Page 128 - bilgem-teknoloji-dergisi-6

Murat ÇEVEN, Hamza ÖZER Sayısal Telsiz Sistemleri İçin Ağ Geçidi Uygulaması

güçleriyle iletişim kuramamaktadır. Öncelikle, kamu geliştirme çalışmalarına APCO ile birlikte; kullanıcı
Sayısal Telsiz Sistemleri İçin Ağ Geçidi güvenliğinin söz konusu olduğu böyle durumlar için veya gereksinimlerinin belirlenmesi ve standart seçiminde Ulusal
ihtiyaç duyulan tüm durumlarda bu iki standardın birlikte
Devlet Telekomünikasyon Yöneticileri Birliği (‘National
Uygulaması çalışabilirliği büyük önem arz etmektedir. Farklı kurumların Association of State Telecommunications Directors’, NASTD) ve
federal
ve
geliştirilmesi
standartların
telsiz haberleşme şebekeleri ve bunların birbirleriyle haber-
kurumlar,
leşebilmeleri için gerekli yapı Şekil 1’de sunulmaktadır. onaylanmasında Telekomünikasyon Endüstrisi Birliği
Murat ÇEVEN, Hamza ÖZER Merkezde yer alan ağ geçidi yapısının bütün kurumların (‘Telecommunications Industry Association’, TIA) ve
haberleşme standardını algılaması ve birbirine dönüştürme yayımlanmasında da Amerikan Ulusal Standartlar Enstitüsü
kabiliyetine sahip olması öngörülmektedir. Bu çalışma (‘American National Standards Institute’, ANSI) katkı
Özet - Ağ geçitleri, farklı sistemlerin birbiriyle haberleşebilmesini sağlayan doluluk oranı artmakta ve sınırlı olan frekans kaynaklarını kapsamında, APCO P25 ve TETRA sistemleri arasında sunmaktadır.
arayüz ve çevirici yapılarıdır. Bu çalışmada, iki farklı sayısal telsiz daha verimli kullanmayı sağlayacak çözümler birlikte çalışmayı sağlayacak ağ geçidi uygulaması APCO P25 standardı, geriye uyumluluğu da sağlayarak
sisteminin birlikte çalışmasına olanak sağlayacak, yazılım tabanlı bir ağ beklenmektedir. sunulmuştur. Günümüzde özellikle yazılım tabanlı telsiz (analog telsizlerle) ilerlemesini iki fazda sürdürmüştür: Faz-I
geçidi uygulaması önerilmiş; Amerika ve Avrupa’da, başta kamu güvenliği (‘Software Defined Radio’, SDR) teknolojisinin gelişmesi ile
ve acil durum haberleşmesinde kullanılmak üzere farklı kurumların Sayısal Telsiz Sistemleri, telsiz haberleşmesi için kısıtlı böyle bir ağ geçidi geliştirme imkânı doğmuştur. SDR ve Faz-II. Faz-I standardında telsizler 12,5 kHz kanal
kullandığı Kamu Güvenliği Telsiz Operatörleri Birliği (‘Association of kaynak olan frekans spektrumunun etkin kullanımı ve veri aralığında, Sürekli 4 Düzeyli FM (‘Continuous 4-Level
Public-Safety Communications Officials’, APCO) Proje 25 (P25, teknolojisinde telsiz işlevleri yazılımla gerçeklenir; Frequency Modulation’, C4FM) doğrusal olmayan modülasyon
‘Project 25’) ve Karasal Trank Telsiz (‘Terrestrial Trunk Radio’, iletişimi gereksinimlerine yanıt verebilmek amacıyla, sayısal dolayısıyla, gerçeklenen bir tasarımda, daha düşük bir tekniği kullanarak analog, sayısal ya da karışık modda
TETRA) telsiz sistemlerinin birlikte kullanılabilmesine imkân verecek yeni donanım teknolojileri kullanılarak gerçeklenmiş sistemlerdir maliyetle, daha kısa sürede iyileştirme ve değişiklik yapmak
bir uygulama tanımlanmıştır. Makalede öncelikle bu iki sistemin ana [1]. Sayısal teknolojilerin kullanımıyla birlikte, vericiden mümkündür. Özellikle sayısal işlemci hızlarının artmasıyla, çalışmaktadır. Sayısal modda 4800 sembol/s veri iletim
yapıları tanıtılmış ve sonrasında, önerilen uygulamanın nasıl gönderilmeden önce veya alıcıdan alındıktan sonra dijital hızına ve - her sembol 2 bit olduğu için - iletilen kanalda
gerçekleneceği ve arkasındaki yapı, blok şema üzerinden açıklanmıştır. SDR teknolojisi hızla gelişmektedir. Bu çalışmada SDR toplam 9600 bit/s’lik hıza ulaşılmaktadır. Faz-II, geriye
Zaman ve iletişimin kritik olduğu olağanüstü durum ve kriz ortamlarında forma dönüştürülen bilgi üzerinde sayısal yöntemler tabanlı bir uygulama olan, iki sayısal telsiz sistemi arasında uyumluluğu da sağlayarak frekans spektrumunun daha
farklı iki standardın haberleşmesi kamu güvenliği için büyük önem arz uygulanabilmektedir. Örneğin verimli bir ses sıkıştırma iletişim kurulmasına olanak sağlayan bir ağ geçidi tasarımı
etmekte olup, bu ihtiyacı karşılayabilecek ağ geçidi uygulamasının önemli yöntemiyle, iletilen sesin spektrum kullanım oranı önerilmektedir. Bu uygulamayla farklı iki standardı kullanan verimli kullanılması amacıyla geliştirilme çalışmaları devam
oranda fayda sağlayacağı öngörülmektedir. düşürülerek spektrum verimliliği artırılabilmektedir. kullanıcılar kendi içlerinde veya karşılıklı haberleşebile- eden standarttır. Faz-II’de kanal kullanım aralığı, Uyumlu
Anahtar Sözcükler - Ağ geçidi (gateway), sayısal telsiz (digital radio), Spektrum verimliliğine ek olarak, iletilen ses belirli bir cektir. Çalışmanın başında her iki standart ile ilgili genel Dörtlü Faz Kaydırmalı Anahtarlama (‘Compatible Differential
elektromanyetik. anahtar ile şifrelenerek, yetkisiz kişilerin (haberleşme bilgiler verilmiş ve sonrasında önerilen ağ geçidi uygulaması Offset Quadrature Phase Shift Keying’, CQPSK) modülasyon

trafiğini izlese bile) içeriğini çözmesi engellenebilir. Sayısal sunulmuştur. tekniği kullanılarak 6,25 kHz’e taşınmıştır. C4FM için
sistemlerin analog sistemlerden üstün bir diğer yönü de, tasarlanan alıcılar, CQPSK gibi faz kaydırma tekniğini
1 GİRİŞ sayısal sistemlerde işaretin üzerindeki gürültünün, belirli bir kullanan tüm vericilerle uyumludur. Bu çözümle Faz-I ve
değeri aşmadığı sürece, sinyal üzerinde bozucu etkisinin Faz-II arasında uyum sorunu olmamaktadır.
Telsiz haberleşmesi, başta itfaiye, güvenlik, belediye, acil
yardım ve lojistik hizmetleri gibi kamu kurumları olmak olmamasıdır. Ayrıca, sayısal teknolojiler sayesinde, ses P25 sistemleri Genel Hava Arayüzü’nü (‘Common Air
üzere, sosyal ve ticari hayatta yoğun bir şekilde haberleşmesinin yanında, modeme gerek duyulmadan veri Interface’, CAI) kullanmaktadır [3]. Bu arayüz standardı P25
kullanılmaktadır. Bu sistemler idari ve ticari kuruluşların haberleşmesi de gerçekleştirilebilmektedir. uyumlu telsizlerin gönderdiği işaretin tipini ve içeriğini
oluşturduğu haberleşme trafiğini karşılamanın yanı sıra Hâlihazırda dünya üzerinde en çok kullanılan sayısal tanımlamaktadır. Üreticiden bağımsız olarak bir P25 telsiz
şehir merkezlerinde, köylerde veya kırsalda kamu güvenliği telsiz sistemlerinden ikisi, ülkemizde de kullanılmakta olan CAI’ı kullanarak herhangi bir P25 telsiz ile Frekans
kurumlarının (jandarma, polis, zabıta vb.) sorumluluk APCO P25 ve TETRA sistemleridir. APCO P25’in ülkemizde Çoğullamalı Çoklu Erişim (‘Frequency Division Multiple Access’,
alanına giren bütün bölgeleri tam olarak kaplamaktadır. en büyük kullanıcısı Jandarma Genel Komutanlığı’dır. FDMA) kanal erişim tekniğiyle haberleşebilmektedir. FDMA
Telsiz sistemleri afet, yangın, terör olayları ve benzeri kriz TETRA’nın kullanıcıları arasında başta Emniyet Genel tekniği spektrumu, frekans tanım bölgesinde birbirinden
durumlarından en az etkilenerek çalışmasını sürdürüp Müdürlüğü, Karayolları Genel Müdürlüğü ve bazı bağımsız frekans bölümlerine ayırır. Bu bölümler
haberleşme gereksinimini karşılayacak nitelik ve ölçüdedir. belediyeler sayılabilir. İki farklı sistemi kullanan birimlerin haberleşme birimlerden gelecek talebe göre kendilerine
Telsiz haberleşme sistemlerinin 17 Ağustos 1999 Marmara birbirleriyle görüşme şansı yoktur. Her kurum kullanacağı atanmaktadır. FDMA tekniği ile bugün 12,5 kHz kullanan
depremi, 11 Eylül 2001 NewYork Dünya Ticaret Merkezi’ne standardı kendine özgü ihtiyaçlar doğrultusunda belirlediği Şekil 1. Farklı kurumların haberleşme şebekeleri ve
yapılan terör saldırısı, 26 Aralık 2004 Güney Asya tsunami için, kullanılan standartların farklı olması çok doğaldır. Bu ortak haberleşme yapısı.
felaketi ve bunların öncesinde veya sonrasında yaşanan durum farklı standartları kullanan kurumların birlikte
olağanüstü durumlarda, Gezgin İletişimde Küresel Sistem çalışması gereken durumlarda sorunlara neden olmakta;
(‘Global System for Mobile Communications’, GSM) ve “sabit hat” olağanüstü durum sayılabilecek bir afet veya kriz halinde, 2 APCO P25 TELSİZ STANDARDI
olarak bilinen Genel Aktarmalı Telefon Şebekesi (‘Public birlikte çalışacak kurumlar arasında koordinasyon APCO P25; Amerika Birleşik Devletleri’nde APCO
Switched Telephone Network’, PSTN) gibi diğer haberleşme eksiklikleri oluşmaktadır. Bu eksikliklerin en büyük nedeni tarafından 1989 yılında, başta Kamu Güvenliği olmak üzere
sistemlerine göre birçok açıdan üstünlüğü görülmüştür. Bu kurumların kendi içlerinde farklı standartları kullanmasıdır. iç güvenlik, acil durum yardım/destek ve teknolojik altyapı
nedenle telsiz haberleşme sistemlerine olan talep sürekli Örneğin böyle bir durumda, GSM ve PSTN gibi kapsamlı yönetimindeki gereksinimleri karşılamak için, analog
olarak artmıştır. Şüphesiz ki bu artışta telsiz haberleşmesinin haberleşme sistemleri de zarar görmüş veya yoğunluktan telsizlerin çalışma bandını da kapsayacak ve karşılıklı
gezgin olmasının payı büyüktür. Bu artışa paralel olarak da hizmet veremez duruma gelmişse, sahada APCO P25 konuşabilecek biçimde geliştirilmeye başlanan, açık mimarili Şekil 2. APCO P25 sistemlerinde kullanılan FDMA erişim tekniği.
telsiz haberleşmesince kullanılan frekans spektrumunun kullanan Jandarma personeli TETRA kullanan Emniyet sayısal telsiz haberleşme standardıdır [2]. P25 standardını

126 Sayı 06 Mayıs-Ağustos 2011 http://www.bilgem.tubitak.gov.tr/ 127
·