ASELSAN Sayfa Dönüş

ASELSAN Telsiz Sistemlerinde Veri Aktarım Çözümleri

(1.Bölüm: Analog Sistemler)
İlker SÖNMEZ * Elektrik-Elektronik Yüksek Mühendisi

ASELSAN'ın 1990 yılından itibaren geliştirip ürettiği tüm telsiz sistemlerinde kullanıcıların veri iletişim ihtiyacını karşılamak amacı ile çeşitli çözümler sunulmaktadır. Bu kapsamda ASELSAN'da yapılan araştırma ve geliştirme çalışmaları sonucunda; Trunk, Analog/Sayısal Konvansiyonel ve SAGE 2000 (Sayısal Geniş Alan) telsiz sistemleri geliştirilmiş ve ses haberleşmesi yanında, veri haberleşmesi özelliği de kazandırılmıştır. İki bölüm olarak hazırlanan bu yazı dizisinin ilk bölümünde Analog tabanlı Trunk ve Konvansiyonel sistemler,  gelecek sayımızda ise Sayısal Tabanlı SK ve SAGE sistemleri üzerinden veri haberleşmesi anlatılacaktır.

Yazının icadından yirminci yüzyılın ortalarına kadar bilgi, görsel olarak anlaşılmak üzere, genellikle, kilden yapılmış tabletler, papirüs ve kağıt benzeri yüzeylere yazılmak sureti ile üretilmiş ve saklanmıştır. Ancak, geçtiğimiz yüzyılın ortalarına doğru sayısal ortamın keşfi ve gelişmesi ile bilginin üretilme ve saklanma yöntemi de değişmiştir. Artık günümüzde, bilgiye kaynağından doğrudan erişme ve karşılıklı bilgi alışverişi gibi olanaklar sağlayan bilgi bankaları ve internet gibi ortamlar veri haberleşmesi talebinin hızlı bir şekilde artmasına neden olmuş, bunun sonucunda, iletişim şebekelerinde veri iletişimi ses iletişiminin önüne geçmiştir. 

Önceleri sadece ses haberleşmesi ihtiyacını karşılamak üzere tasarlanan haberleşme şebekeleri, artık kullanıcıların ses ve veri ihtiyacını birlikte çözümlemek üzere tasarlanmaktadır. Telsiz haberleşmesinde, haberleşme kanallarındaki kaynak kıtlığı, bu amaçla ayrılan frekans bantlarının yoğun talep karşısında ihtiyacı karşılayamaması gibi olumsuzluklar, bu kaynakların ses haberleşmesine göre daha verimli bir şekilde kullanılmasına olanak veren veri haberleşmesinin tercih edilmesine neden olmaktadır. (Örnek verilecek olursa; A4 boyutundaki bir sayfa sadece yazı ise yaklaşık 16 kilobit bir veri demektir. Ses ile "on" kelimesinin söylenmesi için geçen sürede (yaklaşık bir saniye) PCM sistemlerinde 4 adet A4 sayfası, GSM sistemlerinde yaklaşık bir A4 sayfası, 4,8 kilobit/sn hızındaki CELP sistemlerinde ise dörtte bir A4 sayfası büyüklüğünde bilgi akatarımı mümkündür). Veri haberleşmesi sayesinde kullanıcılar bilgi aktarımını en kısa sürede ve en ekonomik şekilde gerçekleştirebilmektedir.

Veri aktarımında sunulan çözümler; kullanıcının özellikleri, öncelikleri ve telsiz sistemlerinin yetenekleriyle belirlenmektedir. Her sistem, kullandığı teknikler ve sahip olduğu yaklaşımlar ile birtakım avantajlara sahiptir. Dolayısıyla kullanıcı ihtiyaçları belirlenerek en uygun çözüm seçilmelidir. Veri iletişiminde göz önüne alınacak kriterler aşağıda verilmiştir. 

VERİ HABERLEŞMESİNDE ÖNEMLİ NOKTALAR

Veri Hızı

Telsiz haberleşme sistemlerinde sınırlı band genişliği içinde,  şu anki teknolojilerin imkan verdiği veri hızları kullandıkları modülasyon teknikleriyle sınırlıdır. Burada, "havadaki hız" ile "net veri hızı" kavramlarını ayırmak gerekir. Havada taşınan verinin içerisinde kullanıcı veri bitlerine ek olarak hatalara karşı koruma bitleri, gönderen ve alıcı kimlik bilgi bitleri ve sisteme ait bilgilerin taşındığı veri bitleri bulunmaktadır. Aktarılan verinin hepsi kullanıcı tarafından kullanılamamakta, net veri hızı havadaki hızdan daha az olmaktadır.

Veri Güvenliği

Veri, kaynağından (veri terminali, PC, GPS alıcısı, SCADA terminali vb.) alındıktan sonra bir telsiz kanalı üzerinden sisteme gönderilir. Bu bilgi; sistem tarafından, istenilen adrese teslim edilir. Veri bütünlüğü bu trafik içerisinde bozulmamalı, beklememeli ve kaybolmamalıdır. Sistem, hatalara karşı koruma ve düzeltme tekniklerini içermelidir. Ayrıca RF ortamının herkese açık olduğu düşünüldüğünde, önemli ve gizli bilgilerin şifrelenerek gönderilmesi gerektiği de açıktır.

Gerçek Zamanlı Veri Aktarımı

Veri uygulamalarında en önemli noktalardan birisi, bilginin gerçek zamanda istenilen yere ulaşmasıdır. Telsiz üzerinden bir veri tabanına erişilerek yapılacak sorgulamada veya GPS koordinat bilgilerinin bir merkeze aktarılacağı uygulamalarda veri aktarımını gerçek zamanda tamamlamak hedeflenebilir. Gerçek zamanda veri aktarımından kastedilen bilginin sakla-gönder gibi bir ara işlemciden geçmemesidir. Birçok kısa mesaj sistemi ve Mobitex sistemi bu tarzda çalışır. Veri yoğunluğuna göre; aktarılan verinin karşı taraftan alınmasında saniye, saat hatta gün farkı olabilir.

Kullanıcı Sayısı

Sistemin belirli bir trafik yükünden sonra tıkanmaması gerekmektedir. Kullanıcıların minimum zamanda maksimum bilgiyi yollaması, sistemden hizmet alacak kullanıcı sayısını artıracaktır.

Değişik Uygulamalara İmkan Sağlaması

Sistemlerin; Araç Takibi (GPS), SCADA, Veritabanı erişimleri gibi uygulamalarının olması tercih edilecek özelliklerdir.


TRUNK ve Analog Konvansiyonel Sistemlerin Genel Özellikleri

TRUNK TELSİZ SİSTEMİ

Telsizlerin içerisinde standart olarak 1200bps hızında modemler vardır. Trunk telsiz sistemindeki sinyalleşmeler kontrol kanalı üzerinden bu modemler ile yapılmaktadır. Trunk Telsiz Sisteminde kısa veri iletimi de kontrol kanalı üzerinden yapılmaktadır. Veri iletimi Tek segmentli aktarım (SST) ve çok segmentli aktarım (MST) olmak üzere iki şekilde sağlanabilir. Bir adet tek segmentli aktarım ile 25, bir adet çok segmentli aktarım ile toplam 100 karakterlik veri aktarmak mümkündür.

ASELSAN Trunk Telsiz sistemlerinde kullanılan MPT 1327 standardına göre trunk telsiz sistemi yapısında veri aktarımı bir opsiyon olarak verilmiştir ve uzunluğu 780 biti geçen verilerin aktarılması tanımlı değildir. Bu nedenle, örneğin sıkıştırılmış bir resim dosyasının (20-30 kbyte civarı varsayalım) aktarılması için verinin paketlere bölünmesi ve bunların alıcı tarafında birleştirilmesi gerekir. Her bir paket için ses talepleri ile beraber sisteme erişim yapılması gerekecektir. Sinyalleşme için harcanan zaman da göz önüne alındığında trunk telsiz sisteminin büyük veri aktarımları için uygun olmadığı ortaya çıkacaktır. 

Trunk sisteminde ses haberleşmelerinin sinyalleşmeleri de kontrol kanalı üzerinden yürütüldüğü için, yoğun trafik olan şebekelerde tek kontrol kanalı hem veri haberleşmesini hem de ses trafiğini yönetme işini kaldıramayacak, bu durumda çoklu kontrol kanalına geçilmesi gerekecektir. Çoklu kontrol kanalı uygulamasında, kontrol kanallarının biri ses çağrılarının kurulumu esnasındaki sinyalleşmeleri taşırken diğer kontrol kanalları sadece kısa veri aktarımına hizmet vermektedir. Yine de bir Trunk sistemi oluşturulması esnasında; gecikmeye toleransı olmaması dolayısıyla, ses haberleşmesinin öncelikli olduğu bir mimariyi kurmak hedeflenmelidir.

Trunk Telsiz Sistemi Uygulamaları:

a) Dağıtım Araçları Haberleşme Sistemi 

ASELSAN Dağıtım Araçları Haberleşme Sistemi, dağıtım şirketlerinin daha esnek ve verimli şekilde çalışmalarına yardımcı olmayı hedefleyen bir trunk haberleşme sistemidir. Trunk telsiz sisteminin avantajlarından yararlanan sistem, dağıtım şirketlerine güvenilir bir haberleşme sistemi sunmanın yanında, özellikle çok kullanıcıya hizmet verebilme, genişleyebilme kolaylığı, sistem güvenilirliği gibi önemli özellikleri de beraberinde getirmektedir.

Bu sistemde temel amaç dağıtım şirketlerinin, gelen sipariş bilgilerini dağıtım araçlarına telsiz şebekesi üzerinden iletmesidir. Bu nedenle sistemdeki haberleşme genel olarak veri haberleşmesi ağırlıklıdır. 
Sistemin konfigürasyonunu incelediğimizde; her dağıtım şirketi merkezinde bilgisayara bağlı bir sabit merkez telsizi bulunmaktadır. Bilgisayara girilen sipariş bilgileri RS232 seri port'a bağlı bu telsiz üzerinden, ilgili dağıtım aracına aktarılmaktadır. İlgili dağıtım aracında da bulunan trunk telsizine bağlı bir seri yazıcıdan bu sipariş bilgileri alınabilmektedir.

Ses haberleşmesine de imkan sağlayan sistem, dağıtım şirketlerinin iş dağıtımı ve haberleşme ihtiyaçlarını verimli bir şekilde karşılamaktadır.

Sistem temel olarak 2 kanallı SITE Merkezi (Tekrarlayıcı Birimler, Trunk Kontrol Birimi vb.), Dağıtım Merkezi Telsizleri ve Araç Telsizlerinden oluşmaktadır (Şekil-1). 

Şekil-1. Dağıtım Araçları Haberleşme Sistemi 

b) Trunk Taksi Sistemi 

Trunk Taksi Sistemi, temel olarak taksi sürücüsünün can güvenliğinin sağlanması için tasarlanmış bir trunk telsiz sistemidir. Teknolojik gelişmelere uygun olarak ve sistemdeki kullanıcı sayısının fazlalığı ve kanal sayısının fazla olmaması sebebiyle genellikle sistemde veri haberleşmesi ile iletişim gerçekleştirilmektedir. Ses haberleşmesi normal telsiz sistemlerine göre daha az tercih edilmelidir. Trunk Telsiz Sisteminin ikinci temel tasarım hedefi, taksilere iş dağıtımının daha sağlıklı yapılmasına olanak sağlamak ve taksilerin duraklarda beklemesini özendirmektir. Taksi duraklarının veya şirketlerinin, yapısına göre değişik konfigürasyonlarda işletme merkezlerine sahip olmaları ile, telefonla alınan iş isteklerinin kayıtları tutulabilecek, gerekli olduğu zamanlarda ise bunlar müşteri veya işletmeci yararına kullanılabilecektir (müşteri şikayetleri, iş tahsisi miktarı vb.). Trunk Taksi Sistemi'nde ASELSAN Trunk Telsiz Sistemi'ne ek olarak Bilgisayarsız Taksi Merkezi, Bilgisayarlı Taksi Merkezi, Emniyet Merkezi gibi konfigürasyonlar eklenmiştir. 

ASELSAN Trunk Taksi Sistemlerinde kullanıcıya gerekli hizmetin verilmesi için bireysel, grup, tüm sisteme çağrı gibi çağrı tipleri kullanılmalıdır.

ASELSAN Trunk Taksi Sisteminde telsiz kullanıcıları başka bir telsiz kullanıcısına veya bir gruba 30 değişik durum bilgisini gönderebilir. Trunk Taksi Sistemlerinde aşağıdaki mesajlar için durum bildirme çağrısı kullanılır:

• Taksi Merkezine konuşma isteğini bildirme (MERKEZ)
• Taksi Merkezine iş isteğini bildirme (IŞ ISTEK)
• Emniyet Merkezine ihbarda bulunma (IHBAR)
• Emniyet Merkezine acil durum mesajı iletme (ACIL)

c) Trunk Sistemi Üzerinden Telsizlere Bağlı Ekranlara Reklam ya da Veri (haber/bilgi) Aktarımı 

Sistem kısaca, belirli bir kaplama alanındaki Trunk telsizlerinin seri çıkışına bağlanarak bir ekrana mesaj göndermek şeklinde tanımlanabilir. Sistemdeki yönetim merkezine bilgisayar vb. kaynaktan aktarılan bilgiler adreslenmiş bir veya birden fazla telsize aktarılır ve bilgi bu telsizlere bağlı ekranlarda görünür. Aktarılacak bilgiler genel haber bilgileri olabileceği gibi (hava durumu, finans bilgileri vb.), yerel haberler (nöbetçi eczaneler, otobüs tarifeleri vb.) veya reklamlar da olabilir. 

KONVANSİYONEL TELSİZ SİSTEMLERİ

ASELSAN 4000 serisi telsiz ailesinde ETSI'nin 1200bps veri hızı için önerdiği standart uyarlanarak, veri aktarım için gerekli erişim ve veri protokolleri tanımlanmıştır. Bu sistem röle üzerinden veya simplex modda ses ve veri paylaşımlı veya sadece veri olarak kullanılabilir. Trunk telsiz sistemlerimizin olmadığı ve kullanıcı sayısının az olduğu küçük yerleşim yerlerinde, böyle bir sistem geniş bir uygulama alanı bulabilecektir. Yüksek hızda veri aktarımının gerekli olmadığı yerlerde daha ucuz çözüm olarak da sunulabilir. 

Konvansiyonel telsiz veri aktarım sistemi, bu tür telsizlerden veri aktarımını sağlamak için kısa mesaj formatı geliştirmek üzere tasarlanmış ve öncelikle Aygaz telsiz sisteminde kullanılmıştır. Kullanılacak protokolün gelecekte var olacak daha uzun veri gibi uygulamalara da açık olması gerektiği düşünülmüştür. 
Veri aktarım sistemi "Unslotted Aloha Carrier Sense Multiple Access" (CSMA) yapısında tasarlanmıştır. 

Konvansiyonel Telsiz Sistemi Uygulamaları

a) AYGAZ Veri Aktarım Sistemi 

ASELSAN, konvansiyonel telsizlerde kullanılacak Aygaz Veri Aktarım Sistemi'ni geliştirmiştir. Bu sistem trunk sistemi olmayan yerlerde konvansiyonel telsizler üzerinden veri aktarmak için düşünülmüştür.
Sistem, ses + veri olan bir kanalda, telsiz kanalının doluluğuna bir süre bakıp, boş olduğuna karar verir, veri iletimine geçer ve bitiminde bir süre için verinin hatasız alındığını belirten ACK sinyali bekler. ACK gelmediğinde veya repeat ACK (adresin doğru, ancak verinin hatalı alındığı durumlar) geldiğinde, belirli sayıda aynı işlemi tekrarlar. Verinin doğru alındığını belirten ACK alınamadığında, bağlı olduğu veri terminaline 'veri gönderilemedi' uyarısı verir. Bir tek alıcıya değil de birçok alıcının olduğu bir gruba veri aktarımı yapıldığında ise alındı onayı için herhangi bir ACK mesajı geri gelmez.

Telsiz sistemden gelen başlık dizisini aldığında veri haberleşmesi yapıldığını anlayarak ses çıkışını keser ve rahatsızlık verici bir gürültü duyulmasını engeller. 

Aygaz sisteminde, sadece bir sabit merkez telsizinden gönderilen kısa mesaj sipariş ve durum mesajlarının alınması tanımlanmıştır. Dağıtım araçlarının birbirlerine veri aktarmasına izin verilmemiştir. Dağıtım araçları merkeze durum mesajı yollayabilmektedir. Araçlardaki ve her dağıtım şirketi merkezindeki donanım konfigürasyonu Trunk sistemiyle aynıdır. Sabit merkezden gelen adres bilgileri, sipariş formatında araç telsizine bağlı seri yazıcıya aktarılmaktadır.

Aygaz sisteminde verinin boyutu 100 adet 7 bit ASCII karakter olarak sınırlandırılmıştır. Bu formatın içerisinde siparişi yapılan tüpün cinsi, gidilecek adres, ödeme şekli ve saat bilgileri yer almaktadır.

Trunk sisteminde olduğu gibi konvansiyonel sistemde de telsiz veriye herhangi bir ekleme veya değişiklik yapmamakta, gelen veriyi olduğu gibi kontrol kanalından göndermektedir. 

Trunk sisteminde tüm trunk aboneleri icin tanımlanacak 30 adet durum mesajı mevcutken, Aygaz konvansiyonel sisteminde sadece bu firmaya özel, durum mesajları tanımlaması yapılmıştır. Hem araçtan merkeze, hem de merkezden araca durum mesajı göndermek mümkündür. Kullanıcı önce "*" tuşuna basıp, sonra durum mesajını iki haneli bir sayı ile kodlayarak gönderebilecektir.

Araçtan merkeze; Geliyorum, Gelmiyorum, Tüp Bitti, Sipariş Göndermeye Devam, Araç Arızalı, Molada, Depodayım, Kaza Oldu şeklinde durum mesajları (GELIYORM, GELMYORM, TUP BITTI, SIPDEVAM, ARCARIZA, MOLADA, DPODAYIM KAZAOLDU) gönderilebilirken, Merkezden araca; Merkeze Gel, Depoya Gel, Şubeye Gel, Beni Ara, Acil Dön, Bekle, Neredesin, Takım ver, Acil Ver durum mesajları (MERKZGEL DEPOYGEL, SUBYEGEL, BENIARA, ACILDON, BEKLE, NERDESIN, TAKIMVER, ACILVER) gönderilebilir.

SONUÇ
ASELSAN'ın Trunk ve Analog Konvansiyonel telsiz sistemleri üzerinden veri aktarım uygulamaları başarıyla çalışmaktadır. Ancak, ikinci nesil sayısal kriptolu konvansiyonel sistem SK2 ile geniş alan kaplamayı sağlayan SAGE2000 sistemi "ses + veri" şebekelerine yeni avantajlar getirmektedir. Sayısal sistemlerimiz, güvenli (kriptolu) haberleşme, daha yüksek hızlarda veri aktarımı ve hücresel yapı oluşturarak kaplama alanını artırabilme avantajlarıyla veri uygulamalarının gelişmesini ve çeşitlenmesini sağlayacaktır. Sayısal sistemlerdeki veri haberleşme mimarisi gelecek sayıda anlatılacaktır.

KISALTMALAR
ACK: Acknowledgement -Alındı bilgisi 
CSMA: Carrier Sense Multiple Access 
FSK: Frequency Shift Keying 
GPS: global Positioning System 
MST: Multiple Segment Transaction 
SCADA: Supervisory Control and Data Access 
SK: Sayısal Kripto 
SST: Single Segment Transaction

ÖZGEÇMİŞ