BağLAN RF ARAÇLARI · MARİN
Radyo Ufku Hesaplama: Denizde Baz İstasyonu Menzili
Radyo ufku hesaplama aracıyla kıyıdaki baz istasyonundan geminize kadar olan mesafede bağlantıyı neyin sınırladığını görün. Radyo ufku, Fresnel açıklığı, PRACH (Physical Random Access Channel, rastgele erişim kanalı) formatı, 5G TDD (Time Division Duplex, zaman bölmeli iletim) koruma aralığı ve uplink link bütçesini tek ekranda hesaplayın.
Radyo Ufku Hesaplama Aracı
Değerleri değiştirdikçe sonuçlar anında güncellenir. Yükseklikler deniz seviyesine göre metre cinsindendir.
Geometri
Şebeke
Operatör sahalarının çoğu varsayılan formatla (~14,5 km) çalışır.
n78, 30 kHz SCS: 1 sembol ≈ 35,7 µs. Tipik değer 2.
Uplink link bütçesi
Hücre kenarında dar uplink tahsisi için yaklaşık değer.
| Parametre | Değer | Açıklama |
|---|
Ufuk asıl sınırdır
Deniz üzerinde yol kaybı düşüktür; 700 MHz'te 50 km'de bile ~125 dB civarındadır. Bağlantıyı çoğu zaman Dünya'nın eğriliği keser. Gemi antenini yükseltmek menzili doğrudan artırır.
Bant seçimi
Uzun menzil FDD düşük bantla sağlanır (700 MHz n28, 800 MHz B20, 900 MHz B8). 3,5 GHz (n78) TDD koruma aralığı nedeniyle tipik ayarlarda ~9 km ile sınırlıdır.
Sahada doğrulama
Modemin bildirdiği TA (Timing Advance, zamanlama ilerletmesi) değeri bağlandığınız sahanın mesafesini verir: LTE'de TA × 78 m. RSRP (alınan referans sinyal gücü) ve SINR (sinyal/girişim+gürültü oranı) ile birlikte okuyarak hangi kıyı sahasından hizmet aldığınızı görebilirsiniz.
TEKNİK REHBER
Baz İstasyonu Menzil Parametreleri ve Denizde Kapsama
GSM, LTE, NB-IoT ve 5G NR'da Timing Advance, PRACH formatları, TDD koruma aralığı, radyo ufku ve marin uygulamalar.
1. Temel bağıntı
Baz istasyonu, UE'nin (User Equipment, kullanıcı cihazı: modem, router, telefon) uplink sinyalini kendi zaman çerçevesine oturtmak için UE'ye ne kadar erken göndermesi gerektiğini bildirir. Bu değer sinyalin gidiş-dönüş süresidir; bu nedenle mesafe hesabında ikiye bölünür.
Örnek: 40 km için gidiş-dönüş ≈ 267 µs, 50 km için ≈ 333 µs. Bu değerler milisaniyenin altındadır; “1500 ms” gibi bir TA değeri fiziksel olarak 225 000 km'ye karşılık gelir ve hiçbir sistemde yoktur. Milisaniye mertebesinde karşılaşılan parametre çoğunlukla timeAlignmentTimer'dır: TA'nın ne kadar süre geçerli sayılacağı (LTE/NR'de 500, 750, 1280, 1920, 2560, 5120, 10240 ms veya sonsuz).
2. Menzili belirleyen dört sınır
Bir hücrenin yarıçapını tek bir parametre belirlemez. Aşağıdaki sınırlardan hangisi önce gelirse menzil odur:
| Sınır | Ne belirler | Tipik olarak ne zaman öne çıkar |
|---|---|---|
| TA aralığı | Protokolün düzeltebildiği en büyük gecikme | Nadiren; GSM 35 km dışında pratikte sınır olmaz |
| PRACH formatı (CP/GT) ve Ncs | Uzak UE'nin ilk erişim preamble'ının tanınıp tanınmadığı | Çoğu sahada asıl sınır; varsayılan format ~14,5 km |
| Link bütçesi | Özellikle uplink: UE çıkışı 23 dBm (0,2 W) | Kara üzerinde, engebeli ve bina içi kapsamada |
| TDD koruma aralığı (GP) | DL→UL geçişinde uzak UE'nin zamanlaması | 3,5 GHz (n78) gibi TDD bantlarında |
3. GSM
GSM'de TA bir bit süresi (3,69 µs) adımlarla verilir; her adım ≈ 553 m'dir. 6 bitlik alan 0–63 değer alır, bu da ≈ 35 km azami menzil demektir.
- Extended cell (genişletilmiş hücre): Erişim burst'ü için iki ardışık timeslot ayrılarak koruma süresi artırılır; üreticiye göre ~70–120 km'ye çıkılır. Bedeli: o TRX'te kapasite düşer.
- GSM900 bugün de kıyı ve kırsal kapsamada “son çare” katmanıdır; POS, telemetri ve acil arama trafiği bu katmana düşer.
4. LTE
LTE'de TA adımı 16·Ts ≈ 0,52 µs (≈ 78 m) olup RAR'daki (Random Access Response) 11 bitlik komut 0–1282 aralığındadır (≈ 667 µs, ~100 km). Pratik sınırı ise PRACH formatı koyar:
| PRACH formatı | CP (µs) | Dizi (µs) | GT (µs) | Azami yarıçap | Kullanım |
|---|---|---|---|---|---|
| 0 | 103,1 | 800 | 96,9 | ≈ 14,5 km | Varsayılan; kent, banliyö, çoğu kırsal saha |
| 1 | 684,4 | 800 | 515,6 | ≈ 77 km | Uzun menzil, deniz/çöl |
| 2 | 203,1 | 1600 | 196,9 | ≈ 29,5 km | Orta menzil + daha iyi algılama (çift dizi) |
| 3 | 684,4 | 1600 | 715,6 | ≈ 100 km | En uzun menzil (TA sınırına dayanır) |
| 4 (yalnızca TDD) | 14,6 | 133 | – | ≈ 1,4 km | Küçük hücre, UpPTS içinde |
- Ncs / zeroCorrelationZoneConfig: Yarıçap büyüdükçe cyclic shift büyür, bir kök diziden çıkan preamble sayısı azalır. 40–50 km'lik hücre için daha fazla root sequence gerekir; komşu hücrelerle PRACH çakışması planlamada dikkat ister.
- High-speed set: Uçak ve yüksek hızlı tren gibi büyük Doppler durumları içindir; gemilerin hızı bunu gerektirmez.
- LTE-M zamanlama açısından LTE ile aynıdır; tekrarlarla (coverage enhancement) +15 dB'e kadar ek kapsama sağlar.
5. NB-IoT
| NPRACH formatı | CP | Azami yarıçap | Not |
|---|---|---|---|
| 0 | 66,7 µs | ≈ 10 km | Varsayılan |
| 1 | 266,7 µs | ≈ 40 km | Kırsal / kıyı |
| 2 (Rel-15) | 800 µs | ≈ 120 km | Çok uzun menzil |
NB-IoT, +20 dB'e varan kapsama genişletmesi (MCL ≈ 164 dB) ile şamandıra, deniz sensörü ve liman telemetrisi gibi düşük veri hızlı uygulamalarda en uzun erişimi sağlar.
6. 5G NR
6.1 TA adımı alt taşıyıcı aralığına (SCS) bağlıdır
NR'de TA birimi 16·64·Tc/2µ'dür; RAR'daki 12 bitlik komut 0–3846 aralığındadır. Teorik aralık LTE'den geniştir, ancak pratikte yine PRACH formatı ve TDD koruma aralığı sınır koyar.
| SCS | TA adımı | Mesafe adımı | RAR ile teorik aralık | Tipik bant |
|---|---|---|---|---|
| 15 kHz | 0,52 µs | ≈ 78 m | ≈ 300 km | n28 (700 MHz FDD) |
| 30 kHz | 0,26 µs | ≈ 39 m | ≈ 150 km | n78 (3,5 GHz TDD) |
| 120 kHz | 0,065 µs | ≈ 9,8 m | ≈ 37 km | mmWave (FR2) |
6.2 PRACH formatları
| Format | Preamble SCS | Azami yarıçap | Kullanım |
|---|---|---|---|
| Long 0 | 1,25 kHz | ≈ 14,5 km | LTE Format 0 eşdeğeri, varsayılan makro |
| Long 1 | 1,25 kHz | ≈ 100 km | Uzun menzil, deniz kapsaması |
| Long 2 | 1,25 kHz | ≈ 22 km | Daha iyi algılama (4 tekrar) |
| Long 3 | 5 kHz | ≈ 14,5 km | Yüksek hız (Doppler toleransı) |
| Short A1–C2 | 15/30/60/120 kHz | 15 kHz'de ~1–9 km; 30 kHz'de yarısı | Küçük hücre, n78, mmWave |
Long formatlar yalnızca FR1'de vardır. Uzun menzil gereken 5G hücrelerinde (ör. n28) Long Format 1 seçilir.
6.3 TDD koruma aralığı: n78 neden uzun menzil bandı değildir
TDD'de UE, uplink'i TA kadar erken gönderir. Bu yüzden özel slot içindeki koruma aralığı (GP) en uzak UE'nin gidiş-dönüş süresini ve ≈ 13 µs'lik geçiş payını (NTA,offset) karşılamak zorundadır. 30 kHz SCS'de bir OFDM sembolü ≈ 35,7 µs'dir.
GP sembolleri veri taşımaz; ayrıca operatörler arası senkronizasyon nedeniyle tek bir sahada keyfi değiştirilemez. Sonuç: uzun menzil FDD düşük bantla (n28, B20, B8) sağlanır; n78 kapasite katmanıdır.
| GP (sembol) | GP süresi | Pratik azami menzil | Yorum |
|---|---|---|---|
| 2 | 71 µs | ≈ 8,7 km | Yaygın özel slot düzenlerinde tipik değer |
| 4 | 143 µs | ≈ 19 km | Kırsal TDD için genişletilmiş GP |
| 6 | 214 µs | ≈ 30 km | Belirgin kapasite kaybı |
| 8 | 285 µs | ≈ 41 km | 40–50 km için gereken mertebe |
| 10 | 357 µs | ≈ 51 km | Pratikte kullanılmaz |
7. Türkiye'de bantlar ve tipik operatör değerleri
Türkiye'de 5G frekansları Ekim 2025 ihalesinde 700 MHz ve 3,5 GHz bantlarından dağıtıldı; 700 MHz'te üç operatörün her biri 2×10 MHz aldı ve 5G hizmeti 1 Nisan 2026'dan itibaren sunuluyor. 26 GHz (mmWave) ihaleye dahil edilmedi.
| Bant | 3GPP | Dupleks | Teknoloji | Rolü |
|---|---|---|---|---|
| 700 MHz | n28 | FDD | 5G NR | Geniş alan, kırsal ve kıyı kapsaması |
| 800 MHz | B20 | FDD | LTE | Kapsama katmanı; NSA'da çapa bandı |
| 900 MHz | B8 | FDD | GSM / LTE | Kapsama, GSM son katman |
| 1800 MHz | B3 | FDD | LTE (GSM) | Ana kapasite katmanı |
| 2100 MHz | B1 | FDD | LTE | Kapasite |
| 2600 MHz | B7 | FDD | LTE | Kent kapasitesi |
| 3,5 GHz | n78 | TDD | 5G NR | Yüksek kapasite, kısa menzil |
Aşağıdaki değerler genel sektör pratiğidir; operatöre, üreticiye ve sahaya göre değişir:
| Ortam | Bant | Hücre yarıçapı | Anten yüksekliği / tilt | PRACH |
|---|---|---|---|---|
| Kent merkezi | n78, B3/B1/B7 | 0,2–1 km | 20–30 m, 6–10° downtilt | LTE F0 / NR kısa veya Long 0 |
| Banliyö | B3, B20, n28 | 1–5 km | 25–35 m, 3–6° | Format 0 |
| Kırsal | B20/B8, n28, GSM900 | 5–15 km (en fazla ~30 km) | 30–50 m, 0–3° | Format 0, gerekirse 2 |
| Kıyı / deniz | B20/B8, n28, GSM900 | 20–50+ km | Tepe sahası, 0° veya hafif uptilt | LTE F1/F3, NR Long 1, GSM ext. |
Makro sahalarda sektör başına EIRP tipik olarak 58–65 dBm'dir. Sahaların büyük çoğunluğu varsayılan formatla çalıştığı için ~14,5 km fiilî sınırdır; daha uzun formatlar yalnızca özel sahalarda açılır.
8. Deniz üzerinde yayılım ve radyo ufku
Deniz yüzeyi düz ve iletkendir; bina ve bitki örtüsü kaybı yoktur. Örneğin 700 MHz'te 50 km'de serbest uzay kaybı ≈ 123 dB, düz yer (iki ışın) modeliyle 150 m / 10 m anten yükseklikleri için ≈ 124 dB'dir; bu değerler makro link bütçesinin rahatça içindedir. Bu yüzden deniz üzerinde menzili belirleyen asıl etken görüş hattıdır; radyo ufku hesaplama bu nedenle marin kapsama planlamasının ilk adımıdır. Saha ölçümleriyle karşılaştırma için denizde 4G/5G sinyal mesafesi sayfasına bakabilirsiniz.
| Baz istasyonu (m) | Gemi anteni 3 m | Gemi anteni 10 m | Gemi anteni 15 m |
|---|---|---|---|
| 50 | 36 km | 42 km | 45 km |
| 150 (kıyı tepesi) | 58 km | 64 km | 66 km |
| 400 (dağ sahası) | 90 km | 95 km | 98 km |
- Ufka yakınlık ve Fresnel: Ufka yaklaştıkça kırınım kaybı hızla artar (ufuk çizgisinde ek ≈ 6 dB, ötesinde onlarca dB); pratikte güvenilir menzil radyo ufkunun ≈ %70–80'i alınır (ayrıntı: Fresnel alanı ve marin antenler). Alçak antenlerde birinci Fresnel bölgesi deniz yüzeyine erken değer (iki ışın kırılma noktası); bunun ötesinde kayıp 40 dB/dekad artar ama bağlantı sürer.
- Deniz yansıması: Doğrudan ve yansıyan ışın girişimi mesafeye ve dalga yüksekliğine göre derin sönümler yaratır. Çare: iki antenli MIMO veya yükseklik çeşitlemesi (antenler arasında dikey mesafe).
- Troposferik ducting: Özellikle yazın Ege ve Akdeniz'de sinyal yüzlerce km taşınabilir. Bu “bazen çok uzaktan çekiyor” etkisinin sebebidir ama güvenilir kapsama sayılmaz; TDD'de (n78) uzak baz istasyonu girişimi yaratır (3GPP Rel-16 RIM mekanizması).
9. Denizcilik: operatör tarafı
- Kıyıdaki yüksek tepelere, denize bakan sektörler kurulur; dar dikey hüzmeli, yüksek kazançlı (17–18 dBi) antenler 0° tilt veya hafif uptilt ile kullanılır.
- Erişim parametreleri menzile göre ayarlanır: LTE'de PRACH Format 1/3, NR'da Long Format 1, GSM'de extended cell, büyük Ncs ve uygun root sequence planı.
- Sınır koordinasyonu: Sınır bölgelerinde komşu ülkelerle yapılan frekans koordinasyonu sınırda alan şiddetini kısıtlar; menzili teknik sınırdan önce düzenleyici sınır belirleyebilir.
- Gemilerin hızı düşük olduğu için Doppler sorun değildir; yüksek hız ayarları (high-speed set, Long 3) gerekmez.
- Dünyada özel örnekler de vardır; ör. Kuzey Denizi'nde platformlara kurulu offshore LTE ağları.
10. Denizcilik: gemi tarafı
- Anten yüksekliği: Ufuk formülüne göre her metre önemlidir; anten mümkün olduğunca yükseğe konmalı, direk ve radar gölgesinden uzak tutulmalıdır (marine anten montajı).
- Omni anten, orta kazanç (5–8 dBi): Çok yüksek kazançlı omnilerde dikey hüzme daralır, yalpa (roll/pitch) sırasında sinyal kaybolur. Yönlü antenler gemi döndükçe hedefi kaybeder.
- MIMO: 2–4 eleman; çapraz polarizasyonlu veya fiziksel olarak ayrık yerleşim.
- Kablo kaybı: Router'ı antene yakın konumlandırın. 900 MHz'te LMR400 ≈ 0,13 dB/m, LMR200 ≈ 0,29 dB/m; 20 m LMR200 tek başına ≈ 6 dB kayıp demektir (sinyalin dörtte birine düşmesi).
- Bant kilitleme: Açık denizde B20/B8 veya n28'e kilitlemek, 1800/2600 ve n78 arasında gidip gelen kararsız hücre değişimlerini önler.
- PLMN kilitleme: Sınır bölgelerinde ve uluslararası sularda yabancı şebekeye düşüp roaming ücreti doğmasını engeller.
- Hibrit bağlantı: Kıyıya yakınken hücresel, açık denizde uydu (Starlink Maritime vb.); Peplink MAX serisi router'larla (Peplink marin çözümleri) otomatik geçiş veya SpeedFusion ile bağlantı birleştirme (bonding). Anten tarafında Poynting marin omni ve MIMO antenleri bu kurgunun tipik parçasıdır; çözüm örnekleri için BağLAN Marine sayfasına bakabilirsiniz.
- UE güç sınıfı: Hücresel modemler genellikle Power Class 3 (23 dBm) ile çalışır; uplink bütçesi kısıtlı olduğu için menzili çoğu zaman uplink belirler. HPUE (PC2, 26 dBm) başlıca n78/n41 gibi TDD bantlarındadır.
11. Pratik beklenti
Gemi tarafı doğru kurulduğunda (yüksek anten, kısa kablo, düşük bant önceliği) kıyıya uzaklığa göre tipik beklenti:
12. Saha kontrol listesi
- Hedef mesafe için radyo ufkunu hesaplayın; güvenilirlik payı için %70–80 ile çarpın.
- Kapsamayı verecek kıyı sahasının bandını (FDD düşük bant mı?) ve PRACH formatını öğrenin; Format 0 ise ~14,5 km fiilî sınırdır.
- Gemi antenini yükseltin, kabloyu kısaltın; router'da düşük bant önceliği ve gerekiyorsa PLMN kilidi tanımlayın.
- Sahada RSRP, SINR ve TA değerini birlikte okuyun (bağlantı analizi aracı): TA × 78 m (LTE) yaklaşık mesafeyi verir, hangi sahaya bağlandığınızı doğrular.
- 35 km ötesi düzenli kullanım bekleniyorsa uydu ile hibrit kurgu planlayın.
13. Kısaltmalar
| Kısaltma | Açılımı ve Türkçe karşılığı |
|---|---|
| 3GPP | 3rd Generation Partnership ProjectMobil iletişim standartlarını yazan kuruluş |
| ASL | Above Sea LevelDeniz seviyesinden yükseklik |
| BS / BTS | Base Station / Base Transceiver StationBaz istasyonu |
| CP | Cyclic PrefixDöngüsel önek |
| DL / UL | Downlink / Uplinkİndirme (BTS → cihaz) / yükleme (cihaz → BTS) yönü |
| EIRP | Effective Isotropic Radiated PowerEtkin izotropik yayılan güç |
| FDD | Frequency Division DuplexFrekans bölmeli çift yönlü iletim |
| FR1 / FR2 | Frequency Range 1 / 25G frekans aralığı 1 (7,125 GHz altı) / 2 (mmWave) |
| GP | Guard PeriodKoruma aralığı (TDD'de DL→UL geçişi) |
| GSM | Global System for Mobile Communications2G mobil iletişim sistemi |
| GT | Guard TimeKoruma süresi (PRACH preamble sonundaki boşluk) |
| HPUE | High Power User EquipmentYüksek güçlü kullanıcı cihazı (PC2, 26 dBm) |
| LOS | Line of SightGörüş hattı |
| LTE | Long Term Evolution4G mobil iletişim sistemi |
| LTE-M | LTE for Machines (Cat-M1)Makineler arası iletişim için LTE |
| MCL | Maximum Coupling LossAzami bağlantı kaybı |
| MIMO | Multiple Input Multiple OutputÇok girişli çok çıkışlı anten sistemi |
| mmWave | Millimeter WaveMilimetre dalga (24 GHz üstü) |
| Kısaltma | Açılımı ve Türkçe karşılığı |
|---|---|
| NB-IoT | Narrowband Internet of ThingsDar bant nesnelerin interneti |
| Ncs | Cyclic Shift (NCS)Preamble döngüsel kayma değeri |
| NPRACH | Narrowband PRACHNB-IoT rastgele erişim kanalı |
| NR | New Radio5G radyo arayüzü |
| NSA | Non-StandaloneBağımsız olmayan 5G (LTE çapalı) |
| OFDM | Orthogonal Frequency Division MultiplexingDikgen frekans bölmeli çoğullama |
| PC | Power ClassCihaz güç sınıfı |
| PLMN | Public Land Mobile NetworkMobil şebeke (operatör kimliği) |
| PRACH | Physical Random Access ChannelFiziksel rastgele erişim kanalı |
| RAR | Random Access ResponseRastgele erişim yanıtı |
| RIM | Remote Interference ManagementUzak girişim yönetimi |
| RSRP | Reference Signal Received PowerReferans sinyal alınan gücü |
| SCS | Subcarrier SpacingAlt taşıyıcı aralığı |
| SINR | Signal to Interference plus Noise RatioSinyalin girişim ve gürültüye oranı |
| TA | Timing AdvanceZamanlama ilerletmesi |
| TDD | Time Division DuplexZaman bölmeli çift yönlü iletim |
| TRX | TransceiverAlıcı-verici birimi |
| UE | User EquipmentKullanıcı cihazı (modem, router, telefon) |
Sık sorulan sorular
Radyo ufku nasıl hesaplanır?
Standart atmosferde (k = 4/3) radyo ufku d (km) ≈ 4,12 × (√hBS + √hgemi) formülüyle hesaplanır; yükseklikler metre cinsindendir. Örneğin 150 m yükseklikteki kıyı sahası ile 10 m'lik gemi anteni arasında radyo ufku ≈ 64 km'dir.
Denizde 4G/5G kaç km'ye kadar çeker?
Gemi tarafı doğru kurulduğunda 0–15 km'de güvenilir, 15–35 km'de düşük bantlarda (800/900 MHz, 700 MHz n28) iyi bağlantı beklenir. 35–60 km ancak özel yapılandırılmış yüksek kıyı sahalarıyla mümkündür; 60 km ötesi için uydu gerekir.
Timing Advance (TA) değerinden mesafe nasıl bulunur?
LTE'de her TA adımı ≈ 78 m'dir; modemin bildirdiği TA değeri 78 m ile çarpılarak bağlı olunan baz istasyonuna yaklaşık mesafe bulunur. GSM'de adım ≈ 553 m'dir.
3,5 GHz 5G neden denizde kısa menzillidir?
3,5 GHz (n78) TDD bandıdır; indirme ile yükleme arasındaki koruma aralığı (GP) en uzak cihazın gidiş-dönüş süresini karşılamak zorundadır. Tipik 2 sembollük GP ile pratik menzil ≈ 9 km'dir. Uzun menzil 700/800/900 MHz FDD bantlarıyla sağlanır.
Kaynaklar: 3GPP TS 36.211 / 36.213 (LTE fiziksel katman, PRACH, TA), TS 38.211 / 38.213 (NR), TS 36.331 / 38.331 (timeAlignmentTimer), TS 45.010 (GSM zamanlama), ITU-R P.453 ve P.526 (kırılma, ufuk, kırınım), 3GPP TR 38.866 (uzak girişim yönetimi). Türkiye 5G ihale bilgisi: BTK ihale sonuçlarını aktaran haberler (Ekim 2025). Hesaplayıcıda yol kaybı serbest uzay ile düz yer (iki ışın) modelinin büyüğüdür; ducting gibi geçici yayılım koşulları hesaba katılmaz. Değerler yuvarlanmıştır; saha tasarımında operatör ve üretici parametreleri esas alınmalıdır.