Teknolji Haberleri - Sayýsal Sistemler

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

3/20/2025 4:54:37 PM

LCD TV - LED TV - PLAZMA TV ONARIMI

1-SAYISAL TV YAYINLARI 

1.1 SAYISAL SÝSTEMLER

1.1.1 SAYISAL SÝSTEM NEDÝR?

   “Dijital” terimi Avrupa dillerindeki “digital” teriminin okunuþu olup Türkçe karþýlýðý “Sayýsal”dýr. Elektronik sistemler “analog” ve “sayýsal” olmak üzere ikiye ayrýlýr. Analog sistemlerde elektrik sinyalleri sürekli olarak deðiþir ve belli sýnýrlar içinde her deðeri alabilirler. Sayýsal sistemlerde ise elektriksel sinyaller olduðu gibi iletilmez. Bu sinyellerin yerine bunlara karþý düþen rakamlar iletilir.

Elektronik sistemlerde genel olarak giriþ ve çýkýþ sinyalleri “analog” yapýdadýr. Bunlarýn sayýsal olarak iþlenebilmesi ve iletilebilmesi için “Analog/Sayýsal Dönüþtürücü”   (Analog-to-Digital Converter, ADC) ve “Sayýsal/Analog Dönüþtürücü”  (Digital-to-Analog Converter, DAC) kullanýlýr. [1]

1.1.2 TV SÝSTEMLERÝ VE MULTiMEDYA  

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

     Tele-iletiþim 19. yüzyýlda telgraf’la veri iletisimi olarak baslamýþ, 19. yüzyýlýn sonunda telefon’la sesli iletisim, 1930’dan sonra da görüntülü yayinlarýn basladýðý görülmüþtür. Buna karþýlýk iki yönlü görüntülü iletisim  (telekonferans) ancak 20. yüzyilin sonunda gerçekleþebilmiþtir.

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

Bugün TV ve bilgisayar sistemleri “Multimedia” adý altýnde birleþerek tek bir sisteme dönüþmektedir. Bu birleþme iki yönlü olarak ilerlemektedir. Bir yandan bilgisayarlarda TV seyretmek için TV kartlarý, TV adaptörleri ve ilgili yazýlýmlar geliþtirilirken öte yandan normal TV alýcýlarý ile Internet’e girmek için özel set-üstü cihazlarý imal edilmektedir.  

TV sistemlerinin ve alýcýlarýnýn sayýsala dönüþümü tamamlandýðýnda bu adaptörlerin hiçbirine gerek kalmayacak, TV ve Bilgisayar sistemleri iç içe tek bir sistem halinde gerçekleþtirilecektir. Yani masanýzdaki veya oturma odanýzdaki göstergede ister TV seyredecek isterseniz kablosuz klavye ve fare’nizle  yazý yazýp þekil çizebilecek veya Ýnternet’e girebileceksiniz. [1] 

1.1.3 SAYISAL ELEKTRONÝK CÝHAZLARIN GELÝÞÝMÝ 

Sayýsal elektronik sistemler 1950 yýllarýnda ilk tüplü bilgisayarýn icadý ile uygulanmaya baþladý. Bune karþýlýk ilk elektronik kol saatleri ve küçük, ucuz hesap makinelerinin piyasaya çýkmasý ancak 1970’li yýllarda mümkün oldu. Bu tarihten sonra sayýsal elektronik devreler ve sistemler yavaþ yavaþ bütün alanlarda analog devrelerin yerini almaya baþladý. Artýk sayýsal devrelerin kullanýlmadýðý elektronik sistem yok denilecek kadar azalmýþtýr.  

Bugün herkesin kullandýðý dijital ses-görüntü sistemleri içinde CD (Compact Disc), DVD  (Digital Versatile Disc), DAT (Digital Audio Tape), VCD  (Video CD) sayýlabilir. Dijital TV kameralarý, Fotoðraf makinalarý, Digital radyo ve televizyon yayýnlarý ise çok yakýnda tamamen dijital hale dönüþecek gibi görünmektedir.[1-4] 

1.2 SAYISAL TV YAYININ YAPIM AÞAMALARI

 Bu bölümde sayýsal tv yayýnýnýn yapým aþamalýrý anlatýlacaktýr.Bu aþamalar þunlardýr:

Sayýsal Görüntü Ýþleme

Sayýsal Ses Ýþleme

Sayýsal Modülasyon Teknikleri 

1.2.1 SAYISAL GÖRÜNTÜ ÝÞLEME

 

1.2.1.1 Analog Ýþaretlerin Sayýsallaþtýrýlmasý

Analog iþaretlerin sayýsala dönüþtürülmesi, örnekleme, basamaklama ve kodlama olmak üzere üç aþamada yapýlýr.  

Þekil 1.1 Analog/Sayýsal Dönüþtürücünün iç yapýsý 

Analog sinyaller zaman ve genlik olarak sürekli  sinyallerdir. Bunlarý sayýsallaþtýrabilmek için önce belli aralýklarda örnekler alýnmasý gerekir. Örnekleme sýklýðý sayýsallaþtýrýlmak istenen sinyalde bulunan en yüksek frekans bileþeninin en az iki katý olmalýdýr. Aksi halde spektrum örtüþmesi  (aliasing) yüzünden bozulmalar meydana gelir ve orijinal sinyal tekrar elde edilemez. 

Alýnan örneklerin genlikleri herhangi bir deðerde olabilir. Buna karþýlýk iþaretin sayýsala çevrilebilmesi için kullanýlacak seviye sayýsýnýn sýnýrlý olmasý gerekir. Bu sayý, her bir örnek için kullanýlacak kod uzunluðu ya da bit sayýsý tarafýndan belirlenir. Örnek olarak 8-bit’lik bir kodlama yapýlacaksa 256 seviye, 3-bit’lik bir kodlama yapýlacaksa sadece 8 seviye kullanýlabilir. Seviye veya basamak sayýsýnýn artmasý alýcý tarafta sayýsal/analog dönüþtürücü çýkýþýnda elde edilecek sinyalin kalitesini belirler. Daha iyi kalite için daha çok bit ve daha çok basamak kullanmak gerekir. 

 

 Þekil 1.2 Analog iþaretin sayýsala dönüþtürülmesi
 

Örnek olarak 0-1V arasý deðiþen bir sinyali 3-bitlik bir kodlama ile sayýsallaþtýrmak istiyorsak basamak sayýsý 8, aralýk sayýsý ise 8 -1=7 dir. 1 volt 7 aralýða bölünürse iki basamak arasý 0,143V olur. Basamak sayýsý belli olduktan sonra her basamaða karþý düþen bir kod oluþturulur. Bu, genelde, basamak numarasýnýn ikili sayý sistemindeki karþýlýðýdýr. 


Tablo 1.1 Analog iþaretin sayýsala dönüþtürülmesi

odlama iþlemini gerçekleþtirmek için alýnan örneðin genliðine bakýlýr. Bu genliðe en yakýn basamak hangisi ise o basamaðýn kodu gönderilir. 3. örnekteki sinyal genliði 0.82 volt olsun. Bu deðere en yakýn basamak 0,857V seviyesine karþý düþen 6. basamak olduðundan onun kodu olan 110 kodu çýkýþa iletilir.

Alýcýda ters iþlem yapýlýr. Önce, seri olarak gelen bit dizileri ikili sayýya dönüþtürülür. Bu sayý bir sayýsal/analog dönüþtürücü yardýmý ile gerilime çevrilir. Elde edilen basamaklý gerilim süzülerek analog iþaret tekrar elde edilir. [1-3]

 

1.2.1.2 Görüntünün Sayýsallaþtýrýlmasý

Video iþaretinin sayýsal olarak iþlenmesi için önce resim çerçevesi herbiri 16x16 benek  (piksel) büyüklüðünde olan ve “Makroblok” adý verilen parçalara bölünür. Her makroblok önce kendi içinde kodlanýr. Bu kodlama iþlemi­ne her noktanýn aydýnlýk ve renk bilgileri sayýsallaþtýrýla­rak baþlanýr. Standart tele­vizyon görüntülerinin sayýsal­laþtýrýlmasýnda 13.5 MHz ör­nekleme hýzý ve örnek baþýna 8 bit  (256 gri seviyesi) kul­lanýlýr. Bir satýrda 720 örnek alýnýr. Deðiþik standartlarda deðiþik örnekleme biçimleri kullanýlmaktadýr. Bunlar:

 

1.   4:4:4  (4 Y, 4Cr , 4Cb; renk ve aydýnlýk ayni þekilde örneklenir)

2.   4:2:2  (4 Y, 2Cr , 2Cb; sadece yatay doðrultuda seyrekleme yapýlýr)

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

burada

Y = 0,299R + 0,587G + 0,114B aydýnlýk iþareti

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

Cr = 0,713  (R-Y) kýrmýzý renk fark iþareti

Þekil 1.3 Aydýnlýk ve  renk iþareti örnekleme çeþitleri

 Standart PAL kalitesinde bir görüntü için 13MHz civarýnda örnekleme hýzlarý ve renkli resim için örnek baþýna 24 bit’lik kodlama gerekir. Bu durumda PCM olarak kodlanan bir görüntünün iletilmesi için gerekli veri hýzý 13x24=312Mb/s olacaktýr.

 Görüldüðü gibi standart bir resim için bile veri hýzý saniyede 300MB  (300 milyon bit) ‘in üzerine çýkmaktadýr. Yüksek Ayýrýcýlý Televizyon sistemlerinde  (HDTV) ise veri hýzý 1GB/s’den fazla olacaktýr. Bu kadar yüksek bir veri hýzýnda TV iþaretlerinin iletilmesi ve saklanmasý pratik olarak uygulanabilir deðildir. Bu durumda yapýlacak tek iþ sayýsallaþtýrýlmýþ iþaretin özel tekniklerle sýkýþtýrýlarak veri hýzýnýn  makul seviyelere çekilmesidir. Standart TV için 3-8MB/s , HDTV için 18-20MB/s gibi makul hýzlara inebilmek için 100:1, 50:1 gibi oranlarda bir sýkýþtýrmaXE “sýkýþtýrma”ya gerek vardýr. [1,2]

  

1.2.1.2.1 CCIR-601 Formatý  (D1 Formatý)

 1982’de kabul edilen CCIR-601 standardýnda Y,Cb ve Cr sinyalleri 4,2,2 formatýnda örneklenir. Yani her 4 Y örneði için 2 Cr ve 2 Cb örneði alýnýr. Bu durumda örnekleme hýzý Y için 13.5 MHz CR ve Cb sinyalleri için 6.75 MHz olur. Sonuç olarak bir satýrda 720 Y örneðine karþýlýk 360 renk örneði alýnýr. Her satýrda Cb ve Cr sinyalleri ayný anda bulunur ve düþey ayrýcalýk renk ve aydýnlýk iþaretleri için aynýdýr.

   Renk ve aydýnlýk sinyalleri 8 bit ile gönderilirse bit veri hýzý:

  V=13.5x8+2x6.75x8=216Mb/s

   Eðer 10 bit basamaklama kullanýlýrsa bu hýz 270Mb/s çýkar. Eðer düþey ve yatay karartma süreleri göz önüne alýnýrsa bu hýz 8 bit için 166Mb/s düþer. Karartma sýrasýnda görüntü bilgisi yerine ses ve eþ zamanlama bilgileri gönderilir.

  CCIR-601 standardýný kullanan elektriksel baðlantý standardý CCIR-656 olarak verilmiþtir. D1 sayýsal video kaydedicilerde kullanýldýðý içinde bu standarda D1 formatý adý da verilir. [10]

 

1.2.1.2.2      4;2;0 Örnekleme Formatý

 Bu standarda renk iþaretindeki yatay ve düþey ayrýcalýk ayný ve aydýnlýk iþaretinin yarýsý kadardýr.

  Aydýnlýk  720x576 (625satýr) veya 720x480 (525 satýr sistemi)

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

 SECAM sisteminde her satýrda ayrý renk iþareti bulunduðundan birer satýr atlayarak örnekleme yapýlýrsa renk iþaretinden biri hiç alýnmamýþ olur. Bunu önlemek için birer satýr atlamak yerine iki satýrdaki toplam renk iþaretinin ortalamasý alýnýr.[10]

 

1.2.1.2.3      SIF Formatý  (Source Independent format)

Bilgisayarda yaygýn olarak kullanýlan SIF standardý, CCIR-601 standardýnda yatay ve düþey örnek sayýsý ve sinyaldeki çerçeve sayýsý yarýya düþürülerek elde edilmiþtir.

 Aydýnlýk  360x288 (625 satýr sistemi) veya 360x240 (525 satýr sistemi)

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

  Düþey tarama   25Hz (625 satýr sistemi) veya 29.97Hz (525 satýr sistemi)

Görüntünün en az bozulmasý için yatay ve düþey doðrultuda süzme yapýlmalýdýr. Bunun için gönderilecek olan örnekler yatay ve düþey doðrultuda o noktanýn etrafýndaki örneklerin ortalamasý alýnarak elde edilir. Çerçeve sayýsýný yarýya düþürmek için de tek ve çift sayýlý çerçevelerin ortalamasý alýnýr veya daha basit sistemlerde sadece tek veya sadece çift sayýlý çerçeveler gönderilir.[10]

 

1.2.1.2.4      CIF Formatý  (Common Intermediate Format)

 CIF formatý Amerika ve Avrupa SIF formatlarýnýn birleþtirilmesi ile elde edilmiþ uluslar arasý bir standarttýr. Videokonferans ve bilgisayar görüntülerinde kullanýlýr. Örnek sayýsý 625 satýrlýk Avrupa sisteminde saniyedeki çerçeve sayýsý ise 525 satýrlýk Amerikan sisteminden alýnmýþ böylece 360x288 ve 29.97Hz’lik ortak CIF standardý elde edilmiþtir.[10]

1.2.1.2.5      QCIF Formatý (Quarter CIF)

 CIF formatýndaki örnek sayýsý her iki doðrultuda iki defa daha azaltýlarak CIF formatýnýn dörtte biri kadar bilgi taþýyan QCIF formatý elde edilmiþtir. Bu formatta 180x144 örnek kullanýlmakta çerçeve hýzý ise 15 veya 7.5Hz olabilmektedir. H261 sýkýþtýrma logaritmasý ile birlikte ISDN video telefon sistemlerinde kullanýlýr. [10] 

1.2.1.3       SAYISAL GÖRÜNTÜ SIKIÞTIRMADA KULLANILAN TEKNÝKLER

 4;2;2 örnekleme formatýnda standart kalitede bir resim iþaretinin iletilmesi için bile 200Mb/s civarýnda  bir  veri  hýzý  gerekmektedir.   En  uygun  sayýsal modülasyon sistemi (6 bit/sembol,64-QAM) kullanýlsa bile böyle bir veri ancak 40MHz’lik bir frekans bant geniþliði isteyecektir. Bu ise 5MHz’lik analog TV kanallarýndan 8 tanesini tek bir sayýsal kanala vermek demektir ki, zaten kanal sayýsý bakýmýndan sýkýntýlý olan TV yayýn sistemleri için kabul edilemez bir durumdur.

O halde sayýsal TV’nin gerçekleþebilmesi için tek yol sayýsal görüntünün sýkýþtýrýlmasý, yani veri hýzýnýn 50-100 kat azaltýlmasýdýr.[9-10]

Görüntü sýkýþtýrma iki yerde yapýlabilir:

  • Ýþaretin özelliklerini kullanarak, iþaret kaynaðýnda  (kaynak kodlamasý)
  • Bit dizilerini ayarlayarak, iletim sýrasýnda  (kanal kodlamasý)

Kaynak kodlamasýnda görüntü sýkýþtýrma yöntemleri üç ana esasa dayanýr:

  • Görüntüdeki uzaysal iliþkilerden yararlanarak gereksiz bilgilerin atýlmasý.

  • Görüntüdeki zamansal iliþkilerden yararlanýlarak gereksiz tekrarlarýn atýlmasý.

  • Ýnsan gözünün ayýrt edemeyeceði detaylarýn atýlmasý.

Sabit resimlerde uzaysal benzerlikler, hareketli resimlerde ise hem uzaysal hem de zaman içindeki benzerlikler kullanýlarak büyük sýkýþtýrmalar yapýlabilir. Sabit resimlerde 10:1 ile 50:1, hareketli görüntülerde ise 50:1 ila 200:1 oranlarýnda sýkýþtýrma yapýlabilir. Ancak bu kadar yüksek sýkýþtýrmalar için görüntü kalitesinde az da olsa bir kayýp söz konusudur. Kayýpsýz sýkýþtýrma yöntemleri olmakla beraber bu yöntemle elde edilen sýkýþtýrma yöntemleri çok düþüktür  (3:1 gibi). Bu tip yöntemler týp cihazlarýnda ve özel yöntemlerde kullanýlýr.

ayýplý yöntemler, insan gözünün renk iþareti için ayrýcalýðýnýn az olmasý gibi fizyolojik özellikleri kullanýr. Örnek olarak PAL yayýn kalitesinde bir video iþaretinde aydýnlýk iþareti 720x480 benek  (piksel) ayrýcalýða sahipken renk iþareti ayrýcalýðý sadece 360x240 benektir. Ayrýca renk bilgisi daha az bit sayýsý ile tanýmlanabilir. Sonuç olarak renk için gerekli toplam bit sayýsý aydýnlýk iþareti için gerekli olandan çok daha azdýr.

Ýnsan gözü görüntüdeki ince detaylara veya yüksek uzumsal frekanslý enerjilerdeki seviye deðiþikliklerine daha az duyarlýdýr. Buna baðlý olarak resimdeki ince detaylar daha az bitle kodlanabilir.

Bütün bu özellikleri kullanarak yapýlan kodlamalarda 100:1 gibi çok yüksek sýkýþtýrma oranlarýnda bile orijinal görüntüye çok yakýn görüntüler elde edilebilmektedir.

 Bu bölümde sayýsal görüntü iþlemede kullanýlan baþlýca yöntemleri kýsa açýklamalarý verilecektir. Burada sadece televizyon sistemlerinde uygulamasý olan ve standartlaþmýþ yöntemler anlatýlacaktýr.

 1.2.1.3.1 Ayrýk Kosinüs Dönüþümü  (DCT)

  Her renk bileþeni, 8x8 bloklar halinde ayrýk kosinüs dönüþümü ile dönüþtürülür, bu sayede resmin enerjisi az sayýda  (dönüþüm uzayýndaki) pikselde yoðunlaþtýrýlýr. Dönüþtürülen bloklarýn nicemlenmesi sonrasýnda da sýfýrdan farklý az sayýda deðer ile bloðu ifade etmek mümkün olur. Dönüþüm uzayýndaki yüksek frekans pikselleri, resmin görsel kalitesinde görece az rol oynarlar, dolayýsýyla yüksek frekans pikselleri daha az sayýda deðere nicemlenir.

Nicemleme, sýkýþtýrma miktarýnýn ayarlanabilmesini de saðlar. Daha çok nicemleme ile aslýndan uzak ama daha çok sýkýþtýrýlmýþ görüntüler elde edilebilir. Nicemlemenin bu yan etkisi görüntüden görüntüye deðiþen bir nicemleme miktarýna kadar büyük miktarda görsel bozulmalara neden olmaz.

Nicemleme sonrasýnda görüntü bloklarý nicemleme öncesine göre daha az çeþit sayý (sembol) ile ifade edilir hale gelir. Sýk rastlanan semboller daha az, seyrek semboller daha çok bitle kodlanarak bilginin daha yoðun ifade edilmesi saðlanabilir. Nicemlenmiþ görüntü bloklarý, standart ya da görüntüye özgü kod tablolarý kullanýlarak kodlanýr ve dosyada depolanýrlar.

Nicemlenmiþ bloklarýn aritmetik kodlama ile kodlanmasý da mümkündür, ancak aritmetik kodlamanýn üstündeki patentler nedeniyle bu yöntem popüler deðildir.

1.2.1.3.2      Hareket Kestirimi

Görüntü kodlamasýnda en önemli sýkýþtýrma çerçeveler arasý benzerlikten yararlanarak saðlanýr. Fakat hareketli görüntülerde görüntüler de bazý bölgeler yer deðiþtirdiðinden iki çerçeve üst üste konulduðunda  (görüntüler benzerde olsa) eski çerçevedeki beneklerin yerleri kayýk olacaðýndan, belirli noktadaki benekler arasýnda büyük farklýlýklar meydana gelir. Bu da iletilecek olan fark iþareti bilgisinin oldukça fazla olacaðý anlamýna gelir.

Buna karþýlýk eðer her bloðun hareket miktarý ve doðrultusu bilinirse, bir hareket düzeltmesi yapýlarak iki çerçeve arasýndaki fark oldukça azaltýlabilir.

Þekil 1.4 Hareket kestirimi

 Hareket kestirmede en önemli iþlem her bloða ait hareket vektörlerinin bulunmasýdýr. Bunun için belli bir blok bir sonraki veya bir önceki resim çerçevesi içinde gezdirilecek o bloða en çok benzeyen bir yer bulunur. Bu yerin merkezi ile bloðun ilk yerinin merkezi birleþtirilerek elde edilen vektör hareket vektörüdür. Her bloðun hareket vektörü belirlendikten sonra referans olarak alýnan resim çerçevesinin bütün bloklarý hareket ettirilerek yeni bir resim elde edilir. Tabi olarak kestirilmiþ resim gerçek resimle tamamen ayný deðildir.

  Gerek hareket vektöründe olabilecek hatalardan, gerekse hareket ettirilen bloklarýn arka plandaki görüntüyü örtmesinden dolayý gerçek resim çerçevesi ile kestirilmiþ resim çerçevesi arasýnda farklar meydana gelir. Gerçek görüntünün elde edilmesi için bu farklar ve hareket vektörleri karþý tarafa iletilmektedir. Eðer karþý tarafýn elinde referans resim varsa, bunlardan yararlanarak yeni çerçeve kolayca ve doðru olarak oluþturulabilir. 

1.2.1.3.3      Deðiþken Uzunluklu Kodlama  (Variable Length Coding VLC)

 Kodlama sonunda elde edilen bit dizilerinin istatistiksel daðýlýmý biliniyorsa iletim sýrasýnda bir miktar daha sýkýþtýrma yapmak mümkündür. Özelliklede bit dizilerinde 1 veya 0’larla meydana gelmiþ uzun diziler elde edilecek sýkýþtýrma miktarý kayda deðer ölçüdedir. Bu tür kodlama kayýpsýz bir kodlamadýr. 

Kayýpsýz kodlamaya iyi bir örnek Deðiþken uzunluklu kodlamadýr. Bu kodlamaya Entropi kodlamasý adý da verilir. Kodlamanýn ana ilkesi, n-bit uzunluktaki veri dizilerinin,      2 n deðiþik kombinasyonundan belli kombinasyonlarýn bulunma olasýlýðýnýn daha fazla olmasýna dayanýr. Olasýlýðý fazla olan diziler daha kýsa  (bit sayýsý az) kodlarla, olasýlýðý az olan diziler ise daha uzun kodlarla yeniden kodlanýr. Böylece daha sýk gelen diziler daha az bit kullanýlarak iletileceðinden toplam bit sayýsý azalmýþ olur.

 

1.2.1.4 Hata Bulma ve Düzeltme Yöntemleri

MPEG2 standartlarýna göre kodlanmýþ sayýsal iþaret çeþitli yollarla  (kablo,uydu veya havadan) iletilebilir. Bu ortamlardan hiç biri mükemmel deðildir. Ýletim sýrasýnda gerek gürültü ve karýþmalar gerekse ortamdaki yansýmalar yüzünden sinyaller bozulur ve bazý bitler yanlýþ olarak algýlanabilir. Fakat MPEG2 kod çözme devresinin doðru çalýþabilmesi için hatalý bit oranýn çok düþük 10-10……10-12 mertebesinde olmasý gerekir. Bu yaklaþýk olarak 30Mb/s hýzda, bir saatlik bir sürede en çok 10 hatalý bit demektir. Bu kadar düþük hata sayýsýna pratikte ulaþmak mümkün deðildir. Bu durumda yapýlabilecek tek þey iletim sýrasýnda iletim sýrasýnda bozulan hatalý bitler yakalayarak bunlarý düzeltmektir. 

Hatanýn bulunup düzeltilebilmesi için iletilen bilgi bitlerinin arasýna bilgi taþýmayan ek bitler eklenmesi ve toplam bit sayýsýnýn veya bit hýzýnýn artýrýlmasý þarttýr. Bu iþleme önceden hata düzeltme adý verilir.

Þekil 1.5 Hata bulma

 Sayýsal TV yayýnýnda kullanýlan tipik bir önceden hata düzeltme þekil-1.4 görüldüðü gibi birden fazla hata kodlamasý ve ayrýca bitleri harmanlama ve enerji daðýtma iþlemi gerektirir.

 

1.2.1.4.1 Enerji Daðýtýcý (Energy Dispersal, Randomizer)

 “Enerji daðýtýcý” ve “harmanlayýcý” bloklarý aslýnda önceden hata düzeltme iþleminin parçalarý deðildir. Ancak hata düzeltme iþleminin etkili olarak yapýlabilmesi için bu iþlemleri de yapmak gerekir. Hata kodlamasýndan önce bir DVB transport paketi 188 byte’lýk bir diziden oluþur. Bu dizinin ilk sekiz biti eþ zamanlama byte’ý olup (01000111=47hex) dizisinden oluþur. Geri kalan 187 byte MPEG kodlama iþleminden elde edilen veri bitleridir.bu bitler sadece 0’lardan veya sadece 1’lerden oluþan uzun diziler halinde gelebilir. Bu durumda sinyaldeki enerjinin çoðu alçak frekanslar bölgesinde yoðunlaþýr ve frekans bandý etkin olarak kullanýlmamýþ olur. Ayrýca sinyalde bir doðru akým bileþeni oluþur. Bu tür bileþenler iletimde  çýkarabileceði gibi bunlara uygulanan hata bulma ve düzeltme iþlemleri de yeterince etkili olmaz. Bunlarý önlemek için hata düzeltme devresinin giriþine gelen bit dizilerinin mümkün olduðu kadar rasgele olmasý ve eþit sayýda 0 ve 1’lerden oluþmasý istenir. Bunu yapan devreye Enerji daðýtýcý adý verilir.

 1.2.1.4.2 Reed-Solomon Kodlamasý  (Dýþ Kodlama)

 Reed-Solomon kodlamasý 188 byte’lýk her pakete veri bitlerinden sonra 16 byte’lýk hata bulma ve düzeltme sinyali ekler. Böylece hr paket 204 byte uzunluða eriþir. Oldukça karmaþýk matematik temellere dayanan Reed-Solomon kodlamasý son derece etkili bir yöntemdir ve 204 byte’lýk her paketten çok sekiz byte’a kadar olan hatalý bitlerin hepsini bulur ve düzeltir. Eðer bir pakette 8 byte’dan fazla hata oluþursa bu paket hatalý olarak algýlanýr fakat düzeltilemediðinden geçersiz bir paket olarak kabul edilir.

 1.2.1.4.3 Harmanlayýcý  (Interleaver)  

Ýletim sýrasýnda dýþ etkiler ve karýþtýrmalar sonucunda sinyal bozularak hatalar oluþur. Bozucu sinyaller genellikle ani patlamalar þeklinde þeklin de geldiðinden hatalar patlama þeklinde oluþur (Burst Errors). Yani bazý paketlerin çoðu bitleri bozulurken diðer paketlere hiç bir bozulma  olmaz. Bu durumda çoðu bitleri bozulan paketleri Reed-Solomon hata kodlamasý ile düzeltmek mümkün olmaz. Buna karþýlýk diðer paketlerde hatalý bitler olmadýðýndan hata kodlarý boþuna gönderilmiþ olur. Bu þekilde art arda gelen patlama þeklinde hatalarý düzeltmek için, hatalý paketteki bitler hatasýz paketteki bitler harmanlanarak yerleri deðiþtirilir. Böylece hatanýn paketler arasýnda homojen bir þekilde daðýlmasý saðlanabilir. Bu iþleme Harmanlama  (Interleaving) adý verilir.

1.2.1.4.4 Evriþimli Kodlama (Convolutional Coding) 

Bulucusundan ötürü “Viterbi” algoritmasý olarak da adlandýrýlan bu kodlamada giriþ bitleri  iki veya daha çok bit gruplarýndan oluþan sembollere ayrýlýr. Hem sembol çýkýþta daha yüksek sayýda bit’ten oluþan bir çýkýþ sembolü ile temsil edilir. Böylece çýkýþa bilgi taþýmayan fakat hat bulmada yardýmcý olan “gereksiz bitler”  (redundancy) eklenir. Bu yöntem bilgi taþýmayan bit sayýsý bir hayli fazla olduðundan hata bulma ve düzeltme kabiliyeti oldukça iyidir. DVB standardýnda  (giriþ bit sayýsý)/ (gönderilen bit sayýsý) oraný, Rc =1/2 olarak seçilmiþtir. Yani her giriþ bitine karþýlýk iki çýkýþ biti üretir. Bu da çýkýþ veri hýzýný iki kat veya %100 artýrmak demektir. Ýletim kanallarýný daha etkin kullanmak için deðiþik oranlara da izin verilmiþtir. Özellikle uydu yayýnlarýnda  Rc=2/3,3/4,5/6 ve 7/8 oranlarý da kullanýlmaktadýr. Oran büyüdükçe gerekli frekans bant geniþliði azalýr fakat buna mukabil sistemin hata düzeltme kabiliyeti azalýr.

1.2.1.4       Sayýsal Görüntü Sýkýþtýrma Standardlarý 

Televizyon video iþaretinin sýkýþtýrýlarak iletilmesi için standartlar geliþtirilmiþtir. Bu bölümde en çok kullanýlan standartlar anlatýlacaktýr. 

1.2.1.5.1 JPEG Standardý  

JPEG, PCM olarak sayýsallaþtýrýlmýþ hareketsiz resimlerin sýkýþtýrýlmasý için kullanýlan bir standarttýr. Bu sýkýþtýrma yöntemine "interframe" yani resim içi sýkýþtýrma da denilir. Yöntemi uygulamak için önce resim "makro­blok" adý verilen küçük bölümlere ayrýlýr. Her makroblok 8x8 beneklik dört  bloktan meydana gelir.

 

Þekil 1.6  Jpeg standardý 

Bundan sonra her bloka iki boyutlu Ayrýk Kosinüs Dönüþümü  (Discrete Cosine Transforný, DCT) uygulanarak 64 katsayý elde edilir. Bu katsayýlar görüntü blokunun uzamsal frekans bileþenlerini gösterir ve gene iki boyutlu olarak 8x8 bir matrisle gösterilir. Sol üst köþedeki sayý bloðu sýfýr frekanslý   (DC) bileþenini yani ortalama gri seviyesini gösterir. Soldan saða gidildikçe artan yatay frekanslý bileþenler, üstten alta doðru gidildikçe de artan düþey frekanslý bileþenlere karþý düþen deðerler elde edilir. Örnek olarak eðer bütün blok ayný deðerde bir gri seviyesinde ise sadece DC bileþen vardýr ve sol üst köþe dýþýndaki bütün deðerler sýfýrdýr.

Bu matris zikzak biçimde taranarak iki boyutlu matristen tek boyutlu 64 katsayý elde edilir. Zigzag tarama ile katsayýlar sýfýrdan  (DC) baþlayarak en yüksek uzamsal sýklýða doðru sýralanmýþ olur. Bundan sonra deðiþken aðýr­lýklý kuantalama iþlemine geçilir. Yüksek sýklýktaki bileþenler fazla önemli olmadýðýndan  (göz ince detaylardaki gri seviyeleri algýlayamadýðýndan) daha az basamaklý, alçak frekanslý bileþenler  (geniþ yüzeyler) ise daha önemli olduðundan daha fazla basamaklý  (daha küçük adýmlý) olarak kuantalanýr.  

Son adým, deðiþken uzunluklu Huffman kodlamasýdýr. Deðerler gene önem sýrasýna göre deðiþen uzunluktaki bit dizileri ile gösterilir. Böylece toplam bit sayýsý en aza indirilir. DC bileþeni farksal olarak kodlanýr. Yani DC bileþenin deðeri deðil, bir önceki blokla iþlenmekte olan blokun DC bileþenlerinin farký kodlanýr.

1.2.1.5.2 MPEG-1 Standardý 

 Uluslararasý Standartlar Organizasyonu (ISO) tarafýndan resim ve ilgili ses sinyallerinin sayýsal kayýt ortamlarýna (CD-ROM, DAT, Disk v.s.) CIF formatýnda kaydedilmesi için geliþtirilmiþ olup en yüksek veri hýzý  1.86MB/s’dir. Elde edilen resim kalitesi VHS formatýnda kaydedilmiþ analog videodan daha iyidir. JPEG' den farklý olarak bu standartta kullanýlacak olan algoritmalar standarda dahil edilmemiþtir. Yani deðiþken uzunluktaki kodlamada Huffman kodlamasý yerine Entropy kodlamasý, DCT yerine baþka bir transformasyon kullanýlabilir. Ayrýca resimle ilgili parametreler (örnek olarak resim boyutu) ayrý olarak gönderildiði için deðiþik standarlardaki resim iþaretleri için kullanýlabilir.  

MPEG-l sadece geçmesiz taramalý video iþaretlerini kabul eder. Bu iþaret önce aydýnlýk ve renk fark iþaretlerinden (Y, Cr, Cb) meydana gelen standart MPEG giriþ iþaretine (SIF) çevrilir. Aydýnlýk ve renk fark iþaretleri 8­bit/benek olarak sayýsala çevrilir (Renk iþaretinden, aydýnlýk iþaretine göre yatay ve düþey doðrultuda 2 defa daha az örnek alýnýr).

MPEG-I 'de kullanýlabilecek en yüksek sýnýr deðerler aþaðýda verilmiþtir.

Bunlarýn altýndaki herhangi bir deðer kullanýlabilir.

  • Bir satýrdaki benek (pixel)sayýsý    720

  • Satýr sayýsý 576

  • Saniyedeki  resim sayýsý    30

  • Bir resimdeki  Makroblok sayýsý    396

  • Saniyedeki makroblok sayýsý       9900

  • Veri hýzý     1. 86Mb/s

  • Tampon bellek     376 832 bit

MPEG kodlamasýnda üç deðiþik cins çerçeve kullanýlýr ve bunlar sýrasýyla I(intrapictures), P(predicted) ve B(bidirectional) olarak adlandýrýlýr.

I-tipi çerçeveler baþlangýç resimleri olup bunlarda sadece JPEG de uygulanan çerçeve içi sýkýþtýrma uygulanýr. Yani çok az sýkýþtýrýlýrlar. Bir görüntünün oluþturulabilmesi için mutlaka I-tipi çerçeveden baþlamak gerekir. P-tipi çerçeveler daha önceki resimlerden yararlanarak kestirim yön­temiyle bulunan resimler olup bunlar daha sonraki çerçeveler için referans olarak kullanýlýrlar. B-tipi çerçeveler ise I ve P tipi çerçeveler kullanýlarak, önceki ve sonraki çerçevelerin enterpolasyonu ile elde edilen resimlerden oluþur.  

Þekil 1.7  MPEG-1

       Deðiþik cinsten bir takým çerçevelerden oluþan guruba "Resimler Gurubu"  denir. Bir guruptaki çerçeve sayýsý uygulamaya göre deðiþebilir. Þekil­5.18'de 9 çerçeveden oluþan bir gurup görülmektedir.  Bu  guruptaki   çerçevelerin   iletim   sýrasý  0,4,1,2,3,8,5,6,7  veyaO, 1,4,2,3,8,5,6,7 þeklinde olabilir.

MPEG yöntemi, sýkýþtýrma çerçeveler arasý benzerlikten ortaya çýkan zaman içindeki fazlalýk bilgiden büyük ölçüde yararlanýr. Burada belli bir andaki görüntü çerçevesinin daha önceki ve daha sonraki çerçeve bilgileri kullanýlarak bulunabileceði veya kestirilebileceði varsayýmdan hareket edilir. Ayrýca hareket bilgisinden yararlanýlarak hatalar büyük ölçüde azaltýlýr. Böylece çok yüksek sýkýþtýrma oranlarý elde edilir.

 

1.2.1.5.3 MPEG-2 Standardý

1,2 veya 1,8 MB/s'lik MPEG-I standardý yayýn kalitesinde görüntü iletmek için yeterli deðildir. Bu yüzden bu standardý geliþtirilerek veri hýzý 2­20MB/s arasý deðiþebilen MPEG-2 ve daha düþük (normal telefon hatlarýný kullanabilecek) veri hýzlarýnda çalýþabilen MPEG-4 standartlarý geliþtiril­miþtir. MPEG-2 standardý MPEG-l ile uyumlu olacak þekilde tasarlanmýþtýr. Ana özelliklerini þöylece özetleyebiliriz;  

  • Geçmeli tarama (intedaced), yüksek ayýrýcýlý video iþaretlerini kabul eder ve renk farký iþaretlerinin deðiþik þekilde örneklenmesine izin verir.

  • Ölçekli olarak ayarlanabilir bir bitdizisi verir.

  • Daha geliþmiþ kuantalama ve kodlama algoritmalarý kullanýr.

Uygulamadaki güçlükleri ortadan kaldýrmak için bu algoritma "alçak seviye (low level)" ,"ana seviye (main le ve!)" ve "yüksek seviye (high level)" olmak Üzere Üç seviye ve beþ deðiþik profil olarak gerçeklenir. Bunlar "basit profil (simple profile)", "ana profil (main profile)", "iþaret gürültü oraný ölçek1enebilir profil (SNR scalable profile)", "uzamsal olarak ölçeklenebilir profil (spatially scalable profile)" ve "yüksek kaliteli profil (high profile)" olarak adlandýrýlýr. Standart sayýsal TV yayýnlarýnda bu ana seviye-ana profil, HDTV'de ise yüksek seviye- yüksek profil kullanýlmaktadýr.  

MPEG-2'de makrobloklarýn kodlanmasýnda renk farký iþaretinin örneklenmesi de farklýlýk gösterir. Üç deðiþik 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 doðrultuda az örnekleme)

3) 4:4:4 (4 Y, 4Cr, 4Cb; renk ve aydýnlýk ayný þekilde örnekleniyor)

Seviye

Satýrdaki örnek

Çerçevedeki satýr

Saniyedeki çerçeve

En yüksek veri hýzý

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 hýzlarý
 

MPEG-2 hem geçmeli hem de geçmesiz taramalý resimleri iþleyebilir. Geçmeli taramanýn iþlenmesinde çerçeveler arasý veya alanlar arasý ilintiler kullanýlabilir. Hareket miktarý fazla olmayan resimlerde resmin çerçeveler halinde iþlenmesi daha uygundur. Bu tür resimlere “Çerçeve Resmi” (Frame Picture) adý verilir. Hareketli görüntülerde ise her alanýn ayrý ayrý ele alýnmasý daha iyi sonuç verir. Bu tür resimlere de “Alan Resmi” (Field Picture) adý verilir. Bir gurupta deðiþik cinsten resimler olabilir. Belli bir anda eðer alan resmi gönderilmiþse bir sonraki resim de alan resmi olmalýdýr. Böylece bir çift alan resmi birleþtirilerek bir çerçeve oluþturulur.  

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 dýþýnda ana ana profille ayný

4:2:0

Tablo 1.3 MPEG-2 örnekleme algoritmalarý 

Bloklarýn ayrýk kosinüs dönüþümleri alýnýrken bir resimdeki farklý makrobloklar için farklý resim tipleri seçilebilir. Örnek olarak hareketli bloklar için "alan", hareketsiz fakat ince detaylý bir blok için "çerçeve" tipi bir dönüþüm için daha uygundur.

 Kestirim sýrasýnda da benzer þekilde hareket edilir. "Alan" tipi resimlerde sadece "alan" tipi kestirim kullanýlýr. Yani bir alan önceki veya sonraki alanlar kullanýlarak kestirilir. Buna karþýlýk "çerçeve" tipi resimlerde makrobloklarýn kestiriminde hem çerçeve hem de "alan" tipi tipi kestirim kullanýlabilir.

Ölçekli olarak ayarlanabilir veya kýsaca ölçeklenebilir(salable) veri dizisi MPEG-2'nin önemli özelliklerinden biridir. Bu; veri dizisinin sadece belli bir kýsmýný kullanarak daha düþük kaliteli bir resim elde edilebilmesi demektir. Yani yüksek kaliteli bir resmi iletmekte kullanýlan hýzlý bir bit dizisi daha basit bir kod çözücü tarafýndan bazý bitleri atlanarak çözülürse daha az kaliteli veya daha düþük ayrýcalý bir  resim elde etmek için gerekli en az sayýdaki bit dizisine temel katman (base layer) adý verilir. bundan sonraki katmanlara iyileþtirme katmanlarý (enhancement layers) adý verilir. MPEG-2 standardý iki veya üç katmanlý iþaretleri kapsar. Bu katmanlardan yararlanarak üç deðiþik alanda ölçekleme yapmak mümkündür.

Uzamsal (spatial) ölçekleme: Video iþareti deðiþik ayrýcalýkta çözülebilir.

Temel katman en düþük ayrýcalýklý resmi verir ve gelen bit dizisinin az bir kýsmýný çözerek elde edilebilir. Diðer katmanlar daha yüksek frekanslý bileþenleri vererek resmin ayrýcalýðýný  arttýrýr yani ince detaylarýn görünmesini saðlar. Bu iþ için piramit tipi bir yaklaþým kullanýlmýþtýr. Önce resim kaba olarak bölümlenir ve her bölüm bir piksel olarak kodlanýr (temel katman) sonra esas resim ile kaba resmin farký alýnarak bu fark iyileþtirme katmaný olarak kodlanýr.

Ýþaret/Gürültü Oraný (SNR) ölçeklemesi: DCT katsayýlarýnýn deðiþik sayýda basamaklanmasý (kuantalanmasý) ile elde edilir. Temel katmanda kaba olarak basamaklanmýþ katsayýlar kullanýlýr. Sonuç olarak düþük bir iþareti gürültü oraný elde edilir. Ýnce basamaklanmýþ katsayýlarla aradaki farklar ayrýca iyileþtirme katmanlarý ile iletilir.

 Zamansal (ternparal) ölçekleme: Çerçeve hýzlarýnýn farklý farklý alýnmasý ile zamanda bir sýkýþtýrma yapmak mümkündür. Gene temel katmanda en düþük çerçeve hýzý söz konusudur. Aradaki atlanan çerçeveler diðer katmanlarda iletilir. Alýcýda sadece I ve P-tipi çerçeveler iþlenerek B-tipi çerçeveler tamamen atlanabilir. B-tipi çerçeveler daha sonraki çerçevelerin kestiriminde kullanýlmadýðýndan bunlarýn atlanmasý resmin yavaþlamasý dýþýnda bir problem doðurmaz.

 Bu ölçeklemelerin ayný anda uygulanmasý durumunda melez ölçekleme tipleri elde edilir. Ölçeklemenin saðladýðý en önemli avantajlardan biri iletim sýrasýnda oluþabilecek hatalardan sistemin korunmasýdýr. Bunun için temel katmanýn daha fazla sayýda hata düzeltme bitleri eklenerek kodlanýr. Böylece bu katmanýn garantili bir þekilde iletilmesi saðlanýr. Diðer katmanlarda oluþabilecek hatalar resimde sadece geçici bir kalite bozulmasýna sebep olur ki bu da genelde rahatsýz edici deðildir.

   

Þekil 1.8 DCT katsayýlarýnýn deðiþik tarama yöntemleri
 

Bu özelliklerin dýþýnda MPEG-2 baþka farklýlýklar da vardýr. Bunlarýn en önemlileri;

DCT katsayýlarý alan tipi resimlerde zikzak tarama yerine deðiþik biçimde taranýr. Bu tarama geçmeli taramaya daha uygundur (Þekil-1.8)

  • "Intra" tipi makro bloklarda DC bileþeni kuantalama katsayýsý 8,4,2 ve I deðerlerini alabilir. Yani bu katsayý gerekli durumlarda II bitlik en yüksek ayrýcalýkla gönderilir.

  • Halbuki MPEG-1 de bu katsayý S-bit sabit uzunluktadýr. AC katsayýlar da MPEG-I 'de    (-256 .. .255) arasý kodlanmasýna raðmen MPEG-2'de (-2048 ... 2047) arasý kodlanýr.

  • Adaptif  kuantalama katsayýlarý MPEG-I' de sadece 1 ila 31 arasý tam sayýlar olmasýna karþýlýk MPEG-2'de 0.5 ila 56 arasý gerçel sayýlar olabilir.

Bugün çeþitli tüm-devre imalatçýlarý tarafýndan gerçekleþtirilmiþ tek devre veya set halinde MPEG-l ve MPEG-2 görüntü sýkýþtýrma ve açma tüm­ devreleri piyasaya çýkmýþtýr.

 

1.2.1.5.4 MPEG-4 Standardý

 

MPEG-4 standardý ISO (Uluslararasý Standardlar Organizasyonu) tarafýndan, daha çok, düþük bit hýzlarýnda görüntü iletimi için öngörülmüþ yeni bir sýkýþtýrma standardýdýr. 1993'de baþlayan bu standart çalýþmasý daha sonra deðiþtirilerek, kolay eriþilebilir, yüksek sýkýþtýrmalý ve uyarlanabilir kullanýcý tarafýndan deðiþtirilebilen (interactive)ses/görüntü sýkýþtýrma standardý" haline getirilmiþ ve 1999 yýlýnda standart kabul edilmiþtir.

 

MPEG-4 standardýnda diðerlerinde olmayan aþaðýdaki özellikler eklenmiþtir

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

  • Multimedya sistemleri için çeþitli kullaným aletleri

  • Bilgiye baðlý ölçekleme

  • Ayný anda gönderilen çeþitli veriler için uygun kodlama

  • Tabii, yapay veya karýþýk veriler için uygun kodlama

  • Daha iyi kodlama verimi

  • Çok düþük veri hýzlarýnda hareketlerin kodlanmasý

  • Gürültü ve hatalara karþý dayanýklýlýk

MPEG-4 standardý yapýsal olarak dört elemandan oluþur; "sintaks", "aletler", "algoritmalar" ve "profiller". Burada "sintaks" (syntax) çeþitli aletler, algoritmalar ve profiller'in tanýmlanmasý, kullanýlmasý ve yüklenmesini tanýmlayan bir dildir. "Alet" (tool) Özel bir kullaným metodudur. "Algoritma" birden fazla aletin ard arda kullanýlmasý ile bir iþlemin gerçekleþtirilmesidir. "Profil" ise bir veya birden fazla algoritmanýn peþ peþe uygulanmasý ile belli bir uygulamaným gerçekleþtirilmesidir.

Çýkýþ veri hýzý 5Kb/s ile 10Mb/s  arasý olabilen MPEG-4 standardý daha çok multimedya, telekonferans, görüntü arþivleme, tele alýþveriþ ve uzaktan izleme gibi özel uygulamalar için düþünülmüþtür. Geçmeli ve geçmesiz taramalý görüntüleri destekler. Standardýn teknolojiyi sýnýrlamamasý için kullanýlacak algoritmalar ve aletlere bir sýnýrlama getirilmemiþ sadece protokoller belirlenmiþtir.

PEG-4 standardýnda diðer sistemlere göre daha iyi bir sýkýþtýrma saðlanmasý bu standartta görüntünün bütün halinde deðil, kýsým kýsým iþlenmesi sayesinde olmaktadýr. MPEG-4' de görüntü ve ses sentetik veya tabii bölümlerden meydana gelmiþ olabilir. Her bölüm resmin geri kalan kýsmýndan ayrýlabildiði için sadece istenen kýsmý alýnabilir veya her kýsým ayrý ayrý iþlenebilir, büyütülüp küçültülebilir, çevrilebilir, yani üç boyutlu uzayda bütün iþlemler baðýmsýz olarak yapýlabilir. Özellikle aslýnda hareketsiz olan fakat kameranýn çevrilmesinden ötürü hareketli gibi görünen arka plan ile ön plandaki hareketli cisim veya kiþiler ayrý ayrý iþlenirse arka plan çok az  sayýda bilgi iletimi (sadece hareket vektörü) ile alýcýya gönderilebilir.

 MPEG-2 ve diðer görüntü sistemlerinden en önemli farklarýndan biri de MPEG-4'de görüntünün hiyerarþik olarak katmanlara ayrýlmasý ve bu katmanlarda yer alan Görüntü Cisim Düzlemlerinin (Video Object Plane, VOP) kare olmak zorunda olmamasýdýr. "Sprite" adý verilen bu görüntü parçalarý herhangi bir biçimde olabilir ve görüntü parçasýnýn konturlarýna uygun biçimde ana resimden kesilerek ayrýlabilir.

MPEG-4'de kodlama hiyerarþik katmanlar halinde yapýlýr. En alt katman "Çok Düþük Bit Hýzlý Görüntü (Veri Low Bitrate Video, VLBV) katmaný olup bu katman 5-64 kbit/s veri hýzlarýný destekleyen aletler kullanýr. Bu katmanda birkaç piksel'den baþlayarak CIF standardý olan 352x288 piksel'e kadar ayýreýlýðý olan ve çerçeve hýzý O (hareketsiz resim) ile 15 Hz arasý görüntüler iletilebilir.

VLBV katmanýndaki görüntü kaba olmakla beraber kodlama verimi çok yüksektir ve hatalara karþý çok iyi korunmuþtur. Görüntü dikdörtgen olmak zorundadýr. Gerçek zamanlý uygulamalar (Görüntülü telefon, telekonferans g.b.) için uygundur. Daha yüksek ayýrýeýlýk (yayýn kalitesi) istendiðinde bu katmana ek olarak detay bilgileri Yüksek Hýzlý Görüntü (High Bitrate Video,HBV) katmaný ile iletilir. Burada görüntünün kenarlarý istenilen biçimde olabilir, deðiþik algoritma ve aletler kullanýlabilir ve bit hýzý 4Mb/s'ye kadar çýkabilir.

 

 1.2.1.5.5 MPEG-7 Standardý

Görsel-iþtsel (Audio-visual) bilgi akýþýnýn son yýllardaki aþýrý artýþý bu konudaki çalýþmalarýn da sürekli yenilenmesini gerektirmektedir. Bu ihtiyaçtan doðan yeni bir standart çalýþmasý MPEG-7 olarak adlandýrýlmýþtýr. MPEG-7’yi MPEG-4'den ayýran en önemli özellik MPEG-7’nin bir görüntü veya sesin anlamýna veya biçimine göre iþlem yapabilme kabiliyetidir.  

   

Þekil 1.9 MPEG-7 katlarý 
 

Böylece büyük bir ses veya görüntü arþivi içinden belirlenmiþ bir ses veya görüntü bulunabilir. Örnek olarak bir filmin içinde sadece kuþlarýn bulunduðu kareler ayrýlabilir, yada uzun bir konuþma veya yazý metni içinde geçen belli bir kelime bulunabilir. Televizyon yayýnýnda belli bir kod veya görüntü geldiði zaman video kayýt cihazý otomatik olarak kayda baþlayabilir.

   Aslýnda MPEG-7 bir görüntü iþleme veya sýkýþtýrma algoritmasý deðildir. Multimedya içeriklerini Tanýmlama Arayüzü" (Multimedia Content Deseription Interfaee) olarak düþünülen bu standart sayýsal ses veya görüntü iletimi veya saklanmasý sýrasýnda kullanýlacak bir protokoller dizisi veya programlama dilidir. Bu sayede bilginin tekrar kolayca geri çýkartýlmasý saðlanacaktýr. MPEG-7 multimedya bilgilerini tanýmlamak için kullanýlacak "Tanýmlayýcý" (Descriptor), "Tanýmlama Biçimleri" (Descriptian Schemes) ve bunlar arasýndaki iliþkileri belirleyen "Tanýmlama Dili" (Deseription Definition Language, DDL) ile ilgili standartlarý belirler.

1.2.1        SAYISAL SES ÝLETÝMÝ

     Sayýsal görüntü iletimine paralel olarak ses sinyallerinin de sayýsal olarak iletilmesi gerekmektedir. Aslýnda sesin sayýsal olarak iletimi görüntü iletiminden çok daha önce baþlamýþtýr. Bugün kullanýlmakta olan telefon sistemlerinin büyük bir kýsmý sayýsaldýr. Anolog TV yayýnýnda sayýsal ses iletimi (N/CAM) Avrupa da yaygýn olarak kullanýlmaktadýr. Ayrýca kompakt disk (CD) ve sayýsal kayýt bantlarý (DAT) da bu teknikleri kullanmaktadýr. Ýlk sayýsal ses iletiþiminde doðrudan sayýsallaþtýrma tekniði olan "Darba Kod Modülasyonu" (Pulse Code Modulation, PCM) kullanýlmakta idi. Ancak PCM kodlama yapýldýðýnda elde edilen sayýsal veri hýzlarý radyo ve TV kanallarýndan iletilemeyecek kadar yüksektir. Bu yüzden çeþitli sýkýþtýrma yöntemleri kullanýlarak veri hýzlarýnýn düþürülmesi gerekir.[1,10] 

1.2.2.1 PCM
 

Darbe Kod Modülasyonunda týpký görüntünün sayýsallaþtýrýlmasýnda olduðu gibi, analog ses sinyali önce belli bir sýklýkta örneklenir. Örnekler basamaklara bölünür ve her basamaða bir kod tayin edilerek bu kod karþýya gönderilir. Çeþitli ses iþaretleri için örnekleme sýklýðý, her örneði kodlamada kullanýlan bit sayýsý ve toplam bit veri hýzý Tablo-1.4 'de verilmiþtir.  

 

Frekans bölgesi(Hz)

Örnekleme sýklýðý (KHz)

Örnek baþýna bit sayýsý

PCM veri hýzý (kb/s)

Telefon konuþmasý

300-3400

8

8

64

Kaliteli konuþma

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 kullanýlan örnekleme ve veri  hýzlarý

Kompakt müzik disklerinde (Compact Disc:CD) kullanýlan sayýsal kod­lama standardýnda örnekleme hýzý 44,1 kHz ve bir örnek 16 bit uzunlukta olduðuna göre stereo bir müzik için gerekli veri hýzý 2x44,lxI6=141Okb/s =1,4IMb/s eder. Ancak, kayýt ve okuma iþlemlerinin yapýlabilmesi için gerekli hat kodlamasý, bu esnada meydana gelebilecek hatalarýn düzeltilebilmesi için gerekli hata kodlamasý ve eþ zamanlama bitleri de eklenince her örnek için 16 bit yerine 49 bit göndermek gerekmekte ve CD'lerde kullanýlan toplam veri hýzý 4,32Mb/s'ye yükselmektedir. Sayýsal ses bantlarýnda (Digital Audio Tape.DAT) örnekleme hýzý ayný olmakla beraber ek bitler daha az olduðundan toplam veri hýzý 3,08Mb/s olmaktadýr.

CD kalitesinde sayýsal müzik yayýný yapýlabilmesi için bu kadar yüksek veri hýzlarýný mevcut frekans bant geniþlikleri içinde iletmek mümkün deðildir. Bu verilerin büyük oranda sýkýþtýrýlmalarý gerekir. Son yýllarda geliþtirilen sayýsal sýkýþtýrma yöntemleri ile örnek baþýna sadece 0,5 bit ile ses, 1 veya 2 bit göndererek müzik kodlanabilmektedir. Her nekadar sayýsallaþtýrýlmýþ sinyaller baþlangýçta analog sinyallerden daha fazla bant geniþliðine sahip ise de, sýkýþtýrma ve kullanýlan çok seviyeli sayýsal modülasyon teknikleri ile, analog sinyallere göre daha az bant geniþliði olan daha kaliteli ses ve görüntü yayýný yapmak mümkün olmaktadýr.

 

1.2.1.2   Sayýsal Ses Kodlamasýnda Kullanýlan Yöntemler

Konuþma ve müzik iþaretlerinin her ikisi de ses olmakla beraber özellikleri birbirinden farklýlýk gösterir. Örnek olarak konuþman1l1 frekans bandý (300Hz-3000Hz) müziðinkinden (20Hz-20.000Hz) çok daha azdýr. Konuþmada anlaþýlabilirlik önemlidir. Buna karþýlýk müzikte bozulmalara tahammül edilemez ve çok daha yüksek bir kalite istenir. Konuþma sinyalleri çok iyi modellenebildiði halde bütün müzik seslerini modelleyebilecek bir yöntem yoktur. Bu yüzden eðer sadece konuþma iletilecekse kaynak kodlamasý yapýlarak çok yüksek sýkýþtýrma oranlarý elde edilebilir. Ama hem müzik hem konuþma sesleri kodlanacaksa kaynak özellikleri deðil, kulaðýn iþitme özellikleri göz önüne alýnmalýdýr.

 

Ýlk sayýsal kodlama sistemlerinde kullanýlan ani bastýrma/geniþletme yönteminde 14-bit' lik doðrusal PCM 1l-bit'lik doðrusal olmayan PCM’e çevrilerek küçük bir sýkýþtýrma saðlanabilmekte idi. Buna benzer olarak geliþtirilen ve halen analog TV yayýný ile birlikte kullanýlan  NICAM, sisteminde baþlangýçta 32kHz/14 bit'le sayýsallaþtýrýlan ses 1ms'lik bloklara ayrýlýp adaptif olarak l0-bit'lik sayýsal iþarete sýkýþtýrýlýr. Böylece stereo bir ses iþareti için çýkýþta 728 kb/s'lik bir veri hýzý elde edilir. Fakat bu tekniklerin hiçbiri sesteki gereksiz bileþenleri atmadýðýndan yeterince büyük bir sýkýþtýrma saðlayamazlar.

 

1.2.2.2.1 ISO/MPEG-1 Ses Kodlamasý

 

MPEG- 1 (ISO/IEC IS 11 172 standardý) ses kodlamasýnda CD kalitesinde bir çýkýþ hedef alýnmýþtýr. Ancak daha yüksek bir ses dinamiði olduðundan CD' den daha kaliteli bir ses elde edilebilmektedir. 32, 44,1 ve 48kHz örnekleme hýzlarý kullanýlabilir. MPEG- 1 üç seviyede gerçekleþtirilir. Çýkýþ veri hýzý ise mono için 32kb/s, stereo için I, II. ve III. seviye kodlamalarda sýrasýyla 448,384 ve 320kb/s dýr. I. ve II. seviyede alt bant süzgeç bankalarý III. seviyede ise süzgeç bankalarý ve dönüþüm yöntemlerini birlikte kullanan melez yöntem kullanýlýr. Her bileþen maskeleme etkileri ve kulaðýn özellikleri göz önüne alýnarak deðiþik sayýda bit'lerle kodlanýr. Buna ek olarak stereo yayýnlarda iki kanalý ayrý ayrý kodlamak yerine, birlikte, aradaki gereksiz tekrarlamalar atýlarak kodlanýr. Buna stereo yoðunluk kodlamasý (Intensity Stereo Coding) adý verilir. MPEG-l standardý kodlayýcý devrede hangi akustik modellerin kullanýlacaðýný ve devrenin nasýl gerçekleneceðini belirlemez. Böylece yeni yöntemlerin geliþtirilebilmesine imkan tanýr. Standart sadece kod çözücü kýsmýný ye bit dizisinin ne þekilde olmasý gerektiðini belirler. Bununla beraber I. seviye için 512 noktalý, II. ve III. seviye için 1024 noktalý Hýzlý Fourier Dönüþümü (FFT) tavsiye edilmiþtir. Basit yöntemlerde her frekans bileþeni için, frekansý, genliði ve tonalitesi göz önüne alýnarak gürültü ve maskeleme eþikleri belirlenir. Sonra bunlar toplanarak top yekün maskeleme eþiði bulunur. Daha karmaþýk olan 2. modelde ise iç kulaktaki koglea tabasýnýn özellikleri de göz önüne alýnýr. Ön ­yankýlar da iþin içine katýlarak maskeleme eþikleri daha ayrýntýlý olarak hesaplanýr.

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

  

I. ve II. Seviye 

MPEG- I. ve II. seviye kodlayýcýlar birbirine benzer. II. seviye biraz daha iyi sýkýþtýrma yapar, çünkü burada daha ince basamaklama kullanýlýr ve ölçekleme katsayýlarý arasýndaki benzerlikler de göz önüne alýnýr. Bu kademelerde eþit aralýklý 32 alt bant süzgeci kullanýlýr. Her süzgeç 512 katsayýlý çok fazlý (polyphase) yapýdadýr. Ayrýk Kosinüs Dönüþümü (DCT) kullanýlarak hesaplanabildiðinden bu süzgeçlerin gerçekleþtirilmesi çok kolaydýr. Bu yöntemin kötü yaný süzgeçlerin eþit aralýklý olmasý, bu yüzden insan kulaðýndaki kritik bantlarý uygun þekilde kapsamamasýdýr. Her alt band 24000/32=750Hz geniþliðinde olacaðýndan alçak frekans bölgesinde birkaç kritik bandý kapsayacaktýr. 750Hz geniþliðindeki alt bantlar kritik örnekleme frekansý olan l500Hz' de örneklenir. Sonuçta bir örnek seyrekleme (decimation) iþlemi yapýlmýþ olur. 

Uyarlamalý basamaklama iþleminde basamak sayýsý deneme-yaný lma yöntemi ile bulunur. Her adýmda bit sayýsý bir arttýrýlarak (bit sayýsýný bir arttýrmak basamak sayýsýný iki katýna çýkarýr) elde edilen iþaret/gürültü oraný iþaret/maskeleme oraný ile karþýlaþtýrýlýr. aradaki fark yeterince küçük olunca bit arttýrma iþlemine son verilir ve basamak sayýsý belirlenmiþ olur. I. Seviyede her alt bant için 12 seyreklenmiþ örnekten oluþan blok'lar alýnýr. Her bloktaki örnekler, en büyük örneðin deðeri 1 olacak þekilde, bir katsayý ile çarpýlarak ölçeklenir. 48kHz'lik giriþ örnekleme hýzýnda 12 örnek 8ms'lik ses parçasýna karþý düþer. toplam 32 blok bulunduðuna göre elde edilecek toplam örnek sayýsý 32x12=384 olur.
Þekil  1.10  PCM kodlama

 

II. Seviye kodlamada üç tane bloktan olaþan 36 örneklik süper blok'ar kullanýlýr. 24ms'lik ses parçasýna karþý düþen bir süper blok da toplam 32x36 = 1152 seyreklenmiþ ve ölçeklenmiþ örnek bulunacaktýr. Ölçekleme katsayýlarý da kendi aralarýnda sýkýþtýrýlarak karþý tarafa gönderilir. II. seviyede bu ek sýkýþtýrma %50 civarýndadýr. 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 kullanýlabilecek basamak seçenekleri azalýr.   Örnek olarak 24 ila 27. alt  bantlarda sadece üç seçenek vardýr: 3,5 ve 65535 basamak. 28 ila 32. alt bantlar ise hiç gönderilmez. Bit sayýsýný azaltmak için ard arda gelen üç alt bant örneklerinden 3,5, 9 basamakla basamaklanmýþ olanlar birlikte kodlanarak %40 ek sýkýþtýrma saðlanýr.  

III. Seviye

III. seviyede; anahtarlanabilir melez süzgeç bankasý, ileri seviyede ön ­yanký giderme, üniform olmayan basamaklama, entropi kodlamasý, bit depolama tampon bellek gibi birçok yenilikler eklenmiþtir. Bu sayede I. ve II. seviyeye göre daha fazla sýkýþtýrma elde edilir. Ayrýca bu seviyede deðiþken bit hýzý kullanýldýðýndan kod çözücünün de deðiþken bit hýzýný destekleyecek þekilde olmasý gerekir. Daha iyi frekans ayýrýmý elde etmek için her alt bantta 6 veya 18 noktalý deðiþtirilmiþ ayrýk kosinüs dönüþümü (MDCT) uygulanýr. Böylece her alt bant için 12 veya 36 örnek elde edilir. Bu sayede her birinin bant geniþliði (24000/576=4l,67Hz) olan 576 frekans bileþeni elde edilir. Daha iyi frekans ayýrýmý saðladýðýndan normalde l8-noktalý dönüþüm uygulanýr. Ancak ön­ yanký olma ihtimali olan yerlerde daha iyi zaman ayýrýmý saðladýðýndan 6­noktalý dönüþüm ve kýsa süreli bloklar tercih edilir .  

Çerçeve ve Çoðullama 

MPEG olarak kodlanmýþ olan ses sinyalleri sayýsal paketler halinde iletilir. Bu paketler bir çerçeve haline getirilir. Þekil 6.6'da örnek bir çerçeve görülmektedir. Her çerçevenin baþlýk kýsmýnda l2 bitlik eþ zamanlama iþareti, 20-bitlik sistem bilgisi ve hata kodlamasý için ayrýlmýþ 16 bitlik bir yer bulunur. Ýkinci kýsýmda bit atamasý, ölçekleme faktörleri gibi ek bilgiler bulunur. Ana bölüm, 1. seviye kodlamada 8ms'lik sese karþý düþen 384 örneklik, II. seviye kodlamada 24ms'lik sese karþý düþen 1152 örneklik sayýsal veriden meydana gelir. Gerekli diðer baðlý verilerin bulunduðu Son kýsmýn uzunluðu  belirlenmemiþtir.

Çerçevelerin boyu deðiþkendir ve her çerçeve baðýmsýzdýr. Yani sadece kendi içindeki bilgiler kullanýlarak çözülebilir. Bu sebepten seslerin eklenmesi veya anahtarlanmasý gerektiðinde herhangi bir çerçevenin baþýndan baþlanmalýdýr. Buna karþýlýk bu çerçevedeki bilgileri iletmek için kullanýlan paketler sabit ( 1 88 byte = 1504 bit) uzunluktadýr.  

MPEG- 1 kodlama standardýnda ses, görüntü ve diðer sayýsal iþaretler eþit uzunluktaki paketler halinde çoðullanarak birlikte gönderilebilir. Paketler istenildiði gibi sýralanabilir. Her paketin içinde ne tür veri bulunduðu paketin baþýndaki 4 byte'lýk baþlýk bölümünde belirtilir. Baþlýðýn ilk sekiz bit'i eþ zamanlama için ayrýlmýþtýr. Ondan sonra gelen 13 bit tanýtým bilgisi olup paketin ne taþýdýðýný belirler. 184 byte'lik yükün tamamý ses veya görüntü bilgisi olmak zorunda deðildir. Gereken uzunlukta bir ayarlama baþlýðý konulup buraya özel eþ zamanlama verileri veya baþka bilgiler de konulabilir, veya boþ býrakýlabilir.

 

1.2.1.2.2 Çok Kanallý MPEG Kodlama 

Gerçek ortam hissini veren, çok kanallý çevresel (surround) stereo sesler özellikle multimedia, görsel-iþitsel  sistemlerde ve kaliteli müzik sistemlerinde sýkça kullanýlmaya baþlamýþtýr. Çok kanallý  sistemler ayrýca deðiþik dillerde yayýn yapan TV sistemlerinde de kullanýlmaktadýr. Uluslararasý Telekomünikasyon Birliði ( ITU ) beþ kanallý bir sistemi 3/2 stereo sistem olarak tavsiye etmektedir. Bu sistemde normal stereo'daki sað , sol  seslere ek olarak bir orta  ve sað-arka  ve sol-arka  olmak Üzere Üç ses daha eklenmektedir. Böylece geniþ bir dinleme bölgesinde tam bir derinlik etkisi elde edilmektedir.  

Beþ hoparlörlü bu sisteme ek olarak sadece 15-120Hz arasý alçak frekanslarý iyileþtiren (Law requency Enlýancenýent, LFE) ek bir kanal daha opsiyonel olarak ilave edilebilir. Ýnsan kulaðý bu kadar alçak frekanslarda yön kestiremediðinden "subwoofer" denilen bu altýncý hoparlör herhangi bir yere konulabilir. Bu tüm sistemler 5.1 kanallý olarak adlandýrýlýr.  

Bu tür sistemlerde tabii ki kanallar baðýmsýz olarak kodlanmaz. Kanallar arasýndaki benzerliklerden yararlanýlarak çok büyük oranda sýkýþtýrma yapýlýr. Bir kanaldaki bilgiye ek olarak sadece sesin hangi yönden geldiðini kestirmeye yetecek kadar bilgi gönderilir. Kanallar arasý maskeleme etkileri de göz önüne alýnýr.

 

1.2.1.2.2.1   MPEG-2 Çok Kanallý Ses Kodlamasý  

MPEG-I 'den sonra geliþtirilen MPEG-2 (ISO/IEC IS13818 standardý) ses kodlamasý baþlangýçta çok kanallý (3/2) olarak planlanmýþtýr. Ancak eski sistemlerle uyumlu olan ve uyumsuz olan iki çeþidi vardýr. Uyumlu sistemde yapýlmýþ bir MPEG-2 kodlayýcýsýnýn ürettiði iþaret MPEG- 1 çözücüsü tarafýndan normal stereo (2/0) olarak alýnýr. Ayný þekilde MPEG- 1 kodlayýcýsýnýn ürettiði iþaret MPEG-2 çözücüsü tarafýndan normal iki kanallý olarak alýnýr. Uyumlu olmayan sistemde kodlanan ses MPEG-l kod çözücüsü tarafýndan alýnmaz. Buna karþýlýk daha yüksek kalite ses elde etmek mümkündür.

Daha yüksek ses kalitesi elde etmek için geçiþ aþamasýndan sonra, uyumlu olmayan Ýleri MPEG-2 Ses Kodlama (MPEG-2 Advanced Audio Coding, MPEG-2 AAC) sistemi geliþtirilmiþtir. Uyumluluk söz konusu olmadýðýndan, bu sistemde yüksek ayýrýmlý süzgeç bankalarý, kestirim ve gürültüsüz kodlama teknikleri kullanýlýr (Þekil 6.10). 1997' de standartlaþan bu yöntemde farklý ihtiyaçlarý karþýlamak Üzere üç deðiþik profil kullanýlýr:

 

• Ana Profil en yüksek kaliteyi saðlar. Süzgeç bankalarý %50 biniþimli 1024 (toplam blok uzunluðu 2048 örnek) ile 128 satýr (toplam blok uzunluðu 254 örnek) arasý deðiþtirilebilen MDCT dönüþümü kullanýr. Böylece 23.43 Hz frekans ve 2.6ms zaman ayrýcalýðý elde edilir. Uzun bloklar kullanýldýðýnda pencereleme fonksiyonlarý iþarete baðlý olarak dinamik bir þekilde deðiþtirilir.  

• Basit Profil'de gürültü þekillendirmesi ve zaman uzayý kestirim yöntemi kullanýlmaz  

• Örnekleme Hýzý ölçeklenebilir Profil en az karmaþýk olan yöntem olup melez süzgeç bankalarý kullanýr.

MPEG-2 AAC en çok 48 kanal'a kadar olan yayýnlarý destekler. En çok kullanýlan yayýn þekilleri mono, 2-kanal stereo ve 5.1 kanal (5 Kanal+Bas kanalý) çevresel stereo yayýnlardýr. 320 veya 384 kb/s hýzlarda 5 kanal çok yüksek kalite (CD kalitesi) ses iletimi yapabildiðinden profesyonel kayýt ve stüdyo sistemleri ile yayýncýlýkta kullanýlmaya çok uygundur.  

Bu yöntemin tek mahzuru MPEG-I ile uyumlu olmamasýdýr. Buna çare olarak "simu\cast" denilen ayný anda yayýn yöntemleri kullanýlabilir. Bu yöntemde bir MPEG-2 yayýný yapýlýrken ayný giriþ iþareti ayrýca bir MPEG-l kodlayýcýsý ile de kodlanarak her iki kodlanmýþ sinyal birlikte iletilir.  

1.2.1.2.2.2   MPEG-4 Çok Kanallý Ses Kodlamasý 

MPEG-4 daha çok multimedia uygulamalarý için geliþtirilmiþ ve çok fazla sýkýþtýrma saðlayan bir standarttýr. Bu kodlamada çeþitli aletler kullanýlabilir. Her bir alet belli iþlemleri yapar. Hangi aletlerin kullanýlacaðý kodlayýcý tarafýndan belirlenir ve kullanýlan aletlerin ne olduðu karþý tarafa bildirilir. Þu anda kullanýlan aletlerle MPEG-4 sisteminde 2 ila 64 kb/s hýzlarda mono sesler iletilebilmektedir. Sistemde üç ana kodlama yöntemi kullanýlýr:  

a)      2-10kb/s düþük hýzlarda parametrik kodlama yöntemi,

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

c) 64kb/s'ye kadar olan hýzlarda alt-bant/dönüþüm yöntemleri.

 

 

1998 sonunda standartlaþmasý planlanan MPEG-4, ses týnýsýnýn deðiþtirilebilmesi, sesin iþlenebilmesi (edit), arþivlenmesi, "database" programlarý tarafýndan kullanýlabilmesi, görüntü ile eþ zamanlanabilmesi, Ölçeklenebilmesi (istendiðinde daha az bit kullanýlarak daha düþük kaliteli sesle yetinilmesi) gibi yeni olanaklar sunmaktadýr.

 

1.2.1.2.3 Dolby AC-3 Ses Kodlamasý

Dolby AC-3 sayýsal ses kodlamasý da MPEG kodlamasýnda kullanýlan sýkýþtýrma  prensipleri  kullanýr. Ancak uygulama þeklinde ve gönderilen veri formatýnda farklýlýklar vardýr.

 

Dolby AC-3 sisteminde frekans bileþenleri üstel olarak (floating po int) gösterilir. Böylece sayýnýn üssÜ ve mantis'i ayrý ayrý ve istenen doðrulukta kodlanabilir. Kullanýlan alt bant sayýsý 50 veya daha fazla olabilir. Bit atama yönteminin uygulanýþýnda da AC-3 ileri ve geri yönde adaptif atama yöntemi kullanarak daha etkili bir sýkýþtýrma yapar.

AC çýkýþ formatlarý tamamen farklýdýr. MPEG' in deðiþken çerçeve uzunluðuna karþý AC-3 altý ses kanalýndan oluþan 1536 PCM örneðe karþý düþen 32ms ( 48kHz örnekleme) sabit uzunlukta çerçeveler kullanýr. Her çerçevenin baþýnda bir çerçeve eþ zamanlama bilgisi bulunur. Sonra hata kodlamasýnýn ilk kýsmý (Cyclic Redundancy Code, CRC) ve eþ zamanlama (Sync Information, SI) ve bitlerin daðýlýmý bilgisi (Bit Stream Information, BSI) gönderilir. Bunlarýn arkasýnda 6 tane ses bilgisi bloðu vardýr. Her blok, kanal baþýna 256 PCM örneðe karþý düþen bileþenleri ve gerekli yan bilgileri taþýr.  

Bir çerçevedeki bloklar arasýnda bilgiler ortak olarak kullanýlabilir ve bloklarýn uzunluðu farklý olabilir. Bir çerçevedeki toplam bit sayýsý deðiþmemek kaydýyla, fazla bilgi taþýyan bloklara gerektiði kadar bit atanabilir. Ek bilgiler bölümünde sistem bilgilerini iletilir.

  

1.2.2        SAYISAL KÝPLEME (MODÜLASYON)

 

Sayýsal kiplemede temel olarak analog kipleme tekniðinden bildiðimiz, genlik faz veya frekans kipIerne teknikleri kullanýlýr. Kiplemeyi sayýsal yapan özellik; kipleyen sinyalin sayýsal olmasý, yani sadece önceden belirlenmiþ sýnýrlý sayýda deðerler alabilmesidir. Örnek olarak eðer ikili (binary) bir sayýsal kipleme söz konusu ise giriþ sinyali sadece 011 veya -1/+ 1 gibi iki farklý deðer alabilir. KipIeme sonunda da sadece iki farklý taþýyýcý sinyali çýkar; genliði 0/5V olan, frekansý lkHz/2kHz olan veya fazý 0°/90° olabilen sinüs iþareti gibi. Ýletiþim sistemlerinde özellikle de sayýsal TV sistemlerinde frekans bant geniþliðinin mümkün olduðunca az yapýlabilmesi için ikili sistemler yerine M-farklý deðer alabilen çoklu sayýsal kipIerne teknikleri tercih edilir. Örnek olarak 4-lü faz kaydýrmalý kiplemede dört deðiþik giriþ iþareti (00,01,11,10) kullanýlýr ve bu giriþ kelimelerinin (word) her birine ayrý bir faz açýsý karþý düþer (0°, 90°, 180°, 270° gibi). Benzer þekilde 4-seviyeli genlik kiplemesinde 0-1-2-3 volt genlik seviyeleri kullanýlabilir.  

Frekans bant geniþliðini daha da azaltmak için ayný frekansta birbirine dik iki taþýyýcý (sinWat, COswat) kullanýlýrsa bu tür kiplemeye de Dikgen KipIeme (Quadrature Modulation) adý verilir.  

Sayýsal giriþ sinyalleri Tablo 5-1' de görüldüðü gibi "O" ve "1" seviyesine karþý düþen kare dalgalar biçimindedir. Böyle bir kare dalganýn frekans bant geniþliði teorik olarak sonsuzdur ve iletilebilmesi için sonsuz bant geniþliðine gerek vardýr . Bu ise pratik olarak imkansýzdýr. Dolayýsý ile sayýsal sinyalleri son lu bant geniþliði olan iletim kanallarýndan geçirebilmemiz için bunlarýn frekans sýnýrlayýcý süzgeçlerden geçirilmesi gerekir. Bu süzgeçlerin bant geniþliðinin uygun seçilmesi çok önemlidir. Bant geniþliði çok tutulursa sýnýrlý bant geniþliði olan iletim sisteminden geçirebileceðimiz veri miktarý azalýr, buna karþýlýk süzgecin bant geniþliði azalýrsa "O" ve "1 "lere karþý düþen darbeler zaman uzayýnda yayýlarak birbirinin üzerine binerler. Buna semboller arasý karýþma (Inersymbo/ Interferece) adý verilir.  

Sayýsal TV sistemlerinde yayýn ortamýna ve bölgelere  göre deðiþen çeþitli kiplemeler kullanýlmaktadýr. Ýletim ortamýnýn nispeten  gürültüsüz  olduðu kablo ve uydu yayýnlarýnda QAM ve QPSK gibi daha basit kiplemeler kullanýlmasýna karþýlýk gürültü, karýþma ve yansýmalarýn çok etkili olduðu yerel yayýnlarda daha karmaþýk olan COFDM ve 8-seviyeli VSB kipleme teknikleri kullanýlmaktadýr. Sayýsal TV yayýnýnda kullanýlan kipleme çeþitleri þöylece sýralanabilir:  

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

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

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

 

1.2.3.1 QAM (Quadrature Amplitude Modulation-Dikgen Genlik Kiplemesi)

 

Sayýsal kablo TV yayýnlarýnda 16 veya 64 seviyeli QAM kiplemesi kullanýlmaktadýr. Bu kiplemede iki giriþ sinyali vardýr. Bu sinyaller birbirine dik yani aralarýnda 90° faz farký bulunan iki taþýyýcýyý kipler. Eðer taþýyýcýlardan birisi Coswat þeklinde ise diðeri sinwat þeklinde olacaðýndan çýkýþ iþareti:

 

S(t)=acosWot+bsinWot     þeklinde ifade edilebilir. Bu­rada a, b katsayýlarý sayýsal giriþ kelimesini oluþturur.

Þekil 1.11 Dikken genlik kiplemesi

 Bunu gerçekleþtirmek için iki çarpma devresi ve bir faz kaydýrýcýdan oluþan þekil 1.11 deki devre kullanýlabilir. Karýþmalarý önlemek için giriþ sinyalleri bir alçak geçiren süzgeçten (tercihen Nyquist süzgeci) geçirilmelidir. 16 QAM kodlamada 16 deðiþik kelime söz konusu olduðuna göre her kelime 4-bit uzunlukta ve a, b katsayýlarý da ikiþer bit uzunlukta olmalýdýr

 

Þekil 1.12 16-QAM iþaretinin zamanla deðiþimi        

 

Alýcý tarafta sinyalin en az hata ile çözülebilmesi için elde edilecek 16 deðiþik vektörün birbirine eþit uzaklýkta olmasý gerekir. Bu uzaklýða 2 birim dersek, a, b katsayýlarýnýn -3;-1;+1 ve +3 olarak seçilmesi gerekir. a ve b’ nin her biri dört ayrý deðer alabildiðine göre 4x4=16 deðiþik vektör tanýmlanabilir. þekil 1-13.

 

Þekil 1.13 QAM kiplemede çýkýþ vektörü

 

Benzer þekilde 64-QAM kodlamada a, b katsayýlarýnýn her biri 8 farklý deðer alabilir (3-bit) ve vektörlerin yerleþimi þekil 1.13’deki gibi olur.

 

1.2.3.2 QPSK (Quadrature Phase Shift Keying-Dikgen Faz Kaydýrma Anahtarlamasý)

 

 Faz bilgisinin gelen sayýsal bilgiye göre deðiþtirilmesi esasýna dayanýr. Faz deðiþikliði bir deðerden diðer deðere ani olarak deðiþtirildiðinden bu tür kiplemelere genellikle “Faz Kaydýrma Anahtarlamasý (Phase Shift Keying, PSK)” adý verilir. PSK bir sinyal:

 

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

 

þeklinde gösterilebilir. Burada M sayýsý faz’ýn kaç deðiþik deðer alabileceðini gösterir ve sayýsal faz kiplemesi de “M-PSK” þeklinde ifade edilir. En basit faz kaydýrmalý kipleme M=2 için elde edilen ikili PSK kipleme olup “Binary PSK” olarak adlandýrýlýr. En çok kullanýlan ise M=4 için elde edilen Dikgen Faz Kaydýrmalý Anahtarlama (QPSK) kiplemesidir. Bu kiplemede faz deðiþimleri 90 derecelik atlamalarla olur (þekil-1.4).

Þekil 1.14 PSK kiplemede çýkýþ vektörü ve QPSK kiplenmiþ iþaretin deðiþimi

 

QPSK kiplemede kod çözme sýrasýnda oluþacak hatalarý ve frekans band geniþliðini en aza indirmek için “GRAY” kodlamasý kullanýlýr. GRAY kodlamasýnda her seferinde en çok bir bit deðiþimine izin verilir. Yani 00’dan 11’e atlanmaz. Örnek olarak 2-bitlik GRAY kodlamasý 00,01,11,10 þeklinde 4 kelimeden oluþur.

 

1.2.3.3 COFDM (Kodlu Dikgen Frekans Uzayý Çoðullamasý Kiplemesi)

 

Frekans bandýný etkin bir þekilde kullanan Dikgen Frekans Uzayý Çoðullamalý (Orthogonal Frequency Division Multiplex, OFDM) kiplemesi aslýnda 1970’li yýllarda bulunmuþtu. Ancak o yýllarýn teknolojisi ile uygulanmasý zor olduðundan 25 yýl kadar kullaným alaný bulamadý. Son yýllarda sayýsal sinyal iþleme tekniklerinin ve çok geniþ çaplý tüm-devrelerin (VLSI) geliþmesi ile Sayýsal Radyo-TV yayýnlarý ile Telsiz Yerel Veri iletiþimi (Wireleses LAN) sistemlerinde baþarý ile kullanýlmaya baþlanmýþtýr.

 

Dikgen Frekans Uzayý Çoðullamalý (OFDM) sitemin temeli gelen veri dizisini çok sayýda paralel küçük dizilere ayýrarak her bir küçük diziyi ayrý taþýyýcýlarla, paralel bir þekilde, iletmek esasýna dayanýr. Bu taþýyýcýlarýn frekanslarý ve fazlarý uygun seçilerek bunlarýn birbirine dikgen (orthogonal) olmasý saðlanýr. Bu durumda yan yana gelen taþýyýcýlarýn tayflarýnýn örtüþmesi (spectral overlapping) iþarete bir zarar vermez . Bu da taþýyýcýlarýn birbirine daha yakýn seçilebilmesini saðlar ki sonuçta frekans bandý daha etkin bir þekilde kullanýlmýþ olur. Yani ayný frekans bandýna daha fazla taþýyýcý yerleþtirilebilir. Bilinen ve sayýsal iletiþimde yaygýn olarak kullanýlan Frekans Çoðullamalý Sistemler (FDM) ile OFDM arasýndaki en önemli fark budur. þekil–1.15’da bu iki sistemin karþýlaþtýrýlmasý verilmiþtir.

 

Açýkça görüldüðü gibi FDM kiplemede frekans bant geniþliði, WFDM=2R=2(N/Ts), taþýyýcý sayýsýndan baðýmsýzdýr. Buna karþýlýk OFDM’de taþýyýcý sayýsý arttýkça bant geniþliði azalarak çok sayýda (N>100) taþýyýcý için FDM’ýn yarýsýna düþer.

 

WOFDM = R = N/Ts (N >100 için)

Þekil 1.15 OFDM ve FDM kiplemelerinin frekans spekturumu

 

Genel anlamda bir OFDM sinyali N tane dikgen alt taþýyýcýnýn paralel olarak iletildiði bir sinyaller kümesi olarak düþünülebilir. Bu sinyalin matematiksel ifadesi:

þeklinde yazýlabilir. Burada;

 

  • Cn,k ; k’inci taþýyýcý tarafýndan n’inci zaman aralýðýnda her Ts süresince gönderilen sembol
  • N; alt taþýyýcýlarýn sayýsý
  • fk ise k’inci alt taþýyýcýnýn frekansýný göstermektedir.

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

þeklinde gösterebiliriz. Burada Fn(t), N tane Cn,k sembolün toplamýndan oluþan kümeye karþý

düþmektedir ve her sembol fk frekanslý ayrý bir alt taþýyýcý gk ile gönderilmektedir. Alýcý tarafta kod çözme iþlemi bu taþýcýlarýn dikgen (orthogonal) olma özelliðinden yararlanýlarak kolayca yapýlabilmektedir. Alýnan sinyal gk taþýyýcýsý ile çözüldüðünde sadece o taþýyýcýnýn taþýdýðý bilgi elde edilir.

Þekil 1.16 OFDM kiplemenin yapýlýþý(a) Tanýma dayalý teorik gerçekleme,(b) Ters fourier dönüþümü yöntemi 

 

Bu tanýma göre OFDM’in uygulanmasý için binlerce taþýyýcýnýn üretilmesi ve her taþýyýcý için bir genlik kipleyicisi (çarpma devresi) gerekir (þekil 1.16) ki bu da pratik olarak uygulanabilir bir çözüm deðildir. Bunun yerine Fourier dönüþüm teknikleri kullanmak pratik bir çözüm getirmektedir.

 

 

Bu formülden görüleceði gibi OFDM sinyalini ele etmek için Cn,k sembollerinin ters Fourier dönüþümünü (IDFT veya IFFT) almak yeterli olmaktadýr. Taþýyýcý sayýsý ters Fourier dönüþtürücünün (IFFT) nokta sayýsý ile belirlenir.

 

Sayýsal sinyal iþleme teknikleri kullanarak ve mikro iþlemciler veya özel sinyal iþleyici, VLSI Tüm devrelerle bu iþ kolayca yapýlabilmektedir. Ýdeal halde taþýyýcýlar bir birine dik olduðu için frekans örtüþmesi yüzünden semboller arasý karýþma olmaz. Fakat eðer iletim kanalý ideal deðilse (ki durum çoðu zaman böyledir) alýcýya gelen sinyal bir miktar bozulur ve semboller arasý bir karýþma meydana gelir.

 

OFDM sinyalinde semboller çerçevelere karþý düþtüðünden bu da çerçeveler arasý bir karýþma demektir. Bu karýþmanýn süresi kanaldaki deðiþik gecikmeler (yansýmalar) arasýndaki fark kadardýr.

 

Bunu önlemek için çerçeveler arasýna bu süre kadar bir boþluk konur veya bu aralýk bilgi taþýmayan bit’lerle doldurulur. Bu bitler özel olarak dönüþümlü (syclic) biçimde kodlanarak ve alýcýda bu bitler sinyal bitleri ile evriþtirilerek (convolution) bir çerçeve içindeki bitler arasýndaki karýþma da engellenebilir. Bütün bu iþlemlerin gerçeklendiði bir COFDM kipleyicisinin blok þemasý þekil 1.18’da verilmiþtir.

Þekil 1.17 OFDM sinyalinin ters fourier dönüþümü ile elde edilmesi, (a)Frekans uzayý bileþenlerinin oluþturulmasý, (b) Zaman uzayýndaki sinyal

 

Þekil 1.18 COFDM kipleyici

COFDM’in UYGULANIÞI

 

Avrupa ülkeleri sayýsal TV yer yayýnlarý (DVB-T) için VSB sistemine göre daha karmaþýk olan fakat özellikle yansýmalý olarak yayýlan sinyallerde daha hatasýz çalýþan Kodlu Dikgen Frekans Uzayý Çoðullamalý (Coded Orthogonal Frequency Division Multiplex, COFDM) kiplerne sistemini kabul etmiþlerdir. Bu tür yayýnlar ilk olarak 1999 yýlýnda Ýngiltere' de baþlamýþtýr.

 

OFDM kiplemesi sayýsal kelimelerin her birine ayrý bir taþýyýcýnýn tahsis edilmesi esasýna dayanýr. Sayýsal yer TV yayýnlarýnda kullanýlan OFDM kodlamasýnda binlerce taþýyýcý kullanýlýr.

Þekil 1.19 COFDM kiplemesinin blok þemasý

 

MPEG Transprt dizisi OFDM kipleyiciye verilmeden önce bit dizileri üzerinde ‘Enerji daðýtýcý’ blok yardýmý ile deðiþiklikler yapýlarak elde edilecek  sinyalin her frekanstaki enerjilerinin   mümkün olduðu kadar eþit   yapýlmasý çalýþýlýr.

 

1.3 SAYISAL TELEVÝZYON YAYINCILIÐI (DVB)

 

 Sayýsal televizyon, yayýncýlýkta yeni bir  metoddur. Sayýsal teknoloji kullanýlarak gerçekleþtirilen  bu yeni yayýn  metodu  baþta karasal (terrestrial)  yayýncýlýk olmak üzere  uydu(satellite) , Kablolu TV, LMDS, MMDS ve MVDS yayýncýlýðýnda kullanýlmaktadýr.

  Sayýsal yayýncýlýðýn avantajlarýndan bazýlarý þunlardýr;

  • Sayýsal televizyon yayýnýnda 4-6 programýn, sayýsal radyo yayýnýnda 5-8 programýn bir verici ile yapýlabilmesi,

  • Analogdan daha üstün görüntü kalitesi,

  • Radyo yayýncýlýðýnda; Mono AM, Mono FM, Stereo FM ve CD kalitesinde yayýn seçenekleri,

  • Analog yayýnda kapsanan ayný alanýn, sayýsal yayýnda daha düþük güçlü verici ile kapsanabilmesi ve dolayýsýyla enerji tasarrufu saðlanmasý,

  • Programla birlikte veya programdan baðýmsýz veri iletiminin saðlanmasý,

  • Ýnteraktif (etkileþimli ) TV yayýncýlýðýna  imkan tanýnmasý,

  • Ülke çapýnda tek frekans aðý-SFN (Single Frequency Network) kurularak, frekans spektrumunun etkin bir þekilde kullanýlmasý,

  • Sabit, portatif veya mobil alýcýlarla kesintisiz ve kaliteli (enterferansýz) yayýn alýnabilmesi,

  • Radyo alýcý ekranýnda; istasyon adý, program adý, içeriði, süresi, gelecek program, deprem, yangýn, sel felaketi gibi acil güvenlik bilgileri, trafik anonslarý, hava ve yol durumu, turizm bilgileri, borsa  ve döviz bilgileri vs. görünebilecek olmasý gibi.

Sayýsal vericilerle,  analog vericilerin  kapsadýðý  alana,  20 dB daha düþük  verici çýkýþ gücü ile ulaþýlmaktadýr. Burada dikkate alýnacak diðer bir husus da   birden fazla yayýnýn tek bir TV vericisi ile  yayýnlanmasý imkaný, dolayýsýyla bu alanda ekonomik kazancýn saðlanmasýdýr. 

Ayný durum, sayýsal uydu yayýncýlýðý için de geçerlidir. Analog yayýn için kullanýlan band geniþliði ile bir uydudan  6-9 arasý sayýsal yayýn gönderilmesi mümkündür. 
Gerek daha fazla sayýda yayýn imkaný, gerek  ardýþýk verici istasyonlarý ile ayný programlarýn tek frekanstan yayýnlanmasý ve kullanýlan vericilerin birbirlerini bozucu  deðilde yapýcý etkide bulunmasýný saðlayan SFN oluþturmakla verimli bir frekans kullanýmýnýn saðlanmasý, gerekse  vericilerin ortak kullanýmý ve güçlerinin düþürülmesi ile saðlanan ekonomik kazanç,  sayýsal televizyonu analog  sistemlere oranla avantajlý konuma getirmiþtir.

  Sayýsal Televizyon ile ilgili ilk resmi çalýþmalar 1993'de Bonn'da gerçekleþen  DVB (Digitial Video Broadcasting) projesi adý altýnda 20 ülkenin katýlýmý ile baþlatýlmýþ, þu anda katýlýmcý sayýsý 200'e ulaþmýþtýr.

    Dünyadaki Karasal Sayýsal TV Yayýncýlýðýnda (DVB-T) ise Temmuz 1997’de Ýngiltere’nin Chester kentinde yapýlan toplantýda, DVB-T yayýnýnýn hangi bandlardan yapýlabileceði ve standartý belirlenmiþtir. Avrupa ülkelerinin çoðu, analog yayýn iletimine yaptýklarý büyük miktarlardaki yatýrýmlardan dolayý, sayýsal TV yayýnlarýna ancak 2010 yýlýnda tam anlamýyla geçebileceklerini, geçiþ süresince de analog ve sayýsal yayýnlarýn eþ zamanlý yapýlacaðýný ifade etmiþlerdir.

  DVB projesinde;

  • Sayýsal uydu yayýncýlýðý için (DVB-S)     ETS 300 421

  • Sayýsal Kablo Yayýncýlýðý için (DVB-C)    ETS 300 429

  • Karasal  Sayýsal Televizyon Yayýncýlýðý için (DVB-T)     ETS 300 744

  • Çok kanallý çok noktaya daðýtým sistemi için (MMDS)   ETS 300 749      

  • Çok kanallý video daðýtým sistemi için (MVDS)   ETS 300 748

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

standartlarý belirlenmiþtir.  

Baþta ABD olmak üzere Kanada ve Avrupa ülkelerinde sayýsal sistemlerle ilgili regülasyon ve lisans iþlemlerinin düzenlenmesi amacýyla büyük çaba sarfedilmiþ ve çalýþmalar devam etmektedir.[5]

1.3.1 SAYISAL YAYIN ÇEÞÝTLERÝ

 

Yayýn çeþitlerini iletilen sinyalin tabi tutulduðu modülasyon iþlemi belirler. Bu bölümde üç tip modülasyon tekniði ile oluþmuþ ve standart olarak kullanýlan üç sayýsal yayýn çeþidine yer verilecektir.

 

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

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

 DVB- T: Yerel yayýnlar 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 geniþliðinin tüm dizisinin üstünden gelebilmesi için dizayn edilmiþtir. DVB-S tek taþýyýcýlý bir sistemdir. Diðer bir deyiþle bir çeþit birleþimdir. Merkezde bu birleþim en önemli yeri paylod yani, kullanabilir miktara oraný bulunmaktadýr. Bu çekirdeði saran katman serisi hatalara karþý duyarlý sinyalin hassasiyetini azaltmak ve paylod’ý yayýn için uygun bir þekle getirmekle görevlidir. Video, audio ve diðer datalar, MPEG   Transport Stream paketlerine yerleþtirilir. Paket edilmiþ datalar payloadý oluþturur. Ýþlem aþamalarýnýn bir kýsmý aþaðýdadýr:

 

1)    Bütün senkronizasyon baytlarý çevirerek datayý düzenli bir yapýya sokmak.

2)    Ýçeriði geliþi güzel sýralamak.

3)    Paket bilgilerinin üstüne, bir Reed-Solomon, “önceden hata düzeltici” ilave etmek. Bu harici kod (outher code) olarak adlandýrýlan sinyal üzerinde yalnýzca %8 civarýnda artýrma yapan çok etkili bir sistemdir. Ýleride bütün daðýtýcý sistemler için ortak bir harici kod kullanýlacaktýr.

4)    Paket içeriðinde katlama metodu uygulanarak paket topluluðu oluþturulur.

5)    Hata düzeltici sistem ve katlama metodu uygulandýktan sonra ikinci bir hata düzeltme sistemi eklenir. Bu ikinci hata düzeltme sistemi servis saðlayýcýlarýn ihtiyaçlarýna uygunluk için iþletme giderleri miktarýnda ayarlanabilir.

6)    Son olarak sinyal, QPSK, uydu yayýn taþýyýcýsýný ayarlamak için kullanýlýr.

Aslýnda bu sistem, fiziksel yayýn arasýnda özellikle kanal nitelikleri ve çoðalma için tasarlanmýþtýr. Bu sistem, kanalýn hata özelliklerine uyarlanabilmesi için düzenlenir. Bu hatalar rasgele sýralanýr ve “ön hata düzeltme katlarý” nýn iki tanesi ilave edilir. Ýkinci seviye yada iç kod (iner code) koþullara (güç, çanak boyutu, mevcut bit oran) göre ayarlanabilir.

 

Buna göre servis saðlayýcýlar iki deðiþken vardýr: Saðanýn toplam boyutu ve dýþ katmandaki hata düzeltme sisteminin “kabuk” kalýnlýðý. Elimizde her iki durumda alýcý, kullanacaðý doðru kombinasyonu hýzlý denemelerle ve gelen sinyaldeki hata ile bulacaktýr. Payload boyutunun ve iç kodun uygun kombinasyonu servis operatörünün ortamýna uygun seçilebilir.

39Mb/s servis operatörlerinin isteði MPEG-2 video ve audio tüm kombinasyonlarýný taþýmak için kullanýlabilir.

 

Uydu haberleþmesinin kanal özellikleri:

  • Düþük oranlý sinyal/gürültü oraný.

  • Kullanýlabilir geniþ bant geniþliði frekansý.

  • Uydularda yükseltici tüpü, maksimum güç verimi için çok doðrusal olmayan moda çalýþtýrýlýr.

 

Seçilmiþ uydu modülasyon sistemi, 2bit/sembol QPSK modülayonudur. Bu modülasyon sistemi, DVB-S standardý ETS 30042 de tanýmlýdýr.

Bazý karakteristikler:

  • ·Harici FEC: Reed-Solomon hata düzeltmesi.

  • ·Dahili FEC:katlanýr kodlama

  • ·kolay bükülür sembol oraný

 

DVB-S standardý özel uydu transponderin karakteristikleri için haberleþme parametrelerinin uygun setini seçmesini izin veren, þifreleme parametreleri sayýsýna sahiptir. DVB-s alýcýsý ele alabilmiþ olmasý gerektiði karþýlama parametreleri:

  • Taþýma frekansý (Ghz)

  • Polarizyasyon (dikey, yatay)

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

  • Sembol oraný

Deðiþken sembol oraný, transponder yoluyla modemi, tam olarak uygun band geniþliðine ayarlamak için yayýmcýya izin verir. Seçilmiþ sembol oraný, 1.28 tarafýndan bölünen transponderin -3dB band geniþliði gibi olmalýdýr. ETS 300 421, herhangi bir yolla sembol oraný kýsýtlamaz.

Beþ ayrý FEC kodu, MPEG-2 nakil veri akýþýna eklenilen Greksiz bilgi miktarýnýn deðiþmesine izin verirler. Bu yolla modem, farkl sinyal/gürültü oraný için ayarlanabilir. Örneðin: birçok insan, alanlarýnda þiddetli yaðmur tarafýndansebep olunan karþýlama problemlerinden þikayet etmeye baþladýðýnda, genellikle 5/6 kodunu kullanan yayýmcý, önemli futbol karþýlaþmalarýnda daha saðlam olan 2/3 kodunu kullanmýþtýr.3/4’ün anlamý, örneðin; 4 bit MPEG’de 3 bit bilgi taþýr. Kalan %25’lik kýsým ise hata düzeltme içindir. Kullanabilir farklý hata düzeltme kodlarý, karþýlama alanýndaki hava koþullarýna, göre modem iletimi benimsemesine izin verirler. Yayýmcý her yýl, görüntü kaybýnýn dakikalarýný ne kadar beklediðini, hata düzeltme ile seçebilir.

DVB-S sistemi, tek taþýyýcýlý tek transponder için, zaman bölmeli çoðaltýcýyý (TDM) en iyi þekilde kullanýr, ancak çok taþýyýcýlý frekans bölmeli çoðaltýcý (FDM) için kullanýldýðýnda uygulamalar yazýlmasý gerekir. SPPC, taþýyýcý üzerinde gönderilen tek bir program (video ve ilgili ses akýþýyla) vardýr anlamýna gelir. Bu, farklý taþýyýcý FDM frekanslarýný kullanarak, bir tek transponderi paylaþmak için çeþitli DVB-S uplink yerine izin verir. Buna zýt olan ise, normal programlar için kullanýlan MCPC’dir (her taþýyýcýda çok kanal). Neredeyse bütün metodlar DVB-S standardýna uyumludurlar.

 

1.3.1.2 DVB-C KABLOLU YAYIN

 

Kablo network sistemi, uydu sistemindeki ayný çekirdeðe sahiptir, fakat ayar sistemi, QPSK’nýn yerine QAM üzerine kurulmuþtur ve iç kod “ön hata düzeltme”’ye ihtiyaç yoktur. Sistem 64-QAM de merkezlendirilmiþ fakat 16-QAM ve 32-QAM gibi daha alçak seviyelerde ve 128-QAM ve 256-QAM gibi daha yüksek seviyelerdeki sistemlerde kullanýlabilir. Her durumda sistemin bilgi kapasitesi sistemin güçüne göre deðiþtirilir. Kapasite kelimesini kullanacak  olursak 8MHz’lik kanal 64-QAM kullanýrsa 38.5 Mbit/s kapasiteli payload barýndýrabilir.

 

1.3.1.3 DVB-T KARASAL YAYIN

 

Çatý anteni, balkan anteni, masa-üstü oda anteni gibi TV'nin baþlangýcýndan beri tanýdýðýmýz, alýþ1lagelen antenlerle alýnan yayýn karasal TV yayým'dýr. Bulunduðunuz yöreye yakýn, hakim bir tepeden veya yayýn kulesinden, karasal bir TV vericisi ile, VHF veya UHF bandýnda yapýlýr. Alternatifleri uydudan yapýlan ve çanak antenle alýnan Uydu- TV Yayýný ve kabloyla hanelere daðýtýlan Kablo-TV yayýnýdýr. Ancak alýþtýðýmýz bu yayýn, Analog Karasal yayýndýr. Antene baðladýðýmýz tüm televizyon cihazlarý ile izlenebilir.

Sayýsal karasal yayýn (DVB- T) ise, yine v·erici ile bir yüksek noktadan yapýlýr, ancak sayýsal (digital) bir kodlama (modülasyon) tekniði ile hazýrlanmýþtýr. Yine çatý anteni. oda anteni gibi antenlerle alýnýr ancak doðrudan mevcut teknoloji ile Üretilmiþ televizyon cihazlarýmýza baðlanamaz. uydu alýcýsý benzeri bir cihaz tarafýndan analoða dönüþtürüldükten sonra televizyonlarýmýzýn giriþine baðlanýr. Sayýsal karasal yayýn, alýþtýðýmýz analog yayýndan farklý þekilde hazýrlanmýþ, ancak benzer þekilde nakledilen bir VHF/UHF bandý TV yayýnýdýr.

Sayýsal teknolojinin en önemli avantajý, daha fazla TV kanalýnýn yayýnlanmasýna imkan saðlamasýdýr. Bu sayede izleyici daha fazla yayýna kavuþur, yayýncý kuruluþ daha düþük maliyetle yayýnýný yapabilir. Bir analog TV yayýný yerine uydu ve kabloda 8-12, sayýsal karasalda yaklaþýk 4 TV yayýný daðýtýlabilir.

Bu sayede izleyici. nasýl bir çanak antenle yüzlerce yayýn alabiliyorsa, sayýsal karasal TV sayesinde de yüzün Üzerinde TV yayýný alabilecektir. Ancak tek bir uydudan tüm Türkiye'ye yayýn yapýlabiliyor iken, bir TV vericisinden ancak bulunulan yöreye yayýn yapýlabildiðinden, teknolojik olarak mümkün olan bu kanal sayýsýna muhtemelen çok az ilde ulaþýlabilecektir.

Sayýsal karasal televizyon yayýný (DVB- T) özellikle büyük illerimizde yaþanan frekans sýkýntýsýna bir çözüm getirecektir. SFN (Single Frequency Netvvork - Tek Frekans Aðý) özelliði sayesinde ayný yayýn bir frekans Üzerinden, farklý vericilerden yayýnlanabilecektir (enterferansa neden olmadan, birbirini tamamlar). Bu sayede bir analog TV yayýný yerine büyük þehirlerde 4 deðil, 8-12 TV kanalýnýn yayýnlanabileceði öngörülmektedir.

Yayýn kulelerinin ve vericilerin sayýsýnýn azaltýlmasý görüntü kirliðine neden olan yayýn kuleleri kalkacak, böylelikle hem havadaki sinyal kirliliði hem de görüntü kirliliði azaltýlacaktýr. Yeni vericilerde daha düþük çýkýþ gücü yeterli olacaktýr, dolayýsýyla elektromanyetik kirlilik azalacaktýr. Bu gerçek kamu saðlýðý açýsýndan çok olumludur ve karasal TV yayýnýný izlemeyenlere de bir avantaj getirecektir.

Sayýsal yayýnlarýn görüntü kalitesi analogdan daha iyidir. Bu gerek karasal, gerek uydu, gerekse kablo-TV için geçerlidir. Sayýsal karasalda SFN özelliði sayesinde çevreden yansýyarak gelen sinyaller analogta olduðu Üzere gölgelenmeye neden olmayacaðý gibi. yayýnýn kalitesini arttýrýr. Ayrýca MHP (Multimedia Home Platform), internet ve mail servisleri, bilgi servisleri, bankacýlýk hizmetleri, oyun kanallarý vb. yayýnýn içine konulabilecektir. Hareketli (mobil) televizyon alýcýlarý Sayýsal Karasal TV (DVB- T). uydunun ve kablonun aksine. hareket eden televizyon cihazlarýndan da izlenebilir (Örneðin cep televizyonlarý, otobüste TV izleme ... )

Daha düþük verici gücü gereksinimi ve daha az sayýda vericinin Üstelik paylaþýlarak kullanýlmasý sayesinde yayýncý kuruluþlarýn enerji tüketimlerinde önemli bir tasarruf söz konusu olacaktýr. Her televizyon için ek cihaz gereksinimi olacak DVB- T yayýnlarý analog televizyonlar ile izlenebilecek. Bu cihaz sayesinde normal karasal antenler ile DVB- T yayýnlarý izlenebilecek. Önümüzdeki yýllarda piyasaya sürülecek TV'lerin içinde sayýsal alýcý cihazlarý yer almaya baþlanacaðý öngörüyor. Böylece, sayýsal TV alýcýsý olmadan da sayýsal yayýnlar izlenebilecek. Sayýsal karasal yayýn, uydu-TV veya. kablo-TV'nin yerine geçmeyecek, tamamlayýcý konumunda olacaktýr. Her üç teknoloji de birlikte yaþamaya devam edecektir.

Sayýsal karasal yayýnýn gelmesiyle bitecek olan tek þey analog karasal yayýndýr. Avrupa'da 2008 yýlýnda, Türkiye'de 2014 yýlýnda tüm analog karasal vericilerin kapatýlmasý planlanmýþtýr.Analogdan sayýsal yayýna geçiþ, tüm daðýtým teknolojilerinde geliþme doðrultusunda gerçekleþen bir süreçtir. Türksat uydusunda analogdan sayýsala geçiþ gerçekleþmiþ, tüm yerli kanallar sayýsal (dijital) yayýna geçmiþtir. Kablo­TV'de bu süreç 2006 içinde baþlayacaktýr. Karasal TV'de de 2006 yýlýnda baþlamýþtýr.

Dünya televizyon yayýnlarýný izleyebilmek için belli baþlý beþ farklý iletim biçimi vardýr. Bunlar: Kablo TV, uydu vericileri, MMDS (Multichannel Multi-point Distribution System). telefon hatlarý Üzerinden TV aktarýmý (IPTV) ve karasal vericilerdir. Üyesi olmaya hazýrlandýðýmýz Avrupa Birliði Ülkelerinde kablo TV ve Uydu Üzerinden yapýlan yayýnlar, karasal yayýncýlýða göre çok daha fazla geliþmiþ olduðu halde, Ülkemizde karasal yayýncýlýk geliþmiþ ve yaygýnlaþmýþtýr. Avrupalý yayýncý kuruluþlarýn yaklaþýk yüzde 30'u kablo TV, yüzde 24'Ü uydu, yüzde 46'sý ise karasal yayýncýlýk ile izleyicilerine ulaþýrken, Ülkemizde yayýncý kuruluþlarýn yaklaþýk yüzde 10'u kablo TV, yüzde 30'i uydu, yüzde 60'si ise karasal yayýncýlýk ile izleyicile­rine ulaþmaktadýr. [8]

 

Sayýsal karasal yayýncýlýðýn avantajlarý

1- Karasal vericilerden yapýlan sayýsal TV yayýný yeni bir modülasyon yöntemi COFDM-Coded Ortogonally Fre-quency Division Multiplexing (Kodlanmýþ Ortogonal Frekans Bölmeli Çoðullama) kullanýlarak görüntü ve ses datalarýn çok kaliteli ve çok etkin biçimde sýkýþtýrarak taþýma olanaðý sunuyor.

Sayýsal karasal yayýn frekans spektrumunu çok etkin bir þekilde kullanma olanaðý tanýmaktadýr. Þöyle ki: COFDM modülasyonu kullanarak 4-6 ayrý kanalýn yayýnýný bir paket halinde sýkýþtýrýp tek bir frekanstan iletmek olanaklýdýr. Bunun Üzerine bir de SFN (Single Frequency Netvvork) olanaðýný koyarsak; ki bu þu demek:

Ýstanbul gibi bir þehirde ayný yayýný þehrin tamamýna izletebilmek için bir kaç vericiden verici sayýsý kadar frekans kullanýlmasý gerekirken, DVB-T'de ayný frekans Üzerinden farklý vericilerden yayýn yapmak da olanaklý. Özetlersek, þu anda Ýstanbul'da yayýn yapan 51 kanalýn tamamýný 13 frekans Üzerinden iletmek olanaklýdýr.

Ancak 'sayýsal karasal' yayýn yeni geliþmekte olan HDTV teknolojisi için çok uygun deðildir. Çünkü HDTV yayýnlar sýkýþtýrýlsa bile 'sayýsal karasal' yayýn teknolojisinde bir kanalý tamamen doldurmaktadýr.

2- DVB-T ile yayýncý kuruluþlarýn kendi vericilerini kurma zorunluluðu ortadan kalkmaktadýr. Bir yerel televizyon, DVB- T yayýný yapan bir yayýncý kuruluþun yayýn paketinden bir yer satýn alarak ciddi bir yatýrým maliyetinden kurtulabilir ya da bir kaç giriþimci bir araya gelerek 4-6 kanalýn yayýnlarýný tek bir verici Üzerinden yayýnlama olanaðýna kavuþabilir.

3- DVB-T'de belirli bir alana yayýn iletebilmek için gerekli verici gücü analog yayýncýlýktakine oranla onda bir seviyesindedir. Ayný kanaldan 4-6 yayýn yapabilme olanaðý da hesaplanýrsa enerji maliyetlerinden  50‘de 1’e kadar kazanç saðlanacaktýr. Çarpýcý bir örnek: TRT’nin yayýnlarýný iletebilmek için kullandýðý yýllýk elektrik enerjisinin maliyeti yaklaþýk 50 milyon dolar kadardýr. DVB-T ile bu maliyetleri 1 milyon dolar seviyesine çekmek olanaklýdýr. Buna karþýn ülke çapýnda elektrik ta­sarrufu konusu doðru deðildir. Çünkü her ne kadar vericilerde elektrik tasarrufu yapýlýyorsa da hanelerde her TV cihazý için bir set-top-box (uydu alýcýsý gibi bir kutu) gerektiðinden ve bunlarýn toplamda harcayacaðý güç büyük boyutlarda olacaðýndan, genel olarak ciddi bir tasarruf saðlanamayabilir.

4- Analog yayýncýlýkta bir vericiden gelen sinyaller yansýyarak alýcýya ulaþtýðýnda ikiz görüntülerin. gölgelerin oluþmasýna neden olabilir. Oysa DVB-T'de yansýyarak gelen sinyaller yayýnýn kuvvetlenmesine neden olurlar. Bu nedenle DVB-T mobil uygulamalar için de çok uygun bir sistemdir,

5- Analog yayýncýlýk da yayýnýn içine sadece teleteks konulabilir, DVB-T'de ise MHP (MultimediaHome Platform), internet ve mail servisleri, bilgi servisleri, bankacýlýk hizmetleri, oyun kanallar vb, yayýnýn içine kodlanabilir, Ayrýca DVB-T'de alýcý sadece sabit cihazlar deðil PDA, masaüstü bilgisayar, diz üstü bilgisayar ve cep telefonlarý olabilir. Bu avantajlara karþýt olarak, DVB- T'ye geçiþin yatýrým maliyetleri öne sürülebilir.

Kaba bir hesapla tüm ulusal kanallarýmýzý taþýyabilecek bir DVB- T aðýnýn maliyetinin yaklaþýk 500 milyon dolar olacaðý düþünülmektedir. DVB- T yayýnlarýný normal televizyon ve monitörlerden izlemek olanaklý. Ancak bunun için sayýsal uydu alýcýsýna benzer bir cihaz olan sayýsal yayýn alýcý (Set Top Box) satýn almak gerekiyor. Bir Set Top Box'ýn maliyeti ise 100   dolar civarýndadýr ve hanedeki her TV için bir adet gereklidir.

Þekil-1.20 DVB-T Sinyallerin Yansýmasý

DVB- T'de yansýyarak gelen sinyaller yayýnýn 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 Elemanlarý

2.1.1.1 Çanak Anten

      Uydu gelen yüksek frekansta çok zayýf mikro dalga sinyalleri toplar ve LNB’ye yansýtýr. Verimliliði doðrudan büyüklüðüne ve geometrisine baðlýdýr.

2.1.1.1.1 Ofset Çanak Anten

Yumurta þeklindeki oval çanaklar OFFSET çanaklardýr. Uydular yörüngesinden aþaðý ve yukarý 300 km zikzak çizerek bizimle beraber Dünya etrafýnda dönerler. Ofset çanaklarýn ova! olmasýnýn nedeni iþte bu uydunun 300 km yukarý aþaðý zikzak çizdiðinde çanak anten 24 saat boyunca ayný kalitede sinyal almasýný saðlayan oval oluþudur. Ýþte bu yüzden küçük boyuttaki ofset çanaklar dahi verimli çalýþmasýný saðlar ve ayrýca ofset çanak anten daha estetik ve elemanlarý daha düzgün daha saðlamdýr. Ofset çanak anten Üretmek özel pres kalýplarla mümkündür buda yüksek maliyetler gerektirir ancak böyle yüksek maliyetli bir fabrika kuran çanaðýnýn kalitesine önem vermesi gerekir.

Þekil 2.1 Ofset çanak anten

2.1.1.1.2 Parabol Çanak Anten

Tam yuvarlak çanaklar parabol çanaklardýr. Parabol anten gelen ýþýnlarý odak noktasýnda topladýðý için kazancý yüksektir. Ancak Parabol çanaklar LNB'nin tam ordasýnda durmasý uydudan gelen sinyali engellerken, uydu 300 km zikzak çizerken sadece 300 km alanýn içinde en iyi gördüðü konuma uydu geldiðinde alabileceði en iyi sinyali almaya çalýþýr. Parabol çanaklarýn ayaklarýnýn yan desteklerin olmamasý saðlam monte edilmesini engelliyor. Parabol antenler hem gönderme hem de alma iþleminde kullanýlabilirler. Bir de gerçekten yeni olan "Wavefrontier" çanaðý var, Toroidal deniyor. Bunun özelliði birbirine iyice uzak uydulardan 16 taneye kadar LNB ile çalýþabilmesi. Küçük olaný 55cm, büyüðü 90cm olan iki modeli var. Ayni büyüklükte olan parabol çanaklar kadar verimli olduðu ve montajýnýn çok kolay olduðu söyleniyor. Firma 1999'da kurulmuþ. Merkezi Kore'de, araþtýrma geliþtirme merkezi Rusya'da. Zaten Toroidal'in matematiksel modelinin ve formülünün bilgisayarlar sayesinde keþfedildiði merkez Moskova. Üretim tesisleri Taiwan'da, satýþ merkezi ise Irvine, Kalifomiya, ABD tekniði gerçekten çok karýþýk. Uydudan gelen sinyal ana yansýtýcýdan iki defa yansýtýlarak bir çizgi Üzerinde oluþturulan çok sayýdaki odaða yansýtýlýyor. Ana yansýtýcý bir elipsoid, yardýmcý yansýtýcý ise Toroidal +Elipsoid. Toroid geometrisi bir antende ilk defa kullanýldýðý için adýna toroidal demiþler. [5]

Þekil 2.2 Parabol çanak anten

Daha önceki çift yansýtýcýlý Cassegrain ve Gregoryen çanaklarda hiperboloid, paraboloid ve elipsoid geometrileri kullanýlmýþtý. Ancak bu çanaklarýn hepsi tek odaklý çanaklar idi. Bu anten ise prensip olarak Gregoryen yansýtýcýlý antene benziyor ancak formülü deðiþik Yardýmcý yansýtýcýnýn geometrisi hiperboloid yerine bir sanal "toroid" ana yansýtýcý ise elipsoide benziyor. Parabolik formülü hiç yok. Yardýmcý yansýtýcý konveks-konkav. Yani bir düzlemi konveks iken ortogonal düzlemi konkav. Tam þekilleri ayrýntýlý matematiksel hesaplar. Matematik ve fizik denklemleri ile elde ediliyor. Adýný "Toroidal çok uydulu anten" koymuþlar. Hareket eden aksamýnýn olmamasý hareketli çanaða göre daha güvenilir yapýyor. Ayrýca en önemli avantajý bu çanaðýn aldýðý çok sayýda uydu sinyalinin çok sayýda kullanýcý tarafýndan da paylaþýlabilmesi. Hareketli çanakta bu mümkün deðil. Polar antenle herhangi anda sadece bir tek uydunun yayýnlarý izlenebilir.  

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

LNB, çanaðýn odak noktasýnda toplanmýþ olan mikrodalga (2-50GHz) sinyali güçlendirip. Üzerinde elektronik iþlemlerin daha rahat yapýlabileceði daha alt bir frekans bandýna (1-2G Hz) dönüþtürür. Esas olarak Üç ana kýsmý bulunur. Besleme aðzý (feed) , yÜkseltici (amplifier), ve alt frekansa dönüþtürücü (converter). Uydulardan gelen yayýnlarýn bulunduðu (2-50Ghz) arasý bant dilimlere ayrýlarak sýrasýyla S, C, X, Ku. Ka, EHF,V bandlarý olarak adlandýrýlmaktadýr. Burada sadece ticari haberleþme uydularýnýn radyo TV yayýnlarýný almakta kullanýlan C (3.4 ­4.2GHz)bandý ve Ku (10.7 - 12.75 GHz) bandý LNB'lerinden söz edilecektir.[9]

..Þekil 2.3 LNB 

Size gereken LNB'nin hangisi olduðunu bilebilmek için öncelikle "Hangi yayýnlar izlenecek, hangi çanak kullanýlacak? , kaç kullanýcý izleyecek? sorularýnýn cevabýný bilmek gerekiyor. Eðer amaç küçük çanakla bir uydu sistemi kurup Türk ve Avrupa yayýnlarýný izlemek ise gereken kendinden ofset feedli bir "Ku Universal LNBF' "dir. Böyle bir LNB Türk uydu yayýnlarýnýn tamamýný. Avrupa yayýnlarýnýn ise %95'ini almanýz için yeterlidir. Piyasada satýlan LNB'lerin %95i bu türdendir. Eðer çanak birkaç uydu alýcýsýna paylaþtýrýlacaksa Twin veya Quad universal, merkezi sistemden çok kullanýcýya daðýtýlacak ise Quattro Universal kullanýlýr.

2.1.1.2   Diseqc

Üst bant yayýnlarýnýn yeni yeni kullanýlmaya baþlandýðý (1996-97) yýllarda ayný anda iki uydudan birinin alt ve üst bantlarý arasýnda seçim yapabilmek mümkün olamamaktaydý. Çünkü daha önce çanak seçme anahtarlamasý için kullanýlan 22KHz LNB' lerin içindeki osilatör seçimi (alt üst bant geçiþi) için kullanýlmýþtý. Alýcýdan anten istikametine uygulanacak bir kontrol iþaretleþmesi sistemi acilen gerekiyordu. DiSEqC (Digital Uydu Teçhizatý Kontrolü) bu gereksinimden ortaya çýktý. Þimdi daha önceki 22KHz tekniði kullanýlarak bu taþýyýcýnýn üzerinden sayýsal telgraf modüle edilmektedir

Önceden polarizasyon düzlemini deðiþtirme, çanak deðiþtirme ve hareketli anten kumandalarý tümüyle deðiþik baðlantý ve kontrol þekillerine sahipti, Örneðin 13118V polarizasyon deðiþikliði için, 22K11z sinyali ise çanak seçimi için kullanýlmaktaydý. Ayrýca hareketli antenlerin kumandalarý da tümüyle ayrý sinyallerle yapýlmaktaydý. Cihazlar arasýndaki uyumsuzluk sorunu da kullanýcýnýn cihaz seçimini güçleþtirmekteydi. Ayrýca daha önceki tekniklerle hem alt hem de üst bantlarý olan iki uydu arasýnda seçim yapmak mümkün olmamaktaydý.

DiSEqC Üzerine sayýsal telgraflarýn modüle edileceði bir taþýyýcý olarak 22KHz tekniðini kullanmaktadýr. Ana kumanda fonksiyonu her uydu alýcýsý içinde bulunan mikroprosesor tarafýndan üstlenilmektedir. Bu ana birim (master) tarafýndan verilen sayýsal kumanda bilgileri kumanda edilen (slave) cihazlar tarafýndan algýlanýr. DiSEqC þu anda 4 ana çeþit yapýda bulunmaktadýr. Basit DiSEqC (Mini - DiSEqC de denmektedir.) , DiSEqC 1.0 ve DiSEqC 2.0 ile DiSEqC 1.2.  Mini DiSEqC de sadece temel uygulamalara yeterli kýsýtlý özellikler bulunmaktadýr. Bu tip 22kHz sinyal için sadece 2 konumu içerir.12ms sürekli (O bilgisi) ve 12ms kesikli (1 bilgisi) , Bu þekilde 13/18V anahtarlamasýnýn da kullanýlmasýyla toplam 8 polariteye kumanda edilebilir. Yani örneðin V ve H polariteleri üst ve alt bantlarý ile iki çanaðýn tüm polariteleri seçilebilir. Eðer 8 polariteden çok kumanda gerekiyor ise mini-DiSEqC den vazgeçilmelidir. Sýra istenildiði kadar çok çanaða kumanda edebilen DiSEqC 1.0’a gelir. Bu durumda gerekli kumanda bilgileri 22kHz sinyalin üzerine modüle edilir. Örneðin 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 haberleþmesi Mini - DiSEqC sistemi (a), DiSEqC 1.0 ve Üzeri ise (b) ye göredir. Þekilde görüldüðü 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 sýnýrsýz olmaktadýr.

Bu sistem temel olarak tüm anahtarlama iþlevlerini yerine getirmektedir, ancak dijital teknoloji daha da fazlasýný vadeder. DiSEqC 2.0 ile çevre cihazlarý ana birimin (master) çip fonksiyonlarýný da görmektedir. Bu þekilde kullanýcýya yeni avantajlar saðlanmaktadýr. Uydu alýcýsýnýn kullanýmý ve programlanmasý oldukça kolaylaþmaktadýr. Örneðin uydu alýcýsýna LNB’nin lokal osilatör frekansýnýn bildirilmesi gerekmez sistem kendiliðinden tanýyabilir. Ayrýca merkezi kumanda tarafýndan her türlü hata durumu deðerlendirilip düzeltici deðiþiklik yapýlabilir.

DiSEqC sistemi bir dizi cihazý yada parçayý kumanda edebilme imkaný saðlar. Polarizasyon düzlemleri veya, uydu sistemleri arasýnda seçim yapmanýn yaný sýra polarizöder aktüatörler gibi çeþitli hareketli anten parçalarýna kumanda edilebilir.

DiSEqC sistemi geriye doðru uyumludur. Eskiden var olan 13-18V ve 22kHz sinyallerine sahip uydu alýcýlarý da bu sistemin içinde eskiden var olan tüm fonksiyonlarýný görebilirler. Ancak yeni geliþtirilen ilave fonksiyonlarý yapamazlar.

Bu haberleþmede yönlendirici durumda olan Master entegre devredir. Master devre Slave devreden bir cevap bekliyor ise (DiSEqC 2.0) bunun nasýl bir cevap olduðunu da belirler Slave devrelerden gerekli cevap gelmeden haberleþme bitmez. Kýsacasý master bir (yada daha çok) Slave cihaza 22kHz sinyalini kodlayarak kýsa bir komut göndermektedir ki bu basit bir yazýlým veya onu ikame eden devre ile yapýlabilmektedir. Slave cihazda ise (örneðin switch) hem uç cihazýna gerekli  kontrollar (örn. Antenleri seçen rölelerin kontrolü) hem de gerekli sinyal kodlama ve çözme iþlemleri ayný bir tek mikrokontrolör çipinde yapýlýr. Multiswitch denilen kutularda ise farklý master (uydu alýcýsý tarafý) devrelerden gelen komutlara uygun uç cihazlarý (örn. Anten) seçen bu devrelerden bir matris þeklinde (alýcý sayýsý kadar adette) bulunur.[7]

Þekil 2.4 Diseqc

 2.1.1.2   Diseqc Motor

DiSEqC protokolleri arasýna uydu anten motorlarýný doðrudan uydu alýcýlarýndan çýkan koaksiyel anten kablolarý üzerinden çalýþtýrmak amacýyla hazýrlanan bir DiSEqC 1.2 standardý da eklendi. Bu sistem halen artýk hemen hemen tüm digital uydu alýcýsý üreticileri tarafýndan standart olarak kabul edilmiþtir.

Þekil 2.5 Diseqc motor

2.1.1.2   Pozisyoner

Birden fazla uydudaki yayýnlarý takip etmek isteyen, birden fazla çanak anten için yeterli alana sahip olmayan ve çanak anten çapý 120cm den daha büyük olan kullanýcýlarýn pozisyonerleri kullanmalarý uygundur. Bu sistem ile onbeþin (15) üzerinde uydunun yayýnlarýný alabilmek mümkündür. 18, 20, 22, 24 inç'lik motorlar ile beraber kullanýlarak çanak anteninin istenilen uyduya dönmesini saðlar. [2]

Þekil 2.6 Pozisyoner

 

2.1.1    Alýcýlarýn Yapýsý

2.1.2.1 Anakart

Sayýsal alýcýlar bilgisayar gibi çalýþýrlar. Sayýsal alýcýlardaki anakart bir bilgisayardaki anakart gibi görev yapar.Ancak alýcýlardaki anakartalara, bilgisayarlardaki anakatlarda olduðu gibi ek devrelerle özellikler artýrýlamaz. Yani tümleþik devre olduðundan ekleme yapýlamaz.

Anakart Üzerinde iþlemci, flash bellek, RAM, tuner katý, RS 232 portu, TV scart giriþi, ses çýkýþý, optik ses çýkýþý (opsiyonel) ve bunun gibi bölümler mevcuttur.[4]

Þekil 2.7 Anakart

Flash bellek, bilgisayardaki harddisk gibi görev yapar. Flash bellekte fabrikasyon ayarlarý (1/1O) ve kullanýcý için ayrýlan (9/1O) bölüm vardýr. Yazýlým yüklemesi yapýldýðýnda kullanýcý için ayrýlan 9/l0'luk kýsým kullanýlýr. Alýcý resetlendiðinde ise fabrikasyon ayarlarýna dönülür. Kanal bilgileri, kanallarýn nerede kayýtlý olduklarý, hangi transponderlerin kullanýldýðý bilgileri flash bellekte bulunur.

RAM iþlemlerin yapýldýðý yerdir. Alýcý çalýþýyorken yapýlan iþlemler RAM'de gerçekleþtirilir. Bunlarýn dýþýnda, ses, görüntü, baðlantý cihazlarý da anakart üzerinde bulunur.

2.1.1.2   Tuner

LNB'den gelen sinyali IF (Ara frekans) sinyaline çevirir. Yer, uydu ve kablo yayýnlarý için üç deðiþik tip kipleme kullanýldýðýnda üç tip yayýn alýnacaksa üç ayrý tuner devresi gereklidir. Tuner içinde bulunan kip çözücü devre, alýcýnýn hangi yayýný alacaðýný belirler. Alýcý içindeki kip çözücü, QAM sinyali çözebiliyorsa DVB-C, QPSK sinyali çözebiliyorsa DVB-S, COFDM sinyali çözebiliyorsa DVB- T alýcý adýný alýr.

Normal uydu tunerleri, LNB'den gelen 950-2250 MHz'lik ara frekans iþaretlerini, genelde 479 MHz olarak seçilen sabit bir ara frekansa düþürdükten sonra kip çözme iþlemi yapýlýrken, yeni nesil Zero - IF (Sýfýr ara frekansýna ) tunerlerde ise giriþ iþaretine doðrudan kenetlenen bir yerel osilatör kullanýlarak ikinci ara frekans ortadan kaldýrýlmýþtýr. Böylece daha ucuz ve daha hýzlý bir çözüm elde edilmiþtir. Birden fazla kip çözücünün bulunduðu tunerlere combo adý verilir. Yeni uydu alýcýlarýnda tuner devresi bir iþlemci ve birkaç elektronik kompanentten oluþur.[6]

2.1.1.3   Chipset

Chipset alýcýnýn iþlemcisidir. Alýcýlarýn tüm özellikleri chipset tarafýndan  belirlenir,.Alýcýlarýn diðer parametleri de chipset tarafýndan belirlenir. Alýcý için  kullanýlacak olan anakart chipset üreticisi tarafýndan tavsiye edilir. Yukarýda  deðindiðimiz gibi bilgisayarý alýcýdan ayýran fark, özelliklerinin deðiþtirilebilmesi  yani yükseltilebilmesidir.Ancak alýcýlar da chipset özelliði belirlediðinden ve deðiþmesi söz konusu olmadýðýndan özellikleri artýrýlamaz.

Þekil 2.8 Chipset ayak baðlantýlarý

2.1.1.2   SMPS

Dijital alýcýlarda SMPS güç kaynaklarý kullanýlmaktadýr. Çünkü alýcýlarýn düþük gerilimlerden ve elektromanyetik alanlardan etkilenmesini önler. Alýcýlarda harici olarak bulunan pozisyonerler zamanla SMPS katýna dahil edilmiþtir.[4]

Þekil 2.9 SMPS

2.1.1   DVB-T ALICISILARI

Sayýsal karasal yayýn baþladýðýnda analog televizyonlar yayýný alabilmek için dönüþtürücü bir cihaza ihtiyaç duyarlar,bu cihaz yayýný almalarýný saðlar. Aþaðýdaki cihaz televizyonun scart giriþine takýlarak yayýn alýnýr.[3]

Þekil 2.10  TV için DVB-T alýcýsý

  Daha bir çok þekil ve ebatta modelleri bulunur ama çalýþma prensipleri aynýdýr. Aþaðýdaki cihazda bilgisayarýn usb giriþine takýlarak yayýnýn alýnmasýný saðlar. Yeni nesil uydu alýcýlarýnýn da DVB-t giriþleri vardýr. [2]

Þekil 2.11 Pc için DVB-T alýcýsý

2.1.1   HD TV

Yeni tv’ler sayýsal karasal yayýný bir dönüþtürücüye gerek duymadan alabilir. Aþaðýdaki þekilde onlardan biri gösterilmektedir.[4]

Þekil 2.12 Sayýsal yayýnlarý alan tv

ALICILARIN YAZILIMSAL YAPISI

Þekil 2.13 Sayýsal alýcý yazýlým katlarý

2.1.1   Yazýlým

Dijital alýcýlarýn en zor kýsmý yazýlým kýsmýdýr. Ýstasyon bulma, kanal programlama, ses ve görüntü bileþenlerinin tanýnarak ayýklanmasý ve buna benzer daha pek çok iþlem yazýlým tarafýndan gerçekleþtirilmektedir. Yazýlým üç kýsýmdan oluþmaktadýr:

1. Alýcý imalatçýsý tarafýndan yazýlmasý gereken “Uygulama Yazýlýmý”.

2. Kýsman alýcý imalatçýsý kýsmen de Tümdevre imalatçýsý tarafýndan yazýlan “Uygulama

Yazýlým arayüzü

 3. Tümdevre imalatçýsý tarafýndan verilen veya yazýlým evlerinden satýn alýnan “Gerçek Zamanlý Ýþletim Sistemi”

4. Tümdevre imalatçýsý tarafýndan yazýlan “Sürücü” yazýlýmlarý.[1-3]

 

2.1.2   Þifreleme ve Kýsýtlý Kullaným

 

Sayýsal televizyonun getirdiði önemli avantajlardan biri de güvenilir ve kolay þifreleme tekniklerine uygun olmasýdýr. Sayýsal sistemler için kýrýlmasý çok zor þifreleme teknikleri geliþtirmek ve uygulamak çok kolaylaþmýþtýr. Buna baðlý olarak da sadece reklam gelirlerine baðýmlý TV istasyonlarýnýn yerini abone sistemine dayalý paralý televizyonlar (pay-TV) ve bunlarla paralel isteðe baðlý video filimler (video-on­demand), film baþýna para ödeme (payper-view) gibi sistemler almaktadýr. Tabii faturalama için aboneden istasyona geri yönde iletiþim de gereklidir. Bu da genellikle basit bir modem ve normal telefon hattý ile saðlanabilir. Kablo-TV sistemlerinde tek bir kablo hem ileri hem geri yönde iletiþimi saðlar.

Eðer yayýn kýsýtlý kullanýmlý veya þifreli ise program yerleþim tablosunda (PMT) belirtilen özel tablolarda ve kýsýtlý kullanýmý tablosunda (CA T) hangi yöntemin kullanýldýðý ve þifre çözümü için gerekli bilgiler verilir. Standart ayrýca bir Ortak Þifreleme Algoritmasý (Common Scrambling Algorithm, CSA) belirlemiþtir. Ýsteyen yayýncýlar bu ortak algoritmayý kullanarak kullanýcýlar için ucuz çözümler üretebilir. Bu algoritma makul süreler için yeterli bir gizlilik saðlamaktadýr. Çözülmesi daha zor bir sistem isteyen yayýncýlar kendi özel tekniklerini de kullanabilirler.

Her yayýncý kendi þifreleme yönteminin ve aboneleri ile ilgili bilgilerin gizli kalmasýný istediðinden standart belli bir tek kýsýtlý kullaným (conditional access, CA) algoritmasý belirlemiþtir. Buna karþýlýk, kullanýcýlarýn her bir þifreli yayýn için ayrý bir kod çözme cihazý kullanmalarý da pek. pratik deðildir. Bu yüzden DVB standardý iki ayrý yol önermektedir:

"Simuleryptl” sistemi: Bu sistem. ayný þifreleme algoritmasý kullanan fakat deðiþik "kýsýtlý kullaným" yöntemleri seçen deðiþik yayýncýlarýn ayný transport sisteminden yararlanmalarýna izin verir. Bu yayýncýlar aralarýnda anlaþarak hepsinin "kýsýtlý kullaným" yöntemlerine uygun ortak bir yayýn dizisi belirlerler ve her biri kendi þifrelenmiþ sinyalini ayný dizi içinde gönderir.

"MuIticrypt" sistemi: bu sistemde "kýsýtlý kullaným" ve þifre çözümü ile ilgili bütün fonksiyonlar bilgisayarlarda kullanýlan PCMCIA tipi sökülüp takýlabilen ayrý bir modül halinde gerçekleþtirilir. Transport veri dizisi önce bu modülden geçirilerek þifresi çözüIür daha sonra MPEG-2 çözücüye gönderilir. Bu iþlemi yapabilmek için standart bir ortak arayüz (Common Interface, Cl) kullanýlýr. Bu devre ana devrenin mikroiþlemcisinin "bus" devresi üzerinden alýcý ile bilgi alýþ-veriþi saðlar. Bir alýcý birden fazla Ci devresi kullanabilir. Bu sayede istediði kadar deðiþik þifreleme yöntemleri kullanan þifreli yayýnlarý PCMI yarýklarý ve Akýllý Þifre Kartý (Smart Cart) kullanarak izleyebilir. Deðiþik yöntem kullanan yayýmlar için PCMCI yarýðýna takýlan CI kartýný. Ayný yöntemi kullanan fakat þifresi deðiþik olan yayýnlar için de þifre kartýný deðiþtirmek yeterlidir.

Yayýncýlar arasýndaki herhangi bir anlaþýmý gerekmediðinden ve ilerde çýkabilecek yeni yöntemleri kullanabilme açýsýndan Ortak Arayüz kullanan "Multicrypt" sistemi daha avantajlýdýr, Buna karþýlýk pahalý konnektör kart v.s. gibi elemanlarý kullanmak zorunda olduðundan diðer sisteme göre daha pahalýya çýkmaktadýr. Buna raðmen bugünkü dijital uydu alýcýlarý genellikle Ortak Arayüz (CI) sistemi ile piyasaya sürülmektedir. Sadece belli bir yayýn kuruluþu kendi aboneleri için özel bir alýcý yaptýrýyorsa o zaman sadece kendi þifresini çözen kod çözücü cihazlarýný tercih etmektedir.[2,4]

 

2.2.2.1 ÞÝFRELEME SÝSTEMLERÝNÝN PRENSÝPLERÝ

Tahmin edilebileceði gibi þifreleme sistemleri yapýsý gereði son derece gizli olarak geliþtirilip uygulanmasý gereken sistemlerdir ve bu sistemlerde kullanýlan teknikler gizli tutulmaktadýr. Bu yüzden burada sadece genel prensipler anlatýlacaktýr.

Þifreleme algoritmalarý iki farklý kontrol kelimesi (þifrelenmiþ bit dizisi) kullanýrlar. 2 sayýsýnýn tam katlarý þeklinde seçilen bir sýklýkla bu kelimeler yer deðiþtirir. Böylece korsanlarýn iþi zorlaþtýrýlmýþ olur. Bu kelimelerden biri kullanýlýrken diðeri Program Eþleme Tablosu (PMT) veya Kýsýtlý Kullaným Tablosu (CAT) içinde gönderilen Lisans Kontrol Bilgi1eri (ECM) içinde gönderilir. Bunlar þifre çözücü tarafýndan saklanarak gerekli iþlemlerde kullanýlýr. Bunlarýn dýþýnda ayrýca sabit bir kontrol kelimesi vardýr. Bu kelime  þifresiz yayýnlarda kullanýlýr.

Þifreleme algoritmalarý korsan kullanýcýlara (hackers) karþý mümkün olduðu kadar uzun süre direnebilmelidir. Bu yüzden transport dizisi (TS), program dizisine (PES) veya her ikisine birden uygulanýrlar.[9,10]

 

 2.2.2.1.1 Transport Dizisini Þifreleme

  Transport dizisinin baþlýk kýsmýnda iki iþaret biti, dizinin þifreli olup olmadýðýný ve þifreli ise hangi kelimeyi kullandýðýný belirlemek üzere ayrýlmýþtýr. Bu bitlerin  anlamý þöyledir:

  • 00       Þifresiz

  • 01       Sabit kontrol kelimesi ile þifreli (Herkes çözebilir)

  • 10       Çift sayýlý kontrol kelimesi ile þifreli

  • 11       Tek sayýlý kontrol kelimesi ile þifreli

  Transport  seviyesindeki þifreleme bütün çoðullama iþlemleri yapýldýktan sonra uygulanýr. Her transport paketi sadece bir program dizisine ait verileri taþýdýðýndan bu verilerin tamamý veya bir kýsmý þifrelenebilir.[10]

2.2.2.1.2 Paketlenmiþ Program Dizisini Þifreleme

 Bu durumda þifreleme iþlemi sinyalin kaynaðýnda yapýlýr ve PES paketinin baþlýk kýsmýndaki iki bitlik PES Þifreleme kontrol  bitleri ile paketin þifreli olup olmadýðý belirtilir

  • 00       Þifresiz

  • 01       Þifresiz

  • 10        Çift sayýlý kontrol kelimesi ile þifreli

  •  11      Tek sayýlý kontrol kelimesi ile þifreli

        Bu seviyede þifreleme yapýldýðýnda aþaðýdaki sýnýrlamalara uymak gerekir. [8]

  ·    Baþlýk kýsmý þifresiz olmalýdýr. Aksi halde þifre çözücü nerde baþlayýp nerede duracaðýný ve hangi  þifre kelimesini kullanacaðýný bilemez.

Þifreleme  184 byte 'lýk yük kýsmýna uygulanmalýdýr ve sadece en son pakete adaptasyon bitleri  eklenmelidir.

Transport paketlerine sýðabilmesi için PES paket baþlýðý hiçbir zaman 184 by te' geçmemelidir

Bu þifreleme  þeklinde "sabit þifre kelimesi" kullanýlamaz.

 

2.2.2.2 Kýsýtlý Kullaným Sistemlerinin Uygulanmasý

Þifre çözme iþlemi için Lisans Kontrol Bilgileri (ECM) ve Lisans Denetim Bilgileri (EMM) gereklidir. Bunlar kýsýtlý kullaným mesajlarý olarak iletilirler ve aþaðýdaki giriþ verileri kullanýlarak elde edilirler.

  • Çözme iþleminin baþlatan kontrol kelimesi (Cotrol_world)

  • Deðiþik kullanýcý gruplarýný  ayýrt  etmek için kullanýlan kontrol kelimeleri þifrelemek için kullanýlan servis anahtarý (servicejcey)

  • Servis anahtarý þifrelemek için kullanýlan kullanýcý anahtar (user_key)

 Lisans Kontrol Bilgileri (ECM) kontrol kelimesi ve servis anahtarý kullanýlarak elde edilen bir dilÝ olup yaklaþýk olarak her :2 saniyede bir gönderilir. Lisans Denetim Bilgileri (EMM) ise servis anahtarý ve kullanýcý anahtarý kullanýlarak elde edilir ve yaklaþýk her l0 saniyede bir iletilir.

Alýcý tarafta þifre çözme iþi Lisans Denetim Bilgileri (EMM) dosyasýný bulup burdan servis_anahlarýný ve kullanýcý_anahtarýný çýkarmakla baþlar. Bu iki anahtar da þifrelenmiþtir. Önce bunlarýn þifresini çözmek gerekir. Bunun için þifreli kullanýcý anahtarý akýllý kart (smart  card) ünitesine gönderilerek þifre çözülür. Sonra bu anahtar kullanýlarak servis anahtarýnýn þifresi çözülür. Çözülen servis anahtarý kullanýlarak Lisans Kontrol Bilgileri (ECM) dosyasýndaki kontrol kelimeleri çözülür ve bunlar kullanýlarak esas veri dizisi çözülür.

Þekil 2.14 ECM ve EMM yardýmý ile kontrol kelimelerinin çözülmesi

  • Önce sýfýr numaralý (PID=O) paketten program iliþki tablosu (PAT), buradan da program yerleþim  tablosu (PMT) çýkarýlýr.

  • Program yerleþim tablosu (PMT) paketlenmiþ temel dizideki (PES) ses, görüntü, sistem saat referans sinyali (PCR) ve lisans kontrol bilgilerini (ECM) taþýyan paketlerin numaralarýný verir.

  • Bir numaralý (PH)]) paketten elde edilen kýsýtlý kullaným tablolarý (CAT) yardýmý ile hangi paketlerin lisans denetim bilgilerini (EMM) taþýdýðý belirlenir.

  • Bu bilgiler ve aký il ý karttaki kullanýcý  anahtarý yardýmý ile bundan sonra gelen þifreli paketleri çözmek için gerekli kontrol kelimesi oluþturulur.

Burada anlatýlan yöntem þifreli yayýn çözmenin temel kurallarýný vermektedir. Tabi ki gerçek uygulamalarda gizliliði artýrmak için yayýncýnýn kullandýðý farklý ve açýklanmayan özel teknikler söz konusudur.Bütün bu gizlilik ve yeni tekniklere raðmen hiçbir þifre çözülemez deðildir. Önemli olan bu þifreleri çözmeye çalýþan korsanlarýn iþini yeterince zorlaþtýrmak ve belli bir þifreyi bulmak için geçecek zamaný mümkün olduðu kadar uzun yapabilmektir. Eðer þifre bu zaman aralýðýndan daha kýsa sürelerde deðiþtirilirse baþkalarýnýn bu þifreyi bulmasý bir iþe yaramaz.[7]

2.1.1   Cihazýn Yazýlým Güncellenmesi

  • Bilgisayarýn ve Yükleme Yapýlan Cihazýn  RS232 Seri Haberleþme Portu Olmalý
  • Bilgisayar Ýle Cihaz Arasýnda RS232 Seri Haberleþme Kablosu Olmalý

Þekil 2.15 Gönderme iþleminin blok diyagramý ve RS 232 kablosu

Þekil 2.16Yükleme Yapýlacak Cihaz NEXT YE8000 XCAM Plus

 

2.2.3.1 Yazýlýmýn Bulunmasý

Yazýlýmlar internet üzerinden kolaylýkla bulunabilir.(www.nebutv.com)

Her cihazýn software ‘i ve yükleme araçlarý ayný deðildir.

Her cihaz için farklý yazýlýmlar kullanýlabilir.        

Yazýlýmlarda üç editörün ayný anda bulunabileceði gibi tek tekte bulunabilmektedir.

Þekil 2.17 Next Software Downloader

2.2.3.2Yazýlýmýn Yüklenmesi

STBLoader Programýný Bilgisayarýnýza Kurunuz...

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

Next YE8000-XCAM'in arkasýndaki elektrik þalterini kapatýnýz (Cihazýn ön panelinde ýþýk olmamalý)

STBLoader Programýný açýnýz... (Masaüstünde Kýsayol olacaktýr)

Programý açtýðýnýzda Yüklenecek Yazýlýmýn nerde olduðunu soracaktýr...

Yüklenecek Yazýlýmý Seçiniz...

Dosyayý seçtikten sonra program tamamen açýlacaktýr...

Program açýldýktan sonra, Download butonuna týklayýn...

Download butonuna týkladýktan sonra Cihazýnýzýn arkadaki þalterini açýnýz.

Yazýlým yükleme iþlemi baþlayacaktýr, Ýlk önce cihazýn hafýzasý silinecektir...

Cihazýn ön panelinde dnLd yazacak ve 000'dan 100'e kadar sayacaktýr...

Yükleme iþlemi bittiðinde uyarý ekraný gelecektir. Tamam butonuna basýnýz...

Yükleme iþlemi baþarýyla tamamlanmýþtýr.

Bu iþlemi yaptýktan sonra cihazýnýzý fabrika ayarlarýna döndürmeniz gerekmektedir. Bunun için CihazMenüsünden > Sistem Ayarlarý > Cihaz Reset'e gelerek þifre olarak 0000 giriniz.[6]

2.1        ALICILARIN ÇEÞÝTLERÝ

2.3.1 FTA

FTA receiver en temel üründür. FTA Ýngilizce Free-To-Air kelimelerinin baþ harfleridir. Genel anlamda uydularda "þifresiz" ve serbest olarak alýnabilen kanallar ve bunlarý alan cihazlara FTA Receiver denir. FTA, üzerinde modül, kart yeri ve bunlarý destekleyen donaným olmayan alýcýlarýn genel adýdýr. Turksattaki kanallarýn büyük çoðunluðu þifresizdir ve bir FT A cihazla serbestçe alýnabilir.[9]

Þekil 2.18 FTA alýcý

2.3.2 CI-CIS-CX

CI , Ýngilizce Comman Interface kelimelerinin baþ harfleridir. Türkçesi ortak arabirim olarak söylenir.

FTA ya ilave olarak deðiþik þifreleme sistemlerini çözebilecek bir modül takýlabilecek slotlar vardýr. Bu slotlara takýlan bir modül ve o modüle uygun bir kartla ilave bazý þifreli kanallarý da seyretme imkaný doðar. Modüller, smartkardlar vasýtasýyla þifreli kanallarýn izlenmesini saðlar Normal þartlarda bu kartlar abonelik sistemiyle satýn alýnýr. Örnek Digiturk, CI'ya ek olarak, bir adet modülün gömülü olduðu alýcýlara CIS denir. Yalnýzca bir adet gömülü modül bulunan alýcýlara CX denir. Bu gömülü modüllel'e, sadece smartkardlar takýlarak þifre çözümü gerçekleþtirilir. [3]

2.3.2.1 CAM (MODÜL)

Dijital uydu alýcýlarýndaki yuvalara takýlan ve þifreli kanallarý çözmeye yarayan dekoder cihazlarýdýr. Örnek olarak içine þifre kartý takýlan Analog Eurocrypt veya Cine5 dekoderleridir. Bu küçük modüller  analog cihazlarýn dijital olanlarýdýr ve þekil olarak laptop bilgisayarlarýn modem vs. kartlarýnýn aynýdýr. Hatta laptop bilgisayarlarýn PCMCIA yuvasý alýcýlardaki CI yuva ile ayný özellikte olduðundan CAM'ler bu yuvalara takýlarak bilgisayardan program yüklenmesi saðlanmaktadýr.

Alýcý cihazlarda radyo tv yayýnlarýný çözme sýrasýnda ise normalde bir CAM'in içinde bir de "smartcard" bulunmalýdýr. Yani, bunlar kapýnýn kilidi, kart da anahtarý oluyor.

Kartta abonenin kimlik numarasý, hangi kanallarý, hangi, tarihten, hangi tarihe kadar izleme hakký olduðu, ayrýca ne gibi ilave masraflarý olduðu gibi bilgiler yer alýr. Kanalýn açýlmasý için merkezdeki bilgilerle karttaki bilgilerin birbirini tutmasý gerekir. Yayýn sinyalinin çözülmesi esas olarak uydu alýcýsýnýn iþidir. CAM 'ýn iþi ise sadece kart bilgilerini þifre sistemine uygun olarak yorumlamaktýr. Kart CAM'le, CAM de uydu alýcýsý ile konuþarak kanal görüntü  sesin  açýlmasý saðlanýr.

Modülün takýldýðý yuva CI (Ortak arayüz) bütün dijital STB (uydu/kablo/yersel dijital alýcý set üstü cihazlarý) için artýk standart hale gelmiþtir. Ayrýca bazý alýcý cihazlarýn içinde kendinden (embedded) modül ek bulunur. Tabii bu modüle iliþkin kartýn takýlacaðý bir ek kart yuvasý vardýr.(Kart yuvasý ile CAM yuvasý kalýnlýklarý çok farklý olduðu için ilk bakýþta ayýrt edilebilir) Birçok cihazda da hem kendinden  modül hem de ayrýca modül takýlacak CI yuva bulunur.

Kendinden (embeeleled) CA'lý cibaz almak ilk baþta ayrýca CAM almaya göre küçük bir maliyet avantajý  taþýmakla birlikte cihazýn içindeki CA çok çabuk demode olduðu ve deðiþtirilmesi oldukça güç olduðundan fazla tercih edilmemektedir.

Þu anda da ara yüzlü. modülü olmayan çeþitli þifre sistemleri vardýr. ABD'de yaygýn olan PowerVu  ve Ýngiltere'de Sky Digital'in dekoderi Sky Digibox (içinde NDS Videoguard denilen yeni bir CAM kullanýyorlar) bu türden cihazlar. Dekoder Digibox'ýn ayrýlmaz bir parçasý ve sadece Sky Digital 'in bayilerinden alýnabiliyor. Ýleride modül sistemine geçmesi beklenen bu NDS sisteminin halen Avrupa da ve Orta Doðuda ki mevcut kullanýcýlarý Ýtalya'da "Stream" Yunanistan'da, "OTE" ve Ýsrail de ki "YES" platformlarý.

CAM satýn almanýn bir alternatifi kendinden dekoderli cihaz almaktansa, diðer bir alternatifi de modül donanýmýný emule eden bilgisayar yazýlýmlarýdýr. Bu yazýlýmlar bazý dijital uydu alýcýsý kartlarýyla, sadece bazý  þifre ve yazýlýmlar için baþarýlý olmaktadýr.

Sonuç olarak bir CAM ve korsan kartlarla izlenemeyen bir þifreli yayýný bu tür yazýlýmlarla çözme olanaðý da yoktur. Yani alternatif bir yöntem olarak "bilgisayarda izleme" ilk bakýþla kullanýcýya CAM ve kart tasarrufu saðlamakla birlikte uzun vadede çok da elveriþli bir yöntem olduðu söylenemez. Þifreli yayýnlarý izlemek için bir CAM kullanýlmasý ise neredeyse en elveriþli tek yöntem olarak durmaktadýr. Bugün üretilen tüm CAM’lar tüm alýcý cihazlardaki CI yuvalarýyla tam uyumludur.[2]

Þekil 2.20 Cam çeþitleri

 2.3.2.2 Smartcard

Kart diðer  adýyla smartcard- akýll kart içinde basit bir iþlemci ile bu iþlemciye entegre ya da baðýmsýz bir belleði bulunan kredi kartý büyüklüðünde ve özelliðinde olup iþlev yönünden uydu yayýnlarýnýn þifrelerinin çözülmesi için kullanýlan plastik kartlardýr. Bu kartlar çoðunlukla yukarýda sayýlan modüllerin içine sürülerek kullanýldýðý gibi bazý alýcýlarýn içinde gömülü olan modüllere ait kart okuyucularýn da içlerine sürülerek kullanýlýrlar. Þifre sisteminde deðiþken parça olarak kart kullanýlmaktadýr. Süre sýnýrlarý, bazý yayýnlarý izlenmesi, bazý yayýnlarýn izlenememesi gibi iþlevler genellikle kart üzerinden yerine getirilmektedir. Kartlarýn da yasal yayýncý kuruluþlar tarafýndan satýlanlarý olduðu gibi sonradan kart programlayýcýlar tarafýndan doldurulabilen boþ tipleri de vardýr. Yayýncý kuruluþlarýn verdiði kartlarýn üzerlerinde bu kuruluþlarýn logolarý, geçerli olduðu süreler ve açtýðý paketin adý gibi bilgiler mevcut olabilir. Boþ olarak satýlan kartlarda ise kartýn üzerindeki iþlemci bellek kapasitesi, bellek ve iþlemcinin hýzý ve hangi þifreleme sistemlerinde iþ gördüðü gibi farklýlýklar mevcuttur. En yaygýn boþ kart örneði Fun kartlardýr. Yeni geliþtirilen bazý kartlara örnek olarak da Opos kart verilebilir. Kimlik  kartý görevi yapar. Hangi kanalýn, hangi tarihler arasýnda izleneceðini belirler. Kanalýn izlenebilmesi için  kartta bulunan bilgiler ile  merkezdeki bilgilerin uyuþmasý gerekir.

  • Yayýncý kuruluþ smartcard ile bizimle konuþur (Abonelik iþlemi)

  • Smartcart  CAM ile konuþur.

  • CAM uydu alýcýsý ile konuþur.

  • Uydu alýcýsý gelen datayý uygun þifre (Yayýncý kuruluþun þifresi) ile çözerek kanalýn ses ve görüntüsünü açar.[7]

Þekil 2.21 Smart kart çeþitleri

2.3.3 PVR

PVR, Personel Video Recorder (Kiþisel Görüntü Kaydedici) kelimelerinin baþ harflerinden oluþur ve dahili bir sabit diski olan bütün uydu alýcýlarýna verilen bir isimdir. PVR, "Personal Computer" ve "Video Cassette Recorder" ifadelerinin birleþtirilmesiyle oluþturulmuþtur. Bunun nedeni, standart video kayýt cihazlarýnda olduðu gibi ses ve görüntü yayýnlarýný kaydetmesi ve bunun için bir sabit disk kullanmasýdýr.

PVR'ýn pek çok avantajý vardýr. En baþta kalite: programlar dijital formatta kaydedilir ve daha sonra canlý yayýnlarla ayný dijital kalitede izlenirler. Diðer bir avantaj da hýzdýr. Kayýt etmek istediðiniz ilginç bir program olduðunda boþ bir kaset aramaya, bunu takýp videonun uzaktan kumandasýný bulup en sonunda "kayýt" etmekle uðraþmaya gerek kalmaz. Bunun verine PVR kumandasý üzerindeki tek bir tuþa basarak izlemekte olunan program kaydedilmeye baþlanabilir.

Üçüncü büyük avantaj ise "Time-shift" (zaman-aktarma)özelliðidir. Sadece kumanda Üzerinde bir tuþa basýldýðýnda PVR görüntüyü donduran ve sessizce programý kaydetmeye baþlar. Daha soma baþka tuþa basarak programýn kaldýðý yerden devam etmesi saðlanabilir. Hiç þüphesiz PVR, izlemeye devam ettiðinde de kayýt etmeye devam ettiði için programýn tamamý izlenir.  

Bütün PVR'lerde daha önceden yapýlmýþ bir kaydý izlerken o an yayýnlanan bir programý kaydetmek mümkündür. Bu iki taneye sahip olmadýkça video kayýt cihazlarýnda imkansýzdýr. Eðer iki canlý yayýný eþ zamanlý olarak birini izlerken diðerini kayýt etmek isteniyorsa, PVR cihazýn iki ayrý tuneri olmasý gerekir. Bu özellik yalnýzca birkaç markada bulunuyor. Bu özelliðin kullanabiImesi için ya iki LNB ya da çift çýkýþlý bir LNB olmalý. Her tuner LNB'ye polarizasyon ve yüksek alçak bant deðiþtirme komutlarý gönderirken sanki tümüyle farklý bir uydu alýcýsýymýþ gibi davranýr.

PVR'ler yalnýzca uydudan gelen yayýnlarý kaydedebilirler. Eðer normal antenle alýnan bir program kaydedilecekse eski yöntem kullanýlmak zorundadýr. Diðer bir problem ise kapasitelerinin artmasna ve fiyatlarýnýn sürekli düþmesine raðmen sabit disklerin sýnýrlý büyüklükte olmasý. Þu anda piyasada bulunan PVR'ler asgari 20 GB'lýk sabit disklere sahipler. Bu rakam 60 veya 80 GB'a kadar çýkabiliyor. 20 GB'lýk bir sabit diske 11 - 12 saatlik bir görüntü  kaydý yapar.

Kaydedilen programý bilgisayara aktarmak PVR'ýn ne tür baðlantýlara sahip olduðuyla alakalýdýr. Yalnýzca seri bir arabirimle bu mümkün deðildir; çünkü 115 Kbit/sn'lik baðlantý hýzýyla bir filmi aktarmak günler sürer. Neyse ki bazý PVR'ler daha hýzlý veri iletiþimi saðlayan USB baðlantýsýnýn kullanýlmasýna olanak tanýyor. Fakat bir PVR tarafýndan kayýt edilen programlar bilgisayarýn ses ve görüntü yazýlýmlarý tarafýndan her zaman tanýnmayabilir. Bu PVR'nin veri kayýt ederken  hangi formatý kullandýðýna baðlýdýr. Örneðin radyo programlarý genellikle MP3 formatýnda kaydedilirken TV programlarý bir kaç farklý formatta kaydedilir. Bu durumda bir formattan diðerine dönüþüm yapmanýzý saðlayacak araçlarý bulmakta internet yardýmcý olabilir.

PVR'larýn kullanýmý normal bir video cihazýndan daha zor  deðildir. Üzerinde standart kontrol tuþlarý bulunur:  kayýt, oynat, durdur, geri al hýzlý/yavaþ ileri al ve don­dur  çoðu PVR  baþýnda kimse yokken favori programlarý kaydetmeyi saðlayan saat fonksiyonuna sahiptir. Genellikle, kullanýcýnýn kayýtlarý bulmasýna yardýmcý olan ve sabit diskin içindekileri gösteren bir liste vardýr. Bu listeden bir kaydý izleyebilir veya biraz yer açmak için bazýlarý silinebilir.

Çoðu PVR üreticisi kiþisel bilgisayarlarda kullanýlan standart ElDE sabit diskler kullanýrlar.     Bu sayede, ileride daha büyük veya daha hýzlý sabit diskler almak mümkün olacak. Böyle bir þey yapmadan önce PVR cihazIarýnýn sabit diski formatlama (veya tanýma) özelliðinin olduðundan emin olunmasý gerekir, aksi takdirde kullanýlamayabilir.

Bilgisayarda kullanýlan bir uydu kartý PVR olarak kullanýlabilir. Evet, hiç þüphesiz bilgisayarýn sabit diskine kayýt yapmayý saðlayan pek çok bilgisayar uydu kartý var. Üstelik bu, ayrý bir PVR almaktan daha ucuz bir çözüm; çünkü  bilgisayarýn içinde mevcut donanýma ayrýca para ödemeye gerek kalmaz. Ancak bilgisayarda boþ bir  slot olmasý gerekir.

Normal uydu alýcýlarýnda olduðu gibi bir PVR sadece þifresiz yayýnlar için olduðu gibi þifreli yayýnlar için de tasarlanmýþ olabilir. Hiç þüphesiz uygun bir modül (dahili veya modül yuvasýna takarak) ve buna uygun bir Smartkart olmasý gerekir. Daha sonra þifreli TV ve radyo yayýnlarýný izlenebilir veya kaydedilebilir. [5] 

2.1   UYDU ALICIARININ GELECEÐÝ

Teknolojinin her alanýnda olduðu gibi, uydu alýcýlarýnda da  hýzlý geliþmeler yaþanýyor. Yeni geliþen teknolojiler. Kullanýcýlarý olduðu kadar üreticileri de zorluyor, bunlar arasýnda en önemli konu üreticilerin her gün geliþen ve sayýlarý, yetenekleri artan ana chiplerin hangisine karar verecekleri konusudur, bugüne kadar 3-4 ana üretici ve benzer özellikler arasýnda sýkýþan, reciever ana iþlemci üretimi artýk boyutunu aþtý ve hem iyi hem de karmaþa haline geldi.

Þu ana kadar en çok kullanýlan STI 5518 entegresinin önümüzdeki sene üretiminin biteceðinin açýklamasý gerek üretici gerek yazýlýmcýlarý hayli endiþelendirdi ve üreticiler yaklaþýk bir sene süren ilk etap sorunlarý ve yazýlým uygulama aþamasýný biran önce geçmek için 5518'Ii üretimlerini kesmeden bazý modellerinde yeni ana chipleri kullanmaya baþladýlar. Yaygýn görüþe göre, yeni chiplerin sorunsuzluðu her etapta tartýþýlabilir. Baþlangýçta yüksek hýz, ön bellek ve multimedya desteðiyle ve en önemlisi destekledikleri OSD grafikleriyle çok albenili gözükseler de ana chip imalatçýlarýnýn bulduklarý sorunlarý yeni seriye geçerek çözme pozisyonlarý Avrupa için çok önemli olmasa da uydu alýcýsýný yýllarca ve sorunsuz kullanmak isteyen Ülkemiz tüketicilerini belirsiz günler beklemekte. Ayný þekilde gerek tamir ve arýza olaylarýnýn aza indirgenmesi ve maliyeti düþürmek için tunerler artýk tek bir chip ve 5-6 komponentten oluþan mikro kutular haline geliyor, bu da þüphesiz eski tünerlerin hassasiyetini ileride daha çok arayacaðýz mantýðýný doðuruyor.

Uydu alýcýsý kullananlarý ilgilendiren en büyük sorunda yazýlým desteði olacak. Yeni chiplerin yazýlým aþamalarý ve uygulamalarý tamamen farklý. Bu yüzden yýllardýr 5512 ya da 5518 sorun ve geliþtirmesinde uzmanlaþmýþ tecrübeli yazýlýmcýlar en az bir sene mücadele edecekleri ve belki de 6 ay soma yenisiyle deðiþecek bir chipin uydu alýcýsýna uyarlanmasýnda tabii ki zorlanacaklar. Bir yanda cihaz bekleyen pazar, bir yanda doðru ana chipi seçip bir an önce' yazýlýmcýlarý yetiþtirmek isteyen ana üreticiler.

    Yeni dönemde üreticiler kopya þansý olmadýklarýný iddia ettikleri hardware korumalý cihazlar üretecek. Ülkemizde bir ara nerdeyse, furya haline gelen uydudan yazýlým güncelleme yine firmalarýn gündemindeyse de bu aralar ana dert hangi chipsetin seçileceði konu. Son kullanýcýyý fazla ilgilendirmese de cihazýn özelliklerini belirleyen ve sýnýrlayan çalýþmasýný  düzenleyen ve geliþmesini saðlayan en büyük sýnýrlayýcý ana iþlemçi HDTV-IP BUX ve son günlerde Avrupa pazarýnda patlama yaþayan DVB- T DVH-C uydu alýcýlarý, doyuma ulaþan DVB-S pazarýnýn açýðýný dengeliyor. 

    HDTV için þu anda en büyük pazar ,Amerika. Direct TV mevcut abonelerin cihazlarýný deðiþtirerek bu sisteme dönmeyi planlýyor. Koreli büyük üreticiler ayný anda hem plazmalarýný hem de uydu alýcýlarýný yetiþtirmek için sýký çalýþýyor sonuçta unutulmamasý gereken bu uydu alýcýlarýný ve teknolojiyi yazýlýmcýlarý, imalatçýlar, satýcýlar, kullanýcýlar deðil, uydu alýcýlarýnýn özelliklerini ve þeklini belirleyen chip imalatçýlarý belirtiyor. . 

    2007 senesi için NEC IBM, STI, CONAXENT gibi büyük imalatçýlarýn chip programlarýna bakýldýðýnda uygulayýcýlarýn durumu daha da zorlaþtý. Ayný chip 6 ay sonra çok daha özelikli ve daha ucuz fiyata satýlacak. Ama üretim sürmek zorunda. En büyük geliþme bizi pek ilgilendirmese de DVB-S, DVB-T, DVB-C, ÝP  Box, HDTV uydu alýcýlarýný tek. bir chiple ayný kýlýfta destekleyecek yeni ana chipler 2007 sonunda üretimdeler. Þu anda da yeni bordlarda ana chipler dýþýnda sadece flash ve SDRAM dýþýnda iþlemci kalmýyor gibi. [2]

UYDU TERÝMLER SÖZLÜÐÜ

Actuator: Hareketli bir anteni döndürmeye yarayan motor ve aksamýndan oluþan parça. 

ADC-Analog to Digital Conversion: Analog sinyalleri sayýsal gösterimine dönüþtürme iþlemi. 

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

Aperture: Antenin uydu sinyaline açýk kalan kesiti. 

AGC - Automatic Gain Control: Devrenin çýkýþ seviyesini belli bir deðerde sabit tutan kontrol sistemi. Bu devre, giriþ sinyal seviyeleri deðiþtiði halde yükselticinin etkileme düzeyini otomatik olarak deðiþtirdiðinden çýkýþ seviyesi hep ayný kalýr. Amplifier: Bir elektronik sinyalin kuvvetini arttýrmak için kullanýlýr.

Analog: Halen AM radyo ve çoðu telefon sistemlerinde kullanýldýðý gibi bilgi aktarýmýnýn elektromanyetik akýmdaki dalga þekli sürekli deðiþtirilerek yapýldýðý sinyal iletiþimi metodu.

Antenna: Uydulardan gelen mikrodalga sinyalleri alýp uydu alýcýsýna gönderilmek üzere toplayan herhangi alet. 

Antenna efficiency: Antene gelen elektromanyetik enerjinin anten tarafýndan toplanan kýsmýnýn yüzde olarak deðeri. 

Aperture: Parabolik antenin elektromanyetik enerjiyi toplayan kýsmý. 

Apex: Hareketli antenin dönerken çizdiði yayýn en üst noktasý. 

Attenuator: Sinyali zayýflatan pasif eleman. 

Attitude control: Uydunun güneþe ve yere göre duruþ konumunun kumandasý. 

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

Backhaul: Sahadan merkeze daðýtýlmak üzere gönderilen noktadan - noktaya görüntü aktarýmý.

Bandwidth: Elektromanyetik spektrumdaki bir frekans sahasýdýr. Bir devrenin veya sistemin çalýþtýðý veya geçirdiði frekans bölgesinin geniþliðini gösterir. Örneðin bir telefon hattýnda konuþma sesinin taþýnabilmesi yaklaþýk 3KHz bir bant geniþliði gerektirir. Oysa yerel bir TV kanalý 6 MHz kullanýr. Uydularda ise karýþýmýn engellenebilmesi için daha geniþ 17.5-72 MHz arasý bir bant kullanýlýr. 

Bandpass filter: Sadece belli bir frekans bölgesini geçiren, onun altýnda ve üstündeki frekanslarý zayýflatan süzgeç devresi. 

Beam: Uydu yayýn alaný.

Bird: Haberleþme uydularý için argo

Bit: En küçük dijital bilgi birimi. 

Bit rate: Dijital aktarýmýn hýzý, Mbit/s olarak ifade edilir. Bir PAL resmin gönderimi için yaklaþýk 5Mbit/s gerekirken, VHS için sadece 2.5 Mbit/s yeterlidir.

CATV - Cable TV: Ortak bir santral yardýmý ile birden fazla daireye TV iþaretlerini daðýtan kablolu sistem. 

CAM - Conditional Access Module: Yayýnýn alýmýný belirli bir grup kullanýcýyla sýnýrlamaya yarayan koþullu eriþim modülü.

Carrier: Bilgi sinyalini aktarmakta kullanýlan, tek frekans iþgal eden temel radyo sinyali. Analog sinyalde taþýyýcý gelen sinyale uyumlu olarak genliðiyle veya frekansýyla oynanarak modüle edilir. Analog çalýþan uydu taþýyýcýlarý genellikle frekans modülasyonludur. 

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

C – Bandý: 3.7 - 4.2 GHz frekans bandý. Halen Kuzey Amerikada 22 uydu C-Bandý üzerinden neredeyse uydu / kablo þebekelerinin tüm yayýn daðýtýmýný yapmaktadýr. Güçleri transponder baþýna 5-11 watt olup amerikada gereken alýcý çanak çaplarý 5-12 feet (150-370cm) olmaktadýr. Ancak 1992 den bu yana söz konusu uydular daha güçlü (10-17 watt) olanlarýyla yenilendiðinden bir C-bandý alýcý sistemin gerekli ortalama çanak çapý 90inch (230cm) dolayýnda olmaktadýr.

Channel: Bir yayýnýn iþgal ettiði toplam frekans bölgesi veya bu bölgenin özel numarasý. 

Clarke Belt/Orbit: Doðrudan ekvatorun 36.000 km üstündeki yörüngede uydular yere göre sabit konumda kalabilmektedirler. Bu yörüngeye Arthur Clarke anýsýna bu isim verilmiþ ve radyo, televizyon data yayýnlarý yapan tüm haberleþme uydularý yerleþtirilmiþtir. 

C/N - Carrier-to-Noise ratio: Alýnan iþaretteki taþýyýcý gücünün gürültü gücüne oranýnýn dB cinsinden ifadesi. Bir video sinyalinde C/N ne kadar büyük olursa resim de o kadar iyi olur. Codec coder: Dijital yayýnlarda kodlama sistemi.

Combiner: Ýki veya daha fazla sinyali birleþtirmek için kullanýlan alet veya sistem.

Compressed Digital TV: Ayný transpozerde 8-10 TV kanalýnýn birlikte bulunabilmesini saðlayacak þekilde, tekrarlanan bilgilerin ayýklanýp çýkartýlarak hacmi küçültülen sayýsallaþtýrýlmýþ TV sinyali. 

Compression: Ses ve görüntü sinyallerinin aktarýlmasý için gereken band geniþliðinin azaltýlmasýný, böylece bir uydu transpozerinin kapasitesini arttýrmayý amaçlayan uygulamalarý iþaret eder. Contrast: Bir resimde beyaz ile siyah arasýndaki ýþýk þiddet oraný.

DAB - Digital Audio Broadcasting: Dijital ses yayýný.

D/A - Digital-to-Analog Converter: Sayýsal bir iþareti sürekli analog bir iþarete dönüþtüren devre veya sistem.

dB: Desibel; Sinyal þiddeti, volüm veya direnç yüzünden sinyal zayýflama miktarýnýn logaritmik ifadesi olan bir analog ölçü birimi.

DBS - Direct Broadcast Satellite: Ses ve görüntü sinyallerini uydu üzerinden, 11-13 GHz arasýnda yayýnla doðrudan son kullanýcýya aktaran TV uydusu. 

Decoder: Þifreli TV yayýnýný çözmeye yarayan set üstü, kod çözücü cihaz. Dijital yayýnlarla ilgili olarak kullanýlan ve "codec" olarak bilinen digital coder, decoder ile karýþtýrýlmamalýdýr.

Demodülasyon: Bir taþýyýcý üzerine modüle edilmiþ olan bilgi sinyalinin taþýyýcýnýn üzerinden geri alýnmasý iþlemi.

Despun: Uydudaki antenin yeryüzüne dönük durmasýný saðlayan yönlendirme.

Digital: Bilgilerin ikili sayýlara dönüþtürülüp depolanmasý, gönderilmesine iliþkin yöntem. Sadece iki seviye kullanýldýðýndan bu devrelerin gürültüye karþý duyarlýlýðý son derece azdýr ve iþaretler kalitelerinden hiçbir þey kaybetmeden saklanabilir ve çok uzaklara iletilebilir.

DiSEqC: Uydu alýcýlarýnýn dýþarýda bulunan antenleri seçme ve hareket motoru, þalter gibi cihazlara kumanda etmek için kullandýðý iþaretleþme sistemi.

Dish (Çanak): Uydu anteni için kullanýlan argo

Distortion: Ýþaretteki bozulma.

Downconverter: Alçak frekansa dönüþtüren frekans deðiþtirici. 

DSS - Digital Satellite System: Dijital uydu sistemi.

DTH - Direct-to-Home: "Amerikan Federal Haberleþme Komisyonu" tarafýndan uydu televizyon ve yayýn endüstrilerine iliþkin, uydudan eve yayýný ifade eden resmi terim. 

DVB - Digital Video Broadcasting: Dijital görüntü yayýný standardý.

Echo Canceller: Uydu telefon hatlarýnda yansýma etkisini azaltan veya yok eden elektronik devre. 

Echo Effect: Bir hoparlörden çýkan sesin zaman gecikmeli olarak elektronik yansýmasý. Günümüzde dijital eko gidericilerle bu yansýma büyük ölçüde yok edilebilmektedir. 

Encoder: Bir sinyali alýcý tarafýndan sadece özel bir çözücü kullanarak izlenebilecek þekilde, elektronik olarak deðiþtirme iþlemi için kullanýlan cihaz.

Encryption/Decryption (Þifreleme/Çözme): Þifreleme bir görüntü ve/veya ses sinyalinin orijinal halinden baþka bir hale dönüþtürülmesi iþlemidir. Çözme ise þifreleme iþleminin tersi yapýlarak sinyalin eski haline getirilmesidir.

Feedhorn: Uydu sisteminin anten tarafýndan yansýtýlan sinyalleri toplayýp odaklayan kýsmýdýr

F/D Ratio: Bir parabolik antenin odak uzaklýðýnýn çapýna oraný. Antenin derinliðini gösteren bir ölçü. Bu deðer büyüdükçe çanak daha düz, küçüldükçe daha çukur olur.

Footprint: Bir uyduya ait verici antenin yeterli güçte yayýn yaptýðý yeryüzü alaný. 

Frequency: Periyodik bir iþaretin bir saniyedeki tekrarlanma sayýsýný ifade eder ve birimi hertz Hz'dir. Katlarýný belirtmek için kilohertz, megahertz ve gigahertz terimleri kullanýlmaktadýr.

FSS: Sabit Uydu Yayýný

GSO: Jeosenkron yörünge. Bu yörüngedeki uydular yeryüzü ile ayný hýzla döndüklerinden turunu 24 saatte tamamlar ve bu yüzden bakýldýklarý yerden sabit konumda görünürler.

Headend : Uydulardan ve diðer kaynaklardan gelen sinyallerin sisteme verildiði bir kablo TV sistemleri kontrol merkezi.

HDTV-High Definition Television: Standart televizyona göre daha geniþ, iki misli satýr sayýsý olan, 1152x2048 pixel yüksek tanýmlý televizyondur.

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

High Definition Television: Mevcut PAL , NTSC standartlarýna göre resim kalitesini çok büyük ölçüde arttýran video iþaretlerinin rezolüsyonunu yükselten teknoloji 

Hybrid Satellite: Ýki veya daha fazla farklý haberleþme yüklerini (mesela C bandý ve Ku bandý) ayný anda taþýyan bir uydu 
Hz - Hertz; Saniyede Cycle sayýsý; bir saniyedeki tam elektrik dalgalarýnýn sayýsýný ifade eden elektromanyetik frekans ölçü brimi. Bir kilohertz (KHz) saniyede bin saykl; bir megaHertz (MHz) is bir milyon; bir gigaHertz (GHz) bir milyardýr

INMARSAT: International Maritime Satellite Organization. Uluslararasý denizcilik uydu teþkilatý 

INTELSAT International Telecommunications Satellite Organization. Uluslararasý haberleþme uydu teþkilatý

IRD (integrated receiver decoder): Uydu sinyallerini almaya ve iþlemeye yarayan cihaz. Çýkýþýnda video monitorlarýnýn kullanabileceði temelbant video veya standart TV alýcýlarýnýn kullanabileceði RF olabilir.. 
Impulse Pay-Per-View - Bilgisayarlý bir sipariþ iþleme sistemine baðlý olarak tüketicinin bir canlý olay veya filmi sipariþ edebilmesini mümkün kýlan teknoloji. Bu teknoloji sayesinde çok kýsa bir süre içinde çok sayýdaki sipariþ iþlemi yürürlüðe konulup karþýlanabilmektedir

ISL - Inter Satellite Link: Uydularýn birlikte çalýþmasýný saðlamak için uydular arasýnda radyo dalgalarý veya optik baðlantý kurularak gerçekleþtirilen haberleþme sistemi.

ITU: International Telecommunications Union. Uluslararasý Haberleþme Birliði.

Ka-Band: Ku-Band ýndan yukarýdaki bir frekans bandý, 18 ile 31 gigaHertz arasýndadýr. 

Ku-Band: 11.7 -12.7 GHz (Gigahertz) frekans bandý. Bu band þu anda ABD de FCC tarafýndan 2 kýsma bölünmüþtür. Ýlki 11.7-12.2 GHz FSS (Fixed Satellite Service) olarak bilinir. Þu anda Kuzey amerikada 22 FSS Ku bandý uydusu mevcuttur. Güçleri transponder baþýna 20-45 watt arasýdýr. Düzgün alýnabilmesi için 90-150cm çanak gerekir. 12.2 - 12.7 GHz kýsmýnda ise transponder baþýna 100-200 watt güçte BSS (Broadcast Satellite Service). uydular bulunur.Bunlarýn yayýnlarý 35-60cm çanaklarla alýnabilir. 

KHz: KiloHertz. Bin hertz

LAN - Local Area Network: Genellikle bilgisayarlar arasý haberleþmeler için kullanýlan, yerel aðý ifade eden standart haberleþme mimarisi

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

LNA - Low Noise Amplifier: Yer istasyonunun alýcýsý ile anten arasýnda bir ön yükseltici olarak kullanýlan cihaz. Etkili olabilmesi için antene olabildiðince yakýn olmasý gerekir. 

LNB - Low Noise Blocker: Çanaðýn topladýðý uydu sinyallerini güçlendirip alýcý tünerinin iþleyebileceði daha düþük frekans bandýna indirir. 

LNC - Low Noise Converter: LNA ile DC alt dönüþtürücünün antene takýlmak üzere bir araya gelmesinden oluþur. 

Low Power Satellite: [/color] Genellikle 30 watt'dan az güçte RF sinyal yayýnlayan uydular için kullanýlýr. Microwave: Frekansý 1-30 GHz arasýnda olan RF sinyali. Mikrodalga data, ses veya hemen her çeþit sinyal aktarýmý için kullanýlabilir.

MHz – MegaHertz: Milyon hertz. 

Modulation: Bir bilgi sinyalinin gönderme amacýyla bir taþýyýcý üzerine yüklenmesi iþlemi.

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

MPEG-1: Hýzý 1.5 Mbit/s'a kadar olan multimedya uygulamalarý için bir sýkýþtýrma standardýdýr. 

MPEG-2 : Dijital görüntü yayýncýlýðýnda kullanýlan veri sýkýþtýrma standardý. 

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

Multicast: Broadcast sözcüðünün bir alt grubudur ve belirli bir kullanýcý kitlesindeki birçok kiþiye yapýlan yayýnlar için kullanýlýr.

Narrowcasting: Sadece belirli bir kitleye ulaþmak üzere elektronik medya kullanýlmasý. 

NTSC - National Television Standards Committee: Kuzey Amerika ve Japonya'da geçerli, 525 çizgi ve 30 görüntü/saniye özelliði taþýyan TV yayýn standardýný oluþturan komite. Open TV: Televizyon ve internet dünyasýný birbirine yaklaþtýran lisanslý yazýlým.

Packet Data: Depolanan bilgilerin "paket" denilen farklý birimler halinde gönderilme iþlemi. Bu yöntemle kanal kapasitesi daha verimli kullanýldýðý gibi aktarým da daha güvenli olur.

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

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

PCM - Pulse Code Modulation: Darbe kodu kiplemesi. Phase: Bir iþaretin baþka bir referansa göre kaymasýný gösteren açý.

PCS - Personal Communications System: Bireysel haberleþme sistemi

PIN - Personal Identification Number: Kiþisel tanýmlama kodu. 

Pixel: Görüntünün elemanýdýr, tek bir oynanabilir noktadýr. 

Positioner: Anten motoruna kumanda ederek önceden programlanan uydu konumlarýna hareketi saðlayan elektronik cihaz. 

QPSK - Quaternary Phase Shift Keying; gönderme kapasitesinin arttýrýlmasýna izin veren gönderim haberleþmelerinde kullanýlan bir digital modülasyon düzenidir. Çeyrek dalga faz kaydýrma anahtarlamasý.

Receiver: Antenden aldýðý uydu yayýnlarýný televizyonun gösterebileceði sinyallere dönüþtüren ev içi cihaz. 

Reflector: Antenin sinyal toplayan çanak þekilli yüzeyi için kullanýlýr.

RPM - Revolutions Per Minute: Dakikada devir sayýsý

Satellite: Ekvatorun 22,237 mil yukarýsýnda sabit yörüngede, dünyayla eþit hýz ve ayný yönde dönen sofistike bir elektronik haberleþme istasyonu.

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

Satellite Programmer : Ev uydu çanaklarýna veya kablo pazarýna sunulmak üzere görüntü, ses, ve/veya data hizmetleri üreten, paketleyen veya daðýtan þirketlere verilen isimdir.

Scrambling: TV yayýnlarýnýn izinsiz kiþilerce alýnmamasý için þifreli olarak karýþtýrýlmasý.

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

Smartcard: Dekoder cihazýnýn içine kullanýcýnýn kendi takabileceði kredi kartý boyutunda, elektronik anahtar ve yeni bilgisayar güvenlik sistemini kullanarak þifre güvenliðinin arttýrýlmasýna imkan veren teknoloji.

SMATV - Satellite Master Antenna Television; Bir konut sitesi veya otel için uydudan aldýðý yayýný daðýtan özel minyatür kablo sistemi. 

SNG - Satellite Newsgathering: Uydu yoluyla haber toplama.

Spectrum: Ses, data ve televizyon aktarýmýnda kullanýlan elektromanyetik radyo dalgalarýnýn frekans alaný.

Superstation: Yayýnlarýnýn ülke çapýnda uydu antenleri ve kablo sistemleri aracýlýðýyla tüm ülkeye daðýtýldýðý bir bölgesel TV istasyonu. 

Sun Outage: Güneþ bir uydunun tam arkasýndan geçtiði sýrada enerjisi bir an için uydununkiyle karýþýr ve onun yayýnýnýn alýnmasýný engeller. Her sene ilkbahar ve sonbahar dönence zamanlarýnda yýlda 2 kere olmaktadýr.

Tarif: Herhangi bir kanal için istenen izleme ücreti. 

Terrestrial: Haberleþme dilinde bu yerden yere, karadan karaya yapýlan haberleþme sistemleri için kullanýlýr.

Threshold: Uydu alýcýsýnýn hassasiyetini gösteren ölçüdür. Deðer ne kadar düþükse o kadar iyidir.

Transponder-Transmitter: Uyduda bulunan ve bir TV sinyalini veya dar banttaki birçok data, ses kanallarýný alýp yeryüzüne yayýnlamaya yarayan cihaz. Bir haberleþme uydusunda 12-24 kadar transponder bulunur.

TVRO (Television Receive-Only): Uydu TV yayýnlarýný sadece almaya yarayan ve gönderme yapamayan ev tipi uydu sistemlerini tanýmlamak için kullanýlan terimdir.

UHF - Ultra High Frequency: 500 ile 900 MHz aralýðýndaki ultra yüksek frekans sahasý.

Uplink : Aktarma için bir uyduya gönderme yapýlmasý veya bu iþte kullanýlan çanak. 

Value Added Service Provider: Uydu haberleþmesinde uhdesindeki bir kapasiteyi üçüncü taraflara lease yapan þirketler için kullanýlýr. 

VHF - Very High Frequency; 30 - 300 MHz arasýndaki frekans bandý, 2-13 arasýndaki TV kanallarýný içerir. 

VSAT : Very Small Aperture Terminal; Özel ticari uygulamalar için yerden uyduya SCPC olarak görüntü, ses, data aktarýmý istasyonu. 
Zipping : Bir videoteypten program izlerken reklamlarýn geldiði yerde uzaktan kumandayla hýzla ileri sardýrma iþlemi

KAYNAKÇA

1. Dijital Televizyon Prof.Dr. Avni Morgül
2. On-Air (Aylýk Brodcast Dergisi)
3. Satellite (Aylýk Uydu donaným dergisi)
4. Uydu Dünyasý
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 Onarımlarımız TECRÃœBELÄ° kadromuz tarafından Yapılmaktadır...                 www.nazarelektronik.com.tr  -   Turgay YILDIRIM

Tasarim ve Hosting: Aydın Özgür

web counter