Ağ Yapısı, Nitelikler, ve Maliyetler

VI- AĞ YAPISI, SİSTEM NİTELİKLERİ ve MALİYETLER

 a- Sistem Tasarım Kriterleri:

 Ders, seminer, konferans ve benzer eğitim programlarının, kapsama alanı içinde yer alan Türkiye ve diğer ülkelerdeki alıcı noktalara iletimi, alıcı noktalardan verici noktalara geri yönde erişim imkanı ile, etkileşimli (interactive) eğitimin sağlanması, birden çok farklı noktadan eş zamanlı eğitim yayınlarının uydu kullanılarak çok noktaya iletimi (multiple single point to multi-point), eğitim yayınlarında kaynaktan alıcıya, ortalama VHS seviyede görüntü kalitesi (yaklaşık toplam 2Mbps = ses+görüntü+veri), alıcıdan kaynağa ters erişim kalitesi daha düşük olabilir, ve görüntü bileşeni gerekli değil.

 b- Temel Sistem Yapısı:

 Belirlenen kriterlere göre yapılan çalışmalar sonucunda, sistem için aşağıdaki yapısal nitelikler ortaya çıkmıştır.

 Dağıtım için, Temmuz 1996'da yörüngeye yerleştirilen Türksat 1-C uydusundan bir adet transponder (12-14GHz Ku-bandı) kullanılacaktır. Uydunun bir transponderi, sisteme tahsis edilecektir. Bu uydunun kapsama alanları geniş olup, Doğu spotunda, Balkanlar ve Doğu Avrupa'dan Çine (40dBW) kadar ulaşmak mümkündür. Türkiye ve Türki Cumhuriyetlerde (50dBW) 70-90cm (4 taşıyıcılı kanal paylaşım için) alıcı çanak antenler kullanılabileceğinden, sistemin yayınları çok ekonomik bir anten sistemi ile alınabilecektir. İleride sistemin çok başarılı olması halinde, alt yapıda bir değişiklik gerektirmeden ekler ile transponder adedinin arttırılması da düşünülebilir. Türksat 1-C'nin devreye girmesi ile, bu uydunun bir transponderinin yüksek eğitim amacıyla kullanılabileceği, Türk Telekom yetkilileri tarafından uzun bir süredir ifade edilmektedir.

Yapılacak eğitim yayınları, coğrafi bakımdan farklı yerlerde bulunabilecek birden çok noktadan kaynaklanacaktır. Bu nedenle, uyduya doğru (yukarıya) erişim çok noktadan olacaktır. Projenin ilk aşamasında uyduya çıkış 2 noktadan (İTÜ ve ODTÜ) yapılacaktır.

Görüntü, ses ve veri için sayısal sıkıştırma yöntemleri kullanılarak, 16 adede kadar eğitim programı aynı anda yayınlanabilecektir. Özel teknolojilere bağımlı kalmamak için, MPEG-2 uyumlu kodlama yapılacaktır. Temelbant kaynak görüntü parametreleri ITU-R (eski adı CCIR) uyumlu olacaktır. İletişim verimini yükseltmek ve kaliteyi iyileştirmek için, tek noktadan aynı anda çıkan programların kodlanmasında, dinamik istatistik çoğullama (dynamic statistical multiplexing) yöntemi kullanılacaktır. Tek noktadan çok adet çıkışlar tek taşıyıcı üzerinde (multiple channels per-carrier: MCPC) yapılacaktır. Halen, yaygın uygulama, tüm transponder kapasitesinin MCPC şeklinde tüm programların tek taşıyıcı üzerinde olması, veya tüm transponder kapasitesinin SCPC (single channel per carrier) şeklinde her programın ayrı ayrı taşıyıcılar üzerinde olması şeklindedir. Bu sistemde, farklı noktalardan uyduya grup çıkışlar için uydu transponder kapasitesinin çoklu MCPC şeklinde, örneğin, 4 noktadan dörtlü grup yayınların, 4 taşıyıcı ile yapılması gibi, kullanılması planlanmaktadır. Bu sağlanabildiği takdirde, azami simultane çoklu erişim adedi, 3 veya 4 ile sınırlı olacak, yani mevcut tüm veriş noktalarından aynı anda sadece 3 veya 4'ü uyduya doğru çıkış yapabilecektir. İlk aşamada, İTÜ ve ODTÜ, T1-C transponderini iki taşıyıcı üstüne bindirilmiş grup yayınlar ile paylaşacaktır. Halen bu konularda hızlı bir gelişme görülmekte olup, sistemin transponder kapasitesinin kesin kullanım şekli, uygulamaya başlama anındaki teknoloji çerçevesinde belirlenecektir. Tüm transponder kapasitesinin yalnız SCPC kullanımı halinde, simultane veriş noktası adedi, maksimum paylaşım adedine çıkabilmekle beraber, bu durumda bir noktadan çok adet çıkış halinde istatistik çoğullama imkanı olmayacaktır.

Sistemde arzulanan ters yönde erişim ile etkileşimin sağlanması, çeşitli şekillerde olabilir. Bu ters erişim, ilk etapta ses ve veri ağırlıklı olacaktır. Ters erişim yöntemleri başlıca,

• VSAT ile uydu üzerinden (ses ve veri; büyük alış merkezleri için düşük kalite 64-128kbps görüntü de olabilir; VSAT bağlantılar küçük yerleşim bölgelerindeki eğitim kurumlarına da uygundur; uzaktan eğitim merkezi yapısı içinde bir VSAT alt yapısı düşünülmemektedir; VSAT ile ters erişim mevcut VSAT hizmet kuruluşlarından sağlanacaktır),
• Telekom şebekesi kullanılarak

• Gerektiğinde numara çevrilerek (dial-up) veya kiralık sürekli hatlar üzerinden normal ses ve/veya modem ile veri iletişimi (POTS), ve
• ISDN veya ATM sayısal iletişim olabilir.

Sistemin yer kısmında, uyduya çıkış (uplink) donanım ve hakkına sahip kaynak düğümler (C-düğüm), ve uydudan sadece alış donanımına sahip alıcı düğümler (RO-düğüm) bulunacaktır.

Kaynak Düğümler (C-Düğümler): Sisteme eğitim programı üreten, gerekli yayın sınıfları, stüdyo ve son-yapım (post-production), ve kodlama/uyduya çıkış donanımını haiz verici eğitim kuruluşlarıdır. Kaynak düğümler, sistem organizasyonu çerçevesinde izinleri olan ve donanımlarının el verdiği bir sınır kanal adedine kadar, uyduya simultane kanal çıkışı yapabilirler. Bir C-düğümden uyduya çıkan kanal grubuna kendi içinde istatistik çoğullama uygulanacaktır. Sistemde yer alan C-düğümlerden, İTÜ-Ayazağa kampusunda kurulu merkez düğüm (İTÜ-A), sisteme ait kontrol, kumanda, ve sistem organizasyonunu yürütecek ana C-düğümdür. İTÜ-A düğümünün, sürekli 4-8 kanal kullanım tahsisi bulunmaktadır. Diğer C-düğümler için, kullanım tahsisi, gerektiğinde 2 veya 4 (en fazla 8) kanaldır. Bir C-düğümünün uyduya çıkış kanal adedini belirleyen faktör, o C-düğümde bulunan sayısal kodlayıcı (MPEG-2) adedidir. C-düğümlerin, kullanacakları kanal adedinin 2 veya 4 ve tam katları olması, istatistik çoğullamaya imkan verecektir. Bu amaçla İTÜ-A Merkez, işletim planlamasını, diğer C-düğümler ile ilgili yayın planlaması saatlerini, bu özellik sağlanacak şekilde düzenleyecektir.

Alıcı Düğümler (RO-Düğümler): Ana merkez erişim kontrol iznine bağlı olarak alış yapabilecek, uydudan tam erişim düzenine sahip eğitim kuruluşları, ve/veya firmalardır. Gelişmelere de bağlı olarak, Türksat 1-C için gereken anten çapının küçüklüğü nedeniyle, sayısal alıcı (Integrated Receiver-Decoder: IRD) maliyetleri beklenen hızla düştüğü takdirde, ileride her öğrenci evi bir alıcı düğüm haline gelebilir. Alıcı düğümlerdeki alış ve eğitim ile ilgili tüm donanım, yer, kuruluş ve işletme maliyetleri ile sisteme ödenecek alış hakkı (access rights) giderleri, alıcı düğüme aittir. Alış hakları, bu eğitim kurumlarının bütçelerinden karşılanacaktır. Sistem içinde yer alan alıcı düğüm adedine teknik bir sınır yoktur. Ayrıca, tüm C-düğümler, aynı zamanda bir RO-düğümdürler, ve gerekli alış donanımına sahiptirler.
 

c- Sistemin Kurulması, ve Planlanan İşletim Yapısı

 Türkiye Cumhuriyeti sınırları içinde, ilk etapta 3 C-düğüm, ve 30 RO-düğüm kurulacaktır. RO-düğümlerin kurulmasında, sistemin ilk tesis ve işletim alt yapısını fazla etkileyen unsurlar bulunmadığından, RO-düğüm adedinde teknik bir sınırlama bulunmamaktadır. Sistemden alış yapmaya talip olan, ve gerekli teknik alış düzenini temin edecek, ve yararlanma paylarını ödeyecek tüm eğitim kuruluşları ve firmalar birer RO-düğüm olabilirler. Sistem faaliyet gösterdiği sürece, gereken yerlerde ve gereken adette RO düğümler kurulabilir. İlk etapta, 30 adet düşünülen RO-düğüm adedinin, sistem devreye girdikten sonra kısa sürede 50 veya daha yüksek bir adede çıkması beklenmektedir.

İTÜ-A, ana C-düğüm ve genel merkez olacaktır. İstanbul bölgesinde, Boğaziçi Üniversitesi'de (BÜ) ikinci bir C-düğüm olacak, fakat İTÜ-A'ya fiziksel yakınlığı nedeniyle, BÜ, analog yer bağlantıları ile İTÜ-A'ya bağlanıp, buradaki kodlayıcılar ve uyduya çıkış donanımını kullanacaktır. Böylece bir miktar donanım ve personel tasarrufu sağlanacaktır. Belirtilen donanım farkı hariç, BÜ düğümü de tam bir C-düğüm olacaktır. İTÜ-A/BÜ analog yer bağlantısı, telekom şebekesi üzerinden veya bu iki nokta arasında kurulacak mikrodalga link üzerinden sağlanacaktır. İlk etabın 3. ve son düğümü, Ankara'da Ortadoğu Teknik Üniversitesi'nde (ODTÜ) bulunacaktır. ODTÜ düğümünün, tüm kodlama ve uyduya çıkış donanımı bulunacaktır. Ankara bölgesinde yer alan diğer eğitim kurumlarının, sisteme eğitim katkısında bulunabilmeleri, eğitim programlarını ODTÜ kampusunda düzenlemeleri, veya ODTÜ düğümüne, analog sabit veya portatif mikrodalga linkler veya telekom şebekesi üzerinden, İTÜ-A/BÜ türü bir şekilde bağlanmaları ile sağlanabilir. Atıl kodlayıcı kapasitesi yaratmamak için, ilk etapta, Türkiye içinde İTÜ-A ve ODTÜ haricinde kodlayıcı yatırımı düşünülmemektedir. İstanbul, ve Ankara dışında yer alan, ve eğitim programı katkısında bulunacak diğer eğitim kurumlarının da, belirtilen şekillerden biri ile, bu iki C-düğümden birine bağlanmaları gerekecektir. Her C-düğüm, kendine bağlı coğrafi bölgede olabilecek tüm eğitim programı katkılarını toplayıp çoğulladıktan (regional concentration and multiplexing) sonra uyduya çıkış yapacaktır.

 Sistem ile ilgili tüm planlama ve koordinasyon, sistemin merkezi olan ana düğüm İTÜ-A'da yapılacaktır. Hangi gün ve saatlerde, hangi eğitim programının yapılacağı, hangi frekanslardan çıkış yapılacağı gibi program (scheduling) konuları burada ele alınacaktır. İTÜ-A, İstanbul ve batı Türkiye toplama ve çoğullama düğümü niteliğindedir. İstanbul bölgesindeki diğer İTÜ kampuslarının da (İTÜ-T, -G, -M) çıkış noktası İTÜ-A olacaktır. Buradaki uyduya çıkış donanımı, BÜ düğümü tarafından da kullanılacaktır. Ayrıca sistem ile ilgili alış düğümlerinin erişim kontrolu ve şifreleme kontrolu da İTÜ-A'da yapılacaktır.Tüm C-düğümler çıkışlarını şifreleyebilecek donanımı haiz olup, uyduya şifreli çıkacaklardır, fakat şifreleme parametreleri ve sair ilgili faktörler İTÜ-A tarafından koordine edilecektir.

Türkiye dışında, sistemden yararlanacak kurumlar ve kuruluşlar, sisteme üye oldukları takdirde, uygun gördükleri mevkiilerde ve adetlerde uyumlu teçhizata sahip RO-düğümler kurabilirler. C-düğümler bakımından, her ülkenin uyduya çıkış için yalnız bir tek ulusal C-düğümü olması, ve o ülke içinde, birden çok C-tipi düğüm olması halinde, tüm katkı düğümlerinin ana ulusal düğüme Türksat harici yöntemlerle bağlanması, ve ana düğümde toplanıp çoğullanarak uyduya çıkış yapılması gereklidir. Bu ülkeler için de, ulusal C-düğümden Türksat 1C uydusuna çıkış kontrol ve planlaması İTÜ-A koordinasyonunda olacaktır. Türkiye dışı düğümlerin tesis ve işletme maliyetleri ve bunların kurulmaları, ilgili ülkelerin dahili sorunlarıdır. Bu sistemden, Doğu Avrupa, Balkanlar, ve Orta Asya Cumhuriyetlerinin de yararlanması beklenmektedir.

Sistemin teknik planlaması, büyüme gerektiğinde, ana yapıyı etkilemeden, farksal büyümeye elverişli şekilde hazırlanmıştır; büyüme için gerekli ek unsurlar, ana yapıya eklenecektir. Sistemin, son teknik planlama ve kurulma aşamasında, genişlemeye en uygun, mümkün olduğunca açık bir mimari (open architecture) ve jenerik teknolojiler kullanan bir sistem olmasına çalışılacaktır. Kaçınılmaz olmadıkça özel (proprietary) donanım kullanımı yoluna gidilmeyecektir. Sistemin zaman içinde, belirli RO-merkezlere sınırlı kalmayıp, öğrenci evlerine kadar ulaşabilmesi için, RO donanınımının, ticari ve eğlence amaçlı sayısal çoğullanmış yayınlar için kullanılabilen tür olması amaçlanmıştır. Böylece, sistemimiz haricinde de ve özellikle eğlence amaçlı kullanılacak alıcılar (IRD: Integrated Receiver Decoder) yüksek adetlerde imal edilip satılacaklarından maliyetleri düşük olacak, ve ayrıca öğrenci aynı alıcıyı hem eğitim ve hem de genel TV izleme amacıyla kullanabilecektir.

Sistemin, komşu ülkelerin de kullanımı ile çok büyümesi halinde, belirli gün ve saatlerde uydu kanal adedi tepe talebinin sürekli tahsis edilen Türksat 1-C transponder kapasitesini aşması halinde, tepe talep sürelerinde ek uydu kapasitesinin geçici kiralanması yoluna gidilebilir.

 Ülkemizin çığ gibi büyümekte olan eğitim sorunları, artan nüfusumuz, ve iyi durumda olmayan ekonomimiz nedeniyle, onaylandıktan ve destek sağlandıktan sonra, sistemin en kısa sürede devreye girmesi gereklidir. Ayrıca sistemin çeşitli ve farklı tür teçhizat gerektirmesinden dolayı, kuruluşu 3 ana kısım altında ele alınacaktır:

1- Transmisyon: MPEG-2 kodlayıcılar, toplama/çoğullama, uyduya çıkış, modülator, verici anten, alıcı anten, IRD, vb., ağ işletim/kontrol yazılımı (network management software); ters iletim donanımı hariç (Alıcılar ve uydu alış donanımı, ilk etap için belirlenen sistem kapsamında gereken adette, transmisyon kısmı ile birlikte tüm düğümler için topluca ele alınacaktır. Sonraki etaplarda, IRD, anten vb. alış donanımı alımı, 2. (C) ve 3. (RO) kısımlara girecektir).

 İlk etapta, 8-kanal çıkış kapasitesi ile İTÜ-A, 4'er kanal ile ODTÜ ve BÜ ve 30 RO-düğüm düşünülmüştür. Arzulanan ilk hizmete girme tarihi Yaz 1997'dir.

Tablo 1 (1. Etap Tesis Maliyeti)

e- Gerekli Teçhizat ve Maliyetler

 Adet

 C-Düğümler: 2

 Adetler, aksi belirtilmedikçe beher düğüm içindir:

 
I- Uyduya Çıkış sistemi

• Ku bandı, (hareketli) 3.5m verici anten ve (hareket düzeni) $100,000 1
• 300W verici kuvvetlendirici ve antene bağlantı düzeni $65,000 1
• Yedek Verici $50,000 1
• Modülatör/konvertör $25,000 1
• Yedek Modülatör/konvertör $25,000 1

II- Video kodlayıcı sistem (ortak istatistik çoğullama, MPEG-2)   20*

 (Çıkış yayın adedi kadar + emniyet için 16:4 ek ünite) her biri $90,000
 (*): Sistem toplamı

Sistem Toplam $1,800,000
 

III- C-Düğüm İzleme/test/ölçme donanımı (takım) $50,000   1
 

IV- Etkileşim yapısı için bağlantı düzeni   1

• (Normal telefon, VSAT, ISDN veya ATM ile; dış bağlantı kapasitesi, video sınıf başına ortalama 3 adet hesabıyla) $50,000 1
• Düğüm sunucu (server) yüksek performanslı bilgisayar $10,000 1
• Düğüm sınıflar/stüdyolar ağı (network) $1,500 1

V- Verici sınıflar (yayın amaçlı C-sınıflar; 50 öğrenci kapasiteli)     16

 Her sınıf için:

• kamera + objektif + kamera kafa + kamera kontrol ($5,000) 3
• video mikser + TBC ($3,000) 1
• kontrol monitörleri (14") ($400) 3
• VTR ($2,000) 1
• video/data projektör ($20,000) 1
• sınıf içi monitor (31") ($1,500) 2
• bilgisayar + yayın video kartı + yazılım ($1,500) 1
• ses sistemi (2 hoparlör + 3 mikrofon + teyp + ampli.) ($1,200) 1
• ışıklandırma sistemi ($2,000) 1
• IRD ($1,500) 1
• özel tahta ($800) 1
• Sınıf için toplam: $55,000

VI- Yapım stüdyosu (her video sınıf başına bir adet hesabıyla)   16

 Her stüdyo için:

• Kurgu sistemi (3 VTR, 1 kopya VTR, 1 video mikser, 1 ses mikser, 1 TBC, 1 PC, TARGA uyumlu kart, yazılım) ($38,000) 1

VII- Alış sınıfları

C-Düğümlerde R-sınıflar: CR-tipi   12

 Her C-tipi sınıf için:

• IRD $1,500 1
• VTR $2,000 1
• Video/data projektör $20,000 1
• sınıf içi monitor (29") $1,300 2
• ses sistemi (2 hoparlör + 3 mikrofon + teyp + ampli.) $1,200 1

VIII- C-Düğüm Jeneratör ve Kesintisiz Güç Kaynağı   1

 İTU ve ODTÜ: 10kVA KGK: verici ve kodlayıcı donanımı için (Tanesi $10,000)

Jeneratörler (10 saniyede devreye girecek; sınıflar için)

• İTÜ-A 150kVA $15,000
• ODTÜ 100kVA $10,000
• BÜ 50kVA $8,000

RO-Düğümler 30

 (her RO-Düğümde 10 adet sınıf için;

IX- Uydudan alış sistemi (her RO-düğüm için 1 adet)

• 1.5m Ku bandı anten (LNB ve iniş kablosu dahil) $500   1

XI- Alış sınıfları - Her RO-Düğüm için

 RO-Düğümlerde R-sınıflar: R1-tipi (60 öğrenci kapasiteli)   6

 Her R1-tipi sınıf için:

• IRD $1,500 1
• VTR $2,000 1
• Video/data projektör $20,000 1
• Sınıf içi monitor (27") $1,000 1
• Ses sistemi (2 hoparlör + 3 mikrofon + teyp + ampli.) $1,200   1
• Sınıf için toplam: $25,700

RO-Düğümlerde R-sınıflar: R2-tipi (36 öğrenci kapasiteli) 4

 Her R2-tipi sınıf için:

• IRD $1,500 1
• VTR $2,000 1
• Sınıf içi monitor (29") $1,500 4
• Ses sistemi (2 hoparlör + 3 mikrofon + teyp + ampli.) $1,200 1

 4 R2-tipi sınıf Toplam $42,800 
 

RO-Düğüm 10 sınıf Toplam: $197,000

 Her RO-Düğüm Toplam $500 + $1,500 (yedek IRD) + 10 R-Sınıf $199,000
 

İTÜ-BÜ Bağlantısı

 XII- İki kampus arasında , 4 kanal analog TV link 1
 (antenler, kablo vs. donanım dahil)
 4 kanal takım $10,000
 

Gerek C- ve gerek RO-düğümler ile ilgili yerlerin, ve bu yerlerin teknik olmayan malzemesinin (mobilya, büro makineleri vb.) temini ve bunlarla ilgili giderler, ve bu yerlerin ısıtma-soğutma, temizlik, elektrik, su ve benzeri giderleri, düğümün yer aldığı kuruluşun, sisteme katkısı olarak kendi kaynaklarından temin edilecektir.