Analisis Link Budget Jaringan VSAT Untuk Diameter Antena 1,2

4.1.1 Analisis Link Budget Jaringan VSAT Untuk Diameter Antena 1,2

Meter Adapun parameter yang dibutuhkan dalam perhitungan link budget untuk diameter antena 1,2 meter Ku-Band adalah sebagai berikut : a. Parameter Hub Station Adapun parameter Hub Station meliputi : - Diameter antena, D = 9 Meter - Antenna Aperture Efficiency, η = 0,65 - Frekuensi Uplink, f up = 14,378 GHz - Transmit Power, Pt = 700 Watt - Redaman Saluran, L SAL = 2 dB - Redaman Antena, L ANT = 0,5 dB b. Parameter Satelit Adapun parameter satelit meliputi : - Posisi 113 E - EIRP = 53,9 dBW - Frekuensi Uplink, f up = 14,298 GHz – 14,458 GHz - Frekuensi Downlink, f down = 12,250 GHz – 12,710 GHz - IBO OBO Aggregate = multi carrier application 64 dB - Bandwidth per Transponder, BW = 36 MHz - Gain to Temperature, GT = 4 dB K c. Parameter Remote Client VSAT Adapun parameter Remote Client VSAT meliputi : - Diameter antena, D = 1,2 Meter - Antenna Aperture Efficiency, η = 0,65 - Frekuensi Downlink, f down = 12,630 GHz - Transmit Power ODU, Pt = 2 Watt - Redaman Saluran, L SAL = 2 dB - Redaman Antena, L ANT = 0,5 dB Universitas Sumatera Utara - Receiver System Noise Temperature,T SYS = 130 K Dari parameter-parameter diatas, maka dapat dilakukan perhitungan link budget sistem komunikasi satelit antara Hub Station menuju Remote Client sebagai berikut : 1. Perhitungan Look Angle Antena Dari data parameter letak posisi antena Stasiun Bumi dan antena VSAT berdasarkan kedudukan bumi, diperoleh data sebagai berikut : - Posisi Stasiun Bumi Cikarang Lattitude : 6,29 LS , Longitude : 107,18 BT - Posisi VSAT Medan Lattitude : 3,57 LU , Longitude : 98,67 BT Dari kedua data tersebut dapat dihitung sudut Elevasi dan Azimuth sebagai berikut : a. Sudut Elevasi dan Azimuth Antena Stasiun Bumi terhadap Satelit Berdasarkan Persamaan 2.5, maka sudut Elevasi pada antena Stasiun Bumi dapat dihitung sebagai berikut : E = tan -1 � �− � � ��� θ i cosθ S − θ L � � sin���� −1 ��� θ i cosθ S − θ L � � − ��� −1 ��� θ i cos θ S − θ L = tan -1 � 42164− 6378 ��� 6,29 cos113− 107,18 6378 sin���� −1 ��� 6,29 cos113− 107,18� � − ��� −1 ��� 6,29 cos113 − 107,18 = tan -1 � 42164−6378 ×0,993 ×0,994 6378 sin���� −1 0,993×0,994� � − ��� −1 0,993 × 0,994 = tan -1 � 42164−6295,353 6378 sin9,233 � − 9,233 = tan -1 � 35868,647 6378 ×0,160 � − 9,233 = tan -1 � 35868,647 1020,48 � − 9,233 = tan -1 35,148 − 9,233 = 88,370 − 9,233 = 79,137 Universitas Sumatera Utara Berdasarkan Persamaan 2.1, maka sudut Azimuth pada antena Stasiun Bumi dapat dihitung sebagai berikut : A = tan -1 � tanθ S − θ L sin θ i � = tan -1 � tan113− 107,18 sin 6,29 � = tan -1 � tan 5,82 sin 6,29 � = tan -1 � 0,101 0,109 � = tan -1 0,926 = 42,799 Untuk menghitung polarisasi offset dapat dihitung dengan melihat persamaan sebagai berikut : Site longitude Satelit longitude , maka : polarisasi offset = ����� ������ℎ − 1 10 ���� ��������� = 42,799 − 1 10 6,29 = 42,799 − 0,629 = 42,17 b. Sudut Elevasi dan Azimuth Antena VSAT terhadap Satelit Berdasarkan Persamaan 2.5, maka sudut Elevasi pada antena VSAT dapat dihitung sebagai berikut : E = tan -1 � �− � � ��� θ i cosθ S − θ L � � sin���� −1 ��� θ i cosθ S − θ L � � − ��� −1 ��� θ i cos θ S − θ L = tan 1 � 42164− 6378 ��� 3,57 cos113− 98,67 6378 sin���� −1 ��� 3,57 cos113− 98,67� � − ��� −1 ��� 3,57 cos113 − 98,67 = tan -1 � 42164−6378 ×0,998 ×0,968 6378 sin���� −1 0,998×0,968� � − ��� −1 0,998 × 0,968 = tan -1 � 42164−6161,556 6378 sin14,983 � − 14,983 = tan -1 � 36002,444 6378 ×0,258 � − 14,983 Universitas Sumatera Utara = tan -1 � 36002,444 1645,524 � − 14,983 = tan -1 21,879 − 14,983 = 87,383 − 14,983 = 72,4 Berdasarkan Persamaan 2.1, maka sudut Azimuth pada antena VSAT dapat dihitung sebagai berikut : A = tan -1 � tanθ S − θ L sin θ i � = tan -1 � tan113− 98,67 sin 3,57 � = tan -1 � tan 14,33 sin 3,57 � = tan -1 � 0,255 0,062 � = tan -1 4,112 = 76,331 Untuk menghitung polarisasi offset dapat dihitung dengan melihat persamaan sebagai berikut : Site longitude Satelit longitude , maka : polarisasi offset = ����� ������ℎ − 1 10 ���� ��������� = 76,331 − 1 10 3,57 = 76,331 − 0,357 = 75,974 2. Perhitungan Redaman Hujan Perhitungan redaman hujan dilakukan untuk mendapatkan nilai dari pengaruh total redaman hujan yang terjadi pada saat hujan. Dimana dari parameter yang telah dijelaskan pada Bab 2 sebelumnya diketahui : R = Rain rate point sebesar 145 mmH, dengan nilai r 0,01 Universitas Sumatera Utara Berdasarkan alokasi frekuensi yang digunakan pada band frekuensi Ku-Band maka diperoleh koefisien empiris polarisasi sebagai berikut lihat Tabel 2.4. a H = 0,0188 b H = 1,217 a V = 0,0168 b H = 1,2 Sehingga dari parameter diatas, maka besar L RAIN dapat dihitung sebagai berikut : a. Menghitung kuantitas koefisien empiris polarisasi, berdasarkan Persamaan 2.11 dan 2.12. a C = � � + � � 2 = 0,0188+0,0168 2 = 0,0356 2 = 0,0178 b C = � � � � + � � � � 2� � = 0,0188 ×1,217+ 0,0168 ×1,2 2 ×0,0178 = 0,0228+0,0201 0,0356 = 1,2050 b. Redaman hujan spesifik dBKm dapat dihitung dengan menggunakan Persamaan 2.13. α = � � � � � = 0,0178 × 145 1,2050 = 0,0178 × 402,205 = 7,159 dBKm c. Tinggi atmosfir terjadinya hujan h r dapat dihitung dengan menggunakan Persamaan 2.14. Universitas Sumatera Utara Diketahui dari parameter yang telah dijelaskan sebelumnya bahwa Lattitude Stasiun Bumi 6,29 LS dan Lattitude VSAT 3,57 LU. Sehingga persamaan yang digunakan adalah : h r km = 3 + 0,028 = 3,028 Km d. Panjang lintasan hujan efektif L S dapat dihitung dengan menggunakan Persamaan 2.15. L S = ℎ � − ℎ sin � � Dimana ketinggian Stasiun Bumi di atas permukaan laut pada lokasi Cikarang adalah h = ± 50 �����. Sementara itu, sudut elevasi untuk antena Stasiun Bumi 79,137 dan antena VSAT 72,4 . Sehingga : Uplink L S = ℎ � − ℎ sin � �� = 3,028− 0,05 sin 79,137 = 2,978 0,982 = 3,032 Km Downlink L S = ℎ � − ℎ sin � ���� = 3,028− 0,05 sin 72,4 = 2,978 0,953 = 3,124 Km e. Jarak lintasan hujan L G dapat dihitung dengan menggunakan Persamaan 2.16. Uplink L G = � � cos � �� = 3,032 cos 79,137 = 3,032 × 0,188 Universitas Sumatera Utara = 0,570 Km Downlink L G = � � cos � ���� = 3,124 cos 72,4 = 3,124 × 0,302 = 0,943 Km f. Faktor reduksi lintasan hujan pada wilayah Indonesia memiliki persentase unavailability sebesar 0,01 , sehingga dapat dihitung dengan menggunakan Persamaan 2.17. Uplink � 0.01 = 90 90 + 4 � � = 90 90 + 4 0,570 = 90 92,28 = 0,975 dBKm Downlink � 0.01 = 90 90 + 4 � � = 90 90 + 4 0,943 = 90 93,77 = 0,959 dBKm g. Sehingga untuk menghitung besar redaman hujan total persentase curah hujan sebesar 0,01 dapat dihitung dengan menggunakan Persamaan 2.18. Uplink L Rain dB r =0.01 = � � � � 0.01 = 7,159 × 3,032 × 0,975 = 21,163 dBKm Downlink L Rain dB r =0.01 = � � � � 0.01 Universitas Sumatera Utara = 7,159 × 3,124 × 0,959 = 21,447 dBKm 3. Perhitungan Slant Range Adapun perlitungan Slant Range dapat dijelaskan sebagai berikut : a. Perhitungan Uplink Slant Range Uplink Slant Range dapat dihitung dengan menggunakan Persamaan 2.6. Uplink d 2 = R e + H 2 + R e 2 - 2 R e R e + H sin �� + ��� −1 � � � � � + � cos ��� = 6378 + 35786 2 + 6378 2 − 2 × 6378 6378 + 35786 sin �79,137 + ��� −1 � 6378 6378+ 35786 cos 79,137 �� =42164 2 + 6378 2 − 12756 42164 sin[79,137 + ��� −1 0,028] = 1777802896 + 40678884 − 537843984 sin[80,741] = 1777802896 + 40678884 − 530836471,2 = 1287645309 d = √1287645309 = 35883,775 Km b. Perhitungan Downlink Slant Range Downlink Slant Range dapat dihitung dengan menggunakan Persamaan 2.6. Downlink d 2 = R e + H 2 + R e 2 - 2 R e R e + H sin �� + ��� −1 � � � � � + � cos ��� = 6378 + 35786 2 + 6378 2 − 2 × 6378 6378 + 35786 sin �72,4 + ��� −1 � 6378 6378+ 35786 cos 72,4 �� =42164 2 + 6378 2 − 12756 42164 sin[72,4 + ��� −1 0,045] = 1777802896 + 40678884 − 537843984 sin[74,979] = 1818481780 − 519019444,6 = 1299462335 d = √1299462335 Universitas Sumatera Utara = 36048,055 Km 4. Perhitungan Link Budget Dengan melakukan perhitungan link budget pada sistem komunikasi outbound antara Stasiun Bumi dengan VSAT dapat diketahui kinerja jaringan VSAT dan kualitas sinyal untuk diameter antena VSAT 1,2 meter. Adapun perhitungan link budget ini antara lain : a. Perhitungan Bandwidth Untuk menghitung bandwidth yang terpakai, maka ada beberapa parameter yang harus diketahui terlebih dahulu yang dapat dilihat pada Tabel 4.1. Tabel 4.1 Parameter Stasiun Bumi Parameter Data Stasiun Bumi Modulasi QPSK Viterbi Data rate 4,098 Mbps FEC ¾ N 2 � 0.2 Dari parameter di atas, maka untuk menghitung bandwidth yang terpakai dapat digunakan Persamaan 2.26. Banwidth KHz = � ���� ��� � 1+ � � � = 4098 0,75 � 1+ 0,2 2 � = 5464 × 0,6 = 3278,4 KHz b. Perhitungan Gain Antena Untuk mengetahui gain antena Stasiun Bumi dapat dihitung dengan menggunakan Persamaan 2.8. G SB = 20.45 + 20 log f up GHz + 20 log d meter+ 10 log � Universitas Sumatera Utara = 20,45 + 20 log 14,378 + 20 log 9 + 10 log 0.65 = 20,45 + 20 × 1,157 + 20 × 0,954 + 10 × −0,187 = 20,45 + 23,14 + 19,08 − 1,87 = 60,8 dB Sementara itu gain antena VSAT adalah : G VSAT = 20.45 + 20 log f down GHz + 20 log d meter + 10 log � = 20,45 + 20 log 12,630 + 20 log 1,2 + 10 log 0.65 = 20,45 + 20 × 1,101 + 20 × 0,079 + 10 × −0,187 = 20,45 + 22,02 + 1,58 − 1,87 = 42,18 dB c. Perhitungan EIRP Antena Stasiun Bumi Untuk mengetahui besar EIRP antena Stasiun Bumi dapat dihitung dengan menggunakan Persamaan 2.10. P T = 700 Watt = 10 log 700 = 28,45 dBW EIRP SB = � � ��� + � �� �� = 28,45 + 60,8 = 89,25 dBW d. Perhitungan Figure of Merit, GT dB K Untuk menghitung GT dB K yang berada di sisi penerima yaitu antena VSAT, maka dapat dihitung dengan menggunakan Persamaan 2.22. GT dB K = G VSAT dB – 10 log Tsys K = 42,18 − 10 log 130 = 42,18 − 21,13 = 21,05 dB K Universitas Sumatera Utara e. Perhitungan Redaman Ruang Bebas L FS Redaman ruang bebas L FS pada sisi uplink maupun downlink dapat ditentukan dengan menggunakan Persamaan 2.20. Uplink L FS = 92,45 + 20 log � �� ��� + 20 log � �� �� = 92,45 + 20 log 14,378 + 20 log 35883,775 = 92,45 + 23,15 + 91,09 = 206,69 dB Downlink L FS = 92,45 + 20 log � ���� ��� + 20 log � ���� �� = 92,45 + 20 log 12,630 + 20 log 36048,055 = 92,45 + 22,02 + 91,13 = 205,6 dB f. Perhitungan Carrier to Noise Ratio CN Untuk mencari Carrier to Noise Ratio CN pada sisi uplink dapat dihitung dengan menggunakan Persamaan 2.23. [CN] up dB = EIRP SB – L Total + [GT] SAT – K – 10 log BW Hz = ���� �� − � �� + � ���� + � ��� + � ��� + [ ��] ��� − � − 10 log �� =89,25 − 206,69 + 21,163 + 2 + 0,5 + 4 − −228,6 − 10 log 3278,4 × 10 3 = 89,25 − 230,353 + 4 + 228,6 − 65,156 = 26,341 dB Sementara untuk mencari Carrier to Noise Ratio CN pada sisi downlink dapat dihitung dengan menggunakan Persamaan 2.24. [CN] down dB = EIRP SAT – L Total + [GT] VSAT – K – 10 log BW Hz = ���� ��� − � �� + � ���� + � ��� + � ��� + [ ��] ���� − � − 10 log �� =53,9 − 205,6 + 21,447 + 2 + 0,5 + 21,05 − −228,6 − 10 log 3278,4 × 10 3 = 53,9 − 229,547 + 21,05 + 228,6 − 65,156 Universitas Sumatera Utara = 8,847 dB Untuk mencari besar Interferensi yang diakibatkan oleh Adjacent Satellite dapat digunakan Persamaan 2.25 dan Persamaan 2.26. CN Req = � �� �� � ��� + 10 log �� �� = 9,4 �� + 10 log 3278,4 ×1000 4098 ×1000 = 9,4 �� + 0,96 �� = 10,36 dB Dimana � �� �� � ��� diperoleh dari Kurva BER Versus EbNo pada Gambar 2.23 sebesar 9,4 dB. CI ADJ = � � � � ��� + 12,2 �� = 10,36 �� + 12,2 �� = 22,56 �� Sehingga besar CN Total dapat dicari dengan menggunakan Persamaan 2.27. CN Total = 10 ��� 1 � � � � �� −1 + � � � � ���� −1 + � � � � � −1 + � � � � ��� −1 + � � � � ���� −1 = 10 ��� 1 10 −2,6341 + 10 −0,8847 + 10 −2,1 + 10 −2,256 + 10 −3 = 10 ��� 1 0,147218469 = 8,32 �� g. Perhitungan Energy Bit to Noise Ratio EbNo Perhitungan Energy Bit to Noise Ratio EbNo ini bertujuan untuk melihat kualitas dari sinyal Radio Frequency RF yang diterima di penerima yang ditentukan dengan Persamaan 2.29. EbNo dB = � � � � ����� + 10 log �� � Universitas Sumatera Utara = 8,32 �� + 10 log 3278,4 ×1000 4098 ×1000 = 8,32 − 0,96 = 7,36 �� Berdasarkan standar SOP PT. Pasifik Satelit Nusantara Medan, kualitas sinyal EbNo minimal sebesar 3,5 dB. h. Perhitungan Energy Symbol to Noise Ratio EsNo Energy Symbol to Noise Ratio EsNo juga digunakan untuk melihat kualitas sinyal yang dapat dihitung dengan Persamaan 2.30. EsNo dB = � �� �� � �� + 10 log � + 10 log ��� = 7,36 + 10 log 2 + 10 log 0,75 = 7,36 + 3,01 − 1,24 = 9,13 dB Berdasarkan standar SOP PT. Pasifik Satelit Nusantara Medan, kualitas sinyal EsNo minimal sebesar 6 dB. i. Perhitungan Latency t d Latency atau delay berfungsi untuk mengetahui waktu yang dibutuhkan untuk melakukan koneksi dari asal ke tujuan. Latency dapat dihitung dengan menggunakan Persamaan 2.32. Uplink t d ms = � ������ � = 35883,775 ×1000 3 ×10 8 = 0,1196 second = 119,6 ms Downlink t d ms = � �������� � Universitas Sumatera Utara = 36048,055 ×1000 3 ×10 8 = 0,1201 second = 120,1 ms Total t d ms = Uplink t d ms + Downlink t d ms = 119,6 ms + 120,1 ms = 239,7 ms Sehingga total latency dari sinyal yang dikirim melalui Hub ke VSAT sebesar 239,7 ms. Sementara berdasarkan standar SOP PT. Pasifik Satelit Nusantara Medan, latency dibawah 1100 ms..

4.1.2 Analisis Link Budget Jaringan VSAT Untuk Diameter Antena 1,8