Eğer düşey ve yatay karartma süreleri göz önüne alınırsa bu hız 8 bit için 166Mb/s düşer. Karartma sırasında görüntü bilgisi yerine ses ve eş zamanlama bilgileri gönderilir.

  CCIR-601 standardını kullanan elektriksel bağlantı standardı CCIR-656 olarak verilmiştir. D1 sayısal video kaydedicilerde kullanıldığı içinde bu standarda D1 formatı adı da verilir. [10]

 

1.2.1.2.2      4;2;0 Örnekleme Formatı

 Bu standarda renk işaretindeki yatay ve düşey ayrıcalık aynı ve aydınlık işaretinin yarısı kadardır.

  Aydınlık  720x576 (625satır) veya 720x480 (525 satır sistemi)

  Renk        360x288 (625 satır) veya 360x240 (525 satır sistemi)

 SECAM sisteminde her satırda ayrı renk işareti bulunduğundan birer satır atlayarak örnekleme yapılırsa renk işaretinden biri hiç alınmamış olur. Bunu önlemek için birer satır atlamak yerine iki satırdaki toplam renk işaretinin ortalaması alınır.[10]

 

1.2.1.2.3      SIF Formatı  (Source Independent format)

Bilgisayarda yaygın olarak kullanılan SIF standardı, CCIR-601 standardında yatay ve düşey örnek sayısı ve sinyaldeki çerçeve sayısı yarıya düşürülerek elde edilmiştir.

 Aydınlık  360x288 (625 satır sistemi) veya 360x240 (525 satır sistemi)

  Renk      180x144 (625 satır sistemi) veya 180x120 (525 satır sistemi)

  Düşey tarama   25Hz (625 satır sistemi) veya 29.97Hz (525 satır sistemi)

Görüntünün en az bozulması için yatay ve düşey doğrultuda süzme yapılmalıdır. Bunun için gönderilecek olan örnekler yatay ve düşey doğrultuda o noktanın etrafındaki örneklerin ortalaması alınarak elde edilir. Çerçeve sayısını yarıya düşürmek için de tek ve çift sayılı çerçevelerin ortalaması alınır veya daha basit sistemlerde sadece tek veya sadece çift sayılı çerçeveler gönderilir.[10]

 

1.2.1.2.4      CIF Formatı  (Common Intermediate Format)

 CIF formatı Amerika ve Avrupa SIF formatlarının birleştirilmesi ile elde edilmiş uluslar arası bir standarttır. Videokonferans ve bilgisayar görüntülerinde kullanılır. Örnek sayısı 625 satırlık Avrupa sisteminde saniyedeki çerçeve sayısı ise 525 satırlık Amerikan sisteminden alınmış böylece 360x288 ve 29.97Hz’lik ortak CIF standardı elde edilmiştir.[10]

1.2.1.2.5      QCIF Formatı (Quarter CIF)

 CIF formatındaki örnek sayısı her iki doğrultuda iki defa daha azaltılarak CIF formatının dörtte biri kadar bilgi taşıyan QCIF formatı elde edilmiştir. Bu formatta 180x144 örnek kullanılmakta çerçeve hızı ise 15 veya 7.5Hz olabilmektedir. H261 sıkıştırma logaritması ile birlikte ISDN video telefon sistemlerinde kullanılır. [10] 

1.2.1.3       SAYISAL GÖRÜNTÜ SIKIŞTIRMADA KULLANILAN TEKNİKLER

 4;2;2 örnekleme formatında standart kalitede bir resim işaretinin iletilmesi için bile 200Mb/s civarında  bir  veri  hızı  gerekmektedir.   En  uygun  sayısal modülasyon sistemi (6 bit/sembol,64-QAM) kullanılsa bile böyle bir veri ancak 40MHz’lik bir frekans bant genişliği isteyecektir. Bu ise 5MHz’lik analog TV kanallarından 8 tanesini tek bir sayısal kanala vermek demektir ki, zaten kanal sayısı bakımından sıkıntılı olan TV yayın sistemleri için kabul edilemez bir durumdur.

O halde sayısal TV’nin gerçekleşebilmesi için tek yol sayısal görüntünün sıkıştırılması, yani veri hızının 50-100 kat azaltılmasıdır.[9-10]

Görüntü sıkıştırma iki yerde yapılabilir:

  • İşaretin özelliklerini kullanarak, işaret kaynağında  (kaynak kodlaması)
  • Bit dizilerini ayarlayarak, iletim sırasında  (kanal kodlaması)

Kaynak kodlamasında görüntü sıkıştırma yöntemleri üç ana esasa dayanır:

  • Görüntüdeki uzaysal ilişkilerden yararlanarak gereksiz bilgilerin atılması.

  • Görüntüdeki zamansal ilişkilerden yararlanılarak gereksiz tekrarların atılması.

  • İnsan gözünün ayırt edemeyeceği detayların atılması.

Sabit resimlerde uzaysal benzerlikler, hareketli resimlerde ise hem uzaysal hem de zaman içindeki benzerlikler kullanılarak büyük sıkıştırmalar yapılabilir. Sabit resimlerde 10:1 ile 50:1, hareketli görüntülerde ise 50:1 ila 200:1 oranlarında sıkıştırma yapılabilir. Ancak bu kadar yüksek sıkıştırmalar için görüntü kalitesinde az da olsa bir kayıp söz konusudur. Kayıpsız sıkıştırma yöntemleri olmakla beraber bu yöntemle elde edilen sıkıştırma yöntemleri çok düşüktür  (3:1 gibi). Bu tip yöntemler tıp cihazlarında ve özel yöntemlerde kullanılır.

ayıplı yöntemler, insan gözünün renk işareti için ayrıcalığının az olması gibi fizyolojik özellikleri kullanır. Örnek olarak PAL yayın kalitesinde bir video işaretinde aydınlık işareti 720x480 benek  (piksel) ayrıcalığa sahipken renk işareti ayrıcalığı sadece 360x240 benektir. Ayrıca renk bilgisi daha az bit sayısı ile tanımlanabilir. Sonuç olarak renk için gerekli toplam bit sayısı aydınlık işareti için gerekli olandan çok daha azdır.

İnsan gözü görüntüdeki ince detaylara veya yüksek uzumsal frekanslı enerjilerdeki seviye değişikliklerine daha az duyarlıdır. Buna bağlı olarak resimdeki ince detaylar daha az bitle kodlanabilir.

Bütün bu özellikleri kullanarak yapılan kodlamalarda 100:1 gibi çok yüksek sıkıştırma oranlarında bile orijinal görüntüye çok yakın görüntüler elde edilebilmektedir.

 Bu bölümde sayısal görüntü işlemede kullanılan başlıca yöntemleri kısa açıklamaları verilecektir. Burada sadece televizyon sistemlerinde uygulaması olan ve standartlaşmış yöntemler anlatılacaktır.

 1.2.1.3.1 Ayrık Kosinüs Dönüşümü  (DCT)

  Her renk bileşeni, 8x8 bloklar halinde ayrık kosinüs dönüşümü ile dönüştürülür, bu sayede resmin enerjisi az sayıda  (dönüşüm uzayındaki) pikselde yoğunlaştırılır. Dönüştürülen blokların nicemlenmesi sonrasında da sıfırdan farklı az sayıda değer ile bloğu ifade etmek mümkün olur. Dönüşüm uzayındaki yüksek frekans pikselleri, resmin görsel kalitesinde görece az rol oynarlar, dolayısıyla yüksek frekans pikselleri daha az sayıda değere nicemlenir.

Nicemleme, sıkıştırma miktarının ayarlanabilmesini de sağlar. Daha çok nicemleme ile aslından uzak ama daha çok sıkıştırılmış görüntüler elde edilebilir. Nicemlemenin bu yan etkisi görüntüden görüntüye değişen bir nicemleme miktarına kadar büyük miktarda görsel bozulmalara neden olmaz.

Nicemleme sonrasında görüntü blokları nicemleme öncesine göre daha az çeşit sayı (sembol) ile ifade edilir hale gelir. Sık rastlanan semboller daha az, seyrek semboller daha çok bitle kodlanarak bilginin daha yoğun ifade edilmesi sağlanabilir. Nicemlenmiş görüntü blokları, standart ya da görüntüye özgü kod tabloları kullanılarak kodlanır ve dosyada depolanırlar.

Nicemlenmiş blokların aritmetik kodlama ile kodlanması da mümkündür, ancak aritmetik kodlamanın üstündeki patentler nedeniyle bu yöntem popüler değildir.

1.2.1.3.2      Hareket Kestirimi

Görüntü kodlamasında en önemli sıkıştırma çerçeveler arası benzerlikten yararlanarak sağlanır. Fakat hareketli görüntülerde görüntüler de bazı bölgeler yer değiştirdiğinden iki çerçeve üst üste konulduğunda  (görüntüler benzerde olsa) eski çerçevedeki beneklerin yerleri kayık olacağından, belirli noktadaki benekler arasında büyük farklılıklar meydana gelir. Bu da iletilecek olan fark işareti bilgisinin oldukça fazla olacağı anlamına gelir.

Buna karşılık eğer her bloğun hareket miktarı ve doğrultusu bilinirse, bir hareket düzeltmesi yapılarak iki çerçeve arasındaki fark oldukça azaltılabilir.

Şekil 1.4 Hareket kestirimi

 Hareket kestirmede en önemli işlem her bloğa ait hareket vektörlerinin bulunmasıdır. Bunun için belli bir blok bir sonraki veya bir önceki resim çerçevesi içinde gezdirilecek o bloğa en çok benzeyen bir yer bulunur. Bu yerin merkezi ile bloğun ilk yerinin merkezi birleştirilerek elde edilen vektör hareket vektörüdür. Her bloğun hareket vektörü belirlendikten sonra referans olarak alınan resim çerçevesinin bütün blokları hareket ettirilerek yeni bir resim elde edilir. Tabi olarak kestirilmiş resim gerçek resimle tamamen aynı değildir.

  Gerek hareket vektöründe olabilecek hatalardan, gerekse hareket ettirilen blokların arka plandaki görüntüyü örtmesinden dolayı gerçek resim çerçevesi ile kestirilmiş resim çerçevesi arasında farklar meydana gelir. Gerçek görüntünün elde edilmesi için bu farklar ve hareket vektörleri karşı tarafa iletilmektedir. Eğer karşı tarafın elinde referans resim varsa, bunlardan yararlanarak yeni çerçeve kolayca ve doğru olarak oluşturulabilir. 

1.2.1.3.3      Değişken Uzunluklu Kodlama  (Variable Length Coding VLC)

 Kodlama sonunda elde edilen bit dizilerinin istatistiksel dağılımı biliniyorsa iletim sırasında bir miktar daha sıkıştırma yapmak mümkündür. Özelliklede bit dizilerinde 1 veya 0’larla meydana gelmiş uzun diziler elde edilecek sıkıştırma miktarı kayda değer ölçüdedir. Bu tür kodlama kayıpsız bir kodlamadır. 

Kayıpsız kodlamaya iyi bir örnek Değişken uzunluklu kodlamadır. Bu kodlamaya Entropi kodlaması adı da verilir. Kodlamanın ana ilkesi, n-bit uzunluktaki veri dizilerinin,      2 n değişik kombinasyonundan belli kombinasyonların bulunma olasılığının daha fazla olmasına dayanır. Olasılığı fazla olan diziler daha kısa  (bit sayısı az) kodlarla, olasılığı az olan diziler ise daha uzun kodlarla yeniden kodlanır. Böylece daha sık gelen diziler daha az bit kullanılarak iletileceğinden toplam bit sayısı azalmış olur.

 

1.2.1.4 Hata Bulma ve Düzeltme Yöntemleri

MPEG2 standartlarına göre kodlanmış sayısal işaret çeşitli yollarla  (kablo,uydu veya havadan) iletilebilir. Bu ortamlardan hiç biri mükemmel değildir. İletim sırasında gerek gürültü ve karışmalar gerekse ortamdaki yansımalar yüzünden sinyaller bozulur ve bazı bitler yanlış olarak algılanabilir. Fakat MPEG2 kod çözme devresinin doğru çalışabilmesi için hatalı bit oranın çok düşük 10-10……10-12 mertebesinde olması gerekir. Bu yaklaşık olarak 30Mb/s hızda, bir saatlik bir sürede en çok 10 hatalı bit demektir. Bu kadar düşük hata sayısına pratikte ulaşmak mümkün değildir. Bu durumda yapılabilecek tek şey iletim sırasında iletim sırasında bozulan hatalı bitler yakalayarak bunları düzeltmektir. 

Hatanın bulunup düzeltilebilmesi için iletilen bilgi bitlerinin arasına bilgi taşımayan ek bitler eklenmesi ve toplam bit sayısının veya bit hızının artırılması şarttır. Bu işleme önceden hata düzeltme adı verilir.

Şekil 1.5 Hata bulma

 Sayısal TV yayınında kullanılan tipik bir önceden hata düzeltme şekil-1.4 görüldüğü gibi birden fazla hata kodlaması ve ayrıca bitleri harmanlama ve enerji dağıtma işlemi gerektirir.

 

1.2.1.4.1 Enerji Dağıtıcı (Energy Dispersal, Randomizer)

 “Enerji dağıtıcı” ve “harmanlayıcı” blokları aslında önceden hata düzeltme işleminin parçaları değildir. Ancak hata düzeltme işleminin etkili olarak yapılabilmesi için bu işlemleri de yapmak gerekir. Hata kodlamasından önce bir DVB transport paketi 188 byte’lık bir diziden oluşur. Bu dizinin ilk sekiz biti eş zamanlama byte’ı olup (01000111=47hex) dizisinden oluşur. Geri kalan 187 byte MPEG kodlama işleminden elde edilen veri bitleridir.bu bitler sadece 0’lardan veya sadece 1’lerden oluşan uzun diziler halinde gelebilir. Bu durumda sinyaldeki enerjinin çoğu alçak frekanslar bölgesinde yoğunlaşır ve frekans bandı etkin olarak kullanılmamış olur. Ayrıca sinyalde bir doğru akım bileşeni oluşur. Bu tür bileşenler iletimde  çıkarabileceği gibi bunlara uygulanan hata bulma ve düzeltme işlemleri de yeterince etkili olmaz. Bunları önlemek için hata düzeltme devresinin girişine gelen bit dizilerinin mümkün olduğu kadar rasgele olması ve eşit sayıda 0 ve 1’lerden oluşması istenir. Bunu yapan devreye Enerji dağıtıcı adı verilir.

 1.2.1.4.2 Reed-Solomon Kodlaması  (Dış Kodlama)

 Reed-Solomon kodlaması 188 byte’lık her pakete veri bitlerinden sonra 16 byte’lık hata bulma ve düzeltme sinyali ekler. Böylece hr paket 204 byte uzunluğa erişir. Oldukça karmaşık matematik temellere dayanan Reed-Solomon kodlaması son derece etkili bir yöntemdir ve 204 byte’lık her paketten çok sekiz byte’a kadar olan hatalı bitlerin hepsini bulur ve düzeltir. Eğer bir pakette 8 byte’dan fazla hata oluşursa bu paket hatalı olarak algılanır fakat düzeltilemediğinden geçersiz bir paket olarak kabul edilir.

 1.2.1.4.3 Harmanlayıcı  (Interleaver)  

İletim sırasında dış etkiler ve karıştırmalar sonucunda sinyal bozularak hatalar oluşur. Bozucu sinyaller genellikle ani patlamalar şeklinde şeklin de geldiğinden hatalar patlama şeklinde oluşur (Burst Errors). Yani bazı paketlerin çoğu bitleri bozulurken diğer paketlere hiç bir bozulma  olmaz. Bu durumda çoğu bitleri bozulan paketleri Reed-Solomon hata kodlaması ile düzeltmek mümkün olmaz. Buna karşılık diğer paketlerde hatalı bitler olmadığından hata kodları boşuna gönderilmiş olur. Bu şekilde art arda gelen patlama şeklinde hataları düzeltmek için, hatalı paketteki bitler hatasız paketteki bitler harmanlanarak yerleri değiştirilir. Böylece hatanın paketler arasında homojen bir şekilde dağılması sağlanabilir. Bu işleme Harmanlama  (Interleaving) adı verilir.

1.2.1.4.4 Evrişimli Kodlama (Convolutional Coding) 

Bulucusundan ötürü “Viterbi” algoritması olarak da adlandırılan bu kodlamada giriş bitleri  iki veya daha çok bit gruplarından oluşan sembollere ayrılır. Hem sembol çıkışta daha yüksek sayıda bit’ten oluşan bir çıkış sembolü ile temsil edilir. Böylece çıkışa bilgi taşımayan fakat hat bulmada yardımcı olan “gereksiz bitler”  (redundancy) eklenir. Bu yöntem bilgi taşımayan bit sayısı bir hayli fazla olduğundan hata bulma ve düzeltme kabiliyeti oldukça iyidir. DVB standardında  (giriş bit sayısı)/ (gönderilen bit sayısı) oranı, Rc =1/2 olarak seçilmiştir. Yani her giriş bitine karşılık iki çıkış biti üretir. Bu da çıkış veri hızını iki kat veya %100 artırmak demektir. İletim kanallarını daha etkin kullanmak için değişik oranlara da izin verilmiştir. Özellikle uydu yayınlarında  Rc=2/3,3/4,5/6 ve 7/8 oranları da kullanılmaktadır. Oran büyüdükçe gerekli frekans bant genişliği azalır fakat buna mukabil sistemin hata düzeltme kabiliyeti azalır.

1.2.1.4       Sayısal Görüntü Sıkıştırma Standardları 

Televizyon video işaretinin sıkıştırılarak iletilmesi için standartlar geliştirilmiştir. Bu bölümde en çok kullanılan standartlar anlatılacaktır. 

1.2.1.5.1 JPEG Standardı  

JPEG, PCM olarak sayısallaştırılmış hareketsiz resimlerin sıkıştırılması için kullanılan bir standarttır. Bu sıkıştırma yöntemine "interframe" yani resim içi sıkıştırma da denilir. Yöntemi uygulamak için önce resim "makro­blok" adı verilen küçük bölümlere ayrılır. Her makroblok 8x8 beneklik dört  bloktan meydana gelir.

 

Şekil 1.6  Jpeg standardı 

Bundan sonra her bloka iki boyutlu Ayrık Kosinüs Dönüşümü  (Discrete Cosine Transfornı, DCT) uygulanarak 64 katsayı elde edilir. Bu katsayılar görüntü blokunun uzamsal frekans bileşenlerini gösterir ve gene iki boyutlu olarak 8x8 bir matrisle gösterilir. Sol üst köşedeki sayı bloğu sıfır frekanslı   (DC) bileşenini yani ortalama gri seviyesini gösterir. Soldan sağa gidildikçe artan yatay frekanslı bileşenler, üstten alta doğru gidildikçe de artan düşey frekanslı bileşenlere karşı düşen değerler elde edilir. Örnek olarak eğer bütün blok aynı değerde bir gri seviyesinde ise sadece DC bileşen vardır ve sol üst köşe dışındaki bütün değerler sıfırdır.

Bu matris zikzak biçimde taranarak iki boyutlu matristen tek boyutlu 64 katsayı elde edilir. Zigzag tarama ile katsayılar sıfırdan  (DC) başlayarak en yüksek uzamsal sıklığa doğru sıralanmış olur. Bundan sonra değişken ağır­lıklı kuantalama işlemine geçilir. Yüksek sıklıktaki bileşenler fazla önemli olmadığından  (göz ince detaylardaki gri seviyeleri algılayamadığından) daha az basamaklı, alçak frekanslı bileşenler  (geniş yüzeyler) ise daha önemli olduğundan daha fazla basamaklı  (daha küçük adımlı) olarak kuantalanır.  

Son adım, değişken uzunluklu Huffman kodlamasıdır. Değerler gene önem sırasına göre değişen uzunluktaki bit dizileri ile gösterilir. Böylece toplam bit sayısı en aza indirilir. DC bileşeni farksal olarak kodlanır. Yani DC bileşenin değeri değil, bir önceki blokla işlenmekte olan blokun DC bileşenlerinin farkı kodlanır.

1.2.1.5.2 MPEG-1 Standardı 

 Uluslararası Standartlar Organizasyonu (ISO) tarafından resim ve ilgili ses sinyallerinin sayısal kayıt ortamlarına (CD-ROM, DAT, Disk v.s.) CIF formatında kaydedilmesi için geliştirilmiş olup en yüksek veri hızı  1.86MB/s’dir. Elde edilen resim kalitesi VHS formatında kaydedilmiş analog videodan daha iyidir. JPEG' den farklı olarak bu standartta kullanılacak olan algoritmalar standarda dahil edilmemiştir. Yani değişken uzunluktaki kodlamada Huffman kodlaması yerine Entropy kodlaması, DCT yerine başka bir transformasyon kullanılabilir. Ayrıca resimle ilgili parametreler (örnek olarak resim boyutu) ayrı olarak gönderildiği için değişik standarlardaki resim işaretleri için kullanılabilir.  

MPEG-l sadece geçmesiz taramalı video işaretlerini kabul eder. Bu işaret önce aydınlık ve renk fark işaretlerinden (Y, Cr, Cb) meydana gelen standart MPEG giriş işaretine (SIF) çevrilir. Aydınlık ve renk fark işaretleri 8­bit/benek olarak sayısala çevrilir (Renk işaretinden, aydınlık işaretine göre yatay ve düşey doğrultuda 2 defa daha az örnek alınır).

MPEG-I 'de kullanılabilecek en yüksek sınır değerler aşağıda verilmiştir.

Bunların altındaki herhangi bir değer kullanılabilir.

  • Bir satırdaki benek (pixel)sayısı    720

  • Satır sayısı 576

  • Saniyedeki  resim sayısı    30

  • Bir resimdeki  Makroblok sayısı    396

  • Saniyedeki makroblok sayısı       9900

  • Veri hızı     1. 86Mb/s

  • Tampon bellek     376 832 bit

MPEG kodlamasında üç değişik cins çerçeve kullanılır ve bunlar sırasıyla I(intrapictures), P(predicted) ve B(bidirectional) olarak adlandırılır.

I-tipi çerçeveler başlangıç resimleri olup bunlarda sadece JPEG de uygulanan çerçeve içi sıkıştırma uygulanır. Yani çok az sıkıştırılırlar. Bir görüntünün oluşturulabilmesi için mutlaka I-tipi çerçeveden başlamak gerekir. P-tipi çerçeveler daha önceki resimlerden yararlanarak kestirim yön­temiyle bulunan resimler olup bunlar daha sonraki çerçeveler için referans olarak kullanılırlar. B-tipi çerçeveler ise I ve P tipi çerçeveler kullanılarak, önceki ve sonraki çerçevelerin enterpolasyonu ile elde edilen resimlerden oluşur.  

Şekil 1.7  MPEG-1

       Değişik cinsten bir takım çerçevelerden oluşan guruba "Resimler Gurubu"  denir. Bir guruptaki çerçeve sayısı uygulamaya göre değişebilir. Şekil­5.18'de 9 çerçeveden oluşan bir gurup görülmektedir.  Bu  guruptaki   çerçevelerin   iletim   sırası  0,4,1,2,3,8,5,6,7  veyaO, 1,4,2,3,8,5,6,7 şeklinde olabilir.

MPEG yöntemi, sıkıştırma çerçeveler arası benzerlikten ortaya çıkan zaman içindeki fazlalık bilgiden büyük ölçüde yararlanır. Burada belli bir andaki görüntü çerçevesinin daha önceki ve daha sonraki çerçeve bilgileri kullanılarak bulunabileceği veya kestirilebileceği varsayımdan hareket edilir. Ayrıca hareket bilgisinden yararlanılarak hatalar büyük ölçüde azaltılır. Böylece çok yüksek sıkıştırma oranları elde edilir.

 

1.2.1.5.3 MPEG-2 Standardı

1,2 veya 1,8 MB/s'lik MPEG-I standardı yayın kalitesinde görüntü iletmek için yeterli değildir. Bu yüzden bu standardı geliştirilerek veri hızı 2­20MB/s arası değişebilen MPEG-2 ve daha düşük (normal telefon hatlarını kullanabilecek) veri hızlarında çalışabilen MPEG-4 standartları geliştiril­miştir. MPEG-2 standardı MPEG-l ile uyumlu olacak şekilde tasarlanmıştır. Ana özelliklerini şöylece özetleyebiliriz;  

  • Geçmeli tarama (intedaced), yüksek ayırıcılı video işaretlerini kabul eder ve renk farkı işaretlerinin değişik şekilde örneklenmesine izin verir.

  • Ölçekli olarak ayarlanabilir bir bitdizisi verir.

  • Daha gelişmiş kuantalama ve kodlama algoritmaları kullanır.

Uygulamadaki güçlükleri ortadan kaldırmak için bu algoritma "alçak seviye (low level)" ,"ana seviye (main le ve!)" ve "yüksek seviye (high level)" olmak Üzere Üç seviye ve beş değişik profil olarak gerçeklenir. Bunlar "basit profil (simple profile)", "ana profil (main profile)", "işaret gürültü oranı ölçek1enebilir profil (SNR scalable profile)", "uzamsal olarak ölçeklenebilir profil (spatially scalable profile)" ve "yüksek kaliteli profil (high profile)" olarak adlandırılır. Standart sayısal TV yayınlarında bu ana seviye-ana profil, HDTV'de ise yüksek seviye- yüksek profil kullanılmaktadır.  

MPEG-2'de makroblokların kodlanmasında renk farkı işaretinin örneklenmesi de farklılık gösterir. Üç değişik örnekleme biçimi desteklenmektedir. Bunlar;  

1)  4:2:0 (4 Y, 1 Cr, lCb; MPEG-l deki gibi)

2) 4:2:2 (4 Y, 2Cr, 2Cb; sadece yatay doğrultuda az örnekleme)

3) 4:4:4 (4 Y, 4Cr, 4Cb; renk ve aydınlık aynı şekilde örnekleniyor)

Seviye

Satırdaki örnek

Çerçevedeki satır

Saniyedeki çerçeve

En yüksek veri hızı

Alçak

352

288

30

4Mb/s

Ana

720

576

30

15Mb/s

Yüksek

1440

1152

60

80Mb/s

Yüksek

1920

1152

60

100Mb/s


Tablo 1.2 MPEG-2 veri hızları
 

MPEG-2 hem geçmeli hem de geçmesiz taramalı resimleri işleyebilir. Geçmeli taramanın işlenmesinde çerçeveler arası veya alanlar arası ilintiler kullanılabilir. Hareket miktarı fazla olmayan resimlerde resmin çerçeveler halinde işlenmesi daha uygundur. Bu tür resimlere “Çerçeve Resmi” (Frame Picture) adı verilir. Hareketli görüntülerde ise her alanın ayrı ayrı ele alınması daha iyi sonuç verir. Bu tür resimlere de “Alan Resmi” (Field Picture) adı verilir. Bir gurupta değişik cinsten resimler olabilir. Belli bir anda eğer alan resmi gönderilmişse bir sonraki resim de alan resmi olmalıdır. Böylece bir çift alan resmi birleştirilerek bir çerçeve oluşturulur.  

Profil

Algoritmalar

Örnekleme

Yüksek profil

SNR ve uzamsal ölçeklemeli 3 katman

4:2:2

Uzamasal ölçekleme

SNR ve uzamasal ölçeklemeli 2 katman

4:0:0

SNR ölçekleme

SNR ölçeklemeli 2 katman

4:2:0

Ana profil

Ölçeklemesiz, geçmeli tarama, B-tipi çerçeve öngörü modu

4:2:0

Basit profil

B-tipi çerçeve öngörü modu dışında ana ana profille aynı

4:2:0

Tablo 1.3 MPEG-2 örnekleme algoritmaları 

Blokların ayrık kosinüs dönüşümleri alınırken bir resimdeki farklı makrobloklar için farklı resim tipleri seçilebilir. Örnek olarak hareketli bloklar için "alan", hareketsiz fakat ince detaylı bir blok için "çerçeve" tipi bir dönüşüm için daha uygundur.

 Kestirim sırasında da benzer şekilde hareket edilir. "Alan" tipi resimlerde sadece "alan" tipi kestirim kullanılır. Yani bir alan önceki veya sonraki alanlar kullanılarak kestirilir. Buna karşılık "çerçeve" tipi resimlerde makroblokların kestiriminde hem çerçeve hem de "alan" tipi tipi kestirim kullanılabilir.

Ölçekli olarak ayarlanabilir veya kısaca ölçeklenebilir(salable) veri dizisi MPEG-2'nin önemli özelliklerinden biridir. Bu; veri dizisinin sadece belli bir kısmını kullanarak daha düşük kaliteli bir resim elde edilebilmesi demektir. Yani yüksek kaliteli bir resmi iletmekte kullanılan hızlı bir bit dizisi daha basit bir kod çözücü tarafından bazı bitleri atlanarak çözülürse daha az kaliteli veya daha düşük ayrıcalı bir  resim elde etmek için gerekli en az sayıdaki bit dizisine temel katman (base layer) adı verilir. bundan sonraki katmanlara iyileştirme katmanları (enhancement layers) adı verilir. MPEG-2 standardı iki veya üç katmanlı işaretleri kapsar. Bu katmanlardan yararlanarak üç değişik alanda ölçekleme yapmak mümkündür.

Uzamsal (spatial) ölçekleme: Video işareti değişik ayrıcalıkta çözülebilir.

Temel katman en düşük ayrıcalıklı resmi verir ve gelen bit dizisinin az bir kısmını çözerek elde edilebilir. Diğer katmanlar daha yüksek frekanslı bileşenleri vererek resmin ayrıcalığını  arttırır yani ince detayların görünmesini sağlar. Bu iş için piramit tipi bir yaklaşım kullanılmıştır. Önce resim kaba olarak bölümlenir ve her bölüm bir piksel olarak kodlanır (temel katman) sonra esas resim ile kaba resmin farkı alınarak bu fark iyileştirme katmanı olarak kodlanır.

İşaret/Gürültü Oranı (SNR) ölçeklemesi: DCT katsayılarının değişik sayıda basamaklanması (kuantalanması) ile elde edilir. Temel katmanda kaba olarak basamaklanmış katsayılar kullanılır. Sonuç olarak düşük bir işareti gürültü oranı elde edilir. İnce basamaklanmış katsayılarla aradaki farklar ayrıca iyileştirme katmanları ile iletilir.

 Zamansal (ternparal) ölçekleme: Çerçeve hızlarının farklı farklı alınması ile zamanda bir sıkıştırma yapmak mümkündür. Gene temel katmanda en düşük çerçeve hızı söz konusudur. Aradaki atlanan çerçeveler diğer katmanlarda iletilir. Alıcıda sadece I ve P-tipi çerçeveler işlenerek B-tipi çerçeveler tamamen atlanabilir. B-tipi çerçeveler daha sonraki çerçevelerin kestiriminde kullanılmadığından bunların atlanması resmin yavaşlaması dışında bir problem doğurmaz.

 Bu ölçeklemelerin aynı anda uygulanması durumunda melez ölçekleme tipleri elde edilir. Ölçeklemenin sağladığı en önemli avantajlardan biri iletim sırasında oluşabilecek hatalardan sistemin korunmasıdır. Bunun için temel katmanın daha fazla sayıda hata düzeltme bitleri eklenerek kodlanır. Böylece bu katmanın garantili bir şekilde iletilmesi sağlanır. Diğer katmanlarda oluşabilecek hatalar resimde sadece geçici bir kalite bozulmasına sebep olur ki bu da genelde rahatsız edici değildir.

   

Şekil 1.8 DCT katsayılarının değişik tarama yöntemleri
 

Bu özelliklerin dışında MPEG-2 başka farklılıklar da vardır. Bunların en önemlileri;

DCT katsayıları alan tipi resimlerde zikzak tarama yerine değişik biçimde taranır. Bu tarama geçmeli taramaya daha uygundur (Şekil-1.8)

  • "Intra" tipi makro bloklarda DC bileşeni kuantalama katsayısı 8,4,2 ve I değerlerini alabilir. Yani bu katsayı gerekli durumlarda II bitlik en yüksek ayrıcalıkla gönderilir.

  • Halbuki MPEG-1 de bu katsayı S-bit sabit uzunluktadır. AC katsayılar da MPEG-I 'de    (-256 .. .255) arası kodlanmasına rağmen MPEG-2'de (-2048 ... 2047) arası kodlanır.

  • Adaptif  kuantalama katsayıları MPEG-I' de sadece 1 ila 31 arası tam sayılar olmasına karşılık MPEG-2'de 0.5 ila 56 arası gerçel sayılar olabilir.

Bugün çeşitli tüm-devre imalatçıları tarafından gerçekleştirilmiş tek devre veya set halinde MPEG-l ve MPEG-2 görüntü sıkıştırma ve açma tüm­ devreleri piyasaya çıkmıştır.

 

1.2.1.5.4 MPEG-4 Standardı

 

MPEG-4 standardı ISO (Uluslararası Standardlar Organizasyonu) tarafından, daha çok, düşük bit hızlarında görüntü iletimi için öngörülmüş yeni bir sıkıştırma standardıdır. 1993'de başlayan bu standart çalışması daha sonra değiştirilerek, kolay erişilebilir, yüksek sıkıştırmalı ve uyarlanabilir kullanıcı tarafından değiştirilebilen (interactive)ses/görüntü sıkıştırma standardı" haline getirilmiş ve 1999 yılında standart kabul edilmiştir.

 

MPEG-4 standardında diğerlerinde olmayan aşağıdaki özellikler eklenmiştir

  • Veri bit-dizilerinin içindeki bilgiye (muhtevaya) bağlı olarak düzenlenebilmesi

  • Multimedya sistemleri için çeşitli kullanım aletleri

  • Bilgiye bağlı ölçekleme

  • Aynı anda gönderilen çeşitli veriler için uygun kodlama

  • Tabii, yapay veya karışık veriler için uygun kodlama

  • Daha iyi kodlama verimi

  • Çok düşük veri hızlarında hareketlerin kodlanması

  • Gürültü ve hatalara karşı dayanıklılık

MPEG-4 standardı yapısal olarak dört elemandan oluşur; "sintaks", "aletler", "algoritmalar" ve "profiller". Burada "sintaks" (syntax) çeşitli aletler, algoritmalar ve profiller'in tanımlanması, kullanılması ve yüklenmesini tanımlayan bir dildir. "Alet" (tool) Özel bir kullanım metodudur. "Algoritma" birden fazla aletin ard arda kullanılması ile bir işlemin gerçekleştirilmesidir. "Profil" ise bir veya birden fazla algoritmanın peş peşe uygulanması ile belli bir uygulamanım gerçekleştirilmesidir.

Çıkış veri hızı 5Kb/s ile 10Mb/s  arası olabilen MPEG-4 standardı daha çok multimedya, telekonferans, görüntü arşivleme, tele alışveriş ve uzaktan izleme gibi özel uygulamalar için düşünülmüştür. Geçmeli ve geçmesiz taramalı görüntüleri destekler. Standardın teknolojiyi sınırlamaması için kullanılacak algoritmalar ve aletlere bir sınırlama getirilmemiş sadece protokoller belirlenmiştir.

PEG-4 standardında diğer sistemlere göre daha iyi bir sıkıştırma sağlanması bu standartta görüntünün bütün halinde değil, kısım kısım işlenmesi sayesinde olmaktadır. MPEG-4' de görüntü ve ses sentetik veya tabii bölümlerden meydana gelmiş olabilir. Her bölüm resmin geri kalan kısmından ayrılabildiği için sadece istenen kısmı alınabilir veya her kısım ayrı ayrı işlenebilir, büyütülüp küçültülebilir, çevrilebilir, yani üç boyutlu uzayda bütün işlemler bağımsız olarak yapılabilir. Özellikle aslında hareketsiz olan fakat kameranın çevrilmesinden ötürü hareketli gibi görünen arka plan ile ön plandaki hareketli cisim veya kişiler ayrı ayrı işlenirse arka plan çok az  sayıda bilgi iletimi (sadece hareket vektörü) ile alıcıya gönderilebilir.

 MPEG-2 ve diğer görüntü sistemlerinden en önemli farklarından biri de MPEG-4'de görüntünün hiyerarşik olarak katmanlara ayrılması ve bu katmanlarda yer alan Görüntü Cisim Düzlemlerinin (Video Object Plane, VOP) kare olmak zorunda olmamasıdır. "Sprite" adı verilen bu görüntü parçaları herhangi bir biçimde olabilir ve görüntü parçasının konturlarına uygun biçimde ana resimden kesilerek ayrılabilir.

MPEG-4'de kodlama hiyerarşik katmanlar halinde yapılır. En alt katman "Çok Düşük Bit Hızlı Görüntü (Veri Low Bitrate Video, VLBV) katmanı olup bu katman 5-64 kbit/s veri hızlarını destekleyen aletler kullanır. Bu katmanda birkaç piksel'den başlayarak CIF standardı olan 352x288 piksel'e kadar ayıreılığı olan ve çerçeve hızı O (hareketsiz resim) ile 15 Hz arası görüntüler iletilebilir.

VLBV katmanındaki görüntü kaba olmakla beraber kodlama verimi çok yüksektir ve hatalara karşı çok iyi korunmuştur. Görüntü dikdörtgen olmak zorundadır. Gerçek zamanlı uygulamalar (Görüntülü telefon, telekonferans g.b.) için uygundur. Daha yüksek ayırıeılık (yayın kalitesi) istendiğinde bu katmana ek olarak detay bilgileri Yüksek Hızlı Görüntü (High Bitrate Video,HBV) katmanı ile iletilir. Burada görüntünün kenarları istenilen biçimde olabilir, değişik algoritma ve aletler kullanılabilir ve bit hızı 4Mb/s'ye kadar çıkabilir.

 

 1.2.1.5.5 MPEG-7 Standardı

Görsel-iştsel (Audio-visual) bilgi akışının son yıllardaki aşırı artışı bu konudaki çalışmaların da sürekli yenilenmesini gerektirmektedir. Bu ihtiyaçtan doğan yeni bir standart çalışması MPEG-7 olarak adlandırılmıştır. MPEG-7’yi MPEG-4'den ayıran en önemli özellik MPEG-7’nin bir görüntü veya sesin anlamına veya biçimine göre işlem yapabilme kabiliyetidir.  

   

Şekil 1.9 MPEG-7 katları 
 

Böylece büyük bir ses veya görüntü arşivi içinden belirlenmiş bir ses veya görüntü bulunabilir. Örnek olarak bir filmin içinde sadece kuşların bulunduğu kareler ayrılabilir, yada uzun bir konuşma veya yazı metni içinde geçen belli bir kelime bulunabilir. Televizyon yayınında belli bir kod veya görüntü geldiği zaman video kayıt cihazı otomatik olarak kayda başlayabilir.

   Aslında MPEG-7 bir görüntü işleme veya sıkıştırma algoritması değildir. Multimedya içeriklerini Tanımlama Arayüzü" (Multimedia Content Deseription Interfaee) olarak düşünülen bu standart sayısal ses veya görüntü iletimi veya saklanması sırasında kullanılacak bir protokoller dizisi veya programlama dilidir. Bu sayede bilginin tekrar kolayca geri çıkartılması sağlanacaktır. MPEG-7 multimedya bilgilerini tanımlamak için kullanılacak "Tanımlayıcı" (Descriptor), "Tanımlama Biçimleri" (Descriptian Schemes) ve bunlar arasındaki ilişkileri belirleyen "Tanımlama Dili" (Deseription Definition Language, DDL) ile ilgili standartları belirler.

1.2.1        SAYISAL SES İLETİMİ

     Sayısal görüntü iletimine paralel olarak ses sinyallerinin de sayısal olarak iletilmesi gerekmektedir. Aslında sesin sayısal olarak iletimi görüntü iletiminden çok daha önce başlamıştır. Bugün kullanılmakta olan telefon sistemlerinin büyük bir kısmı sayısaldır. Anolog TV yayınında sayısal ses iletimi (N/CAM) Avrupa da yaygın olarak kullanılmaktadır. Ayrıca kompakt disk (CD) ve sayısal kayıt bantları (DAT) da bu teknikleri kullanmaktadır. İlk sayısal ses iletişiminde doğrudan sayısallaştırma tekniği olan "Darba Kod Modülasyonu" (Pulse Code Modulation, PCM) kullanılmakta idi. Ancak PCM kodlama yapıldığında elde edilen sayısal veri hızları radyo ve TV kanallarından iletilemeyecek kadar yüksektir. Bu yüzden çeşitli sıkıştırma yöntemleri kullanılarak veri hızlarının düşürülmesi gerekir.[1,10] 

1.2.2.1 PCM
 

Darbe Kod Modülasyonunda tıpkı görüntünün sayısallaştırılmasında olduğu gibi, analog ses sinyali önce belli bir sıklıkta örneklenir. Örnekler basamaklara bölünür ve her basamağa bir kod tayin edilerek bu kod karşıya gönderilir. Çeşitli ses işaretleri için örnekleme sıklığı, her örneği kodlamada kullanılan bit sayısı ve toplam bit veri hızı Tablo-1.4 'de verilmiştir.  

 

Frekans bölgesi(Hz)

Örnekleme sıklığı (KHz)

Örnek başına bit sayısı

PCM veri hızı (kb/s)

Telefon konuşması

300-3400

8

8

64

Kaliteli konuşma

50-7000

16

8

128

Orta kalite müzik

10-11000

24

16

384

Kaliteli müzik

10-22000

48

16

768

 Tablo 1.4 PCM’de kullanılan örnekleme ve veri  hızları

Kompakt müzik disklerinde (Compact Disc:CD) kullanılan sayısal kod­lama standardında örnekleme hızı 44,1 kHz ve bir örnek 16 bit uzunlukta olduğuna göre stereo bir müzik için gerekli veri hızı 2x44,lxI6=141Okb/s =1,4IMb/s eder. Ancak, kayıt ve okuma işlemlerinin yapılabilmesi için gerekli hat kodlaması, bu esnada meydana gelebilecek hataların düzeltilebilmesi için gerekli hata kodlaması ve eş zamanlama bitleri de eklenince her örnek için 16 bit yerine 49 bit göndermek gerekmekte ve CD'lerde kullanılan toplam veri hızı 4,32Mb/s'ye yükselmektedir. Sayısal ses bantlarında (Digital Audio Tape.DAT) örnekleme hızı aynı olmakla beraber ek bitler daha az olduğundan toplam veri hızı 3,08Mb/s olmaktadır.

CD kalitesinde sayısal müzik yayını yapılabilmesi için bu kadar yüksek veri hızlarını mevcut frekans bant genişlikleri içinde iletmek mümkün değildir. Bu verilerin büyük oranda sıkıştırılmaları gerekir. Son yıllarda geliştirilen sayısal sıkıştırma yöntemleri ile örnek başına sadece 0,5 bit ile ses, 1 veya 2 bit göndererek müzik kodlanabilmektedir. Her nekadar sayısallaştırılmış sinyaller başlangıçta analog sinyallerden daha fazla bant genişliğine sahip ise de, sıkıştırma ve kullanılan çok seviyeli sayısal modülasyon teknikleri ile, analog sinyallere göre daha az bant genişliği olan daha kaliteli ses ve görüntü yayını yapmak mümkün olmaktadır.

 

1.2.1.2   Sayısal Ses Kodlamasında Kullanılan Yöntemler

Konuşma ve müzik işaretlerinin her ikisi de ses olmakla beraber özellikleri birbirinden farklılık gösterir. Örnek olarak konuşman1l1 frekans bandı (300Hz-3000Hz) müziğinkinden (20Hz-20.000Hz) çok daha azdır. Konuşmada anlaşılabilirlik önemlidir. Buna karşılık müzikte bozulmalara tahammül edilemez ve çok daha yüksek bir kalite istenir. Konuşma sinyalleri çok iyi modellenebildiği halde bütün müzik seslerini modelleyebilecek bir yöntem yoktur. Bu yüzden eğer sadece konuşma iletilecekse kaynak kodlaması yapılarak çok yüksek sıkıştırma oranları elde edilebilir. Ama hem müzik hem konuşma sesleri kodlanacaksa kaynak özellikleri değil, kulağın işitme özellikleri göz önüne alınmalıdır.

 

İlk sayısal kodlama sistemlerinde kullanılan ani bastırma/genişletme yönteminde 14-bit' lik doğrusal PCM 1l-bit'lik doğrusal olmayan PCM’e çevrilerek küçük bir sıkıştırma sağlanabilmekte idi. Buna benzer olarak geliştirilen ve halen analog TV yayını ile birlikte kullanılan  NICAM, sisteminde başlangıçta 32kHz/14 bit'le sayısallaştırılan ses 1ms'lik bloklara ayrılıp adaptif olarak l0-bit'lik sayısal işarete sıkıştırılır. Böylece stereo bir ses işareti için çıkışta 728 kb/s'lik bir veri hızı elde edilir. Fakat bu tekniklerin hiçbiri sesteki gereksiz bileşenleri atmadığından yeterince büyük bir sıkıştırma sağlayamazlar.

 

1.2.2.2.1 ISO/MPEG-1 Ses Kodlaması

 

MPEG- 1 (ISO/IEC IS 11 172 standardı) ses kodlamasında CD kalitesinde bir çıkış hedef alınmıştır. Ancak daha yüksek bir ses dinamiği olduğundan CD' den daha kaliteli bir ses elde edilebilmektedir. 32, 44,1 ve 48kHz örnekleme hızları kullanılabilir. MPEG- 1 üç seviyede gerçekleştirilir. Çıkış veri hızı ise mono için 32kb/s, stereo için I, II. ve III. seviye kodlamalarda sırasıyla 448,384 ve 320kb/s dır. I. ve II. seviyede alt bant süzgeç bankaları III. seviyede ise süzgeç bankaları ve dönüşüm yöntemlerini birlikte kullanan melez yöntem kullanılır. Her bileşen maskeleme etkileri ve kulağın özellikleri göz önüne alınarak değişik sayıda bit'lerle kodlanır. Buna ek olarak stereo yayınlarda iki kanalı ayrı ayrı kodlamak yerine, birlikte, aradaki gereksiz tekrarlamalar atılarak kodlanır. Buna stereo yoğunluk kodlaması (Intensity Stereo Coding) adı verilir. MPEG-l standardı kodlayıcı devrede hangi akustik modellerin kullanılacağını ve devrenin nasıl gerçekleneceğini belirlemez. Böylece yeni yöntemlerin geliştirilebilmesine imkan tanır. Standart sadece kod çözücü kısmını ye bit dizisinin ne şekilde olması gerektiğini belirler. Bununla beraber I. seviye için 512 noktalı, II. ve III. seviye için 1024 noktalı Hızlı Fourier Dönüşümü (FFT) tavsiye edilmiştir. Basit yöntemlerde her frekans bileşeni için, frekansı, genliği ve tonalitesi göz önüne alınarak gürültü ve maskeleme eşikleri belirlenir. Sonra bunlar toplanarak top yekün maskeleme eşiği bulunur. Daha karmaşık olan 2. modelde ise iç kulaktaki koglea tabasının özellikleri de göz önüne alınır. Ön ­yankılar da işin içine katılarak maskeleme eşikleri daha ayrıntılı olarak hesaplanır.

 Standart bir MPEG- 1 kod çözücü her üç seviyeyi de çözebilmelidir.

  

I. ve II. Seviye 

MPEG- I. ve II. seviye kodlayıcılar birbirine benzer. II. seviye biraz daha iyi sıkıştırma yapar, çünkü burada daha ince basamaklama kullanılır ve ölçekleme katsayıları arasındaki benzerlikler de göz önüne alınır. Bu kademelerde eşit aralıklı 32 alt bant süzgeci kullanılır. Her süzgeç 512 katsayılı çok fazlı (polyphase) yapıdadır. Ayrık Kosinüs Dönüşümü (DCT) kullanılarak hesaplanabildiğinden bu süzgeçlerin gerçekleştirilmesi çok kolaydır. Bu yöntemin kötü yanı süzgeçlerin eşit aralıklı olması, bu yüzden insan kulağındaki kritik bantları uygun şekilde kapsamamasıdır. Her alt band 24000/32=750Hz genişliğinde olacağından alçak frekans bölgesinde birkaç kritik bandı kapsayacaktır. 750Hz genişliğindeki alt bantlar kritik örnekleme frekansı olan l500Hz' de örneklenir. Sonuçta bir örnek seyrekleme (decimation) işlemi yapılmış olur. 

Uyarlamalı basamaklama işleminde basamak sayısı deneme-yanı lma yöntemi ile bulunur. Her adımda bit sayısı bir arttırılarak (bit sayısını bir arttırmak basamak sayısını iki katına çıkarır) elde edilen işaret/gürültü oranı işaret/maskeleme oranı ile karşılaştırılır. aradaki fark yeterince küçük olunca bit arttırma işlemine son verilir ve basamak sayısı belirlenmiş olur. I. Seviyede her alt bant için 12 seyreklenmiş örnekten oluşan blok'lar alınır. Her bloktaki örnekler, en büyük örneğin değeri 1 olacak şekilde, bir katsayı ile çarpılarak ölçeklenir. 48kHz'lik giriş örnekleme hızında 12 örnek 8ms'lik ses parçasına karşı düşer. toplam 32 blok bulunduğuna göre elde edilecek toplam örnek sayısı 32x12=384 olur.
Şekil  1.10  PCM kodlama

 

II. Seviye kodlamada üç tane bloktan olaşan 36 örneklik süper blok'ar kullanılır. 24ms'lik ses parçasına karşı düşen bir süper blok da toplam 32x36 = 1152 seyreklenmiş ve ölçeklenmiş örnek bulunacaktır. Ölçekleme katsayıları da kendi aralarında sıkıştırılarak karşı tarafa gönderilir. II. seviyede bu ek sıkıştırma %50 civarındadır. Blok ölçeklendirme sayesinde 120dB gibi çok büyük bir dinamik elde edilir. Alçak frekans bölgelerinde 3,5,7,9,15,31, ... 65535 gibi pek çok basamak seçimi mümkünken orta ve yüksek frekans bölgesine gidildikçe kullanılabilecek basamak seçenekleri azalır.   Örnek olarak 24 ila 27. alt  bantlarda sadece üç seçenek vardır: 3,5 ve 65535 basamak. 28 ila 32. alt bantlar ise hiç gönderilmez. Bit sayısını azaltmak için ard arda gelen üç alt bant örneklerinden 3,5, 9 basamakla basamaklanmış olanlar birlikte kodlanarak %40 ek sıkıştırma sağlanır.  

III. Seviye

III. seviyede; anahtarlanabilir melez süzgeç bankası, ileri seviyede ön ­yankı giderme, üniform olmayan basamaklama, entropi kodlaması, bit depolama tampon bellek gibi birçok yenilikler eklenmiştir. Bu sayede I. ve II. seviyeye göre daha fazla sıkıştırma elde edilir. Ayrıca bu seviyede değişken bit hızı kullanıldığından kod çözücünün de değişken bit hızını destekleyecek şekilde olması gerekir. Daha iyi frekans ayırımı elde etmek için her alt bantta 6 veya 18 noktalı değiştirilmiş ayrık kosinüs dönüşümü (MDCT) uygulanır. Böylece her alt bant için 12 veya 36 örnek elde edilir. Bu sayede her birinin bant genişliği (24000/576=4l,67Hz) olan 576 frekans bileşeni elde edilir. Daha iyi frekans ayırımı sağladığından normalde l8-noktalı dönüşüm uygulanır. Ancak ön­ yankı olma ihtimali olan yerlerde daha iyi zaman ayırımı sağladığından 6­noktalı dönüşüm ve kısa süreli bloklar tercih edilir .  

Çerçeve ve Çoğullama 

MPEG olarak kodlanmış olan ses sinyalleri sayısal paketler halinde iletilir. Bu paketler bir çerçeve haline getirilir. Şekil 6.6'da örnek bir çerçeve görülmektedir. Her çerçevenin başlık kısmında l2 bitlik eş zamanlama işareti, 20-bitlik sistem bilgisi ve hata kodlaması için ayrılmış 16 bitlik bir yer bulunur. İkinci kısımda bit ataması, ölçekleme faktörleri gibi ek bilgiler bulunur. Ana bölüm, 1. seviye kodlamada 8ms'lik sese karşı düşen 384 örneklik, II. seviye kodlamada 24ms'lik sese karşı düşen 1152 örneklik sayısal veriden meydana gelir. Gerekli diğer bağlı verilerin bulunduğu Son kısmın uzunluğu  belirlenmemiştir.

Çerçevelerin boyu değişkendir ve her çerçeve bağımsızdır. Yani sadece kendi içindeki bilgiler kullanılarak çözülebilir. Bu sebepten seslerin eklenmesi veya anahtarlanması gerektiğinde herhangi bir çerçevenin başından başlanmalıdır. Buna karşılık bu çerçevedeki bilgileri iletmek için kullanılan paketler sabit ( 1 88 byte = 1504 bit) uzunluktadır.  

MPEG- 1 kodlama standardında ses, görüntü ve diğer sayısal işaretler eşit uzunluktaki paketler halinde çoğullanarak birlikte gönderilebilir. Paketler istenildiği gibi sıralanabilir. Her paketin içinde ne tür veri bulunduğu paketin başındaki 4 byte'lık başlık bölümünde belirtilir. Başlığın ilk sekiz bit'i eş zamanlama için ayrılmıştır. Ondan sonra gelen 13 bit tanıtım bilgisi olup paketin ne taşıdığını belirler. 184 byte'lik yükün tamamı ses veya görüntü bilgisi olmak zorunda değildir. Gereken uzunlukta bir ayarlama başlığı konulup buraya özel eş zamanlama verileri veya başka bilgiler de konulabilir, veya boş bırakılabilir.

 

1.2.1.2.2 Çok Kanallı MPEG Kodlama 

Gerçek ortam hissini veren, çok kanallı çevresel (surround) stereo sesler özellikle multimedia, görsel-işitsel  sistemlerde ve kaliteli müzik sistemlerinde sıkça kullanılmaya başlamıştır. Çok kanallı  sistemler ayrıca değişik dillerde yayın yapan TV sistemlerinde de kullanılmaktadır. Uluslararası Telekomünikasyon Birliği ( ITU ) beş kanallı bir sistemi 3/2 stereo sistem olarak tavsiye etmektedir. Bu sistemde normal stereo'daki sağ , sol  seslere ek olarak bir orta  ve sağ-arka  ve sol-arka  olmak Üzere Üç ses daha eklenmektedir. Böylece geniş bir dinleme bölgesinde tam bir derinlik etkisi elde edilmektedir.  

Beş hoparlörlü bu sisteme ek olarak sadece 15-120Hz arası alçak frekansları iyileştiren (Law requency Enlıancenıent, LFE) ek bir kanal daha opsiyonel olarak ilave edilebilir. İnsan kulağı bu kadar alçak frekanslarda yön kestiremediğinden "subwoofer" denilen bu altıncı hoparlör herhangi bir yere konulabilir. Bu tüm sistemler 5.1 kanallı olarak adlandırılır.  

Bu tür sistemlerde tabii ki kanallar bağımsız olarak kodlanmaz. Kanallar arasındaki benzerliklerden yararlanılarak çok büyük oranda sıkıştırma yapılır. Bir kanaldaki bilgiye ek olarak sadece sesin hangi yönden geldiğini kestirmeye yetecek kadar bilgi gönderilir. Kanallar arası maskeleme etkileri de göz önüne alınır.

 

1.2.1.2.2.1   MPEG-2 Çok Kanallı Ses Kodlaması  

MPEG-I 'den sonra geliştirilen MPEG-2 (ISO/IEC IS13818 standardı) ses kodlaması başlangıçta çok kanallı (3/2) olarak planlanmıştır. Ancak eski sistemlerle uyumlu olan ve uyumsuz olan iki çeşidi vardır. Uyumlu sistemde yapılmış bir MPEG-2 kodlayıcısının ürettiği işaret MPEG- 1 çözücüsü tarafından normal stereo (2/0) olarak alınır. Aynı şekilde MPEG- 1 kodlayıcısının ürettiği işaret MPEG-2 çözücüsü tarafından normal iki kanallı olarak alınır. Uyumlu olmayan sistemde kodlanan ses MPEG-l kod çözücüsü tarafından alınmaz. Buna karşılık daha yüksek kalite ses elde etmek mümkündür.

Daha yüksek ses kalitesi elde etmek için geçiş aşamasından sonra, uyumlu olmayan İleri MPEG-2 Ses Kodlama (MPEG-2 Advanced Audio Coding, MPEG-2 AAC) sistemi geliştirilmiştir. Uyumluluk söz konusu olmadığından, bu sistemde yüksek ayırımlı süzgeç bankaları, kestirim ve gürültüsüz kodlama teknikleri kullanılır (Şekil 6.10). 1997' de standartlaşan bu yöntemde farklı ihtiyaçları karşılamak Üzere üç değişik profil kullanılır:

 

• Ana Profil en yüksek kaliteyi sağlar. Süzgeç bankaları %50 binişimli 1024 (toplam blok uzunluğu 2048 örnek) ile 128 satır (toplam blok uzunluğu 254 örnek) arası değiştirilebilen MDCT dönüşümü kullanır. Böylece 23.43 Hz frekans ve 2.6ms zaman ayrıcalığı elde edilir. Uzun bloklar kullanıldığında pencereleme fonksiyonları işarete bağlı olarak dinamik bir şekilde değiştirilir.  

• Basit Profil'de gürültü şekillendirmesi ve zaman uzayı kestirim yöntemi kullanılmaz  

• Örnekleme Hızı ölçeklenebilir Profil en az karmaşık olan yöntem olup melez süzgeç bankaları kullanır.

MPEG-2 AAC en çok 48 kanal'a kadar olan yayınları destekler. En çok kullanılan yayın şekilleri mono, 2-kanal stereo ve 5.1 kanal (5 Kanal+Bas kanalı) çevresel stereo yayınlardır. 320 veya 384 kb/s hızlarda 5 kanal çok yüksek kalite (CD kalitesi) ses iletimi yapabildiğinden profesyonel kayıt ve stüdyo sistemleri ile yayıncılıkta kullanılmaya çok uygundur.  

Bu yöntemin tek mahzuru MPEG-I ile uyumlu olmamasıdır. Buna çare olarak "simu\cast" denilen aynı anda yayın yöntemleri kullanılabilir. Bu yöntemde bir MPEG-2 yayını yapılırken aynı giriş işareti ayrıca bir MPEG-l kodlayıcısı ile de kodlanarak her iki kodlanmış sinyal birlikte iletilir.  

1.2.1.2.2.2   MPEG-4 Çok Kanallı Ses Kodlaması 

MPEG-4 daha çok multimedia uygulamaları için geliştirilmiş ve çok fazla sıkıştırma sağlayan bir standarttır. Bu kodlamada çeşitli aletler kullanılabilir. Her bir alet belli işlemleri yapar. Hangi aletlerin kullanılacağı kodlayıcı tarafından belirlenir ve kullanılan aletlerin ne olduğu karşı tarafa bildirilir. Şu anda kullanılan aletlerle MPEG-4 sisteminde 2 ila 64 kb/s hızlarda mono sesler iletilebilmektedir. Sistemde üç ana kodlama yöntemi kullanılır:  

a)      2-10kb/s düşük hızlarda parametrik kodlama yöntemi,

b)      6-16kb/s orta hızlarda sentez yoluyla analiz yöntemi,

c) 64kb/s'ye kadar olan hızlarda alt-bant/dönüşüm yöntemleri.

 

 

1998 sonunda standartlaşması planlanan MPEG-4, ses tınısının değiştirilebilmesi, sesin işlenebilmesi (edit), arşivlenmesi, "database" programları tarafından kullanılabilmesi, görüntü ile eş zamanlanabilmesi, Ölçeklenebilmesi (istendiğinde daha az bit kullanılarak daha düşük kaliteli sesle yetinilmesi) gibi yeni olanaklar sunmaktadır.

 

1.2.1.2.3 Dolby AC-3 Ses Kodlaması

Dolby AC-3 sayısal ses kodlaması da MPEG kodlamasında kullanılan sıkıştırma  prensipleri  kullanır. Ancak uygulama şeklinde ve gönderilen veri formatında farklılıklar vardır.

 

Dolby AC-3 sisteminde frekans bileşenleri üstel olarak (floating po int) gösterilir. Böylece sayının üssÜ ve mantis'i ayrı ayrı ve istenen doğrulukta kodlanabilir. Kullanılan alt bant sayısı 50 veya daha fazla olabilir. Bit atama yönteminin uygulanışında da AC-3 ileri ve geri yönde adaptif atama yöntemi kullanarak daha etkili bir sıkıştırma yapar.

AC çıkış formatları tamamen farklıdır. MPEG' in değişken çerçeve uzunluğuna karşı AC-3 altı ses kanalından oluşan 1536 PCM örneğe karşı düşen 32ms ( 48kHz örnekleme) sabit uzunlukta çerçeveler kullanır. Her çerçevenin başında bir çerçeve eş zamanlama bilgisi bulunur. Sonra hata kodlamasının ilk kısmı (Cyclic Redundancy Code, CRC) ve eş zamanlama (Sync Information, SI) ve bitlerin dağılımı bilgisi (Bit Stream Information, BSI) gönderilir. Bunların arkasında 6 tane ses bilgisi bloğu vardır. Her blok, kanal başına 256 PCM örneğe karşı düşen bileşenleri ve gerekli yan bilgileri taşır.  

Bir çerçevedeki bloklar arasında bilgiler ortak olarak kullanılabilir ve blokların uzunluğu farklı olabilir. Bir çerçevedeki toplam bit sayısı değişmemek kaydıyla, fazla bilgi taşıyan bloklara gerektiği kadar bit atanabilir. Ek bilgiler bölümünde sistem bilgilerini iletilir.

  

1.2.2        SAYISAL KİPLEME (MODÜLASYON)

 

Sayısal kiplemede temel olarak analog kipleme tekniğinden bildiğimiz, genlik faz veya frekans kipIerne teknikleri kullanılır. Kiplemeyi sayısal yapan özellik; kipleyen sinyalin sayısal olması, yani sadece önceden belirlenmiş sınırlı sayıda değerler alabilmesidir. Örnek olarak eğer ikili (binary) bir sayısal kipleme söz konusu ise giriş sinyali sadece 011 veya -1/+ 1 gibi iki farklı değer alabilir. KipIeme sonunda da sadece iki farklı taşıyıcı sinyali çıkar; genliği 0/5V olan, frekansı lkHz/2kHz olan veya fazı 0°/90° olabilen sinüs işareti gibi. İletişim sistemlerinde özellikle de sayısal TV sistemlerinde frekans bant genişliğinin mümkün olduğunca az yapılabilmesi için ikili sistemler yerine M-farklı değer alabilen çoklu sayısal kipIerne teknikleri tercih edilir. Örnek olarak 4-lü faz kaydırmalı kiplemede dört değişik giriş işareti (00,01,11,10) kullanılır ve bu giriş kelimelerinin (word) her birine ayrı bir faz açısı karşı düşer (0°, 90°, 180°, 270° gibi). Benzer şekilde 4-seviyeli genlik kiplemesinde 0-1-2-3 volt genlik seviyeleri kullanılabilir.  

Frekans bant genişliğini daha da azaltmak için aynı frekansta birbirine dik iki taşıyıcı (sinWat, COswat) kullanılırsa bu tür kiplemeye de Dikgen KipIeme (Quadrature Modulation) adı verilir.  

Sayısal giriş sinyalleri Tablo 5-1' de görüldüğü gibi "O" ve "1" seviyesine karşı düşen kare dalgalar biçimindedir. Böyle bir kare dalganın frekans bant genişliği teorik olarak sonsuzdur ve iletilebilmesi için sonsuz bant genişliğine gerek vardır . Bu ise pratik olarak imkansızdır. Dolayısı ile sayısal sinyalleri son lu bant genişliği olan iletim kanallarından geçirebilmemiz için bunların frekans sınırlayıcı süzgeçlerden geçirilmesi gerekir. Bu süzgeçlerin bant genişliğinin uygun seçilmesi çok önemlidir. Bant genişliği çok tutulursa sınırlı bant genişliği olan iletim sisteminden geçirebileceğimiz veri miktarı azalır, buna karşılık süzgecin bant genişliği azalırsa "O" ve "1 "lere karşı düşen darbeler zaman uzayında yayılarak birbirinin üzerine binerler. Buna semboller arası karışma (Inersymbo/ Interferece) adı verilir.  

Sayısal TV sistemlerinde yayın ortamına ve bölgelere  göre değişen çeşitli kiplemeler kullanılmaktadır. İletim ortamının nispeten  gürültüsüz  olduğu kablo ve uydu yayınlarında QAM ve QPSK gibi daha basit kiplemeler kullanılmasına karşılık gürültü, karışma ve yansımaların çok etkili olduğu yerel yayınlarda daha karmaşık olan COFDM ve 8-seviyeli VSB kipleme teknikleri kullanılmaktadır. Sayısal TV yayınında kullanılan kipleme çeşitleri şöylece sıralanabilir:  

·      QAM (Quadrature Amplitude Modulation: Dikgen Genlik Kiplemesi) Kablo yayınları (DVD-C) için kullanılmaktadır.

·      QPSK (Quadrature Phase Shift Keying: Dikgen Faz Ötelemeli Anahtarlama) Uydu yayınları (DVD-S) için kullanılmaktadır.

·      COFDM (Coded Orthogonal Frequency Division Modulation: Kodlu Dik Frekans Bölümlemeli Kipleme) Avrupa daki yer yayınları (DVD­T) için kullanılmaktadır. [1]

 

1.2.3.1 QAM (Quadrature Amplitude Modulation-Dikgen Genlik Kiplemesi)

 

Sayısal kablo TV yayınlarında 16 veya 64 seviyeli QAM kiplemesi kullanılmaktadır. Bu kiplemede iki giriş sinyali vardır. Bu sinyaller birbirine dik yani aralarında 90° faz farkı bulunan iki taşıyıcıyı kipler. Eğer taşıyıcılardan birisi Coswat şeklinde ise diğeri sinwat şeklinde olacağından çıkış işareti:

 

S(t)=acosWot+bsinWot     şeklinde ifade edilebilir. Bu­rada a, b katsayıları sayısal giriş kelimesini oluşturur.

Şekil 1.11 Dikken genlik kiplemesi

 Bunu gerçekleştirmek için iki çarpma devresi ve bir faz kaydırıcıdan oluşan şekil 1.11 deki devre kullanılabilir. Karışmaları önlemek için giriş sinyalleri bir alçak geçiren süzgeçten (tercihen Nyquist süzgeci) geçirilmelidir. 16 QAM kodlamada 16 değişik kelime söz konusu olduğuna göre her kelime 4-bit uzunlukta ve a, b katsayıları da ikişer bit uzunlukta olmalıdır

 

Şekil 1.12 16-QAM işaretinin zamanla değişimi        

 

Alıcı tarafta sinyalin en az hata ile çözülebilmesi için elde edilecek 16 değişik vektörün birbirine eşit uzaklıkta olması gerekir. Bu uzaklığa 2 birim dersek, a, b katsayılarının -3;-1;+1 ve +3 olarak seçilmesi gerekir. a ve b’ nin her biri dört ayrı değer alabildiğine göre 4x4=16 değişik vektör tanımlanabilir. şekil 1-13.

 

Şekil 1.13 QAM kiplemede çıkış vektörü

 

Benzer şekilde 64-QAM kodlamada a, b katsayılarının her biri 8 farklı değer alabilir (3-bit) ve vektörlerin yerleşimi şekil 1.13’deki gibi olur.

 

1.2.3.2 QPSK (Quadrature Phase Shift Keying-Dikgen Faz Kaydırma Anahtarlaması)

 

 Faz bilgisinin gelen sayısal bilgiye göre değiştirilmesi esasına dayanır. Faz değişikliği bir değerden diğer değere ani olarak değiştirildiğinden bu tür kiplemelere genellikle “Faz Kaydırma Anahtarlaması (Phase Shift Keying, PSK)” adı verilir. PSK bir sinyal:

 

S(t)=Acos(Wc+2kn/M)

 

şeklinde gösterilebilir. Burada M sayısı faz’ın kaç değişik değer alabileceğini gösterir ve sayısal faz kiplemesi de “M-PSK” şeklinde ifade edilir. En basit faz kaydırmalı kipleme M=2 için elde edilen ikili PSK kipleme olup “Binary PSK” olarak adlandırılır. En çok kullanılan ise M=4 için elde edilen Dikgen Faz Kaydırmalı Anahtarlama (QPSK) kiplemesidir. Bu kiplemede faz değişimleri 90 derecelik atlamalarla olur (şekil-1.4).

Şekil 1.14 PSK kiplemede çıkış vektörü ve QPSK kiplenmiş işaretin değişimi

 

QPSK kiplemede kod çözme sırasında oluşacak hataları ve frekans band genişliğini en aza indirmek için “GRAY” kodlaması kullanılır. GRAY kodlamasında her seferinde en çok bir bit değişimine izin verilir. Yani 00’dan 11’e atlanmaz. Örnek olarak 2-bitlik GRAY kodlaması 00,01,11,10 şeklinde 4 kelimeden oluşur.

 

1.2.3.3 COFDM (Kodlu Dikgen Frekans Uzayı Çoğullaması Kiplemesi)

 

Frekans bandını etkin bir şekilde kullanan Dikgen Frekans Uzayı Çoğullamalı (Orthogonal Frequency Division Multiplex, OFDM) kiplemesi aslında 1970’li yıllarda bulunmuştu. Ancak o yılların teknolojisi ile uygulanması zor olduğundan 25 yıl kadar kullanım alanı bulamadı. Son yıllarda sayısal sinyal işleme tekniklerinin ve çok geniş çaplı tüm-devrelerin (VLSI) gelişmesi ile Sayısal Radyo-TV yayınları ile Telsiz Yerel Veri iletişimi (Wireleses LAN) sistemlerinde başarı ile kullanılmaya başlanmıştır.

 

Dikgen Frekans Uzayı Çoğullamalı (OFDM) sitemin temeli gelen veri dizisini çok sayıda paralel küçük dizilere ayırarak her bir küçük diziyi ayrı taşıyıcılarla, paralel bir şekilde, iletmek esasına dayanır. Bu taşıyıcıların frekansları ve fazları uygun seçilerek bunların birbirine dikgen (orthogonal) olması sağlanır. Bu durumda yan yana gelen taşıyıcıların tayflarının örtüşmesi (spectral overlapping) işarete bir zarar vermez . Bu da taşıyıcıların birbirine daha yakın seçilebilmesini sağlar ki sonuçta frekans bandı daha etkin bir şekilde kullanılmış olur. Yani aynı frekans bandına daha fazla taşıyıcı yerleştirilebilir. Bilinen ve sayısal iletişimde yaygın olarak kullanılan Frekans Çoğullamalı Sistemler (FDM) ile OFDM arasındaki en önemli fark budur. şekil–1.15’da bu iki sistemin karşılaştırılması verilmiştir.

 

Açıkça görüldüğü gibi FDM kiplemede frekans bant genişliği, WFDM=2R=2(N/Ts), taşıyıcı sayısından bağımsızdır. Buna karşılık OFDM’de taşıyıcı sayısı arttıkça bant genişliği azalarak çok sayıda (N>100) taşıyıcı için FDM’ın yarısına düşer.

 

WOFDM = R = N/Ts (N >100 için)

Şekil 1.15 OFDM ve FDM kiplemelerinin frekans spekturumu

 

Genel anlamda bir OFDM sinyali N tane dikgen alt taşıyıcının paralel olarak iletildiği bir sinyaller kümesi olarak düşünülebilir. Bu sinyalin matematiksel ifadesi:

şeklinde yazılabilir. Burada;

 

  • Cn,k ; k’inci taşıyıcı tarafından n’inci zaman aralığında her Ts süresince gönderilen sembol
  • N; alt taşıyıcıların sayısı
  • fk ise k’inci alt taşıyıcının frekansını göstermektedir.

n’inci zaman aralığında iletilen sinyale n’inci OFDM çerçevesi dersek ve bunu Fn(t) ile gösterirsek ilk bağıntıyı daha basit olarak

şeklinde gösterebiliriz. Burada Fn(t), N tane Cn,k sembolün toplamından oluşan kümeye karşı

düşmektedir ve her sembol fk frekanslı ayrı bir alt taşıyıcı gk ile gönderilmektedir. Alıcı tarafta kod çözme işlemi bu taşıcıların dikgen (orthogonal) olma özelliğinden yararlanılarak kolayca yapılabilmektedir. Alınan sinyal gk taşıyıcısı ile çözüldüğünde sadece o taşıyıcının taşıdığı bilgi elde edilir.

Şekil 1.16 OFDM kiplemenin yapılışı(a) Tanıma dayalı teorik gerçekleme,(b) Ters fourier dönüşümü yöntemi 

 

Bu tanıma göre OFDM’in uygulanması için binlerce taşıyıcının üretilmesi ve her taşıyıcı için bir genlik kipleyicisi (çarpma devresi) gerekir (şekil 1.16) ki bu da pratik olarak uygulanabilir bir çözüm değildir. Bunun yerine Fourier dönüşüm teknikleri kullanmak pratik bir çözüm getirmektedir.

 

 

Bu formülden görüleceği gibi OFDM sinyalini ele etmek için Cn,k sembollerinin ters Fourier dönüşümünü (IDFT veya IFFT) almak yeterli olmaktadır. Taşıyıcı sayısı ters Fourier dönüştürücünün (IFFT) nokta sayısı ile belirlenir.

 

Sayısal sinyal işleme teknikleri kullanarak ve mikro işlemciler veya özel sinyal işleyici, VLSI Tüm devrelerle bu iş kolayca yapılabilmektedir. İdeal halde taşıyıcılar bir birine dik olduğu için frekans örtüşmesi yüzünden semboller arası karışma olmaz. Fakat eğer iletim kanalı ideal değilse (ki durum çoğu zaman böyledir) alıcıya gelen sinyal bir miktar bozulur ve semboller arası bir karışma meydana gelir.

 

OFDM sinyalinde semboller çerçevelere karşı düştüğünden bu da çerçeveler arası bir karışma demektir. Bu karışmanın süresi kanaldaki değişik gecikmeler (yansımalar) arasındaki fark kadardır.

 

Bunu önlemek için çerçeveler arasına bu süre kadar bir boşluk konur veya bu aralık bilgi taşımayan bit’lerle doldurulur. Bu bitler özel olarak dönüşümlü (syclic) biçimde kodlanarak ve alıcıda bu bitler sinyal bitleri ile evriştirilerek (convolution) bir çerçeve içindeki bitler arasındaki karışma da engellenebilir. Bütün bu işlemlerin gerçeklendiği bir COFDM kipleyicisinin blok şeması şekil 1.18’da verilmiştir.

Şekil 1.17 OFDM sinyalinin ters fourier dönüşümü ile elde edilmesi, (a)Frekans uzayı bileşenlerinin oluşturulması, (b) Zaman uzayındaki sinyal

 

Şekil 1.18 COFDM kipleyici

COFDM’in UYGULANIŞI

 

Avrupa ülkeleri sayısal TV yer yayınları (DVB-T) için VSB sistemine göre daha karmaşık olan fakat özellikle yansımalı olarak yayılan sinyallerde daha hatasız çalışan Kodlu Dikgen Frekans Uzayı Çoğullamalı (Coded Orthogonal Frequency Division Multiplex, COFDM) kiplerne sistemini kabul etmişlerdir. Bu tür yayınlar ilk olarak 1999 yılında İngiltere' de başlamıştır.

 

OFDM kiplemesi sayısal kelimelerin her birine ayrı bir taşıyıcının tahsis edilmesi esasına dayanır. Sayısal yer TV yayınlarında kullanılan OFDM kodlamasında binlerce taşıyıcı kullanılır.

Şekil 1.19 COFDM kiplemesinin blok şeması

 

MPEG Transprt dizisi OFDM kipleyiciye verilmeden önce bit dizileri üzerinde ‘Enerji dağıtıcı’ blok yardımı ile değişiklikler yapılarak elde edilecek  sinyalin her frekanstaki enerjilerinin   mümkün olduğu kadar eşit   yapılması çalışılır.

 

1.3 SAYISAL TELEVİZYON YAYINCILIĞI (DVB)

 

 Sayısal televizyon, yayıncılıkta yeni bir  metoddur. Sayısal teknoloji kullanılarak gerçekleştirilen  bu yeni yayın  metodu  başta karasal (terrestrial)  yayıncılık olmak üzere  uydu(satellite) , Kablolu TV, LMDS, MMDS ve MVDS yayıncılığında kullanılmaktadır.

  Sayısal yayıncılığın avantajlarından bazıları şunlardır;

  • Sayısal televizyon yayınında 4-6 programın, sayısal radyo yayınında 5-8 programın bir verici ile yapılabilmesi,

  • Analogdan daha üstün görüntü kalitesi,

  • Radyo yayıncılığında; Mono AM, Mono FM, Stereo FM ve CD kalitesinde yayın seçenekleri,

  • Analog yayında kapsanan aynı alanın, sayısal yayında daha düşük güçlü verici ile kapsanabilmesi ve dolayısıyla enerji tasarrufu sağlanması,

  • Programla birlikte veya programdan bağımsız veri iletiminin sağlanması,

  • İnteraktif (etkileşimli ) TV yayıncılığına  imkan tanınması,

  • Ülke çapında tek frekans ağı-SFN (Single Frequency Network) kurularak, frekans spektrumunun etkin bir şekilde kullanılması,

  • Sabit, portatif veya mobil alıcılarla kesintisiz ve kaliteli (enterferansız) yayın alınabilmesi,

  • Radyo alıcı ekranında; istasyon adı, program adı, içeriği, süresi, gelecek program, deprem, yangın, sel felaketi gibi acil güvenlik bilgileri, trafik anonsları, hava ve yol durumu, turizm bilgileri, borsa  ve döviz bilgileri vs. görünebilecek olması gibi.

Sayısal vericilerle,  analog vericilerin  kapsadığı  alana,  20 dB daha düşük  verici çıkış gücü ile ulaşılmaktadır. Burada dikkate alınacak diğer bir husus da   birden fazla yayının tek bir TV vericisi ile  yayınlanması imkanı, dolayısıyla bu alanda ekonomik kazancın sağlanmasıdır. 

Aynı durum, sayısal uydu yayıncılığı için de geçerlidir. Analog yayın için kullanılan band genişliği ile bir uydudan  6-9 arası sayısal yayın gönderilmesi mümkündür. 
Gerek daha fazla sayıda yayın imkanı, gerek  ardışık verici istasyonları ile aynı programların tek frekanstan yayınlanması ve kullanılan vericilerin birbirlerini bozucu  değilde yapıcı etkide bulunmasını sağlayan SFN oluşturmakla verimli bir frekans kullanımının sağlanması, gerekse  vericilerin ortak kullanımı ve güçlerinin düşürülmesi ile sağlanan ekonomik kazanç,  sayısal televizyonu analog  sistemlere oranla avantajlı konuma getirmiştir.

  Sayısal Televizyon ile ilgili ilk resmi çalışmalar 1993'de Bonn'da gerçekleşen  DVB (Digitial Video Broadcasting) projesi adı altında 20 ülkenin katılımı ile başlatılmış, şu anda katılımcı sayısı 200'e ulaşmıştır.

    Dünyadaki Karasal Sayısal TV Yayıncılığında (DVB-T) ise Temmuz 1997’de İngiltere’nin Chester kentinde yapılan toplantıda, DVB-T yayınının hangi bandlardan yapılabileceği ve standartı belirlenmiştir. Avrupa ülkelerinin çoğu, analog yayın iletimine yaptıkları büyük miktarlardaki yatırımlardan dolayı, sayısal TV yayınlarına ancak 2010 yılında tam anlamıyla geçebileceklerini, geçiş süresince de analog ve sayısal yayınların eş zamanlı yapılacağını ifade etmişlerdir.

  DVB projesinde;

  • Sayısal uydu yayıncılığı için (DVB-S)     ETS 300 421

  • Sayısal Kablo Yayıncılığı için (DVB-C)    ETS 300 429

  • Karasal  Sayısal Televizyon Yayıncılığı için (DVB-T)     ETS 300 744

  • Çok kanallı çok noktaya dağıtım sistemi için (MMDS)   ETS 300 749      

  • Çok kanallı video dağıtım sistemi için (MVDS)   ETS 300 748

  • Tek noktadan çok noktaya dağıtım servisi için (LMDS) EN  301 199

standartları belirlenmiştir.  

Başta ABD olmak üzere Kanada ve Avrupa ülkelerinde sayısal sistemlerle ilgili regülasyon ve lisans işlemlerinin düzenlenmesi amacıyla büyük çaba sarfedilmiş ve çalışmalar devam etmektedir.[5]

1.3.1 SAYISAL YAYIN ÇEŞİTLERİ

 

Yayın çeşitlerini iletilen sinyalin tabi tutulduğu modülasyon işlemi belirler. Bu bölümde üç tip modülasyon tekniği ile oluşmuş ve standart olarak kullanılan üç sayısal yayın çeşidine yer verilecektir.

 

  •  DVB-S: Uydu yayınları için QPSK (Quadrature Phase Shift Keying: Dikgen Faz Ötelemeli Anahtarlama)

  • DVB-C: Kablo yayınları için QAM (Quadrature Amplitude Modulation: Dikgen Genlik Kiplemesi)

 DVB- T: Yerel yayınlar için COFDM (Coded Orthogonal Frequency Division Modulation: Kodlu Dikgen Frekans Bölümlemeli KipIerne)[7]

 

1.3.1.1 DVB-S UYDU YAYINI

 

DVB-S sistemi uydu transponder band genişliğinin tüm dizisinin üstünden gelebilmesi için dizayn edilmiştir. DVB-S tek taşıyıcılı bir sistemdir. Diğer bir deyişle bir çeşit birleşimdir. Merkezde bu birleşim en önemli yeri paylod yani, kullanabilir miktara oranı bulunmaktadır. Bu çekirdeği saran katman serisi hatalara karşı duyarlı sinyalin hassasiyetini azaltmak ve paylod’ı yayın için uygun bir şekle getirmekle görevlidir. Video, audio ve diğer datalar, MPEG   Transport Stream paketlerine yerleştirilir. Paket edilmiş datalar payloadı oluşturur. İşlem aşamalarının bir kısmı aşağıdadır:

 

1)    Bütün senkronizasyon baytları çevirerek datayı düzenli bir yapıya sokmak.

2)    İçeriği gelişi güzel sıralamak.

3)    Paket bilgilerinin üstüne, bir Reed-Solomon, “önceden hata düzeltici” ilave etmek. Bu harici kod (outher code) olarak adlandırılan sinyal üzerinde yalnızca %8 civarında artırma yapan çok etkili bir sistemdir. İleride bütün dağıtıcı sistemler için ortak bir harici kod kullanılacaktır.

4)    Paket içeriğinde katlama metodu uygulanarak paket topluluğu oluşturulur.

5)    Hata düzeltici sistem ve katlama metodu uygulandıktan sonra ikinci bir hata düzeltme sistemi eklenir. Bu ikinci hata düzeltme sistemi servis sağlayıcıların ihtiyaçlarına uygunluk için işletme giderleri miktarında ayarlanabilir.

6)    Son olarak sinyal, QPSK, uydu yayın taşıyıcısını ayarlamak için kullanılır.

Aslında bu sistem, fiziksel yayın arasında özellikle kanal nitelikleri ve çoğalma için tasarlanmıştır. Bu sistem, kanalın hata özelliklerine uyarlanabilmesi için düzenlenir. Bu hatalar rasgele sıralanır ve “ön hata düzeltme katları” nın iki tanesi ilave edilir. İkinci seviye yada iç kod (iner code) koşullara (güç, çanak boyutu, mevcut bit oran) göre ayarlanabilir.

 

Buna göre servis sağlayıcılar iki değişken vardır: Sağanın toplam boyutu ve dış katmandaki hata düzeltme sisteminin “kabuk” kalınlığı. Elimizde her iki durumda alıcı, kullanacağı doğru kombinasyonu hızlı denemelerle ve gelen sinyaldeki hata ile bulacaktır. Payload boyutunun ve iç kodun uygun kombinasyonu servis operatörünün ortamına uygun seçilebilir.

39Mb/s servis operatörlerinin isteği MPEG-2 video ve audio tüm kombinasyonlarını taşımak için kullanılabilir.

 

Uydu haberleşmesinin kanal özellikleri:

  • Düşük oranlı sinyal/gürültü oranı.

  • Kullanılabilir geniş bant genişliği frekansı.

  • Uydularda yükseltici tüpü, maksimum güç verimi için çok doğrusal olmayan moda çalıştırılır.

 

Seçilmiş uydu modülasyon sistemi, 2bit/sembol QPSK modülayonudur. Bu modülasyon sistemi, DVB-S standardı ETS 30042 de tanımlıdır.

Bazı karakteristikler:

  • ·Harici FEC: Reed-Solomon hata düzeltmesi.

  • ·Dahili FEC:katlanır kodlama

  • ·kolay bükülür sembol oranı

 

DVB-S standardı özel uydu transponderin karakteristikleri için haberleşme parametrelerinin uygun setini seçmesini izin veren, şifreleme parametreleri sayısına sahiptir. DVB-s alıcısı ele alabilmiş olması gerektiği karşılama parametreleri:

  • Taşıma frekansı (Ghz)

  • Polarizyasyon (dikey, yatay)

  • Katlanır hata düzeltmesi kodu (1/2, 2/3, 3/4, 5/6 veya 7/8)

  • Sembol oranı

Değişken sembol oranı, transponder yoluyla modemi, tam olarak uygun band genişliğine ayarlamak için yayımcıya izin verir. Seçilmiş sembol oranı, 1.28 tarafından bölünen transponderin -3dB band genişliği gibi olmalıdır. ETS 300 421, herhangi bir yolla sembol oranı kısıtlamaz.

Beş ayrı FEC kodu, MPEG-2 nakil veri akışına eklenilen Greksiz bilgi miktarının değişmesine izin verirler. Bu yolla modem, farkl sinyal/gürültü oranı için ayarlanabilir. Örneğin: birçok insan, alanlarında şiddetli yağmur tarafındansebep olunan karşılama problemlerinden şikayet etmeye başladığında, genellikle 5/6 kodunu kullanan yayımcı, önemli futbol karşılaşmalarında daha sağlam olan 2/3 kodunu kullanmıştır.3/4’ün anlamı, örneğin; 4 bit MPEG’de 3 bit bilgi taşır. Kalan %25’lik kısım ise hata düzeltme içindir. Kullanabilir farklı hata düzeltme kodları, karşılama alanındaki hava koşullarına, göre modem iletimi benimsemesine izin verirler. Yayımcı her yıl, görüntü kaybının dakikalarını ne kadar beklediğini, hata düzeltme ile seçebilir.

DVB-S sistemi, tek taşıyıcılı tek transponder için, zaman bölmeli çoğaltıcıyı (TDM) en iyi şekilde kullanır, ancak çok taşıyıcılı frekans bölmeli çoğaltıcı (FDM) için kullanıldığında uygulamalar yazılması gerekir. SPPC, taşıyıcı üzerinde gönderilen tek bir program (video ve ilgili ses akışıyla) vardır anlamına gelir. Bu, farklı taşıyıcı FDM frekanslarını kullanarak, bir tek transponderi paylaşmak için çeşitli DVB-S uplink yerine izin verir. Buna zıt olan ise, normal programlar için kullanılan MCPC’dir (her taşıyıcıda çok kanal). Neredeyse bütün metodlar DVB-S standardına uyumludurlar.

 

1.3.1.2 DVB-C KABLOLU YAYIN

 

Kablo network sistemi, uydu sistemindeki aynı çekirdeğe sahiptir, fakat ayar sistemi, QPSK’nın yerine QAM üzerine kurulmuştur ve iç kod “ön hata düzeltme”’ye ihtiyaç yoktur. Sistem 64-QAM de merkezlendirilmiş fakat 16-QAM ve 32-QAM gibi daha alçak seviyelerde ve 128-QAM ve 256-QAM gibi daha yüksek seviyelerdeki sistemlerde kullanılabilir. Her durumda sistemin bilgi kapasitesi sistemin güçüne göre değiştirilir. Kapasite kelimesini kullanacak  olursak 8MHz’lik kanal 64-QAM kullanırsa 38.5 Mbit/s kapasiteli payload barındırabilir.

 

1.3.1.3 DVB-T KARASAL YAYIN

 

Çatı anteni, balkan anteni, masa-üstü oda anteni gibi TV'nin başlangıcından beri tanıdığımız, alış1lagelen antenlerle alınan yayın karasal TV yayım'dır. Bulunduğunuz yöreye yakın, hakim bir tepeden veya yayın kulesinden, karasal bir TV vericisi ile, VHF veya UHF bandında yapılır. Alternatifleri uydudan yapılan ve çanak antenle alınan Uydu- TV Yayını ve kabloyla hanelere dağıtılan Kablo-TV yayınıdır. Ancak alıştığımız bu yayın, Analog Karasal yayındır. Antene bağladığımız tüm televizyon cihazları ile izlenebilir.

Sayısal karasal yayın (DVB- T) ise, yine v·erici ile bir yüksek noktadan yapılır, ancak sayısal (digital) bir kodlama (modülasyon) tekniği ile hazırlanmıştır. Yine çatı anteni. oda anteni gibi antenlerle alınır ancak doğrudan mevcut teknoloji ile Üretilmiş televizyon cihazlarımıza bağlanamaz. uydu alıcısı benzeri bir cihaz tarafından analoğa dönüştürüldükten sonra televizyonlarımızın girişine bağlanır. Sayısal karasal yayın, alıştığımız analog yayından farklı şekilde hazırlanmış, ancak benzer şekilde nakledilen bir VHF/UHF bandı TV yayınıdır.

Sayısal teknolojinin en önemli avantajı, daha fazla TV kanalının yayınlanmasına imkan sağlamasıdır. Bu sayede izleyici daha fazla yayına kavuşur, yayıncı kuruluş daha düşük maliyetle yayınını yapabilir. Bir analog TV yayını yerine uydu ve kabloda 8-12, sayısal karasalda yaklaşık 4 TV yayını dağıtılabilir.

Bu sayede izleyici. nasıl bir çanak antenle yüzlerce yayın alabiliyorsa, sayısal karasal TV sayesinde de yüzün Üzerinde TV yayını alabilecektir. Ancak tek bir uydudan tüm Türkiye'ye yayın yapılabiliyor iken, bir TV vericisinden ancak bulunulan yöreye yayın yapılabildiğinden, teknolojik olarak mümkün olan bu kanal sayısına muhtemelen çok az ilde ulaşılabilecektir.

Sayısal karasal televizyon yayını (DVB- T) özellikle büyük illerimizde yaşanan frekans sıkıntısına bir çözüm getirecektir. SFN (Single Frequency Netvvork - Tek Frekans Ağı) özelliği sayesinde aynı yayın bir frekans Üzerinden, farklı vericilerden yayınlanabilecektir (enterferansa neden olmadan, birbirini tamamlar). Bu sayede bir analog TV yayını yerine büyük şehirlerde 4 değil, 8-12 TV kanalının yayınlanabileceği öngörülmektedir.

Yayın kulelerinin ve vericilerin sayısının azaltılması görüntü kirliğine neden olan yayın kuleleri kalkacak, böylelikle hem havadaki sinyal kirliliği hem de görüntü kirliliği azaltılacaktır. Yeni vericilerde daha düşük çıkış gücü yeterli olacaktır, dolayısıyla elektromanyetik kirlilik azalacaktır. Bu gerçek kamu sağlığı açısından çok olumludur ve karasal TV yayınını izlemeyenlere de bir avantaj getirecektir.

Sayısal yayınların görüntü kalitesi analogdan daha iyidir. Bu gerek karasal, gerek uydu, gerekse kablo-TV için geçerlidir. Sayısal karasalda SFN özelliği sayesinde çevreden yansıyarak gelen sinyaller analogta olduğu Üzere gölgelenmeye neden olmayacağı gibi. yayının kalitesini arttırır. Ayrıca MHP (Multimedia Home Platform), internet ve mail servisleri, bilgi servisleri, bankacılık hizmetleri, oyun kanalları vb. yayının içine konulabilecektir. Hareketli (mobil) televizyon alıcıları Sayısal Karasal TV (DVB- T). uydunun ve kablonun aksine. hareket eden televizyon cihazlarından da izlenebilir (Örneğin cep televizyonları, otobüste TV izleme ... )

Daha düşük verici gücü gereksinimi ve daha az sayıda vericinin Üstelik paylaşılarak kullanılması sayesinde yayıncı kuruluşların enerji tüketimlerinde önemli bir tasarruf söz konusu olacaktır. Her televizyon için ek cihaz gereksinimi olacak DVB- T yayınları analog televizyonlar ile izlenebilecek. Bu cihaz sayesinde normal karasal antenler ile DVB- T yayınları izlenebilecek. Önümüzdeki yıllarda piyasaya sürülecek TV'lerin içinde sayısal alıcı cihazları yer almaya başlanacağı öngörüyor. Böylece, sayısal TV alıcısı olmadan da sayısal yayınlar izlenebilecek. Sayısal karasal yayın, uydu-TV veya. kablo-TV'nin yerine geçmeyecek, tamamlayıcı konumunda olacaktır. Her üç teknoloji de birlikte yaşamaya devam edecektir.

Sayısal karasal yayının gelmesiyle bitecek olan tek şey analog karasal yayındır. Avrupa'da 2008 yılında, Türkiye'de 2014 yılında tüm analog karasal vericilerin kapatılması planlanmıştır.Analogdan sayısal yayına geçiş, tüm dağıtım teknolojilerinde gelişme doğrultusunda gerçekleşen bir süreçtir. Türksat uydusunda analogdan sayısala geçiş gerçekleşmiş, tüm yerli kanallar sayısal (dijital) yayına geçmiştir. Kablo­TV'de bu süreç 2006 içinde başlayacaktır. Karasal TV'de de 2006 yılında başlamıştır.

Dünya televizyon yayınlarını izleyebilmek için belli başlı beş farklı iletim biçimi vardır. Bunlar: Kablo TV, uydu vericileri, MMDS (Multichannel Multi-point Distribution System). telefon hatları Üzerinden TV aktarımı (IPTV) ve karasal vericilerdir. Üyesi olmaya hazırlandığımız Avrupa Birliği Ülkelerinde kablo TV ve Uydu Üzerinden yapılan yayınlar, karasal yayıncılığa göre çok daha fazla gelişmiş olduğu halde, Ülkemizde karasal yayıncılık gelişmiş ve yaygınlaşmıştır. Avrupalı yayıncı kuruluşların yaklaşık yüzde 30'u kablo TV, yüzde 24'Ü uydu, yüzde 46'sı ise karasal yayıncılık ile izleyicilerine ulaşırken, Ülkemizde yayıncı kuruluşların yaklaşık yüzde 10'u kablo TV, yüzde 30'i uydu, yüzde 60'si ise karasal yayıncılık ile izleyicile­rine ulaşmaktadır. [8]

 

Sayısal karasal yayıncılığın avantajları

1- Karasal vericilerden yapılan sayısal TV yayını yeni bir modülasyon yöntemi COFDM-Coded Ortogonally Fre-quency Division Multiplexing (Kodlanmış Ortogonal Frekans Bölmeli Çoğullama) kullanılarak görüntü ve ses dataların çok kaliteli ve çok etkin biçimde sıkıştırarak taşıma olanağı sunuyor.

Sayısal karasal yayın frekans spektrumunu çok etkin bir şekilde kullanma olanağı tanımaktadır. Şöyle ki: COFDM modülasyonu kullanarak 4-6 ayrı kanalın yayınını bir paket halinde sıkıştırıp tek bir frekanstan iletmek olanaklıdır. Bunun Üzerine bir de SFN (Single Frequency Netvvork) olanağını koyarsak; ki bu şu demek:

İstanbul gibi bir şehirde aynı yayını şehrin tamamına izletebilmek için bir kaç vericiden verici sayısı kadar frekans kullanılması gerekirken, DVB-T'de aynı frekans Üzerinden farklı vericilerden yayın yapmak da olanaklı. Özetlersek, şu anda İstanbul'da yayın yapan 51 kanalın tamamını 13 frekans Üzerinden iletmek olanaklıdır.

Ancak 'sayısal karasal' yayın yeni gelişmekte olan HDTV teknolojisi için çok uygun değildir. Çünkü HDTV yayınlar sıkıştırılsa bile 'sayısal karasal' yayın teknolojisinde bir kanalı tamamen doldurmaktadır.

2- DVB-T ile yayıncı kuruluşların kendi vericilerini kurma zorunluluğu ortadan kalkmaktadır. Bir yerel televizyon, DVB- T yayını yapan bir yayıncı kuruluşun yayın paketinden bir yer satın alarak ciddi bir yatırım maliyetinden kurtulabilir ya da bir kaç girişimci bir araya gelerek 4-6 kanalın yayınlarını tek bir verici Üzerinden yayınlama olanağına kavuşabilir.

3- DVB-T'de belirli bir alana yayın iletebilmek için gerekli verici gücü analog yayıncılıktakine oranla onda bir seviyesindedir. Aynı kanaldan 4-6 yayın yapabilme olanağı da hesaplanırsa enerji maliyetlerinden  50‘de 1’e kadar kazanç sağlanacaktır. Çarpıcı bir örnek: TRT’nin yayınlarını iletebilmek için kullandığı yıllık elektrik enerjisinin maliyeti yaklaşık 50 milyon dolar kadardır. DVB-T ile bu maliyetleri 1 milyon dolar seviyesine çekmek olanaklıdır. Buna karşın ülke çapında elektrik ta­sarrufu konusu doğru değildir. Çünkü her ne kadar vericilerde elektrik tasarrufu yapılıyorsa da hanelerde her TV cihazı için bir set-top-box (uydu alıcısı gibi bir kutu) gerektiğinden ve bunların toplamda harcayacağı güç büyük boyutlarda olacağından, genel olarak ciddi bir tasarruf sağlanamayabilir.

4- Analog yayıncılıkta bir vericiden gelen sinyaller yansıyarak alıcıya ulaştığında ikiz görüntülerin. gölgelerin oluşmasına neden olabilir. Oysa DVB-T'de yansıyarak gelen sinyaller yayının kuvvetlenmesine neden olurlar. Bu nedenle DVB-T mobil uygulamalar için de çok uygun bir sistemdir,

5- Analog yayıncılık da yayının içine sadece teleteks konulabilir, DVB-T'de ise MHP (MultimediaHome Platform), internet ve mail servisleri, bilgi servisleri, bankacılık hizmetleri, oyun kanallar vb, yayının içine kodlanabilir, Ayrıca DVB-T'de alıcı sadece sabit cihazlar değil PDA, masaüstü bilgisayar, diz üstü bilgisayar ve cep telefonları olabilir. Bu avantajlara karşıt olarak, DVB- T'ye geçişin yatırım maliyetleri öne sürülebilir.

Kaba bir hesapla tüm ulusal kanallarımızı taşıyabilecek bir DVB- T ağının maliyetinin yaklaşık 500 milyon dolar olacağı düşünülmektedir. DVB- T yayınlarını normal televizyon ve monitörlerden izlemek olanaklı. Ancak bunun için sayısal uydu alıcısına benzer bir cihaz olan sayısal yayın alıcı (Set Top Box) satın almak gerekiyor. Bir Set Top Box'ın maliyeti ise 100   dolar civarındadır ve hanedeki her TV için bir adet gereklidir.

Şekil-1.20 DVB-T Sinyallerin Yansıması

DVB- T'de yansıyarak gelen sinyaller yayının kuvvetlenmesine neden olurlar. Bu nedenle DVB-T mobil uygulamalar için de çok uygun bir sistemdir.[6]

2-SAYISAL TV ALICILARI

2.1 ALICILARIN DONANIMSAL YAPISI

2.1.1 Çevre Elemanları

2.1.1.1 Çanak Anten

      Uydu gelen yüksek frekansta çok zayıf mikro dalga sinyalleri toplar ve LNB’ye yansıtır. Verimliliği doğrudan büyüklüğüne ve geometrisine bağlıdır.

2.1.1.1.1 Ofset Çanak Anten

Yumurta şeklindeki oval çanaklar OFFSET çanaklardır. Uydular yörüngesinden aşağı ve yukarı 300 km zikzak çizerek bizimle beraber Dünya etrafında dönerler. Ofset çanakların ova! olmasının nedeni işte bu uydunun 300 km yukarı aşağı zikzak çizdiğinde çanak anten 24 saat boyunca aynı kalitede sinyal almasını sağlayan oval oluşudur. İşte bu yüzden küçük boyuttaki ofset çanaklar dahi verimli çalışmasını sağlar ve ayrıca ofset çanak anten daha estetik ve elemanları daha düzgün daha sağlamdır. Ofset çanak anten Üretmek özel pres kalıplarla mümkündür buda yüksek maliyetler gerektirir ancak böyle yüksek maliyetli bir fabrika kuran çanağının kalitesine önem vermesi gerekir.

Şekil 2.1 Ofset çanak anten

2.1.1.1.2 Parabol Çanak Anten

Tam yuvarlak çanaklar parabol çanaklardır. Parabol anten gelen ışınları odak noktasında topladığı için kazancı yüksektir. Ancak Parabol çanaklar LNB'nin tam ordasında durması uydudan gelen sinyali engellerken, uydu 300 km zikzak çizerken sadece 300 km alanın içinde en iyi gördüğü konuma uydu geldiğinde alabileceği en iyi sinyali almaya çalışır. Parabol çanakların ayaklarının yan desteklerin olmaması sağlam monte edilmesini engelliyor. Parabol antenler hem gönderme hem de alma işleminde kullanılabilirler. Bir de gerçekten yeni olan "Wavefrontier" çanağı var, Toroidal deniyor. Bunun özelliği birbirine iyice uzak uydulardan 16 taneye kadar LNB ile çalışabilmesi. Küçük olanı 55cm, büyüğü 90cm olan iki modeli var. Ayni büyüklükte olan parabol çanaklar kadar verimli olduğu ve montajının çok kolay olduğu söyleniyor. Firma 1999'da kurulmuş. Merkezi Kore'de, araştırma geliştirme merkezi Rusya'da. Zaten Toroidal'in matematiksel modelinin ve formülünün bilgisayarlar sayesinde keşfedildiği merkez Moskova. Üretim tesisleri Taiwan'da, satış merkezi ise Irvine, Kalifomiya, ABD tekniği gerçekten çok karışık. Uydudan gelen sinyal ana yansıtıcıdan iki defa yansıtılarak bir çizgi Üzerinde oluşturulan çok sayıdaki odağa yansıtılıyor. Ana yansıtıcı bir elipsoid, yardımcı yansıtıcı ise Toroidal +Elipsoid. Toroid geometrisi bir antende ilk defa kullanıldığı için adına toroidal demişler. [5]

Şekil 2.2 Parabol çanak anten

Daha önceki çift yansıtıcılı Cassegrain ve Gregoryen çanaklarda hiperboloid, paraboloid ve elipsoid geometrileri kullanılmıştı. Ancak bu çanakların hepsi tek odaklı çanaklar idi. Bu anten ise prensip olarak Gregoryen yansıtıcılı antene benziyor ancak formülü değişik Yardımcı yansıtıcının geometrisi hiperboloid yerine bir sanal "toroid" ana yansıtıcı ise elipsoide benziyor. Parabolik formülü hiç yok. Yardımcı yansıtıcı konveks-konkav. Yani bir düzlemi konveks iken ortogonal düzlemi konkav. Tam şekilleri ayrıntılı matematiksel hesaplar. Matematik ve fizik denklemleri ile elde ediliyor. Adını "Toroidal çok uydulu anten" koymuşlar. Hareket eden aksamının olmaması hareketli çanağa göre daha güvenilir yapıyor. Ayrıca en önemli avantajı bu çanağın aldığı çok sayıda uydu sinyalinin çok sayıda kullanıcı tarafından da paylaşılabilmesi. Hareketli çanakta bu mümkün değil. Polar antenle herhangi anda sadece bir tek uydunun yayınları izlenebilir.  

2.1.1.2LNB (Low Block Downconverter. Mikrodalga Kafa, Düşük Gürültü Konverter)

LNB, çanağın odak noktasında toplanmış olan mikrodalga (2-50GHz) sinyali güçlendirip. Üzerinde elektronik işlemlerin daha rahat yapılabileceği daha alt bir frekans bandına (1-2G Hz) dönüştürür. Esas olarak Üç ana kısmı bulunur. Besleme ağzı (feed) , yÜkseltici (amplifier), ve alt frekansa dönüştürücü (converter). Uydulardan gelen yayınların bulunduğu (2-50Ghz) arası bant dilimlere ayrılarak sırasıyla S, C, X, Ku. Ka, EHF,V bandları olarak adlandırılmaktadır. Burada sadece ticari haberleşme uydularının radyo TV yayınlarını almakta kullanılan C (3.4 ­4.2GHz)bandı ve Ku (10.7 - 12.75 GHz) bandı LNB'lerinden söz edilecektir.[9]

..Şekil 2.3 LNB 

Size gereken LNB'nin hangisi olduğunu bilebilmek için öncelikle "Hangi yayınlar izlenecek, hangi çanak kullanılacak? , kaç kullanıcı izleyecek? sorularının cevabını bilmek gerekiyor. Eğer amaç küçük çanakla bir uydu sistemi kurup Türk ve Avrupa yayınlarını izlemek ise gereken kendinden ofset feedli bir "Ku Universal LNBF' "dir. Böyle bir LNB Türk uydu yayınlarının tamamını. Avrupa yayınlarının ise %95'ini almanız için yeterlidir. Piyasada satılan LNB'lerin %95i bu türdendir. Eğer çanak birkaç uydu alıcısına paylaştırılacaksa Twin veya Quad universal, merkezi sistemden çok kullanıcıya dağıtılacak ise Quattro Universal kullanılır.

2.1.1.2   Diseqc

Üst bant yayınlarının yeni yeni kullanılmaya başlandığı (1996-97) yıllarda aynı anda iki uydudan birinin alt ve üst bantları arasında seçim yapabilmek mümkün olamamaktaydı. Çünkü daha önce çanak seçme anahtarlaması için kullanılan 22KHz LNB' lerin içindeki osilatör seçimi (alt üst bant geçişi) için kullanılmıştı. Alıcıdan anten istikametine uygulanacak bir kontrol işaretleşmesi sistemi acilen gerekiyordu. DiSEqC (Digital Uydu Teçhizatı Kontrolü) bu gereksinimden ortaya çıktı. Şimdi daha önceki 22KHz tekniği kullanılarak bu taşıyıcının üzerinden sayısal telgraf modüle edilmektedir

Önceden polarizasyon düzlemini değiştirme, çanak değiştirme ve hareketli anten kumandaları tümüyle değişik bağlantı ve kontrol şekillerine sahipti, Örneğin 13118V polarizasyon değişikliği için, 22K11z sinyali ise çanak seçimi için kullanılmaktaydı. Ayrıca hareketli antenlerin kumandaları da tümüyle ayrı sinyallerle yapılmaktaydı. Cihazlar arasındaki uyumsuzluk sorunu da kullanıcının cihaz seçimini güçleştirmekteydi. Ayrıca daha önceki tekniklerle hem alt hem de üst bantları olan iki uydu arasında seçim yapmak mümkün olmamaktaydı.

DiSEqC Üzerine sayısal telgrafların modüle edileceği bir taşıyıcı olarak 22KHz tekniğini kullanmaktadır. Ana kumanda fonksiyonu her uydu alıcısı içinde bulunan mikroprosesor tarafından üstlenilmektedir. Bu ana birim (master) tarafından verilen sayısal kumanda bilgileri kumanda edilen (slave) cihazlar tarafından algılanır. DiSEqC şu anda 4 ana çeşit yapıda bulunmaktadır. Basit DiSEqC (Mini - DiSEqC de denmektedir.) , DiSEqC 1.0 ve DiSEqC 2.0 ile DiSEqC 1.2.  Mini DiSEqC de sadece temel uygulamalara yeterli kısıtlı özellikler bulunmaktadır. Bu tip 22kHz sinyal için sadece 2 konumu içerir.12ms sürekli (O bilgisi) ve 12ms kesikli (1 bilgisi) , Bu şekilde 13/18V anahtarlamasının da kullanılmasıyla toplam 8 polariteye kumanda edilebilir. Yani örneğin V ve H polariteleri üst ve alt bantları ile iki çanağın tüm polariteleri seçilebilir. Eğer 8 polariteden çok kumanda gerekiyor ise mini-DiSEqC den vazgeçilmelidir. Sıra istenildiği kadar çok çanağa kumanda edebilen DiSEqC 1.0’a gelir. Bu durumda gerekli kumanda bilgileri 22kHz sinyalin üzerine modüle edilir. Örneğin 1.5ms bit periyodunun 0.5ms 22KHz var, 1 ms yok konumu 1 bilgisini, 1 ms var O,5ms yok konumu ise O bilgisini vermektedir.

Sinyal haberleşmesi Mini - DiSEqC sistemi (a), DiSEqC 1.0 ve Üzeri ise (b) ye göredir. Şekilde görüldüğü gibi Mini - DiSEqC sisteminde sadece iki sinyal konumu mevcuttur (yani toplam sadece 8 polarizasyon düzlemine imkan verir , DiSEqC 1.0 ve üzeri için ise seçenekler neredeyse sınırsız olmaktadır.

Bu sistem temel olarak tüm anahtarlama işlevlerini yerine getirmektedir, ancak dijital teknoloji daha da fazlasını vadeder. DiSEqC 2.0 ile çevre cihazları ana birimin (master) çip fonksiyonlarını da görmektedir. Bu şekilde kullanıcıya yeni avantajlar sağlanmaktadır. Uydu alıcısının kullanımı ve programlanması oldukça kolaylaşmaktadır. Örneğin uydu alıcısına LNB’nin lokal osilatör frekansının bildirilmesi gerekmez sistem kendiliğinden tanıyabilir. Ayrıca merkezi kumanda tarafından her türlü hata durumu değerlendirilip düzeltici değişiklik yapılabilir.

DiSEqC sistemi bir dizi cihazı yada parçayı kumanda edebilme imkanı sağlar. Polarizasyon düzlemleri veya, uydu sistemleri arasında seçim yapmanın yanı sıra polarizöder aktüatörler gibi çeşitli hareketli anten parçalarına kumanda edilebilir.

DiSEqC sistemi geriye doğru uyumludur. Eskiden var olan 13-18V ve 22kHz sinyallerine sahip uydu alıcıları da bu sistemin içinde eskiden var olan tüm fonksiyonlarını görebilirler. Ancak yeni geliştirilen ilave fonksiyonları yapamazlar.

Bu haberleşmede yönlendirici durumda olan Master entegre devredir. Master devre Slave devreden bir cevap bekliyor ise (DiSEqC 2.0) bunun nasıl bir cevap olduğunu da belirler Slave devrelerden gerekli cevap gelmeden haberleşme bitmez. Kısacası master bir (yada daha çok) Slave cihaza 22kHz sinyalini kodlayarak kısa bir komut göndermektedir ki bu basit bir yazılım veya onu ikame eden devre ile yapılabilmektedir. Slave cihazda ise (örneğin switch) hem uç cihazına gerekli  kontrollar (örn. Antenleri seçen rölelerin kontrolü) hem de gerekli sinyal kodlama ve çözme işlemleri aynı bir tek mikrokontrolör çipinde yapılır. Multiswitch denilen kutularda ise farklı master (uydu alıcısı tarafı) devrelerden gelen komutlara uygun uç cihazları (örn. Anten) seçen bu devrelerden bir matris şeklinde (alıcı sayısı kadar adette) bulunur.[7]

Şekil 2.4 Diseqc

 2.1.1.2   Diseqc Motor

DiSEqC protokolleri arasına uydu anten motorlarını doğrudan uydu alıcılarından çıkan koaksiyel anten kabloları üzerinden çalıştırmak amacıyla hazırlanan bir DiSEqC 1.2 standardı da eklendi. Bu sistem halen artık hemen hemen tüm digital uydu alıcısı üreticileri tarafından standart olarak kabul edilmiştir.

Şekil 2.5 Diseqc motor

2.1.1.2   Pozisyoner

Birden fazla uydudaki yayınları takip etmek isteyen, birden fazla çanak anten için yeterli alana sahip olmayan ve çanak anten çapı 120cm den daha büyük olan kullanıcıların pozisyonerleri kullanmaları uygundur. Bu sistem ile onbeşin (15) üzerinde uydunun yayınlarını alabilmek mümkündür. 18, 20, 22, 24 inç'lik motorlar ile beraber kullanılarak çanak anteninin istenilen uyduya dönmesini sağlar. [2]

Şekil 2.6 Pozisyoner

 

2.1.1    Alıcıların Yapısı

2.1.2.1 Anakart

Sayısal alıcılar bilgisayar gibi çalışırlar. Sayısal alıcılardaki anakart bir bilgisayardaki anakart gibi görev yapar.Ancak alıcılardaki anakartalara, bilgisayarlardaki anakatlarda olduğu gibi ek devrelerle özellikler artırılamaz. Yani tümleşik devre olduğundan ekleme yapılamaz.

Anakart Üzerinde işlemci, flash bellek, RAM, tuner katı, RS 232 portu, TV scart girişi, ses çıkışı, optik ses çıkışı (opsiyonel) ve bunun gibi bölümler mevcuttur.[4]

Şekil 2.7 Anakart

Flash bellek, bilgisayardaki harddisk gibi görev yapar. Flash bellekte fabrikasyon ayarları (1/1O) ve kullanıcı için ayrılan (9/1O) bölüm vardır. Yazılım yüklemesi yapıldığında kullanıcı için ayrılan 9/l0'luk kısım kullanılır. Alıcı resetlendiğinde ise fabrikasyon ayarlarına dönülür. Kanal bilgileri, kanalların nerede kayıtlı oldukları, hangi transponderlerin kullanıldığı bilgileri flash bellekte bulunur.

RAM işlemlerin yapıldığı yerdir. Alıcı çalışıyorken yapılan işlemler RAM'de gerçekleştirilir. Bunların dışında, ses, görüntü, bağlantı cihazları da anakart üzerinde bulunur.

2.1.1.2   Tuner

LNB'den gelen sinyali IF (Ara frekans) sinyaline çevirir. Yer, uydu ve kablo yayınları için üç değişik tip kipleme kullanıldığında üç tip yayın alınacaksa üç ayrı tuner devresi gereklidir. Tuner içinde bulunan kip çözücü devre, alıcının hangi yayını alacağını belirler. Alıcı içindeki kip çözücü, QAM sinyali çözebiliyorsa DVB-C, QPSK sinyali çözebiliyorsa DVB-S, COFDM sinyali çözebiliyorsa DVB- T alıcı adını alır.

Normal uydu tunerleri, LNB'den gelen 950-2250 MHz'lik ara frekans işaretlerini, genelde 479 MHz olarak seçilen sabit bir ara frekansa düşürdükten sonra kip çözme işlemi yapılırken, yeni nesil Zero - IF (Sıfır ara frekansına ) tunerlerde ise giriş işaretine doğrudan kenetlenen bir yerel osilatör kullanılarak ikinci ara frekans ortadan kaldırılmıştır. Böylece daha ucuz ve daha hızlı bir çözüm elde edilmiştir. Birden fazla kip çözücünün bulunduğu tunerlere combo adı verilir. Yeni uydu alıcılarında tuner devresi bir işlemci ve birkaç elektronik kompanentten oluşur.[6]

2.1.1.3   Chipset

Chipset alıcının işlemcisidir. Alıcıların tüm özellikleri chipset tarafından  belirlenir,.Alıcıların diğer parametleri de chipset tarafından belirlenir. Alıcı için  kullanılacak olan anakart chipset üreticisi tarafından tavsiye edilir. Yukarıda  değindiğimiz gibi bilgisayarı alıcıdan ayıran fark, özelliklerinin değiştirilebilmesi  yani yükseltilebilmesidir.Ancak alıcılar da chipset özelliği belirlediğinden ve değişmesi söz konusu olmadığından özellikleri artırılamaz.

Şekil 2.8 Chipset ayak bağlantıları

2.1.1.2   SMPS

Dijital alıcılarda SMPS güç kaynakları kullanılmaktadır. Çünkü alıcıların düşük gerilimlerden ve elektromanyetik alanlardan etkilenmesini önler. Alıcılarda harici olarak bulunan pozisyonerler zamanla SMPS katına dahil edilmiştir.[4]

Şekil 2.9 SMPS

2.1.1   DVB-T ALICISILARI

Sayısal karasal yayın başladığında analog televizyonlar yayını alabilmek için dönüştürücü bir cihaza ihtiyaç duyarlar,bu cihaz yayını almalarını sağlar. Aşağıdaki cihaz televizyonun scart girişine takılarak yayın alınır.[3]

Şekil 2.10  TV için DVB-T alıcısı

  Daha bir çok şekil ve ebatta modelleri bulunur ama çalışma prensipleri aynıdır. Aşağıdaki cihazda bilgisayarın usb girişine takılarak yayının alınmasını sağlar. Yeni nesil uydu alıcılarının da DVB-t girişleri vardır. [2]

Şekil 2.11 Pc için DVB-T alıcısı

2.1.1   HD TV

Yeni tv’ler sayısal karasal yayını bir dönüştürücüye gerek duymadan alabilir. Aşağıdaki şekilde onlardan biri gösterilmektedir.[4]

Şekil 2.12 Sayısal yayınları alan tv

ALICILARIN YAZILIMSAL YAPISI

Şekil 2.13 Sayısal alıcı yazılım katları

2.1.1   Yazılım

Dijital alıcıların en zor kısmı yazılım kısmıdır. İstasyon bulma, kanal programlama, ses ve görüntü bileşenlerinin tanınarak ayıklanması ve buna benzer daha pek çok işlem yazılım tarafından gerçekleştirilmektedir. Yazılım üç kısımdan oluşmaktadır:

1. Alıcı imalatçısı tarafından yazılması gereken “Uygulama Yazılımı”.

2. Kısman alıcı imalatçısı kısmen de Tümdevre imalatçısı tarafından yazılan “Uygulama

Yazılım arayüzü

 3. Tümdevre imalatçısı tarafından verilen veya yazılım evlerinden satın alınan “Gerçek Zamanlı İşletim Sistemi”

4. Tümdevre imalatçısı tarafından yazılan “Sürücü” yazılımları.[1-3]

 

2.1.2   Şifreleme ve Kısıtlı Kullanım

 

Sayısal televizyonun getirdiği önemli avantajlardan biri de güvenilir ve kolay şifreleme tekniklerine uygun olmasıdır. Sayısal sistemler için kırılması çok zor şifreleme teknikleri geliştirmek ve uygulamak çok kolaylaşmıştır. Buna bağlı olarak da sadece reklam gelirlerine bağımlı TV istasyonlarının yerini abone sistemine dayalı paralı televizyonlar (pay-TV) ve bunlarla paralel isteğe bağlı video filimler (video-on­demand), film başına para ödeme (payper-view) gibi sistemler almaktadır. Tabii faturalama için aboneden istasyona geri yönde iletişim de gereklidir. Bu da genellikle basit bir modem ve normal telefon hattı ile sağlanabilir. Kablo-TV sistemlerinde tek bir kablo hem ileri hem geri yönde iletişimi sağlar.

Eğer yayın kısıtlı kullanımlı veya şifreli ise program yerleşim tablosunda (PMT) belirtilen özel tablolarda ve kısıtlı kullanımı tablosunda (CA T) hangi yöntemin kullanıldığı ve şifre çözümü için gerekli bilgiler verilir. Standart ayrıca bir Ortak Şifreleme Algoritması (Common Scrambling Algorithm, CSA) belirlemiştir. İsteyen yayıncılar bu ortak algoritmayı kullanarak kullanıcılar için ucuz çözümler üretebilir. Bu algoritma makul süreler için yeterli bir gizlilik sağlamaktadır. Çözülmesi daha zor bir sistem isteyen yayıncılar kendi özel tekniklerini de kullanabilirler.

Her yayıncı kendi şifreleme yönteminin ve aboneleri ile ilgili bilgilerin gizli kalmasını istediğinden standart belli bir tek kısıtlı kullanım (conditional access, CA) algoritması belirlemiştir. Buna karşılık, kullanıcıların her bir şifreli yayın için ayrı bir kod çözme cihazı kullanmaları da pek. pratik değildir. Bu yüzden DVB standardı iki ayrı yol önermektedir:

"Simuleryptl” sistemi: Bu sistem. aynı şifreleme algoritması kullanan fakat değişik "kısıtlı kullanım" yöntemleri seçen değişik yayıncıların aynı transport sisteminden yararlanmalarına izin verir. Bu yayıncılar aralarında anlaşarak hepsinin "kısıtlı kullanım" yöntemlerine uygun ortak bir yayın dizisi belirlerler ve her biri kendi şifrelenmiş sinyalini aynı dizi içinde gönderir.

"MuIticrypt" sistemi: bu sistemde "kısıtlı kullanım" ve şifre çözümü ile ilgili bütün fonksiyonlar bilgisayarlarda kullanılan PCMCIA tipi sökülüp takılabilen ayrı bir modül halinde gerçekleştirilir. Transport veri dizisi önce bu modülden geçirilerek şifresi çözüIür daha sonra MPEG-2 çözücüye gönderilir. Bu işlemi yapabilmek için standart bir ortak arayüz (Common Interface, Cl) kullanılır. Bu devre ana devrenin mikroişlemcisinin "bus" devresi üzerinden alıcı ile bilgi alış-verişi sağlar. Bir alıcı birden fazla Ci devresi kullanabilir. Bu sayede istediği kadar değişik şifreleme yöntemleri kullanan şifreli yayınları PCMI yarıkları ve Akıllı Şifre Kartı (Smart Cart) kullanarak izleyebilir. Değişik yöntem kullanan yayımlar için PCMCI yarığına takılan CI kartını. Aynı yöntemi kullanan fakat şifresi değişik olan yayınlar için de şifre kartını değiştirmek yeterlidir.

Yayıncılar arasındaki herhangi bir anlaşımı gerekmediğinden ve ilerde çıkabilecek yeni yöntemleri kullanabilme açısından Ortak Arayüz kullanan "Multicrypt" sistemi daha avantajlıdır, Buna karşılık pahalı konnektör kart v.s. gibi elemanları kullanmak zorunda olduğundan diğer sisteme göre daha pahalıya çıkmaktadır. Buna rağmen bugünkü dijital uydu alıcıları genellikle Ortak Arayüz (CI) sistemi ile piyasaya sürülmektedir. Sadece belli bir yayın kuruluşu kendi aboneleri için özel bir alıcı yaptırıyorsa o zaman sadece kendi şifresini çözen kod çözücü cihazlarını tercih etmektedir.[2,4]

 

2.2.2.1 ŞİFRELEME SİSTEMLERİNİN PRENSİPLERİ

Tahmin edilebileceği gibi şifreleme sistemleri yapısı gereği son derece gizli olarak geliştirilip uygulanması gereken sistemlerdir ve bu sistemlerde kullanılan teknikler gizli tutulmaktadır. Bu yüzden burada sadece genel prensipler anlatılacaktır.

Şifreleme algoritmaları iki farklı kontrol kelimesi (şifrelenmiş bit dizisi) kullanırlar. 2 sayısının tam katları şeklinde seçilen bir sıklıkla bu kelimeler yer değiştirir. Böylece korsanların işi zorlaştırılmış olur. Bu kelimelerden biri kullanılırken diğeri Program Eşleme Tablosu (PMT) veya Kısıtlı Kullanım Tablosu (CAT) içinde gönderilen Lisans Kontrol Bilgi1eri (ECM) içinde gönderilir. Bunlar şifre çözücü tarafından saklanarak gerekli işlemlerde kullanılır. Bunların dışında ayrıca sabit bir kontrol kelimesi vardır. Bu kelime  şifresiz yayınlarda kullanılır.

Şifreleme algoritmaları korsan kullanıcılara (hackers) karşı mümkün olduğu kadar uzun süre direnebilmelidir. Bu yüzden transport dizisi (TS), program dizisine (PES) veya her ikisine birden uygulanırlar.[9,10]

 

 2.2.2.1.1 Transport Dizisini Şifreleme

  Transport dizisinin başlık kısmında iki işaret biti, dizinin şifreli olup olmadığını ve şifreli ise hangi kelimeyi kullandığını belirlemek üzere ayrılmıştır. Bu bitlerin  anlamı şöyledir:

  • 00       Şifresiz

  • 01       Sabit kontrol kelimesi ile şifreli (Herkes çözebilir)

  • 10       Çift sayılı kontrol kelimesi ile şifreli

  • 11       Tek sayılı kontrol kelimesi ile şifreli

  Transport  seviyesindeki şifreleme bütün çoğullama işlemleri yapıldıktan sonra uygulanır. Her transport paketi sadece bir program dizisine ait verileri taşıdığından bu verilerin tamamı veya bir kısmı şifrelenebilir.[10]

2.2.2.1.2 Paketlenmiş Program Dizisini Şifreleme

 Bu durumda şifreleme işlemi sinyalin kaynağında yapılır ve PES paketinin başlık kısmındaki iki bitlik PES Şifreleme kontrol  bitleri ile paketin şifreli olup olmadığı belirtilir

  • 00       Şifresiz

  • 01       Şifresiz

  • 10        Çift sayılı kontrol kelimesi ile şifreli

  •  11      Tek sayılı kontrol kelimesi ile şifreli

        Bu seviyede şifreleme yapıldığında aşağıdaki sınırlamalara uymak gerekir. [8]

  ·    Başlık kısmı şifresiz olmalıdır. Aksi halde şifre çözücü nerde başlayıp nerede duracağını ve hangi  şifre kelimesini kullanacağını bilemez.

Şifreleme  184 byte 'lık yük kısmına uygulanmalıdır ve sadece en son pakete adaptasyon bitleri  eklenmelidir.

Transport paketlerine sığabilmesi için PES paket başlığı hiçbir zaman 184 by te' geçmemelidir

Bu şifreleme  şeklinde "sabit şifre kelimesi" kullanılamaz.

 

2.2.2.2 Kısıtlı Kullanım Sistemlerinin Uygulanması

Şifre çözme işlemi için Lisans Kontrol Bilgileri (ECM) ve Lisans Denetim Bilgileri (EMM) gereklidir. Bunlar kısıtlı kullanım mesajları olarak iletilirler ve aşağıdaki giriş verileri kullanılarak elde edilirler.

  • Çözme işleminin başlatan kontrol kelimesi (Cotrol_world)

  • Değişik kullanıcı gruplarını  ayırt  etmek için kullanılan kontrol kelimeleri şifrelemek için kullanılan servis anahtarı (servicejcey)

  • Servis anahtarı şifrelemek için kullanılan kullanıcı anahtar (user_key)

 Lisans Kontrol Bilgileri (ECM) kontrol kelimesi ve servis anahtarı kullanılarak elde edilen bir dilİ olup yaklaşık olarak her :2 saniyede bir gönderilir. Lisans Denetim Bilgileri (EMM) ise servis anahtarı ve kullanıcı anahtarı kullanılarak elde edilir ve yaklaşık her l0 saniyede bir iletilir.

Alıcı tarafta şifre çözme işi Lisans Denetim Bilgileri (EMM) dosyasını bulup burdan servis_anahlarını ve kullanıcı_anahtarını çıkarmakla başlar. Bu iki anahtar da şifrelenmiştir. Önce bunların şifresini çözmek gerekir. Bunun için şifreli kullanıcı anahtarı akıllı kart (smart  card) ünitesine gönderilerek şifre çözülür. Sonra bu anahtar kullanılarak servis anahtarının şifresi çözülür. Çözülen servis anahtarı kullanılarak Lisans Kontrol Bilgileri (ECM) dosyasındaki kontrol kelimeleri çözülür ve bunlar kullanılarak esas veri dizisi çözülür.

Şekil 2.14 ECM ve EMM yardımı ile kontrol kelimelerinin çözülmesi

  • Önce sıfır numaralı (PID=O) paketten program ilişki tablosu (PAT), buradan da program yerleşim  tablosu (PMT) çıkarılır.

  • Program yerleşim tablosu (PMT) paketlenmiş temel dizideki (PES) ses, görüntü, sistem saat referans sinyali (PCR) ve lisans kontrol bilgilerini (ECM) taşıyan paketlerin numaralarını verir.

  • Bir numaralı (PH)]) paketten elde edilen kısıtlı kullanım tabloları (CAT) yardımı ile hangi paketlerin lisans denetim bilgilerini (EMM) taşıdığı belirlenir.

  • Bu bilgiler ve akı il ı karttaki kullanıcı  anahtarı yardımı ile bundan sonra gelen şifreli paketleri çözmek için gerekli kontrol kelimesi oluşturulur.

Burada anlatılan yöntem şifreli yayın çözmenin temel kurallarını vermektedir. Tabi ki gerçek uygulamalarda gizliliği artırmak için yayıncının kullandığı farklı ve açıklanmayan özel teknikler söz konusudur.Bütün bu gizlilik ve yeni tekniklere rağmen hiçbir şifre çözülemez değildir. Önemli olan bu şifreleri çözmeye çalışan korsanların işini yeterince zorlaştırmak ve belli bir şifreyi bulmak için geçecek zamanı mümkün olduğu kadar uzun yapabilmektir. Eğer şifre bu zaman aralığından daha kısa sürelerde değiştirilirse başkalarının bu şifreyi bulması bir işe yaramaz.[7]

2.1.1   Cihazın Yazılım Güncellenmesi

  • Bilgisayarın ve Yükleme Yapılan Cihazın  RS232 Seri Haberleşme Portu Olmalı
  • Bilgisayar İle Cihaz Arasında RS232 Seri Haberleşme Kablosu Olmalı

Şekil 2.15 Gönderme işleminin blok diyagramı ve RS 232 kablosu

Şekil 2.16Yükleme Yapılacak Cihaz NEXT YE8000 XCAM Plus

 

2.2.3.1 Yazılımın Bulunması

Yazılımlar internet üzerinden kolaylıkla bulunabilir.(www.nebutv.com)

Her cihazın software ‘i ve yükleme araçları aynı değildir.

Her cihaz için farklı yazılımlar kullanılabilir.        

Yazılımlarda üç editörün aynı anda bulunabileceği gibi tek tekte bulunabilmektedir.

Şekil 2.17 Next Software Downloader

2.2.3.2Yazılımın Yüklenmesi

STBLoader Programını Bilgisayarınıza Kurunuz...

RS232C Kablonuzu Bilgisayar'dan Next YE8000-XCAM'e bağlayınız... (COM1)

Next YE8000-XCAM'in arkasındaki elektrik şalterini kapatınız (Cihazın ön panelinde ışık olmamalı)

STBLoader Programını açınız... (Masaüstünde Kısayol olacaktır)

Programı açtığınızda Yüklenecek Yazılımın nerde olduğunu soracaktır...

Yüklenecek Yazılımı Seçiniz...

Dosyayı seçtikten sonra program tamamen açılacaktır...

Program açıldıktan sonra, Download butonuna tıklayın...

Download butonuna tıkladıktan sonra Cihazınızın arkadaki şalterini açınız.

Yazılım yükleme işlemi başlayacaktır, İlk önce cihazın hafızası silinecektir...

Cihazın ön panelinde dnLd yazacak ve 000'dan 100'e kadar sayacaktır...

Yükleme işlemi bittiğinde uyarı ekranı gelecektir. Tamam butonuna basınız...

Yükleme işlemi başarıyla tamamlanmıştır.

Bu işlemi yaptıktan sonra cihazınızı fabrika ayarlarına döndürmeniz gerekmektedir. Bunun için CihazMenüsünden > Sistem Ayarları > Cihaz Reset'e gelerek şifre olarak 0000 giriniz.[6]

2.1        ALICILARIN ÇEŞİTLERİ

2.3.1 FTA

FTA receiver en temel üründür. FTA İngilizce Free-To-Air kelimelerinin baş harfleridir. Genel anlamda uydularda "şifresiz" ve serbest olarak alınabilen kanallar ve bunları alan cihazlara FTA Receiver denir. FTA, üzerinde modül, kart yeri ve bunları destekleyen donanım olmayan alıcıların genel adıdır. Turksattaki kanalların büyük çoğunluğu şifresizdir ve bir FT A cihazla serbestçe alınabilir.[9]

Şekil 2.18 FTA alıcı

2.3.2 CI-CIS-CX

CI , İngilizce Comman Interface kelimelerinin baş harfleridir. Türkçesi ortak arabirim olarak söylenir.

FTA ya ilave olarak değişik şifreleme sistemlerini çözebilecek bir modül takılabilecek slotlar vardır. Bu slotlara takılan bir modül ve o modüle uygun bir kartla ilave bazı şifreli kanalları da seyretme imkanı doğar. Modüller, smartkardlar vasıtasıyla şifreli kanalların izlenmesini sağlar Normal şartlarda bu kartlar abonelik sistemiyle satın alınır. Örnek Digiturk, CI'ya ek olarak, bir adet modülün gömülü olduğu alıcılara CIS denir. Yalnızca bir adet gömülü modül bulunan alıcılara CX denir. Bu gömülü modüllel'e, sadece smartkardlar takılarak şifre çözümü gerçekleştirilir. [3]

2.3.2.1 CAM (MODÜL)

Dijital uydu alıcılarındaki yuvalara takılan ve şifreli kanalları çözmeye yarayan dekoder cihazlarıdır. Örnek olarak içine şifre kartı takılan Analog Eurocrypt veya Cine5 dekoderleridir. Bu küçük modüller  analog cihazların dijital olanlarıdır ve şekil olarak laptop bilgisayarların modem vs. kartlarının aynıdır. Hatta laptop bilgisayarların PCMCIA yuvası alıcılardaki CI yuva ile aynı özellikte olduğundan CAM'ler bu yuvalara takılarak bilgisayardan program yüklenmesi sağlanmaktadır.

Alıcı cihazlarda radyo tv yayınlarını çözme sırasında ise normalde bir CAM'in içinde bir de "smartcard" bulunmalıdır. Yani, bunlar kapının kilidi, kart da anahtarı oluyor.

Kartta abonenin kimlik numarası, hangi kanalları, hangi, tarihten, hangi tarihe kadar izleme hakkı olduğu, ayrıca ne gibi ilave masrafları olduğu gibi bilgiler yer alır. Kanalın açılması için merkezdeki bilgilerle karttaki bilgilerin birbirini tutması gerekir. Yayın sinyalinin çözülmesi esas olarak uydu alıcısının işidir. CAM 'ın işi ise sadece kart bilgilerini şifre sistemine uygun olarak yorumlamaktır. Kart CAM'le, CAM de uydu alıcısı ile konuşarak kanal görüntü  sesin  açılması sağlanır.

Modülün takıldığı yuva CI (Ortak arayüz) bütün dijital STB (uydu/kablo/yersel dijital alıcı set üstü cihazları) için artık standart hale gelmiştir. Ayrıca bazı alıcı cihazların içinde kendinden (embedded) modül ek bulunur. Tabii bu modüle ilişkin kartın takılacağı bir ek kart yuvası vardır.(Kart yuvası ile CAM yuvası kalınlıkları çok farklı olduğu için ilk bakışta ayırt edilebilir) Birçok cihazda da hem kendinden  modül hem de ayrıca modül takılacak CI yuva bulunur.

Kendinden (embeeleled) CA'lı cibaz almak ilk başta ayrıca CAM almaya göre küçük bir maliyet avantajı  taşımakla birlikte cihazın içindeki CA çok çabuk demode olduğu ve değiştirilmesi oldukça güç olduğundan fazla tercih edilmemektedir.

Şu anda da ara yüzlü. modülü olmayan çeşitli şifre sistemleri vardır. ABD'de yaygın olan PowerVu  ve İngiltere'de Sky Digital'in dekoderi Sky Digibox (içinde NDS Videoguard denilen yeni bir CAM kullanıyorlar) bu türden cihazlar. Dekoder Digibox'ın ayrılmaz bir parçası ve sadece Sky Digital 'in bayilerinden alınabiliyor. İleride modül sistemine geçmesi beklenen bu NDS sisteminin halen Avrupa da ve Orta Doğuda ki mevcut kullanıcıları İtalya'da "Stream" Yunanistan'da, "OTE" ve İsrail de ki "YES" platformları.

CAM satın almanın bir alternatifi kendinden dekoderli cihaz almaktansa, diğer bir alternatifi de modül donanımını emule eden bilgisayar yazılımlarıdır. Bu yazılımlar bazı dijital uydu alıcısı kartlarıyla, sadece bazı  şifre ve yazılımlar için başarılı olmaktadır.

Sonuç olarak bir CAM ve korsan kartlarla izlenemeyen bir şifreli yayını bu tür yazılımlarla çözme olanağı da yoktur. Yani alternatif bir yöntem olarak "bilgisayarda izleme" ilk bakışla kullanıcıya CAM ve kart tasarrufu sağlamakla birlikte uzun vadede çok da elverişli bir yöntem olduğu söylenemez. Şifreli yayınları izlemek için bir CAM kullanılması ise neredeyse en elverişli tek yöntem olarak durmaktadır. Bugün üretilen tüm CAM’lar tüm alıcı cihazlardaki CI yuvalarıyla tam uyumludur.[2]

Şekil 2.20 Cam çeşitleri

 2.3.2.2 Smartcard

Kart diğer  adıyla smartcard- akıll kart içinde basit bir işlemci ile bu işlemciye entegre ya da bağımsız bir belleği bulunan kredi kartı büyüklüğünde ve özelliğinde olup işlev yönünden uydu yayınlarının şifrelerinin çözülmesi için kullanılan plastik kartlardır. Bu kartlar çoğunlukla yukarıda sayılan modüllerin içine sürülerek kullanıldığı gibi bazı alıcıların içinde gömülü olan modüllere ait kart okuyucuların da içlerine sürülerek kullanılırlar. Şifre sisteminde değişken parça olarak kart kullanılmaktadır. Süre sınırları, bazı yayınları izlenmesi, bazı yayınların izlenememesi gibi işlevler genellikle kart üzerinden yerine getirilmektedir. Kartların da yasal yayıncı kuruluşlar tarafından satılanları olduğu gibi sonradan kart programlayıcılar tarafından doldurulabilen boş tipleri de vardır. Yayıncı kuruluşların verdiği kartların üzerlerinde bu kuruluşların logoları, geçerli olduğu süreler ve açtığı paketin adı gibi bilgiler mevcut olabilir. Boş olarak satılan kartlarda ise kartın üzerindeki işlemci bellek kapasitesi, bellek ve işlemcinin hızı ve hangi şifreleme sistemlerinde iş gördüğü gibi farklılıklar mevcuttur. En yaygın boş kart örneği Fun kartlardır. Yeni geliştirilen bazı kartlara örnek olarak da Opos kart verilebilir. Kimlik  kartı görevi yapar. Hangi kanalın, hangi tarihler arasında izleneceğini belirler. Kanalın izlenebilmesi için  kartta bulunan bilgiler ile  merkezdeki bilgilerin uyuşması gerekir.

  • Yayıncı kuruluş smartcard ile bizimle konuşur (Abonelik işlemi)

  • Smartcart  CAM ile konuşur.

  • CAM uydu alıcısı ile konuşur.

  • Uydu alıcısı gelen datayı uygun şifre (Yayıncı kuruluşun şifresi) ile çözerek kanalın ses ve görüntüsünü açar.[7]

Şekil 2.21 Smart kart çeşitleri

2.3.3 PVR

PVR, Personel Video Recorder (Kişisel Görüntü Kaydedici) kelimelerinin baş harflerinden oluşur ve dahili bir sabit diski olan bütün uydu alıcılarına verilen bir isimdir. PVR, "Personal Computer" ve "Video Cassette Recorder" ifadelerinin birleştirilmesiyle oluşturulmuştur. Bunun nedeni, standart video kayıt cihazlarında olduğu gibi ses ve görüntü yayınlarını kaydetmesi ve bunun için bir sabit disk kullanmasıdır.

PVR'ın pek çok avantajı vardır. En başta kalite: programlar dijital formatta kaydedilir ve daha sonra canlı yayınlarla aynı dijital kalitede izlenirler. Diğer bir avantaj da hızdır. Kayıt etmek istediğiniz ilginç bir program olduğunda boş bir kaset aramaya, bunu takıp videonun uzaktan kumandasını bulup en sonunda "kayıt" etmekle uğraşmaya gerek kalmaz. Bunun verine PVR kumandası üzerindeki tek bir tuşa basarak izlemekte olunan program kaydedilmeye başlanabilir.

Üçüncü büyük avantaj ise "Time-shift" (zaman-aktarma)özelliğidir. Sadece kumanda Üzerinde bir tuşa basıldığında PVR görüntüyü donduran ve sessizce programı kaydetmeye başlar. Daha soma başka tuşa basarak programın kaldığı yerden devam etmesi sağlanabilir. Hiç şüphesiz PVR, izlemeye devam ettiğinde de kayıt etmeye devam ettiği için programın tamamı izlenir.  

Bütün PVR'lerde daha önceden yapılmış bir kaydı izlerken o an yayınlanan bir programı kaydetmek mümkündür. Bu iki taneye sahip olmadıkça video kayıt cihazlarında imkansızdır. Eğer iki canlı yayını eş zamanlı olarak birini izlerken diğerini kayıt etmek isteniyorsa, PVR cihazın iki ayrı tuneri olması gerekir. Bu özellik yalnızca birkaç markada bulunuyor. Bu özelliğin kullanabiImesi için ya iki LNB ya da çift çıkışlı bir LNB olmalı. Her tuner LNB'ye polarizasyon ve yüksek alçak bant değiştirme komutları gönderirken sanki tümüyle farklı bir uydu alıcısıymış gibi davranır.

PVR'ler yalnızca uydudan gelen yayınları kaydedebilirler. Eğer normal antenle alınan bir program kaydedilecekse eski yöntem kullanılmak zorundadır. Diğer bir problem ise kapasitelerinin artmasna ve fiyatlarının sürekli düşmesine rağmen sabit disklerin sınırlı büyüklükte olması. Şu anda piyasada bulunan PVR'ler asgari 20 GB'lık sabit disklere sahipler. Bu rakam 60 veya 80 GB'a kadar çıkabiliyor. 20 GB'lık bir sabit diske 11 - 12 saatlik bir görüntü  kaydı yapar.

Kaydedilen programı bilgisayara aktarmak PVR'ın ne tür bağlantılara sahip olduğuyla alakalıdır. Yalnızca seri bir arabirimle bu mümkün değildir; çünkü 115 Kbit/sn'lik bağlantı hızıyla bir filmi aktarmak günler sürer. Neyse ki bazı PVR'ler daha hızlı veri iletişimi sağlayan USB bağlantısının kullanılmasına olanak tanıyor. Fakat bir PVR tarafından kayıt edilen programlar bilgisayarın ses ve görüntü yazılımları tarafından her zaman tanınmayabilir. Bu PVR'nin veri kayıt ederken  hangi formatı kullandığına bağlıdır. Örneğin radyo programları genellikle MP3 formatında kaydedilirken TV programları bir kaç farklı formatta kaydedilir. Bu durumda bir formattan diğerine dönüşüm yapmanızı sağlayacak araçları bulmakta internet yardımcı olabilir.

PVR'ların kullanımı normal bir video cihazından daha zor  değildir. Üzerinde standart kontrol tuşları bulunur:  kayıt, oynat, durdur, geri al hızlı/yavaş ileri al ve don­dur  çoğu PVR  başında kimse yokken favori programları kaydetmeyi sağlayan saat fonksiyonuna sahiptir. Genellikle, kullanıcının kayıtları bulmasına yardımcı olan ve sabit diskin içindekileri gösteren bir liste vardır. Bu listeden bir kaydı izleyebilir veya biraz yer açmak için bazıları silinebilir.

Çoğu PVR üreticisi kişisel bilgisayarlarda kullanılan standart ElDE sabit diskler kullanırlar.     Bu sayede, ileride daha büyük veya daha hızlı sabit diskler almak mümkün olacak. Böyle bir şey yapmadan önce PVR cihazIarının sabit diski formatlama (veya tanıma) özelliğinin olduğundan emin olunması gerekir, aksi takdirde kullanılamayabilir.

Bilgisayarda kullanılan bir uydu kartı PVR olarak kullanılabilir. Evet, hiç şüphesiz bilgisayarın sabit diskine kayıt yapmayı sağlayan pek çok bilgisayar uydu kartı var. Üstelik bu, ayrı bir PVR almaktan daha ucuz bir çözüm; çünkü  bilgisayarın içinde mevcut donanıma ayrıca para ödemeye gerek kalmaz. Ancak bilgisayarda boş bir  slot olması gerekir.

Normal uydu alıcılarında olduğu gibi bir PVR sadece şifresiz yayınlar için olduğu gibi şifreli yayınlar için de tasarlanmış olabilir. Hiç şüphesiz uygun bir modül (dahili veya modül yuvasına takarak) ve buna uygun bir Smartkart olması gerekir. Daha sonra şifreli TV ve radyo yayınlarını izlenebilir veya kaydedilebilir. [5] 

2.1   UYDU ALICIARININ GELECEĞİ

Teknolojinin her alanında olduğu gibi, uydu alıcılarında da  hızlı gelişmeler yaşanıyor. Yeni gelişen teknolojiler. Kullanıcıları olduğu kadar üreticileri de zorluyor, bunlar arasında en önemli konu üreticilerin her gün gelişen ve sayıları, yetenekleri artan ana chiplerin hangisine karar verecekleri konusudur, bugüne kadar 3-4 ana üretici ve benzer özellikler arasında sıkışan, reciever ana işlemci üretimi artık boyutunu aştı ve hem iyi hem de karmaşa haline geldi.

Şu ana kadar en çok kullanılan STI 5518 entegresinin önümüzdeki sene üretiminin biteceğinin açıklaması gerek üretici gerek yazılımcıları hayli endişelendirdi ve üreticiler yaklaşık bir sene süren ilk etap sorunları ve yazılım uygulama aşamasını biran önce geçmek için 5518'Ii üretimlerini kesmeden bazı modellerinde yeni ana chipleri kullanmaya başladılar. Yaygın görüşe göre, yeni chiplerin sorunsuzluğu her etapta tartışılabilir. Başlangıçta yüksek hız, ön bellek ve multimedya desteğiyle ve en önemlisi destekledikleri OSD grafikleriyle çok albenili gözükseler de ana chip imalatçılarının buldukları sorunları yeni seriye geçerek çözme pozisyonları Avrupa için çok önemli olmasa da uydu alıcısını yıllarca ve sorunsuz kullanmak isteyen Ülkemiz tüketicilerini belirsiz günler beklemekte. Aynı şekilde gerek tamir ve arıza olaylarının aza indirgenmesi ve maliyeti düşürmek için tunerler artık tek bir chip ve 5-6 komponentten oluşan mikro kutular haline geliyor, bu da şüphesiz eski tünerlerin hassasiyetini ileride daha çok arayacağız mantığını doğuruyor.

Uydu alıcısı kullananları ilgilendiren en büyük sorunda yazılım desteği olacak. Yeni chiplerin yazılım aşamaları ve uygulamaları tamamen farklı. Bu yüzden yıllardır 5512 ya da 5518 sorun ve geliştirmesinde uzmanlaşmış tecrübeli yazılımcılar en az bir sene mücadele edecekleri ve belki de 6 ay soma yenisiyle değişecek bir chipin uydu alıcısına uyarlanmasında tabii ki zorlanacaklar. Bir yanda cihaz bekleyen pazar, bir yanda doğru ana chipi seçip bir an önce' yazılımcıları yetiştirmek isteyen ana üreticiler.

    Yeni dönemde üreticiler kopya şansı olmadıklarını iddia ettikleri hardware korumalı cihazlar üretecek. Ülkemizde bir ara nerdeyse, furya haline gelen uydudan yazılım güncelleme yine firmaların gündemindeyse de bu aralar ana dert hangi chipsetin seçileceği konu. Son kullanıcıyı fazla ilgilendirmese de cihazın özelliklerini belirleyen ve sınırlayan çalışmasını  düzenleyen ve gelişmesini sağlayan en büyük sınırlayıcı ana işlemçi HDTV-IP BUX ve son günlerde Avrupa pazarında patlama yaşayan DVB- T DVH-C uydu alıcıları, doyuma ulaşan DVB-S pazarının açığını dengeliyor. 

    HDTV için şu anda en büyük pazar ,Amerika. Direct TV mevcut abonelerin cihazlarını değiştirerek bu sisteme dönmeyi planlıyor. Koreli büyük üreticiler aynı anda hem plazmalarını hem de uydu alıcılarını yetiştirmek için sıkı çalışıyor sonuçta unutulmaması gereken bu uydu alıcılarını ve teknolojiyi yazılımcıları, imalatçılar, satıcılar, kullanıcılar değil, uydu alıcılarının özelliklerini ve şeklini belirleyen chip imalatçıları belirtiyor. . 

    2007 senesi için NEC IBM, STI, CONAXENT gibi büyük imalatçıların chip programlarına bakıldığında uygulayıcıların durumu daha da zorlaştı. Aynı chip 6 ay sonra çok daha özelikli ve daha ucuz fiyata satılacak. Ama üretim sürmek zorunda. En büyük gelişme bizi pek ilgilendirmese de DVB-S, DVB-T, DVB-C, İP  Box, HDTV uydu alıcılarını tek. bir chiple aynı kılıfta destekleyecek yeni ana chipler 2007 sonunda üretimdeler. Şu anda da yeni bordlarda ana chipler dışında sadece flash ve SDRAM dışında işlemci kalmıyor gibi. [2]

UYDU TERİMLER SÖZLÜĞÜ

Actuator: Hareketli bir anteni döndürmeye yarayan motor ve aksamından oluşan parça. 

ADC-Analog to Digital Conversion: Analog sinyalleri sayısal gösterimine dönüştürme işlemi. 

AFC-Automatic Frequency Control: Alıcıyı seçilen frekansa kenetleyen ve istasyonun zamanla kaymasını önleyen kontrol sistemi. 

Aperture: Antenin uydu sinyaline açık kalan kesiti. 

AGC - Automatic Gain Control: Devrenin çıkış seviyesini belli bir değerde sabit tutan kontrol sistemi. Bu devre, giriş sinyal seviyeleri değiştiği halde yükselticinin etkileme düzeyini otomatik olarak değiştirdiğinden çıkış seviyesi hep aynı kalır. Amplifier: Bir elektronik sinyalin kuvvetini arttırmak için kullanılır.

Analog: Halen AM radyo ve çoğu telefon sistemlerinde kullanıldığı gibi bilgi aktarımının elektromanyetik akımdaki dalga şekli sürekli değiştirilerek yapıldığı sinyal iletişimi metodu.

Antenna: Uydulardan gelen mikrodalga sinyalleri alıp uydu alıcısına gönderilmek üzere toplayan herhangi alet. 

Antenna efficiency: Antene gelen elektromanyetik enerjinin anten tarafından toplanan kısmının yüzde olarak değeri. 

Aperture: Parabolik antenin elektromanyetik enerjiyi toplayan kısmı. 

Apex: Hareketli antenin dönerken çizdiği yayın en üst noktası. 

Attenuator: Sinyali zayıflatan pasif eleman. 

Attitude control: Uydunun güneşe ve yere göre duruş konumunun kumandası. 

AV - Audio Visual: TV ve sesin tüm yönleriyle ilgili görsel-işitsel cihazlar.

Backhaul: Sahadan merkeze dağıtılmak üzere gönderilen noktadan - noktaya görüntü aktarımı.

Bandwidth: Elektromanyetik spektrumdaki bir frekans sahasıdır. Bir devrenin veya sistemin çalıştığı veya geçirdiği frekans bölgesinin genişliğini gösterir. Örneğin bir telefon hattında konuşma sesinin taşınabilmesi yaklaşık 3KHz bir bant genişliği gerektirir. Oysa yerel bir TV kanalı 6 MHz kullanır. Uydularda ise karışımın engellenebilmesi için daha geniş 17.5-72 MHz arası bir bant kullanılır. 

Bandpass filter: Sadece belli bir frekans bölgesini geçiren, onun altında ve üstündeki frekansları zayıflatan süzgeç devresi. 

Beam: Uydu yayın alanı.

Bird: Haberleşme uyduları için argo

Bit: En küçük dijital bilgi birimi. 

Bit rate: Dijital aktarımın hızı, Mbit/s olarak ifade edilir. Bir PAL resmin gönderimi için yaklaşık 5Mbit/s gerekirken, VHS için sadece 2.5 Mbit/s yeterlidir.

CATV - Cable TV: Ortak bir santral yardımı ile birden fazla daireye TV işaretlerini dağıtan kablolu sistem. 

CAM - Conditional Access Module: Yayının alımını belirli bir grup kullanıcıyla sınırlamaya yarayan koşullu erişim modülü.

Carrier: Bilgi sinyalini aktarmakta kullanılan, tek frekans işgal eden temel radyo sinyali. Analog sinyalde taşıyıcı gelen sinyale uyumlu olarak genliğiyle veya frekansıyla oynanarak modüle edilir. Analog çalışan uydu taşıyıcıları genellikle frekans modülasyonludur. 

Carrier Frequency: Ses, data ve görüntü sinyallerinin gönderildiği ana frekans. 

C – Bandı: 3.7 - 4.2 GHz frekans bandı. Halen Kuzey Amerikada 22 uydu C-Bandı üzerinden neredeyse uydu / kablo şebekelerinin tüm yayın dağıtımını yapmaktadır. Güçleri transponder başına 5-11 watt olup amerikada gereken alıcı çanak çapları 5-12 feet (150-370cm) olmaktadır. Ancak 1992 den bu yana söz konusu uydular daha güçlü (10-17 watt) olanlarıyla yenilendiğinden bir C-bandı alıcı sistemin gerekli ortalama çanak çapı 90inch (230cm) dolayında olmaktadır.

Channel: Bir yayının işgal ettiği toplam frekans bölgesi veya bu bölgenin özel numarası. 

Clarke Belt/Orbit: Doğrudan ekvatorun 36.000 km üstündeki yörüngede uydular yere göre sabit konumda kalabilmektedirler. Bu yörüngeye Arthur Clarke anısına bu isim verilmiş ve radyo, televizyon data yayınları yapan tüm haberleşme uyduları yerleştirilmiştir. 

C/N - Carrier-to-Noise ratio: Alınan işaretteki taşıyıcı gücünün gürültü gücüne oranının dB cinsinden ifadesi. Bir video sinyalinde C/N ne kadar büyük olursa resim de o kadar iyi olur. Codec coder: Dijital yayınlarda kodlama sistemi.

Combiner: İki veya daha fazla sinyali birleştirmek için kullanılan alet veya sistem.

Compressed Digital TV: Aynı transpozerde 8-10 TV kanalının birlikte bulunabilmesini sağlayacak şekilde, tekrarlanan bilgilerin ayıklanıp çıkartılarak hacmi küçültülen sayısallaştırılmış TV sinyali. 

Compression: Ses ve görüntü sinyallerinin aktarılması için gereken band genişliğinin azaltılmasını, böylece bir uydu transpozerinin kapasitesini arttırmayı amaçlayan uygulamaları işaret eder. Contrast: Bir resimde beyaz ile siyah arasındaki ışık şiddet oranı.

DAB - Digital Audio Broadcasting: Dijital ses yayını.

D/A - Digital-to-Analog Converter: Sayısal bir işareti sürekli analog bir işarete dönüştüren devre veya sistem.

dB: Desibel; Sinyal şiddeti, volüm veya direnç yüzünden sinyal zayıflama miktarının logaritmik ifadesi olan bir analog ölçü birimi.

DBS - Direct Broadcast Satellite: Ses ve görüntü sinyallerini uydu üzerinden, 11-13 GHz arasında yayınla doğrudan son kullanıcıya aktaran TV uydusu. 

Decoder: Şifreli TV yayınını çözmeye yarayan set üstü, kod çözücü cihaz. Dijital yayınlarla ilgili olarak kullanılan ve "codec" olarak bilinen digital coder, decoder ile karıştırılmamalıdır.

Demodülasyon: Bir taşıyıcı üzerine modüle edilmiş olan bilgi sinyalinin taşıyıcının üzerinden geri alınması işlemi.

Despun: Uydudaki antenin yeryüzüne dönük durmasını sağlayan yönlendirme.

Digital: Bilgilerin ikili sayılara dönüştürülüp depolanması, gönderilmesine ilişkin yöntem. Sadece iki seviye kullanıldığından bu devrelerin gürültüye karşı duyarlılığı son derece azdır ve işaretler kalitelerinden hiçbir şey kaybetmeden saklanabilir ve çok uzaklara iletilebilir.

DiSEqC: Uydu alıcılarının dışarıda bulunan antenleri seçme ve hareket motoru, şalter gibi cihazlara kumanda etmek için kullandığı işaretleşme sistemi.

Dish (Çanak): Uydu anteni için kullanılan argo

Distortion: İşaretteki bozulma.

Downconverter: Alçak frekansa dönüştüren frekans değiştirici. 

DSS - Digital Satellite System: Dijital uydu sistemi.

DTH - Direct-to-Home: "Amerikan Federal Haberleşme Komisyonu" tarafından uydu televizyon ve yayın endüstrilerine ilişkin, uydudan eve yayını ifade eden resmi terim. 

DVB - Digital Video Broadcasting: Dijital görüntü yayını standardı.

Echo Canceller: Uydu telefon hatlarında yansıma etkisini azaltan veya yok eden elektronik devre. 

Echo Effect: Bir hoparlörden çıkan sesin zaman gecikmeli olarak elektronik yansıması. Günümüzde dijital eko gidericilerle bu yansıma büyük ölçüde yok edilebilmektedir. 

Encoder: Bir sinyali alıcı tarafından sadece özel bir çözücü kullanarak izlenebilecek şekilde, elektronik olarak değiştirme işlemi için kullanılan cihaz.

Encryption/Decryption (Şifreleme/Çözme): Şifreleme bir görüntü ve/veya ses sinyalinin orijinal halinden başka bir hale dönüştürülmesi işlemidir. Çözme ise şifreleme işleminin tersi yapılarak sinyalin eski haline getirilmesidir.

Feedhorn: Uydu sisteminin anten tarafından yansıtılan sinyalleri toplayıp odaklayan kısmıdır

F/D Ratio: Bir parabolik antenin odak uzaklığının çapına oranı. Antenin derinliğini gösteren bir ölçü. Bu değer büyüdükçe çanak daha düz, küçüldükçe daha çukur olur.

Footprint: Bir uyduya ait verici antenin yeterli güçte yayın yaptığı yeryüzü alanı. 

Frequency: Periyodik bir işaretin bir saniyedeki tekrarlanma sayısını ifade eder ve birimi hertz Hz'dir. Katlarını belirtmek için kilohertz, megahertz ve gigahertz terimleri kullanılmaktadır.

FSS: Sabit Uydu Yayını

GSO: Jeosenkron yörünge. Bu yörüngedeki uydular yeryüzü ile aynı hızla döndüklerinden turunu 24 saatte tamamlar ve bu yüzden bakıldıkları yerden sabit konumda görünürler.

Headend : Uydulardan ve diğer kaynaklardan gelen sinyallerin sisteme verildiği bir kablo TV sistemleri kontrol merkezi.

HDTV-High Definition Television: Standart televizyona göre daha geniş, iki misli satır sayısı olan, 1152x2048 pixel yüksek tanımlı televizyondur.

HF - High Frequency: 3,000-30,000 kilohertz arasındaki radyo frekans sinyalleri. HF radyo "kısa dalga" olarak bilinir.

High Definition Television: Mevcut PAL , NTSC standartlarına göre resim kalitesini çok büyük ölçüde arttıran video işaretlerinin rezolüsyonunu yükselten teknoloji 

Hybrid Satellite: İki veya daha fazla farklı haberleşme yüklerini (mesela C bandı ve Ku bandı) aynı anda taşıyan bir uydu 
Hz - Hertz; Saniyede Cycle sayısı; bir saniyedeki tam elektrik dalgalarının sayısını ifade eden elektromanyetik frekans ölçü brimi. Bir kilohertz (KHz) saniyede bin saykl; bir megaHertz (MHz) is bir milyon; bir gigaHertz (GHz) bir milyardır

INMARSAT: International Maritime Satellite Organization. Uluslararası denizcilik uydu teşkilatı 

INTELSAT International Telecommunications Satellite Organization. Uluslararası haberleşme uydu teşkilatı

IRD (integrated receiver decoder): Uydu sinyallerini almaya ve işlemeye yarayan cihaz. Çıkışında video monitorlarının kullanabileceği temelbant video veya standart TV alıcılarının kullanabileceği RF olabilir.. 
Impulse Pay-Per-View - Bilgisayarlı bir sipariş işleme sistemine bağlı olarak tüketicinin bir canlı olay veya filmi sipariş edebilmesini mümkün kılan teknoloji. Bu teknoloji sayesinde çok kısa bir süre içinde çok sayıdaki sipariş işlemi yürürlüğe konulup karşılanabilmektedir

ISL - Inter Satellite Link: Uyduların birlikte çalışmasını sağlamak için uydular arasında radyo dalgaları veya optik bağlantı kurularak gerçekleştirilen haberleşme sistemi.

ITU: International Telecommunications Union. Uluslararası Haberleşme Birliği.

Ka-Band: Ku-Band ından yukarıdaki bir frekans bandı, 18 ile 31 gigaHertz arasındadır. 

Ku-Band: 11.7 -12.7 GHz (Gigahertz) frekans bandı. Bu band şu anda ABD de FCC tarafından 2 kısma bölünmüştür. İlki 11.7-12.2 GHz FSS (Fixed Satellite Service) olarak bilinir. Şu anda Kuzey amerikada 22 FSS Ku bandı uydusu mevcuttur. Güçleri transponder başına 20-45 watt arasıdır. Düzgün alınabilmesi için 90-150cm çanak gerekir. 12.2 - 12.7 GHz kısmında ise transponder başına 100-200 watt güçte BSS (Broadcast Satellite Service). uydular bulunur.Bunların yayınları 35-60cm çanaklarla alınabilir. 

KHz: KiloHertz. Bin hertz

LAN - Local Area Network: Genellikle bilgisayarlar arası haberleşmeler için kullanılan, yerel ağı ifade eden standart haberleşme mimarisi

LEO - Low Earth Orbit: Yeryüzüne 36,000 km den yakın mesafede bulunan "yere 
yakın yörünge"

LNA - Low Noise Amplifier: Yer istasyonunun alıcısı ile anten arasında bir ön yükseltici olarak kullanılan cihaz. Etkili olabilmesi için antene olabildiğince yakın olması gerekir. 

LNB - Low Noise Blocker: Çanağın topladığı uydu sinyallerini güçlendirip alıcı tünerinin işleyebileceği daha düşük frekans bandına indirir. 

LNC - Low Noise Converter: LNA ile DC alt dönüştürücünün antene takılmak üzere bir araya gelmesinden oluşur. 

Low Power Satellite: [/color] Genellikle 30 watt'dan az güçte RF sinyal yayınlayan uydular için kullanılır. Microwave: Frekansı 1-30 GHz arasında olan RF sinyali. Mikrodalga data, ses veya hemen her çeşit sinyal aktarımı için kullanılabilir.

MHz – MegaHertz: Milyon hertz. 

Modulation: Bir bilgi sinyalinin gönderme amacıyla bir taşıyıcı üzerine yüklenmesi işlemi.

MPEG - The Moving Pictures Experts Group: 1988'de uydudan, yerden veya kabloyla gönderilecek görüntü, ses ve data sinyallerinin soysal kaynak kodlarını oluşturmak ve standartlaştırmak üzere kurulan ekip. 

MPEG-1: Hızı 1.5 Mbit/s'a kadar olan multimedya uygulamaları için bir sıkıştırma standardıdır. 

MPEG-2 : Dijital görüntü yayıncılığında kullanılan veri sıkıştırma standardı. 

MPEG-2 MP@HL - Main Profile at High Level: Yüksek tanımlı geniş ekran televizyon için benimsenen çok daha yüksek bit hızına sahip sistem.

Multicast: Broadcast sözcüğünün bir alt grubudur ve belirli bir kullanıcı kitlesindeki birçok kişiye yapılan yayınlar için kullanılır.

Narrowcasting: Sadece belirli bir kitleye ulaşmak üzere elektronik medya kullanılması. 

NTSC - National Television Standards Committee: Kuzey Amerika ve Japonya'da geçerli, 525 çizgi ve 30 görüntü/saniye özelliği taşıyan TV yayın standardını oluşturan komite. Open TV: Televizyon ve internet dünyasını birbirine yaklaştıran lisanslı yazılım.

Packet Data: Depolanan bilgilerin "paket" denilen farklı birimler halinde gönderilme işlemi. Bu yöntemle kanal kapasitesi daha verimli kullanıldığı gibi aktarım da daha güvenli olur.

Pad : Transponder kanal zayıflatması için argo. Bu transponderi çok kuvvetli sinyallerden korumak üzere devreye elektriksel direnç ekleyen bir elektronik cihazdır.

Pay-Cable/Pay-TV: Ekstra abone ücretleriyle desteklenen yayın hizmetleri.

PCM - Pulse Code Modulation: Darbe kodu kiplemesi. Phase: Bir işaretin başka bir referansa göre kaymasını gösteren açı.

PCS - Personal Communications System: Bireysel haberleşme sistemi

PIN - Personal Identification Number: Kişisel tanımlama kodu. 

Pixel: Görüntünün elemanıdır, tek bir oynanabilir noktadır. 

Positioner: Anten motoruna kumanda ederek önceden programlanan uydu konumlarına hareketi sağlayan elektronik cihaz. 

QPSK - Quaternary Phase Shift Keying; gönderme kapasitesinin arttırılmasına izin veren gönderim haberleşmelerinde kullanılan bir digital modülasyon düzenidir. Çeyrek dalga faz kaydırma anahtarlaması.

Receiver: Antenden aldığı uydu yayınlarını televizyonun gösterebileceği sinyallere dönüştüren ev içi cihaz. 

Reflector: Antenin sinyal toplayan çanak şekilli yüzeyi için kullanılır.

RPM - Revolutions Per Minute: Dakikada devir sayısı

Satellite: Ekvatorun 22,237 mil yukarısında sabit yörüngede, dünyayla eşit hız ve aynı yönde dönen sofistike bir elektronik haberleşme istasyonu.

Satellite Antenna (Dish) Çanak anten. Uydu sinyallerini toplamaya yarayan parabol geometrisinde bir antendir. Kullanıcı antenleri genellikle C-bandı için 1.5-3.7m ; K-bandı içinse 45-180cm dir. 

Satellite Programmer : Ev uydu çanaklarına veya kablo pazarına sunulmak üzere görüntü, ses, ve/veya data hizmetleri üreten, paketleyen veya dağıtan şirketlere verilen isimdir.

Scrambling: TV yayınlarının izinsiz kişilerce alınmaması için şifreli olarak karıştırılması.

SECAM - Séquence Couleur à memoire: Fransa'da geliştirilmiş, 625 çizgi, 50 görüntü/saniye özelliğinde renkli televizyon sistemidir.

Smartcard: Dekoder cihazının içine kullanıcının kendi takabileceği kredi kartı boyutunda, elektronik anahtar ve yeni bilgisayar güvenlik sistemini kullanarak şifre güvenliğinin arttırılmasına imkan veren teknoloji.

SMATV - Satellite Master Antenna Television; Bir konut sitesi veya otel için uydudan aldığı yayını dağıtan özel minyatür kablo sistemi. 

SNG - Satellite Newsgathering: Uydu yoluyla haber toplama.

Spectrum: Ses, data ve televizyon aktarımında kullanılan elektromanyetik radyo dalgalarının frekans alanı.

Superstation: Yayınlarının ülke çapında uydu antenleri ve kablo sistemleri aracılığıyla tüm ülkeye dağıtıldığı bir bölgesel TV istasyonu. 

Sun Outage: Güneş bir uydunun tam arkasından geçtiği sırada enerjisi bir an için uydununkiyle karışır ve onun yayınının alınmasını engeller. Her sene ilkbahar ve sonbahar dönence zamanlarında yılda 2 kere olmaktadır.

Tarif: Herhangi bir kanal için istenen izleme ücreti. 

Terrestrial: Haberleşme dilinde bu yerden yere, karadan karaya yapılan haberleşme sistemleri için kullanılır.

Threshold: Uydu alıcısının hassasiyetini gösteren ölçüdür. Değer ne kadar düşükse o kadar iyidir.

Transponder-Transmitter: Uyduda bulunan ve bir TV sinyalini veya dar banttaki birçok data, ses kanallarını alıp yeryüzüne yayınlamaya yarayan cihaz. Bir haberleşme uydusunda 12-24 kadar transponder bulunur.

TVRO (Television Receive-Only): Uydu TV yayınlarını sadece almaya yarayan ve gönderme yapamayan ev tipi uydu sistemlerini tanımlamak için kullanılan terimdir.

UHF - Ultra High Frequency: 500 ile 900 MHz aralığındaki ultra yüksek frekans sahası.

Uplink : Aktarma için bir uyduya gönderme yapılması veya bu işte kullanılan çanak. 

Value Added Service Provider: Uydu haberleşmesinde uhdesindeki bir kapasiteyi üçüncü taraflara lease yapan şirketler için kullanılır. 

VHF - Very High Frequency; 30 - 300 MHz arasındaki frekans bandı, 2-13 arasındaki TV kanallarını içerir. 

VSAT : Very Small Aperture Terminal; Özel ticari uygulamalar için yerden uyduya SCPC olarak görüntü, ses, data aktarımı istasyonu. 
Zipping : Bir videoteypten program izlerken reklamların geldiği yerde uzaktan kumandayla hızla ileri sardırma işlemi

KAYNAKÇA

1. Dijital Televizyon Prof.Dr. Avni Morgül
2. On-Air (Aylık Brodcast Dergisi)
3. Satellite (Aylık Uydu donanım dergisi)
4. Uydu Dünyası
5. www.coolstf.com/mpg
6. www.rtuk.gov.tr/sayisalyay
7. www.turkeyforum.net
8. www.uydutvhaber.net
9. www.doruksat.net
10.www.satmania.com
11.http://tr.wikipedia.org/wiki/MPEG

 

 

 
Lcd Tv - Led Tv - Plazma Tv Tamiri Yapılır...

Tasarim ve Hosting: Aydın Özgür