Makalah Sistem Komunikasi Satelit h
BAB I
PENDAHULUAN
1.1.
Latar Belakang
Pelayanan telekomunikasi mempunyai peranan yang
besar untuk berbagai aspek kehidupan. Contohnya bisnis,
perdagangan, rumah tangga, industri dan sebagainya. Agar
telekomunikasi
dapat
berjalan
dengan
lancar,
maka
diperlukan sistem komunikasi. Sistem komunikasi dapat
berupa sistem komunikasi optic, radio dan terrestrial, serta
satelit.
Pada awalnya, sistem komunikasi terrestrial banyak
di pakai untuk pelayanan telekomunikasi, tapi pelayanan
telekomunikasi
dengan
menggunakan
terestrial
memerlukan banyak biaya pembangunan infrastruktur.
Selain itu, sistem komunikasi terrestrial tidak mampu
melayani telekomunikasi secara global, hal ini disebabkan
antar
benua
dipisahkan
Sedangkan
oleh
komunikasi
samudra
terrestrial
yang
luas.
memanfaatkan
pemantulan gelombang radio pada lapisan ionosfer.
Perkembangan teknologi yang semakin pesat dewasa
ini,
memungkinkan
pelayanan
telekomunikasi.
perkembangan
adanya
sistem
komunikasi
berkembangnya
ini
layanan
teknologi
Salah
satu
telekomunikasi,
komunikasi
satelit.
memakai
layanan
untuk
bentuk
yaitu
dengan
Dimana
sistem
satelit
untuk
berkomunikasi secara global tanpa dibatasi oleh jarak antar
benua di dunia.
1
Komunikasi
satelit
pada
saat
ini
menyediakan
kapasitas yang sangat besar baik untuk percakapan
telepon
maupun
untuk
transmisi
video.
Selain
itu,
pemakaian stasiun bumi telah berkurang dari pada dengan
pemakaian sistem komunikasi terrestrial.
Sistem
komunikasi
tidak
terlepas
dari
sistem
transmisi, karena informasi yang akan dikirimkan harus
mempunyai media untuk terjadinya komunikasi atau sering
disebut
dengan
media
transmisi.
Dan
setiap
media
transmisi memiliki sistem transmisi yang sesuai dengan
karakteristik media tramsmisi. Karena hal tersebut maka
pada makalah ini akan dibahas mengenai sistem transmisi
pada sistem komunikasi satellite.
1.2.
Batasan Masalah
Pada makalah ini dibahas tentang sistem transmisi
sistem komunikasi satelit, khususnya satelit komunikasi,
meliputi link budget dan jaringan satelit komunikasi.
2
BAB II
TEORI
2.1.
Sistem Komunikasi Satelit
Satelit adalah benda yang mengorbit benda lain
dengan periode revolusi dan rotasi tertentu. Ada dua jenis
satelit, yakni satelit alam dan satelit buatan.
1. Satelit Alami adalah benda-benda luar angkasa bukan
buatan manusia yang mengorbit sebuah planet atau
benda lain yang lebih besar daripada dirinya, seperti
misalnya, Bulan adalah satelit alami Bumi. Sebenarnya
terminologi ini berlaku juga bagi planet yang
mengelilingi sebuah bintang, atau bahkan sebuah
bintang yang mengelilingi pusat galaksi, tetapi jarang
digunakan. Bumi sendiri sebenarnya merupakan satelit
alami Matahari.
2. Satelit Buatan adalah benda buatan manusia yang
beredar mengelilingi benda lain, misalnya satelit Palapa
yang mengelilingi Bumi.
Satelit Komunikasi adalah satelit buatan yang
dipasang diangkasa dengan tujuan telekomunikasi
menggunakan radio pada frekuensi gelombang mikro.
Kebanyakan satelit komunikasi menggunakan orbit
geosinkron atau orbit geostasioner, meskipun beberapa
tipe terbaru menggunakan satelit pengorbit bumi rendah.
Untuk pelayanan tetap, satelit komunikasi
menyediakan sebuah teknologi tambahan bagi kabel
komunikasi kapal selam optik fber. Untuk aplikasi
3
bergerak, seperti komunikasi ke kapal laut dan pesawat
terbang di mana aplikasi teknologi lain seperti kabel, tidak
praktis atau tidak mungkin digunakan.
Komponen Dasar Link Satelit
Arsitektur Komunikasi Satelit
4
Ada 2 bagian penting pada sistem komunikasi satelit
yaitu space segment (bagian yang berada di angkasa) dan
ground segment (biasa disebut stasiun bumi).
Space Segment, Terdiri dari :
-
Struktur / Bus
-
Payload
-
Power Supply
-
Kontrol temperature
-
Kontrol attitude dan orbit
-
Sistem propulsi
-
Telemetry, Tracking, & Command (TT&C)
Space segment berguna untuk mengontrol dan
memonitor satelit. Hal ini termasuk, tracking, telemetry
dan command station (TT&C) bersama dengan satellite
control centre, tempat operasional dari station-keeping dan
checking fungsi vital dari satelit dilakukan. Gelombang
radio yang ditransmisi oleh stasiun bumi, diterima oleh
satelit. Link yang terbentuk disebut UPLINK. Satelit akan
mentransmisi gelombang radio ke stasiun bumi penerima,
dan link nya disebut DOWNLINK. Kualitas dari suatu link
radio ditentukan oleh carrier-to-noise ratio.
Kualitas dari
overall link menentukan kualitas sinyal yang dikirim ke end
user.
Pada
prinsipnya
satelit
komunikasi
merupakan
stasiun pengulang (repeater)diangkasa. Sinyal-sinyal yang
dikirim oleh antena di bumi setelah diterima diperkuat oleh
peralatan-peralatan di satelit kemudian dikirim kembali ke
bumi. Keuntungan utama dari satelit komunikasi
adalah daya tampung lalu lintas telekomunikasi
5
yang besar dan feksibel serta mempunyai daerah
liputan yang luas di bumi.
Subsistem - subsistem yang harus dimiliki oleh satelit :
a) Sub-sistem Antena : untuk menerima dan memancarkan
sinyal
b) Transponder
:
peralatan-peralatan
elektronik
untuk
menerima, memperkuat dan merubah frekuensi sinyalsinyal yang diterima dan dipancarkan kembali ke bumi.
c) Sub-sistem
pembangkit
daya
listrik
:
untuk
membangkitkan daya listrik yang dibutuhkan bagi
satelit.
d) Sub-sistem pengatur daya
: untuk mengatur dan
merubah daya listrik yang dibangkitkan ke dalam
bentuk-bentuk
yang
dibutuhkan
oleh
peralatan-
peralatan elektronik.
e) Sub-sistem
komando
dan
telemetri
:
untuk
memancarkan data-data tentang satelit ke bumi dan
menerima komando (perintah-perintah) dari bumi.
f) Sub-sistem
pendorong
(thrust)
untuk
mengatur
perubahan-perubahan posisi dan ketinggian satelit agar
bisa berada tetap pada posisi tertentu dalam orbit.
g) Sub-sistem stabilisasi : untuk menjaga agar antenaantena satelit dapat selalu mengarah ke sasaran yang
tepat di bumi.
Ground Segment, terdiri dari :
-
User Terminal
-
SB Master
-
Jaringan.
6
Dari SB (stasiun bumi) langsung dihubungkan ke end
user.
Stasiun
bumi
dibedakan
atas
ukurannya
yang
bervariasi berdasarkan volume trafc yang dibawa oleh
link satelit dan tipe trafknya. Stasiun terbesar memiliki
antena berdiameter 30 m (standard A dari Intelsat
Network), yang terkecil memiliki diameter antena 0,6 m
atau lebih kecil lagi berupa mobile station terminal.
Sebagian stasiun berfungsi
menerima dan mengirim,
namun ada juga yang hanya menerima saja (RCVO
station).
Berdasarkan fungsinya, ground segment dibedakan atas :
1) Stasiun Bumi Utama : stasiun bumi yang berfungsi
untuk mengendalikan satelit agar tetap ditempat yang
diperintahkan,
serta
menjalankan
fungsi
yang
yang
dapat
dikomandokan.
2) Stasiun
Bumi
Besar
:
stasiun
bumi
mengirimkan dan menerima sinyal-sinyal informasi dan
siaran televisi.
3) Stasiun
Bumi
mengirimkan
Kecil
dan
:
stasiun
menerima
bumi
yang
sinyal-sinyal
dapat
informasi
tetapi hanya dapat menerima siaran televisi.
4) Stasiun Bumi Bergerak (SBB) : stasiun bumi yang untuk
keadaan darurat ataupun khusus misalnya peliputan
siaran TV secara langsung.
5) Television Reception Only (TVRO) : stasiun bumi yang
hanya dapat menerima siaran televisi lewat satelit.
2.2.
Perkembangan Sistem Komunikasi Satelit
Komunikasi Satelit muncul pada Perang Dunia II yang
merupakan pengembangan teknologi saat itu, Missiles dan
7
Microwaves, untuk dikombinasikan sebagai awal dari era
komunikasi satelit.
Secara garis besar sejarah satelit dunia dari tahun ke tahun
diantaranya:
1945 : Athur Clarke menerbitkan essay tentang “Extra
Terrestial Relays”
1957 : Diluncurkan pertama kali satelit sputnic
1959 : Satelit cuaca pertama, Vaguard 2
1960 : Diluncurkan satelit komunikasi Refeksi ECHO
1963 :
Diluncurkan satelit komunikasi Geostasioner
SYNCOM
1965 : Komunikasi satelit Geostasioner komersial pertama
di dunia, INTELSAT I
1976 : Satelit marisat untuk komumnikasi maritim dan
peluncuran PALAPA
1982 : Sistem telepon dengan satelit mobile , INMARSAT 4
1988 : Sistem satelit dengan komunikasi data dan telepon
mobile, INMARSAT C
1993 : Sistem telepon dengan digital satelit
1998 : Sistem satelit Global untuk Small Mobile Phones.
1999 :
Peluncuran Telkom – 1
8
9
BAB III
PEMBAHASAN
3.1.
Pentransmisian Sistem Komunikasi Satelit
Pada prinsip karakteristik Sistem Komunikasi Satelit
serupa dengan microwave radio links tapi dibedakan atas 4
karakteristik penting :
Sinyal Komunikasi Satelit
menempuh jarak yang
sangat jauh tanpa penguatan, konsekuensinya satelit
bersifat aktif, mempunyai penguatan sinyal yang onboard.
Peralatan
berada
di
daerah
yang
tidak
dihuni
manusia (extreme environment = luar angkasa).
Perbaikan dapat dianggap mustahil dilakukan setelah
satelit diluncurkan ke orbit (baru bisa dilakukan pada
orbit LEO).
Satelit
komunikasi
awalnya
digunakan
untuk
pelengkap sistem kabel jarak jauh (long distance
cable systems).
namun
terdapat
beberapa
perbedaaan
diantara
kedua sistem tersebut :
Long
distance
cable
bersifat
point-to-point
connections, Komunikasi Satelit bersifat point-tomultipoint / multipoint-to-multi point connections.
Biaya sistem kabel meningkat dengan pertambahan
jarak, biaya link satellite tidak tergantung oleh jarak
antar Stasiun bumi.
Transmisi satelit dapat mengatasi hambatan fsik dan
politik yang tidak dapat dilewati oleh sistem kabel.
10
Satelit dapat menyediakan layanan bagi mobile
terminals.
Perbedaan ini mengubah evolusi layanan Komunikasi
Satelit. Satelit sendiri memiliki 2 peranan, yaitu:
Memperkuat
(amplify)
received
carriers
untuk
retransmisi pada posisi downlink.
Mengubah frekuensi carrier untuk menghindari reinjection
dari
sebagian
transmitted
power
ke
receiver.
Alokasi Frekuensi untuk Layanan Satelit
Pengalokasian frekuensi untuk layanan satelit adalah
proses
yang
sangat
kompleks
yang
membutuhkan
koordinasi dan perencanaan tingkat internasional. Hal ini
dilakukan
dibawah
Communication
Union
pengawasan
(ITU).
Dalam
International
hal
perencanaan
frekuensi ini (frequency planning), dunia dibagi menjadi 3,
yaitu :
Kawasan 1: Eropa, Afrika, Rusia (dulu masih Soviet)
dan Mongolia.
Kawasan 2: Amerika Utara dan Selatan, Greenland.
Kawasan 3: Asia (diluar daerah 1), Australia dan
Pasifk Barat Daya.
Dalam setiap kawasan, frekuensi dialokasikan untuk
berbagai
macam layanan
11
satelit,
walaupun
frekuensi
tersebut dipakai untuk layanan yang berbeda di kawasan
lain. Beberapa layanan satelit adalah sebagai berikut :
a. Fixed Satellite Service (FSS)
FSS menyediakan link untuk jaringan telepon dan juga
untuk pentransmisian sinyal televisi ke perusahaan tv
kabel, untuk kemudian didistribusikan melalui jaringan
kabel. Contoh FSS: DTH (Direct To Home), akses
internet, video conferencing, satelit new gathering
(SNG), frame relay, Digital Audio broadcasting (DAB).
Keunggulannya tidak tergantung pada jarak, dapat
menyediakan layanan untuk cakupan semua wilayah.
b. Broadcasting Satellite Service (BSS)
BSS diperuntukkan untuk broadcast langsung ke rumahrumah masyarakat sehingga sering juga disebut DBS
(Direct Broadcast Satellite).
c. Mobile Satellite Service
Mobile satellite service melayani komunikasi bergerak
baik di daratan, laut maupun udara.
d. Navigational Satellite Service
Navigational
satellite
service
melayani
global
positioning system (GPS).
e. Meteorological Satellite Service
Meteorological service melayani riset dan layanan
penyelamatan (rescue).
Orbit
Dalam fsika, suatu orbit adalah jalan yang dilalui
oleh objek, di sekitar objek lainnya, di dalam pengaruh dari
gaya
tertentu.
Orbit
pertama
kali
dianalisa
secara
matematis oleh Johannes Kepler yang merumuskan hasil
12
perhitungannya dalam hukum gerakan planet Kepler. Dia
menemukan bahwa orbit dari planet dalam tata surya kita
adalah berbentuk elips dan bukan lingkaran atau episiklus
seperti yang semula dipercaya. Orbit adalah lintasan yang
dilalui oleh satelit. Satelit akan bergerak lebih pelan pada
lintasannya ketika jarak dari bumi meningkat.
Macam – macam orbit satelit
Banyak
satelit
dikategorikan
atas
ketinggian
orbitnya, meskipun sebuah satelit bisa mengorbit dengan
ketinggian berapa pun.
Orbit Rendah (Low Earth Orbit, LEO) : 300 - 1500km
di atas permukaan bumi.
Orbit Menengah (Medium Earth Orbit, MEO): 1500 36000 km.
Orbit
Geosinkron
(Geosynchronous
orbit,
GSO):
sekitar 36000 km di atas permukaan Bumi
Orbit Geostasioner (Geostationary Orbit, GEO): 35790
km di atas permukaan Bumi.
Orbit Tinggi (High Earth Orbit, HEO): di atas 36000
km.
Orbit
berikut
adalah
orbit
khusus
yang
juga
digunakan untuk mengkategorikan satelit, diantaranya:
Orbit Molniya, orbit satelit dengan periode orbit 12
jam dan inklinasi sekitar 63°.
Orbit Sunsynchronous, orbit satelit dengan inklinasi
dan tinggi tertentu yang selalu melintas ekuator
pada jam lokal yang sama.
Orbit Polar, orbit satelit yang melintasi kutub.
13
Satelit Geostasioner
Orbit Geostasioner adalah orbit geosinkron yang
berada tepat di atas ekuator Bumi (0° lintang), dengan
eksentrisitas orbital sama dengan nol. Dari permukaan
Bumi, objek yang berada di orbit geostasioner akan
tampak diam (tidak bergerak) di angkasa karena periode
orbit objek tersebut mengelilingi Bumi sama dengan
periode rotasi Bumi. Orbit ini sangat diminati oleh operatoroperator satelit buatan (termasuk satelit komunikasi dan
televisi). Karena letaknya konstan pada lintang 0°, lokasi
satelit hanya dibedakan oleh letaknya di bujur Bumi.
Orbit geosinkron (GEO, Geosynchronous Earth Orbit)
berada pada ketinggian 36.000 km. Periode orbitnya 24
jam, sama dengan orbit Bumi mengelilingi Matahari. Satelit
telekomunikasi dan pengamat cuaca umumnya ada di sini.
Satelit GEO dengan inklinasi (sudut kemiringan terhadap
bidang ekuator) nol derajat dan dikontrol terus (seperti
pada
satelit
telekomunikasi)
bisa
berada
pada
titik
stasioner, sehingga orbitnya disebut geostationer orbit
(GSO).
Keuntungan dari GEO diantaranya :
Bandwidth
frekuensi
lebar.
Satelit
Ka-band
yang
(20-30
beroperasi
GHz)
akan
pada
dapat
menyalurkan troughput dalam orde giga bit per
detik.
Relatif murah. Sistem satelit relatif lebih murah
karena tidak ada biaya penggelaran dan satu satelit
dapat mengcover daerah yang luas.
14
Topologi network sederhana. Dibandingkan dengan
model interkoneksi mesh pada network terestial,
satelit
GEO
memiliki
konfgurasi
yang
lebih
sederhana.
Dengan
topologi
sederhana
maka
performasi
network lebih mudah dikendalikan.
Disamping itu, ada beberapa kerugiannya, yaitu:
Satelit GEO memerlukan power yang lebih besar
untuk hand set. Hal ini membuat hand set menjadi
lebih besar dan mengurangi umur baterai.
Delay
tetap
yang
dapat
dirasakan
oleh
user.
Biasanya, delaynya ¼ detik, tetapi dapat lebih lama.
Pada telfon selular, delay lebih besar dari ¼ detik
tidak dapat diterima. Terjadinya interferensi dan atau
koneksi yang tidak teratur disebabkan adanya salju,
hujan, dan bentuk lain gangguan cuaca.
LEO System
Orbit bumi rendah (Low Earth Orbit, LEO) adalah
sebuah orbit sekitar Bumi antara atmosfer dan sabuk
radiasi Van Allen, dengan sebuah sudut inklinasi rendah.
Batasan ini tidak didefnisikan secara pasti, tetapi biasanya
sekitar 300-1500 km. Orbit ini biasanya berada di bawah
intermediate circular orbit (ICO) dan jauh di bawah orbit
geostationary. Orbit lebih rendah dari sini tidak stabil dan
akan turun secara cepat karena gesekan atmosfer. Orbit
yang lebih tinggi dari orbit ini merupakan subyek dari
kegagalan elektronik awal karena radiasi yang kuat dan
pengumpulan muatan. Orbit dengan sebuah sudut inklinasi
yang lebih tinggi biasanya disebut orbit polar.
15
Objek di orbit Bumi rendah bertemu gas atmosfer di
thermosphere (sekitar 80-500 km di atas) atau exosphere
(kira-kira 500 km ke atas), tergantung dari ketinggian orbit.
Kebanyakan penerbangan angkasa berawak telah berada
di LEO, termasuk seluruh space shuttle dan bermacam misi
stasiun
angkasa,
satu
pengecualian
adalah
tes
penerbangan suborbital seperti Proyek Mercury awal dan
penerbangan
SpaceShipOne
(yang
tidak
ditujukan
mencapai LEO), dan misi Proyek Apollo ke Bulan (yang
melewati LEO). Dari segi penggunaannya, sistem-sistem
LEO dapat dibagi dalam dua sistem, yaitu :
Sistem yang dapat beroperasi dengan mem”bypass”
jaringan telekom yang ada. Dalam group ini hanya
IRIDIUM yang baru dapat digolongkan kedalamnya.
Sistem yang bekerja melalui jaringan telekom yang
ada. Sehingga dapat dianggap sebagai perluasan
sistem-sistem Cellular
ataupun jaringan telekom
yang ada.
MEO System
Benda yang berada di orbit menengah (MEO, Medium
Earth Orbit) berada pada ketinggian 5.500-36.000 km.
Sistem satelit navigasi GPS (global positioning system)
milik Amerika Serikat dan GLONASS (global navigation
satellite system) milik Rusia menempati orbit menengah
ini, sekitar 18.000-20.000 km dari Bumi.
Interferensi Pada Sistem Satelit
Interferensi pada sistem transmisi satelit dapat
disebabkan oleh banyak sumber, yaitu :
16
Sistem satelit terdekat. Apabila SB penerima memiliki
antena dengan pattern receive yang buruk, artinya
gain side-lobenya cukup besar (tinggi), maka sinyal
down-link yang berasal dari satelit lain akan diterima
juga oleh SB penerima sebagai sinyal interferensi.
SB pemancar (Up-link) Sinyal interferensi timbul
disebabkan oleh SB pemancar dari satelit lain.
Apabila SB pemancar tersebut memiliki antenna
dengan pattern side-lobe dengan gain yang cukup
besar,
maka
carrier
pada
arah
side-lobe
juga
memiliki daya yang cukup tinggi untuk mengganggu
sistem satelit.
Intermodulasi
kanal
terdekat
Satu
transponder
dibebani atau dioperasikan untuk multi carrier seperti
sistem
FDMA
atau
2T
½,
maka
carrier-carrier
tersebut akan menimbulkan sinyal termodulasi pada
transponder
kirinya.
tersebut
Walaupun
dan
transponder
pada
output
dikanan-
multiplexer
transponder sudah dilengkapi flter yang akan memflter
sinyal
ditimbulkan
intermodulasi,
akan
tetap
tetapi
melebar
energi
yang
ditransponder
kanan-kirinya.
Interferensi
dari
sistem
terresterial.
Sistem
terresterial beroperasi pada frekuensi band yang
sarna dengan sistem frekuensi pada Satelit Palapa,
yaitu C-band 6/4 Ghz.
Cross Polarisasi Antena
Sistem
satelit
Palapa,
alokasi
transponder
menggunakan sistem polarisasi ganda (polarisasi
ortogonal), yaitu polarisasi Vertikal dan polarisasi
Horizontal. Pada sistem Ku-band, cross-polarisasi
17
lebih banyak disebabkan oleh pengaruh butiran air
hujan
yang
dapat
mengubah
polarisasi
sinyal.
Sedangkan pada C-band terjadinya cross-polarisasi
lebih banyak disebabkan oleh jeleknya isolasi antara
polarisasi Vertikal dan horizontal pada sistem feedhorn antena. Isolasi cross-poll yang diijinkan adalah
>30 dB.
Sistem lainnya
Sebagai contoh adalah interferensi dari sinyal liar
yang ditimbulkan oleh sistem pembakaran motor dua
tak yang tidak sempurna, yaitu dapat mengganggu
pada sistem digital dimana carriernya kecil. Contoh
lainnya
adalah
terganggunya/lenyapnya
sinyal
sinkronisasi pada sistem TDMA yang mengakibatkan
terganggunya sistem secara keseluruhan.
3.2.
Link Budget Sistem Komunikasi Satelit
Link
budget
adalah
kegiatan
menghitung
dari
rencana power yang akan dipancarkan ke satelit dari
stasiun bumi untuk mendapatkan suatu nilai C/Ntotal dari
suatu link. Dalam perhitungan link budget ini besarnya
power yang dipancarkan akan tergantung dari : jenis
carrier, ukuran antena penerima, karakteristik satelit,
lokasi stasiun bumi dan servis yang diharapkan. Dalam
mendesain
link
budget
harus
diusahakan
supaya
penggunaan satelit dapat optimal. Yang dimaksud optimal
adalah persentase dari penggunaan banwidth dan power
satelit adalah sama.
Faktor-faktor
yang
harus
mendisain link budget adalah :
a) Antena stasiun bumi
18
diperhatikan
dalam
b) Intermodulasi
c) Interferensi satelit
d) Cross polarisasi antenna
e) Redaman hujan
f) Loss jarak antara stasiun bumi ke satelit dan sebaliknya
g) Bandwidth carrier
h) Pattern coverage satelit (SFD, G/T, EIRP)
i) Kualitas pelayanan yang diharapkan
Antena Stasiun Bumi
Antena
mendisain
adalah
suatu
faktor
link
komponen
budget
utama
karena
dalam
antena
ini
berhubungan dengan kemampuan untuk mengirim dan
menerima sinyal dan efeknya yaitu sidelobe antena,
karena
hal
inilah
yang
akan
berakibat
pada
gangguan/interferensi ke satelit lain. Ada tiga tipe antena
yang biasa digunakan dalam sistem komunikasi satelit.
Ketiga jenis antena tersebut adalah :
1. Cassegrian / focal fed antennas
Jenis
antena
ini
banyak
digunakan
untuk
TVRO,
sedangkan untuk mengirimkan sinyal maka dibutuhkan
kabel yang agak panjang untuk sampai ke fed nya.
Gambar focal fed antennas
2. Gregorian
Tipe antena ini banyak dibuat untuk antena yang
berukuran besar, antena ini juga mempunyai efsiensi
yang tinggi untuk transmit dan receive.
Gambar antenna Gregorian
19
3. Offset fed antenna
Tipe dari antena ini masih tergolong baru karena
refector dari antena tidak simetris. Sehingga tipe
antena ini susah dalam pembuatan dan mahal untuk
jenis antena yang berukuran besar (lebih besar dari 2.4
meter).
Gambar antenna Offset fed.
Gain Antenna
Antena yang digunakan untuk komunikasi satelit
tidak hanya untuk menerima sinyal saja tetapi yang lebih
penting adalah untuk mengirimkan sinyal ke satelit.
Diameter
antena
yang
digunakan
akan
sangat
berpengaruh pada besarnya power yang harus disediakan
untuk mengirimkan sinyal ke satelit.
Secara umum gain antena dapat dirumus-kan sebagai
berikut :
G = μ[πdf/c]² atau g = 10log(μ) + 20*log(πdf/c)
dimana :
g = gain antena (dbi)
μ= efsiensi antena
d = antenna diameter (meter)
f = frequency (hz)
20
c = kecepatan cahaya (3x108m/s)
Sidelobe antena / antenna pattern
g(ø) = 29-25*log(ø)
g(ø) = 32-25*log(ø)
g/t antenna
Sistem penerimaan untuk sistem komunikasi satelit
yang
berhubungan
dengan
antena
biasanya
selalu
diberikan dalam bentuk perbandingan g/t.
Dalam perhitungan g/t biasanya referensi titik yang
diambil adalah pada input LNA, tetapi kenyataannya tidak
demikian namun hal ini tidak akan berpengaruh pada
besarnya g/t antena meskipun titik referensinya berbeda.
Perhitungan g/t antena :
G/t = grxa – loss - 10xlog(Tsys)
Tsys = ta / l + to (l-1) / l + t1 + to(f-1) / g
dalam praktek biasanya diambil Tsys= 80°K sedangkan
untuk ku-band Tsys=160°K
Intermodulasi
Intermodulasi terjadi akibat dari penguat dari power
TWTA atau SSPA yang tidak linear. Sehingga apabila power
21
SSPA dipakai untuk penggunaan multi carrier maka harus
dilakukan output backoff. Besarnya backoff ini tergantung
dari berapa besar nilai intermodulasi yang diijinkan.
Besarnya output backooff ini dihasilkan oleh karakteristik
dari
am/am
dari
power
TWTA
atau
SSPA.
Gambar
intermodulasi antar carrier dapat dilihat dibawah ini.
Interferensi Satelit
Sumber-sumber interferensi
1. Jaringan terrestrial
Biasanya, interferensi ini diakibatkan oleh antena yang
mempunyai elevasi rendah/kecil.
2. Adjacent satellite/jaringan satelit lain
interferensi diakibatkan oleh jarak antar satelit, pattern
dari antena yang tidak baik, coverage dari satelit
22
mempu-nyai cakupan daerah dan beroperasi pada
frekuensi yang sa-ma. Jarak satelit normalnya 2°oleh
sebab itu untuk sistem komunikasi satelit diharuskan
menggunakan
antena
yang
mempunyai
spesifkasi
sebagai be-rikut : g(ø) = 29-25*log(ø)
3. Intermodulation product
Interferensi ini disebabkan oleh akibat ketidak linearan
(non linearity) dari TWTA atau SSPA
4. Crosspolarization
Interferensi ini akibat oleh gerakan antena akibat dari
ada-nya angin atau gangguan lain.
Dalam perhitungan interferensi antar satelit ini ada
dua
tipe
interferensi
yaitu
interferensi
uplink
dan
interferensi downlink. Interferensi antar satelit ini lebih
disebabkan oleh side lobe dari antenna yang digunakan.
23
Loss/redaman
Tipe Dari Loss :
1. Redaman jarak (free space loss)
Redaman karena jarak akan tergantung pada frekuensi
yang digunakan dan juga tergantung pada aktual jarak
dari stasiun bumi ke satelit, sedangkan jarak ini akan
dipengaruhi oleh lokasi dari stasiun.
2. Redaman hujan (rain attenuation)
Redaman akibat hujan ini merupakan faktor yang cukup
penting
yang
komunikasi
harus
satelit.
Hal
diperhatikan
ini
dalam
terutama
bila
sistem
sistem
komunikasi satelit beroperasi diatas 10 Ghz. Besarnya
redaman akibat hujan dipengaruh besarnya butiran
hujan, frekuensi, ketinggian hujan dan polarisasi dari
gelombang yang dipancarkan.
3. Pointing error (pe)
Redaman loss akibat gerakan satelit dan hal ini terjadi
bila antena tidak menggunakan sistem “autotrack”.
24
BANDWIDTH CARRIER
Metode Perhitungan Bandwidth Untuk Carrier Digital :
BWOCC = 1.2 x (IR+OH) x (1/m) x (1 / FEC x RS)
Dimana :
TR = (IR+0H)/(RSxFEC)
SR = TR/m
IR = Information Rate
OH = Overhead Rate
dengan IR>1544 kbps (OH=96 kbps)
IR
PENDAHULUAN
1.1.
Latar Belakang
Pelayanan telekomunikasi mempunyai peranan yang
besar untuk berbagai aspek kehidupan. Contohnya bisnis,
perdagangan, rumah tangga, industri dan sebagainya. Agar
telekomunikasi
dapat
berjalan
dengan
lancar,
maka
diperlukan sistem komunikasi. Sistem komunikasi dapat
berupa sistem komunikasi optic, radio dan terrestrial, serta
satelit.
Pada awalnya, sistem komunikasi terrestrial banyak
di pakai untuk pelayanan telekomunikasi, tapi pelayanan
telekomunikasi
dengan
menggunakan
terestrial
memerlukan banyak biaya pembangunan infrastruktur.
Selain itu, sistem komunikasi terrestrial tidak mampu
melayani telekomunikasi secara global, hal ini disebabkan
antar
benua
dipisahkan
Sedangkan
oleh
komunikasi
samudra
terrestrial
yang
luas.
memanfaatkan
pemantulan gelombang radio pada lapisan ionosfer.
Perkembangan teknologi yang semakin pesat dewasa
ini,
memungkinkan
pelayanan
telekomunikasi.
perkembangan
adanya
sistem
komunikasi
berkembangnya
ini
layanan
teknologi
Salah
satu
telekomunikasi,
komunikasi
satelit.
memakai
layanan
untuk
bentuk
yaitu
dengan
Dimana
sistem
satelit
untuk
berkomunikasi secara global tanpa dibatasi oleh jarak antar
benua di dunia.
1
Komunikasi
satelit
pada
saat
ini
menyediakan
kapasitas yang sangat besar baik untuk percakapan
telepon
maupun
untuk
transmisi
video.
Selain
itu,
pemakaian stasiun bumi telah berkurang dari pada dengan
pemakaian sistem komunikasi terrestrial.
Sistem
komunikasi
tidak
terlepas
dari
sistem
transmisi, karena informasi yang akan dikirimkan harus
mempunyai media untuk terjadinya komunikasi atau sering
disebut
dengan
media
transmisi.
Dan
setiap
media
transmisi memiliki sistem transmisi yang sesuai dengan
karakteristik media tramsmisi. Karena hal tersebut maka
pada makalah ini akan dibahas mengenai sistem transmisi
pada sistem komunikasi satellite.
1.2.
Batasan Masalah
Pada makalah ini dibahas tentang sistem transmisi
sistem komunikasi satelit, khususnya satelit komunikasi,
meliputi link budget dan jaringan satelit komunikasi.
2
BAB II
TEORI
2.1.
Sistem Komunikasi Satelit
Satelit adalah benda yang mengorbit benda lain
dengan periode revolusi dan rotasi tertentu. Ada dua jenis
satelit, yakni satelit alam dan satelit buatan.
1. Satelit Alami adalah benda-benda luar angkasa bukan
buatan manusia yang mengorbit sebuah planet atau
benda lain yang lebih besar daripada dirinya, seperti
misalnya, Bulan adalah satelit alami Bumi. Sebenarnya
terminologi ini berlaku juga bagi planet yang
mengelilingi sebuah bintang, atau bahkan sebuah
bintang yang mengelilingi pusat galaksi, tetapi jarang
digunakan. Bumi sendiri sebenarnya merupakan satelit
alami Matahari.
2. Satelit Buatan adalah benda buatan manusia yang
beredar mengelilingi benda lain, misalnya satelit Palapa
yang mengelilingi Bumi.
Satelit Komunikasi adalah satelit buatan yang
dipasang diangkasa dengan tujuan telekomunikasi
menggunakan radio pada frekuensi gelombang mikro.
Kebanyakan satelit komunikasi menggunakan orbit
geosinkron atau orbit geostasioner, meskipun beberapa
tipe terbaru menggunakan satelit pengorbit bumi rendah.
Untuk pelayanan tetap, satelit komunikasi
menyediakan sebuah teknologi tambahan bagi kabel
komunikasi kapal selam optik fber. Untuk aplikasi
3
bergerak, seperti komunikasi ke kapal laut dan pesawat
terbang di mana aplikasi teknologi lain seperti kabel, tidak
praktis atau tidak mungkin digunakan.
Komponen Dasar Link Satelit
Arsitektur Komunikasi Satelit
4
Ada 2 bagian penting pada sistem komunikasi satelit
yaitu space segment (bagian yang berada di angkasa) dan
ground segment (biasa disebut stasiun bumi).
Space Segment, Terdiri dari :
-
Struktur / Bus
-
Payload
-
Power Supply
-
Kontrol temperature
-
Kontrol attitude dan orbit
-
Sistem propulsi
-
Telemetry, Tracking, & Command (TT&C)
Space segment berguna untuk mengontrol dan
memonitor satelit. Hal ini termasuk, tracking, telemetry
dan command station (TT&C) bersama dengan satellite
control centre, tempat operasional dari station-keeping dan
checking fungsi vital dari satelit dilakukan. Gelombang
radio yang ditransmisi oleh stasiun bumi, diterima oleh
satelit. Link yang terbentuk disebut UPLINK. Satelit akan
mentransmisi gelombang radio ke stasiun bumi penerima,
dan link nya disebut DOWNLINK. Kualitas dari suatu link
radio ditentukan oleh carrier-to-noise ratio.
Kualitas dari
overall link menentukan kualitas sinyal yang dikirim ke end
user.
Pada
prinsipnya
satelit
komunikasi
merupakan
stasiun pengulang (repeater)diangkasa. Sinyal-sinyal yang
dikirim oleh antena di bumi setelah diterima diperkuat oleh
peralatan-peralatan di satelit kemudian dikirim kembali ke
bumi. Keuntungan utama dari satelit komunikasi
adalah daya tampung lalu lintas telekomunikasi
5
yang besar dan feksibel serta mempunyai daerah
liputan yang luas di bumi.
Subsistem - subsistem yang harus dimiliki oleh satelit :
a) Sub-sistem Antena : untuk menerima dan memancarkan
sinyal
b) Transponder
:
peralatan-peralatan
elektronik
untuk
menerima, memperkuat dan merubah frekuensi sinyalsinyal yang diterima dan dipancarkan kembali ke bumi.
c) Sub-sistem
pembangkit
daya
listrik
:
untuk
membangkitkan daya listrik yang dibutuhkan bagi
satelit.
d) Sub-sistem pengatur daya
: untuk mengatur dan
merubah daya listrik yang dibangkitkan ke dalam
bentuk-bentuk
yang
dibutuhkan
oleh
peralatan-
peralatan elektronik.
e) Sub-sistem
komando
dan
telemetri
:
untuk
memancarkan data-data tentang satelit ke bumi dan
menerima komando (perintah-perintah) dari bumi.
f) Sub-sistem
pendorong
(thrust)
untuk
mengatur
perubahan-perubahan posisi dan ketinggian satelit agar
bisa berada tetap pada posisi tertentu dalam orbit.
g) Sub-sistem stabilisasi : untuk menjaga agar antenaantena satelit dapat selalu mengarah ke sasaran yang
tepat di bumi.
Ground Segment, terdiri dari :
-
User Terminal
-
SB Master
-
Jaringan.
6
Dari SB (stasiun bumi) langsung dihubungkan ke end
user.
Stasiun
bumi
dibedakan
atas
ukurannya
yang
bervariasi berdasarkan volume trafc yang dibawa oleh
link satelit dan tipe trafknya. Stasiun terbesar memiliki
antena berdiameter 30 m (standard A dari Intelsat
Network), yang terkecil memiliki diameter antena 0,6 m
atau lebih kecil lagi berupa mobile station terminal.
Sebagian stasiun berfungsi
menerima dan mengirim,
namun ada juga yang hanya menerima saja (RCVO
station).
Berdasarkan fungsinya, ground segment dibedakan atas :
1) Stasiun Bumi Utama : stasiun bumi yang berfungsi
untuk mengendalikan satelit agar tetap ditempat yang
diperintahkan,
serta
menjalankan
fungsi
yang
yang
dapat
dikomandokan.
2) Stasiun
Bumi
Besar
:
stasiun
bumi
mengirimkan dan menerima sinyal-sinyal informasi dan
siaran televisi.
3) Stasiun
Bumi
mengirimkan
Kecil
dan
:
stasiun
menerima
bumi
yang
sinyal-sinyal
dapat
informasi
tetapi hanya dapat menerima siaran televisi.
4) Stasiun Bumi Bergerak (SBB) : stasiun bumi yang untuk
keadaan darurat ataupun khusus misalnya peliputan
siaran TV secara langsung.
5) Television Reception Only (TVRO) : stasiun bumi yang
hanya dapat menerima siaran televisi lewat satelit.
2.2.
Perkembangan Sistem Komunikasi Satelit
Komunikasi Satelit muncul pada Perang Dunia II yang
merupakan pengembangan teknologi saat itu, Missiles dan
7
Microwaves, untuk dikombinasikan sebagai awal dari era
komunikasi satelit.
Secara garis besar sejarah satelit dunia dari tahun ke tahun
diantaranya:
1945 : Athur Clarke menerbitkan essay tentang “Extra
Terrestial Relays”
1957 : Diluncurkan pertama kali satelit sputnic
1959 : Satelit cuaca pertama, Vaguard 2
1960 : Diluncurkan satelit komunikasi Refeksi ECHO
1963 :
Diluncurkan satelit komunikasi Geostasioner
SYNCOM
1965 : Komunikasi satelit Geostasioner komersial pertama
di dunia, INTELSAT I
1976 : Satelit marisat untuk komumnikasi maritim dan
peluncuran PALAPA
1982 : Sistem telepon dengan satelit mobile , INMARSAT 4
1988 : Sistem satelit dengan komunikasi data dan telepon
mobile, INMARSAT C
1993 : Sistem telepon dengan digital satelit
1998 : Sistem satelit Global untuk Small Mobile Phones.
1999 :
Peluncuran Telkom – 1
8
9
BAB III
PEMBAHASAN
3.1.
Pentransmisian Sistem Komunikasi Satelit
Pada prinsip karakteristik Sistem Komunikasi Satelit
serupa dengan microwave radio links tapi dibedakan atas 4
karakteristik penting :
Sinyal Komunikasi Satelit
menempuh jarak yang
sangat jauh tanpa penguatan, konsekuensinya satelit
bersifat aktif, mempunyai penguatan sinyal yang onboard.
Peralatan
berada
di
daerah
yang
tidak
dihuni
manusia (extreme environment = luar angkasa).
Perbaikan dapat dianggap mustahil dilakukan setelah
satelit diluncurkan ke orbit (baru bisa dilakukan pada
orbit LEO).
Satelit
komunikasi
awalnya
digunakan
untuk
pelengkap sistem kabel jarak jauh (long distance
cable systems).
namun
terdapat
beberapa
perbedaaan
diantara
kedua sistem tersebut :
Long
distance
cable
bersifat
point-to-point
connections, Komunikasi Satelit bersifat point-tomultipoint / multipoint-to-multi point connections.
Biaya sistem kabel meningkat dengan pertambahan
jarak, biaya link satellite tidak tergantung oleh jarak
antar Stasiun bumi.
Transmisi satelit dapat mengatasi hambatan fsik dan
politik yang tidak dapat dilewati oleh sistem kabel.
10
Satelit dapat menyediakan layanan bagi mobile
terminals.
Perbedaan ini mengubah evolusi layanan Komunikasi
Satelit. Satelit sendiri memiliki 2 peranan, yaitu:
Memperkuat
(amplify)
received
carriers
untuk
retransmisi pada posisi downlink.
Mengubah frekuensi carrier untuk menghindari reinjection
dari
sebagian
transmitted
power
ke
receiver.
Alokasi Frekuensi untuk Layanan Satelit
Pengalokasian frekuensi untuk layanan satelit adalah
proses
yang
sangat
kompleks
yang
membutuhkan
koordinasi dan perencanaan tingkat internasional. Hal ini
dilakukan
dibawah
Communication
Union
pengawasan
(ITU).
Dalam
International
hal
perencanaan
frekuensi ini (frequency planning), dunia dibagi menjadi 3,
yaitu :
Kawasan 1: Eropa, Afrika, Rusia (dulu masih Soviet)
dan Mongolia.
Kawasan 2: Amerika Utara dan Selatan, Greenland.
Kawasan 3: Asia (diluar daerah 1), Australia dan
Pasifk Barat Daya.
Dalam setiap kawasan, frekuensi dialokasikan untuk
berbagai
macam layanan
11
satelit,
walaupun
frekuensi
tersebut dipakai untuk layanan yang berbeda di kawasan
lain. Beberapa layanan satelit adalah sebagai berikut :
a. Fixed Satellite Service (FSS)
FSS menyediakan link untuk jaringan telepon dan juga
untuk pentransmisian sinyal televisi ke perusahaan tv
kabel, untuk kemudian didistribusikan melalui jaringan
kabel. Contoh FSS: DTH (Direct To Home), akses
internet, video conferencing, satelit new gathering
(SNG), frame relay, Digital Audio broadcasting (DAB).
Keunggulannya tidak tergantung pada jarak, dapat
menyediakan layanan untuk cakupan semua wilayah.
b. Broadcasting Satellite Service (BSS)
BSS diperuntukkan untuk broadcast langsung ke rumahrumah masyarakat sehingga sering juga disebut DBS
(Direct Broadcast Satellite).
c. Mobile Satellite Service
Mobile satellite service melayani komunikasi bergerak
baik di daratan, laut maupun udara.
d. Navigational Satellite Service
Navigational
satellite
service
melayani
global
positioning system (GPS).
e. Meteorological Satellite Service
Meteorological service melayani riset dan layanan
penyelamatan (rescue).
Orbit
Dalam fsika, suatu orbit adalah jalan yang dilalui
oleh objek, di sekitar objek lainnya, di dalam pengaruh dari
gaya
tertentu.
Orbit
pertama
kali
dianalisa
secara
matematis oleh Johannes Kepler yang merumuskan hasil
12
perhitungannya dalam hukum gerakan planet Kepler. Dia
menemukan bahwa orbit dari planet dalam tata surya kita
adalah berbentuk elips dan bukan lingkaran atau episiklus
seperti yang semula dipercaya. Orbit adalah lintasan yang
dilalui oleh satelit. Satelit akan bergerak lebih pelan pada
lintasannya ketika jarak dari bumi meningkat.
Macam – macam orbit satelit
Banyak
satelit
dikategorikan
atas
ketinggian
orbitnya, meskipun sebuah satelit bisa mengorbit dengan
ketinggian berapa pun.
Orbit Rendah (Low Earth Orbit, LEO) : 300 - 1500km
di atas permukaan bumi.
Orbit Menengah (Medium Earth Orbit, MEO): 1500 36000 km.
Orbit
Geosinkron
(Geosynchronous
orbit,
GSO):
sekitar 36000 km di atas permukaan Bumi
Orbit Geostasioner (Geostationary Orbit, GEO): 35790
km di atas permukaan Bumi.
Orbit Tinggi (High Earth Orbit, HEO): di atas 36000
km.
Orbit
berikut
adalah
orbit
khusus
yang
juga
digunakan untuk mengkategorikan satelit, diantaranya:
Orbit Molniya, orbit satelit dengan periode orbit 12
jam dan inklinasi sekitar 63°.
Orbit Sunsynchronous, orbit satelit dengan inklinasi
dan tinggi tertentu yang selalu melintas ekuator
pada jam lokal yang sama.
Orbit Polar, orbit satelit yang melintasi kutub.
13
Satelit Geostasioner
Orbit Geostasioner adalah orbit geosinkron yang
berada tepat di atas ekuator Bumi (0° lintang), dengan
eksentrisitas orbital sama dengan nol. Dari permukaan
Bumi, objek yang berada di orbit geostasioner akan
tampak diam (tidak bergerak) di angkasa karena periode
orbit objek tersebut mengelilingi Bumi sama dengan
periode rotasi Bumi. Orbit ini sangat diminati oleh operatoroperator satelit buatan (termasuk satelit komunikasi dan
televisi). Karena letaknya konstan pada lintang 0°, lokasi
satelit hanya dibedakan oleh letaknya di bujur Bumi.
Orbit geosinkron (GEO, Geosynchronous Earth Orbit)
berada pada ketinggian 36.000 km. Periode orbitnya 24
jam, sama dengan orbit Bumi mengelilingi Matahari. Satelit
telekomunikasi dan pengamat cuaca umumnya ada di sini.
Satelit GEO dengan inklinasi (sudut kemiringan terhadap
bidang ekuator) nol derajat dan dikontrol terus (seperti
pada
satelit
telekomunikasi)
bisa
berada
pada
titik
stasioner, sehingga orbitnya disebut geostationer orbit
(GSO).
Keuntungan dari GEO diantaranya :
Bandwidth
frekuensi
lebar.
Satelit
Ka-band
yang
(20-30
beroperasi
GHz)
akan
pada
dapat
menyalurkan troughput dalam orde giga bit per
detik.
Relatif murah. Sistem satelit relatif lebih murah
karena tidak ada biaya penggelaran dan satu satelit
dapat mengcover daerah yang luas.
14
Topologi network sederhana. Dibandingkan dengan
model interkoneksi mesh pada network terestial,
satelit
GEO
memiliki
konfgurasi
yang
lebih
sederhana.
Dengan
topologi
sederhana
maka
performasi
network lebih mudah dikendalikan.
Disamping itu, ada beberapa kerugiannya, yaitu:
Satelit GEO memerlukan power yang lebih besar
untuk hand set. Hal ini membuat hand set menjadi
lebih besar dan mengurangi umur baterai.
Delay
tetap
yang
dapat
dirasakan
oleh
user.
Biasanya, delaynya ¼ detik, tetapi dapat lebih lama.
Pada telfon selular, delay lebih besar dari ¼ detik
tidak dapat diterima. Terjadinya interferensi dan atau
koneksi yang tidak teratur disebabkan adanya salju,
hujan, dan bentuk lain gangguan cuaca.
LEO System
Orbit bumi rendah (Low Earth Orbit, LEO) adalah
sebuah orbit sekitar Bumi antara atmosfer dan sabuk
radiasi Van Allen, dengan sebuah sudut inklinasi rendah.
Batasan ini tidak didefnisikan secara pasti, tetapi biasanya
sekitar 300-1500 km. Orbit ini biasanya berada di bawah
intermediate circular orbit (ICO) dan jauh di bawah orbit
geostationary. Orbit lebih rendah dari sini tidak stabil dan
akan turun secara cepat karena gesekan atmosfer. Orbit
yang lebih tinggi dari orbit ini merupakan subyek dari
kegagalan elektronik awal karena radiasi yang kuat dan
pengumpulan muatan. Orbit dengan sebuah sudut inklinasi
yang lebih tinggi biasanya disebut orbit polar.
15
Objek di orbit Bumi rendah bertemu gas atmosfer di
thermosphere (sekitar 80-500 km di atas) atau exosphere
(kira-kira 500 km ke atas), tergantung dari ketinggian orbit.
Kebanyakan penerbangan angkasa berawak telah berada
di LEO, termasuk seluruh space shuttle dan bermacam misi
stasiun
angkasa,
satu
pengecualian
adalah
tes
penerbangan suborbital seperti Proyek Mercury awal dan
penerbangan
SpaceShipOne
(yang
tidak
ditujukan
mencapai LEO), dan misi Proyek Apollo ke Bulan (yang
melewati LEO). Dari segi penggunaannya, sistem-sistem
LEO dapat dibagi dalam dua sistem, yaitu :
Sistem yang dapat beroperasi dengan mem”bypass”
jaringan telekom yang ada. Dalam group ini hanya
IRIDIUM yang baru dapat digolongkan kedalamnya.
Sistem yang bekerja melalui jaringan telekom yang
ada. Sehingga dapat dianggap sebagai perluasan
sistem-sistem Cellular
ataupun jaringan telekom
yang ada.
MEO System
Benda yang berada di orbit menengah (MEO, Medium
Earth Orbit) berada pada ketinggian 5.500-36.000 km.
Sistem satelit navigasi GPS (global positioning system)
milik Amerika Serikat dan GLONASS (global navigation
satellite system) milik Rusia menempati orbit menengah
ini, sekitar 18.000-20.000 km dari Bumi.
Interferensi Pada Sistem Satelit
Interferensi pada sistem transmisi satelit dapat
disebabkan oleh banyak sumber, yaitu :
16
Sistem satelit terdekat. Apabila SB penerima memiliki
antena dengan pattern receive yang buruk, artinya
gain side-lobenya cukup besar (tinggi), maka sinyal
down-link yang berasal dari satelit lain akan diterima
juga oleh SB penerima sebagai sinyal interferensi.
SB pemancar (Up-link) Sinyal interferensi timbul
disebabkan oleh SB pemancar dari satelit lain.
Apabila SB pemancar tersebut memiliki antenna
dengan pattern side-lobe dengan gain yang cukup
besar,
maka
carrier
pada
arah
side-lobe
juga
memiliki daya yang cukup tinggi untuk mengganggu
sistem satelit.
Intermodulasi
kanal
terdekat
Satu
transponder
dibebani atau dioperasikan untuk multi carrier seperti
sistem
FDMA
atau
2T
½,
maka
carrier-carrier
tersebut akan menimbulkan sinyal termodulasi pada
transponder
kirinya.
tersebut
Walaupun
dan
transponder
pada
output
dikanan-
multiplexer
transponder sudah dilengkapi flter yang akan memflter
sinyal
ditimbulkan
intermodulasi,
akan
tetap
tetapi
melebar
energi
yang
ditransponder
kanan-kirinya.
Interferensi
dari
sistem
terresterial.
Sistem
terresterial beroperasi pada frekuensi band yang
sarna dengan sistem frekuensi pada Satelit Palapa,
yaitu C-band 6/4 Ghz.
Cross Polarisasi Antena
Sistem
satelit
Palapa,
alokasi
transponder
menggunakan sistem polarisasi ganda (polarisasi
ortogonal), yaitu polarisasi Vertikal dan polarisasi
Horizontal. Pada sistem Ku-band, cross-polarisasi
17
lebih banyak disebabkan oleh pengaruh butiran air
hujan
yang
dapat
mengubah
polarisasi
sinyal.
Sedangkan pada C-band terjadinya cross-polarisasi
lebih banyak disebabkan oleh jeleknya isolasi antara
polarisasi Vertikal dan horizontal pada sistem feedhorn antena. Isolasi cross-poll yang diijinkan adalah
>30 dB.
Sistem lainnya
Sebagai contoh adalah interferensi dari sinyal liar
yang ditimbulkan oleh sistem pembakaran motor dua
tak yang tidak sempurna, yaitu dapat mengganggu
pada sistem digital dimana carriernya kecil. Contoh
lainnya
adalah
terganggunya/lenyapnya
sinyal
sinkronisasi pada sistem TDMA yang mengakibatkan
terganggunya sistem secara keseluruhan.
3.2.
Link Budget Sistem Komunikasi Satelit
Link
budget
adalah
kegiatan
menghitung
dari
rencana power yang akan dipancarkan ke satelit dari
stasiun bumi untuk mendapatkan suatu nilai C/Ntotal dari
suatu link. Dalam perhitungan link budget ini besarnya
power yang dipancarkan akan tergantung dari : jenis
carrier, ukuran antena penerima, karakteristik satelit,
lokasi stasiun bumi dan servis yang diharapkan. Dalam
mendesain
link
budget
harus
diusahakan
supaya
penggunaan satelit dapat optimal. Yang dimaksud optimal
adalah persentase dari penggunaan banwidth dan power
satelit adalah sama.
Faktor-faktor
yang
harus
mendisain link budget adalah :
a) Antena stasiun bumi
18
diperhatikan
dalam
b) Intermodulasi
c) Interferensi satelit
d) Cross polarisasi antenna
e) Redaman hujan
f) Loss jarak antara stasiun bumi ke satelit dan sebaliknya
g) Bandwidth carrier
h) Pattern coverage satelit (SFD, G/T, EIRP)
i) Kualitas pelayanan yang diharapkan
Antena Stasiun Bumi
Antena
mendisain
adalah
suatu
faktor
link
komponen
budget
utama
karena
dalam
antena
ini
berhubungan dengan kemampuan untuk mengirim dan
menerima sinyal dan efeknya yaitu sidelobe antena,
karena
hal
inilah
yang
akan
berakibat
pada
gangguan/interferensi ke satelit lain. Ada tiga tipe antena
yang biasa digunakan dalam sistem komunikasi satelit.
Ketiga jenis antena tersebut adalah :
1. Cassegrian / focal fed antennas
Jenis
antena
ini
banyak
digunakan
untuk
TVRO,
sedangkan untuk mengirimkan sinyal maka dibutuhkan
kabel yang agak panjang untuk sampai ke fed nya.
Gambar focal fed antennas
2. Gregorian
Tipe antena ini banyak dibuat untuk antena yang
berukuran besar, antena ini juga mempunyai efsiensi
yang tinggi untuk transmit dan receive.
Gambar antenna Gregorian
19
3. Offset fed antenna
Tipe dari antena ini masih tergolong baru karena
refector dari antena tidak simetris. Sehingga tipe
antena ini susah dalam pembuatan dan mahal untuk
jenis antena yang berukuran besar (lebih besar dari 2.4
meter).
Gambar antenna Offset fed.
Gain Antenna
Antena yang digunakan untuk komunikasi satelit
tidak hanya untuk menerima sinyal saja tetapi yang lebih
penting adalah untuk mengirimkan sinyal ke satelit.
Diameter
antena
yang
digunakan
akan
sangat
berpengaruh pada besarnya power yang harus disediakan
untuk mengirimkan sinyal ke satelit.
Secara umum gain antena dapat dirumus-kan sebagai
berikut :
G = μ[πdf/c]² atau g = 10log(μ) + 20*log(πdf/c)
dimana :
g = gain antena (dbi)
μ= efsiensi antena
d = antenna diameter (meter)
f = frequency (hz)
20
c = kecepatan cahaya (3x108m/s)
Sidelobe antena / antenna pattern
g(ø) = 29-25*log(ø)
g(ø) = 32-25*log(ø)
g/t antenna
Sistem penerimaan untuk sistem komunikasi satelit
yang
berhubungan
dengan
antena
biasanya
selalu
diberikan dalam bentuk perbandingan g/t.
Dalam perhitungan g/t biasanya referensi titik yang
diambil adalah pada input LNA, tetapi kenyataannya tidak
demikian namun hal ini tidak akan berpengaruh pada
besarnya g/t antena meskipun titik referensinya berbeda.
Perhitungan g/t antena :
G/t = grxa – loss - 10xlog(Tsys)
Tsys = ta / l + to (l-1) / l + t1 + to(f-1) / g
dalam praktek biasanya diambil Tsys= 80°K sedangkan
untuk ku-band Tsys=160°K
Intermodulasi
Intermodulasi terjadi akibat dari penguat dari power
TWTA atau SSPA yang tidak linear. Sehingga apabila power
21
SSPA dipakai untuk penggunaan multi carrier maka harus
dilakukan output backoff. Besarnya backoff ini tergantung
dari berapa besar nilai intermodulasi yang diijinkan.
Besarnya output backooff ini dihasilkan oleh karakteristik
dari
am/am
dari
power
TWTA
atau
SSPA.
Gambar
intermodulasi antar carrier dapat dilihat dibawah ini.
Interferensi Satelit
Sumber-sumber interferensi
1. Jaringan terrestrial
Biasanya, interferensi ini diakibatkan oleh antena yang
mempunyai elevasi rendah/kecil.
2. Adjacent satellite/jaringan satelit lain
interferensi diakibatkan oleh jarak antar satelit, pattern
dari antena yang tidak baik, coverage dari satelit
22
mempu-nyai cakupan daerah dan beroperasi pada
frekuensi yang sa-ma. Jarak satelit normalnya 2°oleh
sebab itu untuk sistem komunikasi satelit diharuskan
menggunakan
antena
yang
mempunyai
spesifkasi
sebagai be-rikut : g(ø) = 29-25*log(ø)
3. Intermodulation product
Interferensi ini disebabkan oleh akibat ketidak linearan
(non linearity) dari TWTA atau SSPA
4. Crosspolarization
Interferensi ini akibat oleh gerakan antena akibat dari
ada-nya angin atau gangguan lain.
Dalam perhitungan interferensi antar satelit ini ada
dua
tipe
interferensi
yaitu
interferensi
uplink
dan
interferensi downlink. Interferensi antar satelit ini lebih
disebabkan oleh side lobe dari antenna yang digunakan.
23
Loss/redaman
Tipe Dari Loss :
1. Redaman jarak (free space loss)
Redaman karena jarak akan tergantung pada frekuensi
yang digunakan dan juga tergantung pada aktual jarak
dari stasiun bumi ke satelit, sedangkan jarak ini akan
dipengaruhi oleh lokasi dari stasiun.
2. Redaman hujan (rain attenuation)
Redaman akibat hujan ini merupakan faktor yang cukup
penting
yang
komunikasi
harus
satelit.
Hal
diperhatikan
ini
dalam
terutama
bila
sistem
sistem
komunikasi satelit beroperasi diatas 10 Ghz. Besarnya
redaman akibat hujan dipengaruh besarnya butiran
hujan, frekuensi, ketinggian hujan dan polarisasi dari
gelombang yang dipancarkan.
3. Pointing error (pe)
Redaman loss akibat gerakan satelit dan hal ini terjadi
bila antena tidak menggunakan sistem “autotrack”.
24
BANDWIDTH CARRIER
Metode Perhitungan Bandwidth Untuk Carrier Digital :
BWOCC = 1.2 x (IR+OH) x (1/m) x (1 / FEC x RS)
Dimana :
TR = (IR+0H)/(RSxFEC)
SR = TR/m
IR = Information Rate
OH = Overhead Rate
dengan IR>1544 kbps (OH=96 kbps)
IR