DVB Dönüş Kanalı Sistemi (Return Channel System,
RCS) 1999 yılında kurulan bir ETSI teknik komitesi tarafından tanımlanmıştır.
Bunu takiben birçok uydu operatörü ve Avrupa Uzay Ajansı (European
Space Agency, ESA) tarafından birçok pilot uygulama başlatılmıştır.
DVB-RCS tam
olarak ETSI EN 301 790'da tanımlanmıştır. Bu, iki yönlü DVB uydu sistemini
destekleyen bir uydu uçbirimini (Çok kez Etkileşimli Uydu Uçbirimi
- Satellite Interactive Terminal - veya Dönüş Kanalı Uydu Uçbirimi
- Return Channel Satellite Terminal - olarak adlandırılır) tanımlar.
Uydu kullanıcı uçbirimi bir uydu yer istasyonundan standart bir DVB-S
yayını almaktadır. Kullanıcıya doğru olan veri normal olarak bu bağlantı
üzerinde gönderilir. Ek olarak DVB-RCS aynı uydu anteni ile kullanıcıya
veri iletimi yeteneği sağlamaktadır. İletim yeteneği, kullanıcı uçbirimlerinin
iletimde bulunabilmesi için müsait olan kapasitenin MF-TDMA kullanılarak
(Multi-Frequency Time Division Multiple Access, Çoklu Frekans Zaman
Bölümlemeli Çoklu Erişim) paylaşılması sayesinde mümkün olur. Dönüş
kanalı 1/2 katlamalı FEC ve Reed Solomon kodlaması kullanılarak kodlanır.
Standardın kendisi kullanılacak frekans bantını (veya bantlarını)
tanımlamadığından değişik frekans aralıklarını kullananan sistemlerinin
tasarımı mümkündür. Taşınacak veri ATM AAL-5 kullanılarak, ATM hücrelerinde
kapsüllenebileceği gibi, MPEG-2 üzerinden doğal IP kapsüllemesi de
gerçekleştirilebilir. Ayrıca standart bir dizi güvenlik mekanizmasını
da içermektedir.
DVB-RCS uçbirimleri, uygun uydu frekansı bantlarında alış ve veriş
gerçekleştirebilmek için iki yönlü mikrodalga antenlerine gereksinim
duyarlar. Bunlar tipik olarak bir kablo (veya bir grup kablo) ile
dahili bir birime bağlanırlar. Bu birim, LAN arayüzüne sahip bir STB
(Set Top Box), bir PC'ye USB gibi bir çıkış yuvası ile bağlı harici
bir cihaz veya yine PC'ye takılabilen dahili bir kart olabilir. DVB
cihaz üreticilerinin ana amacı cihaz maliyetlerini düşük tutmaktır.
Maliyeti sistemin veriş yeteneği belirlediğinden pazarda değişik bit
kapasitelerinde veriş yeteneğine sahip cihaz seçenekleri bulunacaktır.
Uçbirim işletimi
Bir Dönüş Kanalı Uydu Uçbirimi (Return Channel Satellite Terminal,
RCST) açılır açılmaz, DVB-RCS Ağ Denetim Merkezinden (Network Control
Center-NCC) genel ağ bilgisini almaya başlayacaktır. NCC, uydu ağının
işletimi için gerekli denetim ve zamanlama mesajlarını oluşturarak
izleme ve denetim işlevleri sağlar. NCC'den tüm mesajlar MPEG-2 TS
hususi veri bölümleri kullanılarak gönderilir. Bunlar ileri yönlü
(Forward, yer istasyonundan uçbirime doğru) kanallar üzerinden iletilirler.
Aslen DVB-RCS, biri etkileşim denetimi, diğeri veri için olan iki
kanalı içerir. İki kanal da aynı DVB-S taşıma çoğullaması (Transport
Multiplex) ile sağlanabilir.
DVB-RCS uçbirime (Kullanıcıya) olan veri iletimi için ileri yönlü
kanalı kullanırken, dönüş yolu olarak DVB etkileşim kanalını kullanır.
İleri yönlü kanaldan alınan denetim mesajları Ağ Zamanlama Referansını
(Network Clock Reference, NCR) sağlar. NCR, 27 MHz'lik bir referansı
içerir ve bunu alan kullanıcı uçbirimleri MF-TDMA iletimleri için
veriş frekansını ayarlarlar.
Bir kullanıcı uçbiriminin tüm iletimleri NCC tarafından denetlenir.
Bir uçbirim veri iletebilmek için önce, yapılandırmasını tanımlayarak
NCC ile haberleştikten sonra ağa dahil olmalıdır (Logon). Logon mesajı
denetim mesajlarında belirtilen bir frekans kanalı kullanılarak iletilir.
Bu kanal, ağa dahil olmak isteyen uçbirimler tarafından dilimli ALOHA
erişim protokolü kullanımıyla paylaşılır.
NCC geçerli bir uçbirimden bir "logon" mesajı aldıktan sonra,
kullanıcı uçbirimi için Uçbirim Ayraç Zaman Planı'nın (Terminal Burst
Time Plan, TBTP) dahil olduğu bir dizi tabloyu döndürür. MF-TDMA TBTP
uçbirimlerin belirli zaman aralıklarında atanmış oldukları taşıyıcı
frekanslarında ve yine atanmış bir frekansta iletimde bulunabilmelerine
olanak tanır. Uçbirim bir grup ATM hücresini iletir (veya MPEG TS
paketleri). Bu bilgi bloğu çeşitli yollarla kodlanabilir (Katlamalı
-Convolutional- kodlama, RS/Katlamalı kodlama veya Turbo-kodlama).
Bloğa bir başlık (ve seçime bağlı denetim bilgisi) ve son-ek (Katlamalı
kodlamayı tamamlamak için) eklenir. Tüm veri paketi QPSK modülasyonu
ile gönderilir. Her uçbirim kendisine tahsis edilen kapasiteyi kullanmadan
önce, fiziksel katman eşzamanlamasını (Zaman, güç ve frekans) gerçekleştirmelidir.
Eşzamanlama uydu kanalı üzerinden gönderilen özel eşzamanlama mesajları
yardımı ile sağlanır.
Bu sistemin en güçlü ve zayıf tarafı farklı frekans aralıklarında,
farklı kapasiteler için yapılandırılabilmesidir. Frekans aralığının
belirlenmesindeki esneklik, farklı türlerde hizmetlerin sunulabilmesine
olanak tanırken, kullanılacak cihazların, kullanılacağı ağa göre özel
seçilmesi zorunluluğunu doğurmaktadır. Ancak kullanılan frekans aralıklarında
da standartlaşma kaçınılmazdır.
Aşağıda SES için tasarlanmış ve DVB-RCS standardına
dayanan BBI (Broadband Interactive Service) ile ilgili servis seçenekleri
yer almaktadır. Burada, BBI ASTRA uydularının mevcut Ku-Bandı (14
GHz) kanalı yer istasyonunundan kullanıcı uçbirimine iletim, Ka-Bandı
kapasitesi (29.5-30.0 GHz) ise dönüş kanalı olarak kullanılmaktadır.
Uydu şartları TCP mimarisinin, tıkanma kaçınma algoritması, veri onay
mekanizması ve pencere boyutu sınırlamaları dahil birçok özelliğini
olumsuz olarak etkiler ve bu yüzden uydu hatları üzerinde elde edilebilecek
veri iletim oranının sınırlanmasına sebep olurlar.
1. Tıkanmada kaçınma (Congestion Avoidance): Tıkanmış ve iletimde
bulunmaz bir ağdan kaçınmak için, TCP, tıkanmış ağlarda verinin kaybolduğunu
varsayarak iletim oranını düşürür. Ancak uydu hatları üzerinde TCP,
uzun paket gidiş dönüş süresini (Round Trip Delay) doğru yorumlamaz
ve yanlış bir tepki gösterir. Benzeri şekilde TCP "Slow Start"
algoritması halihazırda tıkanma yaşanan bir TCP ağında yeni bağlantıların
taşmasını engellerken, uydu hatları üzerinde yeni bağlantıları oldukça
geciktirir. Bu tıkanma kaçınma tedbirleri yönlendirilebilir protokollerin
kullanıldığı karasal hatlarda hayati öneme sahip iken, uydu hatları
için uygun değillerdir.
2. Veri Onayları (Data Acknowledgements): TCP'de verinin karşı
uç tarafından doğru bir şekilde alındığının onaylanması için mevcut
mekanizmalar, uydu hatları gibi gidiş dönüş sürelerinin uzun ve veri
iletim hatlarının asimetrik olarak yapılandırıldığı ortamlarda arzu
edilmeyen sonuçlarla karşılaşılmasına sebep olurlar. Genel olarak
dönüş bantgenişliği çok kısıtlı olduğundan, çekilen veri için gönderilen
onay paketleri bir darboğaza neden olabilirler.
3. Pencere Boyutu (Window Size): TCP seyir halindeki verinin
miktarını sınırlandırmak için kayan pencere (Sliding Window) mekanizmasını
kullanır. Pencere dolduğunda gönderen taraf, karşı taraftan yeni veri
onayı alıncaya kadar iletimi durdurur. Uydu hatları üzerinde gidiş
dönüş süresi çok uzun olduğundan bu mekanizma veri iletim oranı üzerinde
oldukça sınırlayıcı bir etki oluşturur. Bu yüzden hattın en verimli
bir şekilde kullanılması için en küçük pencere boyunun kullanılması
gereklidir. Bu T1 (~1,5 Mbps) kapasitesindeki bir hat için 100 KByte,
10 Mbps'lik bir hat için ise 675 KByte'dır. Birçok TCP uyarlaması
azami pencere boyunu 64 KByte'da sınırlamış, bazı işletim sistemlerinde
ise geçerli pencere boyu sadece 8 KByte'dır. Bu da hattın bantgenişliği
ne olursa olsun uydu hattı üzerinde bağlantı başına sadece 128 Kbps
iletim oranının elde edilebilmesi demektir (Dosya indirmeyi hızlandırıcı
-Download accelator- programlar işte bu problemi çözmek için iş görüyorlar).
| |
SIT II |
IST III |
SIT III |
| Anten |
0.75 m |
0.95 m |
1.2 m |
| SIT İletimi
EIRP (Tahmini) |
40 dBW |
45 dBW |
50 dBW |
| Dönüş İletim
Hızı |
144 Kbps |
384 Kbps |
2 Mbps |