FEC ve Symbol Rate

Uydu haberleşme sistemlerinde sık sık karşımıza çıkan Reed Solomon ve FEC için bir önceki yazımda, sinyal seviyesi ile FEC arasındaki oranlardan bahsetmiştim. Bu yazımda ise FEC ve Symbol Rate değerlerini inceleyeceğiz. Hatırlayacağınız gibi FEC (Forward Error Correction) iletim paketlerine eklenen kontrol mekanizmasıydı. Giden paket içindeki kontrol paket miktarı arttırılabilir ya da azaltılabilir. Bunu yapabilmek için belirlenmiş FEC oranlarından biri seçilir. Örneğin, her 2 paketten 1 tanesinin kontrol paketi olmasını istiyorsak FEC 1/2 seçeriz. FEC ve symbol rate arasındaki ilişkiyi kavrayabilmek için önce Symbol Rate kavramının ne olduğunu bilmemiz gerekir. Uydu frekans listeleri içinde sürekli gördüğümüz Symbol rate değerleri neyi ifade ediyor?

Symbol Rate Nedir?

Uydu kanal frekans listelerinde FEC ve Symbol Rate değerlerini yanyana görürüz. Örneğin; ATV için 6666 – 5/6, Show TV için 4444 – 5/6, TRT 30000 – 5/6. Bu değerlerden ilki symbol rate (SR – Sembol Hızıdır). İkincisi ise FEC değeridir. Symbol rate; 1 sn içinde gönderilen sembol sayısıdır. Birimi sembol / saniye (-baud olarak ifade edilir). Uydu haberleşme sistemlerinde iletilecek olan bilgi pulselar halinde gönderilir. Bilginin iletim hızı için farklı metodlar (modülasyon teknikleri ) geliştirilmiştir. Hız; iletişim sistemlerinin geneli için çok önemlidir. Uydu haberleşme sistemleri için kullanılan bandgenişliği hizmet fiyatının belirleyicisi ve en pahalı bölümlerinden biri durumundadır. Bu  nedenle hızı arttırabilmek ve aynı zamanda kullanılan bandgenişliğini düşürebilmek, uydu sistemleri için kaçınılmazdır.

Tek şeritli bir yolda aynı istikamette aynı saniye içinde sadece bir araç kendine yer bulabilir. Şöyle basit bir mantık kuralım, 400 yolcumuz olsun ve sahip olduğumuz araçlar 4 yolcu alabilsin. Bu durumda 100 araçlık bir konvoya ihtiyacımız var demektir. Araçlar yola çıktıktan sonra en son araç hedefe varana kadar geçen süremizde  100 sn olsun. Bu durumda 400 yolcuyu hedef noktamıza 100 snde ulaştırabiliyoruz. Şimdi aynı beyin fırtınasını 4 şeritli bir otoban üzerinde düşünelim. Yolcularımızı yine 4er kişi halinde 100 araca bindirdik ve herbirine bir numara verdik. Bu sıralama numaralarını hedef noktasınada ilettik. Araçları 25 erli sıra halinde 4 şeride eşit olarak paylaştırdık.  Tek şeritli yoldaki araçlarla aynı hızda seyreden bu araçlardan son araç hedefe vardığında (- 4 şeritteki son araçta aynı anda hedefe varacaktır-) geçen süre 25 sn olacaktır. 4 te 1 oranında bir hız artışı sağladık. Bu kazanç yolun genişlemesinden yani band genişliğinden kaynaklanan bir kazançtır. Kullanılan frekans aralığı arttırıldıkça bir saniyede taşınabilecek bilgi miktarıda arttırılabilir.

Dijital sistemler bilgiyi pulselar şeklinde iletir. Kullanılan modulasyon tekniği ya da bit hızı şeklinde ifade edilebilen symbol rate ise bir saniyede gönderilen pulse sayısını verir. QPSK, BPSK, 8PSK gibi farklı varyasyonları vardır. QPSK ile bir saniye içinde 2 sembol iletilirken, 8PSK’de bu sayı 3 tür. Yukarıdaki örneğe dönersek, BPSK kullanıldığında tek şeritli yolda aynı anda tek bir araç yol alabilir. QPSK kullanıldığında ise bu aynı anda 2 aracın yol alabilmesine imkan tanır ve hız bir anda %50 oranında artmış olur.

FEC, Symbol Rate ve Modülasyon Tekniği

Bu üç unsur bir araya geldiğinde kullanılan bandgenişliğini belirler. Müşteri data hızı ile kullanılan bandgenişliğinin iyi ayarlanması gerekmektedir. İhtiyaç duyulan bandgenişliği hesaplanırken, kullanılan modülasyon tekniği ve FEC oranlarının bandgenişliğini arttıacağı hesaba katılmalıdır. Symbol rate değeri bandgenişliğinin yaklaşık 1.4 katı kadardır. Spectrum analyzer üzerinde baktığımızda müşteri ihtiyacı için düşünülen bandgenişliğinden 1.4 kat daha fazla bir yer kapladığı görülecektir. FEC ve Symbol rate hesaba katılmassa, komşu frekanslar üzerine taşacak ve sinyaller enterfere olacaktır.

Konuyu burada kısaca ve en yalın  haliyle ele almaya çalıştım. Çok daha derinlemesine bir araştırma yapmanızı tavsiye ederim.

Benzer Konular:

• Frekans Modülasyonu
• Reed Solomon ve FEC
• Modülasyon Nedir?
• Polarizasyon
• Spectrum Analyzer