Pengenalan Sistem Komunikasi Satelit

Pengenalan Sistem Komunikasi Satelit (V-SAT)

Oleh : Dwi Antony Verdugo

Sistem Komunikasi Satelit Secara mendasar, ada dua jenis komunikasi yang digunakan, yaitu: 1. Wired ( menggunakan kabel sebagai media transmisi ) 2. Unwired / Wireless ( tanpa kabel, menggunakan gelombang radio sebagai media transmisi) Adapun komunikasi wireless terbagi menjadi dua jenis,yaitu : 1. Komunikasi terestial 2. Komunikasi satelit

Kedua sistem tersebut pada prinsipnya menggunakan suatu repeater (pengulang). Yang membedakannya adalah alat yang digunakan sebagai repeater tersebut.

Gambaran Komunikasi Radio Terestial

Gambaran Komunikasi Satelit

Klasifikasi Satelit Menurut orbit (bidang edar) : • Satelit Orbit Rendah (LEO=Low Earth Orbit) – Ketinggian : 750-2500 km – Periode : 2-2,5 jam • Satelit Orbit Sedang (MEO=Medium Earth Orbit) – Ketinggian : 7500-10000 km – Periode : 4,5-6 jam • Satelit Orbit Tinggi (misal : GPS) – Ketinggian : 15000-20000 km – Periode : 11-12 jam • Satelit Orbit Polar (melewati daerah kutub) • Satelit Orbit Inklinasi : satelit yang rotasinya sama dengan bumi,namun tidak berada tepat di khatulistiwa • Satelit Orbit Geo-Stasioner (Geo-Synchronous) – Ketinggian : 36000 km – Periode : 24 jam

Klasifikasi Satelit Menurut fungsi : • Satelit mata-mata, termasuk satelit armed force and defense • Satelit Cuaca dan Navigasi • Satelit Penginderaan Jarak Jauh dan Pemetaan Bumi (remote sensing and earth mapping) • Satelit penyelidikan (research) • Satelit Komunikasi Menurut sistem stabilitas • Satelit spin • Satelit 3-axis

Spin Satellite

3- Axis Satellite

Orbit Satelit Pada tahun 1945, Arthur C. Clarke menyatakan: “Sebuah satelit dengan orbit lingkaran pada Bidang Ekuator dengan radius 35.864 km akan memiliki periode (T) yang sama dengan periode rotasi bumi”

Sehingga posisi satelit tersebut selalu tetap karena selalu mengikuti rotasi bumi. Orbit tempat satelit itu berada disebut orbit geostasioner . Sedangkan lingkaran orbit tersebut disebut Clarke ring (cincin Clarke). Sementara, satelit yang berada di orbit geostasioner disebut satelit geosynchronous.

Gambaran Orbit Geostasioner

Contoh Satelit Geosynchronous Beberapa contoh satelit geosingkron yang sering digunakan di Indonesia yaitu: • Palapa Seri B • Palapa seri C • Intelsat • Telkom

PALAPA B-Se rie s

InTe lSa t 3

InTe lSa t 4

InTe lSa t 4A PALAPA C -Se rie s

InTe lSa t 5

M i c r o - W a v e

Spektrum dan Alokasi Frekuensi SatCom, DBS e tc.

Ku - Band

Terrestria l M icroWave

X - Band 2 2 25 MH z

GHz

C - Band

56 00 M Hz

3.5 GHz

S - Ba nd

SHF

C akra W. D/L : 2.52 0 - 2.6 70 GH z

1.8 GHz InMa rSat Celular Phone Mobile Rd, HT & R ptr

L - Band

Re v.O/p L NB : 14 50 - 9 50 MH z

850 MHz

TV B.cast UH F

Band -V Band- IV

Mobile Rd, HT & R ptr

300 MHz

TV B.cast

SSB Radio Coms

Band-III

175 MHz

Marine-Band Air- Band

FM B.cast Ta ctical & Mobile Coms

UHF

500 MHz

Celular Phone Mobile Rd, HT & R ptr

Long Medium Wave Wave Short Wave

11

EHF

6.5 GHz

3 .70 0 - 4.20 0 GH z

Terrestria l M icroWave

GHz

C akra W. U/L : 8.12 0 - 8.2 70 GH z

5 .92 5 - 6.42 5 GH z

PALAPA, I nTelSat

17

TV B.cast

VHF 115 MHz MidBa nd

Band -II IF : 70 .0 MH z

HiBa nd

88 .0 MHz

80

MHz

30

MHz

52 .0 MHz

Band - I

LoBa nd

HF

AM-SW Broadcast Bands (G elmb.:11 ...... 150 Mtr)

2

MHz

MW Broadcast Band

500 - 1700 KHz

LW Broadcast & Radio Beacons

80 - 400 KHz

Komunikasi dlm air, untuk Kapal- Selam

MF

LF

VLF

Alokasi Band Komunikasi Satelit • IF (Intermediate Frequency): 52-88 MHz • C-band :  LO (satelit) : 2225 Mhz  Uplink: 5925-6425 MHz  Downlink : 3700-4200 Mhz • L-band :  Downlink (inverted) : 950-1450 MHz  LO (LNB) : 5150 Mhz Setiap frekuensi yang digunakan dapat diketahui dengan translasi frekuensi dengan memperhatikan transponder satelit yang digunakan

Transponder Satelit

Besar bandwidth sebuah transponder satelit adalah 500 Mhz. Pada umumnya, setiap satelit memiliki 24 transponder, yang terdiri dari 12 transponder V dan 12 transponder H. Setiap kapling transponder memiliki bandwith sebesar 36 MHz dan dibatasi oleh guard band sebesar 2x2 MHz. Penempatan kavling transponder ditandai dengan memperhatikan center frequency-nya (1H=3720,1V=3740). Frekuensi yang digunakan bersama oleh transponder V dan H dalam satu transponder disebut frekuensi re-use.

VSAT (Very Small Aparture Terminal) VSAT adalah sebuah terminal point to point yang digunakan dalam komunikasi data, suara, atau video menggunakan satelit. Suatu Komsat dapat digolongkan VSAT apabila terjadi suatu komunikasi antara dua site stasiun bumi yang dihubungkan (full duplex mode), sehingga dapat dikatakan broadcast TV berbayar bukanlah VSAT.

Perangkat-Perangkat VSAT Link Perangkat VSAT link secara garis besar dapat digolongkan sebagai berikut: 1.IDU (Indoor Unit),yang terbagi dari:  Modem  Interface  Multiplexer 2.ODU (Outdoor Unit), yang terbagi dari :  LNA/B/C (Low Noise Amplifier/Block/Converter)  OMT (Ortho Mode Transducer),biasa disebut Feedhorn  Up/Down Converter*  SSPA (Solid State Power Amplifier)* 3.Antena  Reflektor antena  Mounting antena

Modem (Modulator-Demodulator) Modem berfungsi untuk memodulasi sinyal digital (data) menjadi sinyal IF yang akan dikirimkan serta men-demodulasi sinyal IF yang diterima menjadi sinyal digital. Adapula jenis modem dengan output frekuensi L-band. Modem IF

Modem L-Band

Interface Interface adalah komponen elektrikal yang menghubungkan antara DTE (Data Terminal Equipment) dengan modem. Contohnya: • V-35 full E-1 • G703 balanced • Internet Protocol (IP) • RS 232, dll Berikut contoh konektor yang sering ditemui untuk interface:

DB-9

RJ-45 (ethernet)

DB-15

RJ-11

DB-25

V-35

Multiplexer Multiplexer terbagi dari 2 jenis,yaitu : 1. Combiner : untuk menggabungkan beberapa input menjadi satu output 2. Divider / splitter : untuk membagi satu input menjadi beberapa output Adapula multiplexer yang memiliki DC block,fungsinya untuk memonitoring lewat spektrum analyzer (NB: spektrum analizer tidak boleh dialiri arus DC).

1:2 tipe F

1:2 tipe SMA 1:2 tipe N

1:8 tipe SMA 1:4 tipe N

LNA/B/C (Low Noise Amplifier/Block/Converter) Pada dasarnya, LNA/B/C berfungsi sebagai receiver. LNA/B/C menerima dan memperkuat sinyal RF CBand yang berasal dari antena (downlink) atau merubahnya menjadi sinyal L-Band. Adapun perbedaan antar ketiga alat tersebut adalah: • LNA : dapat digunakan hanya untuk C-band • LNB : khusus sebagai receiver L-band (LO: 5150) • LNC : dapat bekerja pada C-band dan L-band

LNA

LNB

LNC

OMT (Ortho Mode Transducer) OMT (feedhorn) adalah alat yang memancarkan sinyal RF ke antena sekaligus menerima sinyal RF dari satelit yang telah diterima antena. OMT ada dua jenis,yaitu: 1. OMT polarisasi linear (vertikal / horisontal) 2. OMT polarisasi circular (RHCP / LHCP)

Contoh OMT yang sudah dimounting pada antena berikut LNA-nya

Up Converter & Down Converter Up converter adalah alat yang merubah sinyal IF menjadi sinyal RF yang akan dipancarkan, sedangkan down converter merubah sinyal RF yang diterima antena menjadi sinyal IF. Biasanya UC/DC ini sudah tergabung dalam BUC,namun ada kalanya dipisahkan untuk antena dengan power output besar.

Up converter

Down converter

SSPA (Solid State Power Amplifier) SSPA Berfungsi merubah sinyal IF menjadi RF (CBand) dan menguatkan sinyal RF tersebut agar dapat dikirim ke satelit melalui antena. Adapun selain SSPA, ada pula yang menggunakan HPA (High Power Amplifier), yang berbasis penguat tabung, namun sudah jarang digunakan secara umum.

BUC (Block Up Converter) Untuk mengefisienkan perangkat, maka dibuatlah suatu perangkat dimana up converter, down converter, SSPA, dan PSU dijadikan langsung dalam satu blok (single packet) yang disebut BUC (Block Up Converter).

Antena Antena berfungsi untuk memfokuskan sinyal yang dipancarkan ke satelit dan sinyal yang diterima dari satelit. Adapun antena secara umum terbagi dari 2 bagian,yaitu : 1. Reflektor / dish 2. Mounting

Jenis-Jenis Antena 1. Prime focus feed Antena ini memiliki efisiensi yang bagus, namun kekurangannya terletak pada kesulitan pengaturan polarisasi OMT. Karena itu, antena ini lebih sering digunakan pada antena berdiameter kecil (< 4,5 M)

Jenis-Jenis Antena 2. Off-set Feed Efisiensi antena ini lebih baik dari tipe prime focus, karena berkurangnya blocking. Selain itu antena ini lebih praktis dan mudah dalam melakukan pointing atau mengubah pengaturan

Jenis-Jenis Antena 3. Cassegrain / Gregorian Antena jenis ini biasa dipakai pada antena berukuran besar (>4,6 M), karena lebih aman dan mudah dalam pengaturan untuk memperoleh hasil yang maksimal. Antena ini biasanya menggunakan sistem motorize dalam pengaturan azimuth dan elevasi. Biasanya antena ini digunakan pada hub station. Ciri khusus antena ini adalah antena ini selalu menggunakan subreflector pada OMT-nya

Jenis-Jenis Antena

Jenis-Jenis Antena

Jenis-Jenis Konektor Sesuai namanya, konektor digunakan untuk meng-koneksikan perangkat yang satu dengan perangkat yang lain. Beberapa contoh konektor yang digunakan untuk mentransmisikan sinyal IF dan RF adalah sbb:

Tipe BNC

Tipe N

Tipe SMA

Tipe F

Blok Diagram Tipikal Stasiun Bumi

Tracking Antena Saat digunakan,antena haruslah diarahkan / ditracking ke arah satelit yang akan kita gunakan. Pada saat tracking, ada beberapa hal yang harus kita perhatikan,yaitu: 1. Posisi satelit : posisi antena akan diarahkan. umumnya terdiri dari parameter azimuth dan elevasi. Perlu diketahui, tiap daerah memiliki posisi azimuth dan elevasi yang berbeda-beda. Parameter tersebut dapat diketahui dengan menggunakan software database satelit, misalnya SATMASTER PRO.

Tracking antena Contoh penggunaan SATMASTER PRO :

Tracking Antena 2.

Azimuth: adalah besar sudut simpang yang selalu positif dihitung tepat mulai dari arah Utara. Utara 0°

Timur 90°

Selatan 180°

Barat 270°

Utara 360°

Besarnya azimuth diukur dengan menggunakan kompas

Tracking Antena 3.

Elevasi: adalah besar sudut yang dihitung mulai dari arah horisontal. Besar sudut elevasi maksimum adalah 90° Horisontal 0°

Vertikal 90°

Besarnya elevasi diukur dengan menggunakan inklinometer (level angle)

Tracking Antena 4. Polarisasi Polarisasi ditentukan dengan memutar OMT. Besar perbedaan sudut antara polarisasi vertikal dengan horisontal sebesar 90°. Hal ini dilakukan apabila jenis OMT yang digunakan adalah OMT linear. Pengaturan polarisasi tergantung dari transponder yang digunakan, apabila transponder H yang kita gunakan, maka arah polarisasi pada OMT kita atur pula ke arah horisontal, begitupun sebaliknya.

Tracking Antena

Pengaturan azimut dan elevasi dilakukan pada AZ-EL positioner di antena

Parameter IDU (Modem) Ada beberapa parameter utama yang perlu disetting di modem, agar antara pemancar dan penerima dapat saling berkomunikasi (synch) diantaranya: – Frekuensi (IF) – Jenis FEC (Forward Error Correction) – Tipe modulasi (BPSK, QPSK, 8PSK) – Data rate – Interface Pengaturan dapat dilakukan dengan menekan tombol fungsi yang ada pada modem atau melalui software,baik software bawaan pabrik maupun hyper terminal.

Parameter IDU (Modem)

Setting modem melalui hyper terminal

Parameter ODU Pada ODU, parameter utama yang harus diperhatikan : • Frekuensi TX • Frekuensi RX • Level gain transmit • Level gain receive • TX switch (on / off) ODU dapat disetting melalui software atau menggunakan handheld console.

Handheld console dan pemasangannya pada BUC

Parameter ODU

Pengaturan ODU melalui software console

Instrumen Pengukuran Multimeter / AVO meter untuk mengukur besarnya tegangan, arus, dan hambatan. Ada dua jenis multimeter, yaitu multimeter digital dan multimeter analog

Digital

Analog

Instrumen Pengukuran Spektrum Analyzer Berfungsi untuk mengukur sinyal dan melihat bentuk gelombang

Instrumen Pengukuran Power Meter Power meter berfungsi untuk mengukur besarnya daya (power) output suatu perangkat. Power meter selalu dilengkapi dengan power sensor.

Power meter

Power sensor

Instrumen Pengukuran Bit Error Rate Tester (BER test) Berfungsi sebagai generator data. Selain itu, BER test juga digunakan untuk menghitung jumlah bit error

Gangguan V-sat Interferensi  Interferensi karena imbas pointing  Interferensi karena satelit lain (ASI)  Interferensi karena intermodulation Impairment  Rain fade : redaman gelombang karena hujan  Sun outage : terjadi saat posisi satelit dan matahari berada dalam satu garis lurus, sehingga menaikkan noise thermal  Scintillation : perubahan komposisi di atmosfir yang menyebabkan naik turunnya level pada sinyal (namun jarang terjadi)  Pergeseran orbit satelit

Contoh Pemanfaatan KOMSAT Lainnya • DVB (Digital Video Broadcasting) : biasa digunakan pada layanan televisi berbayar. Berbeda dengan VSAT, DVB termasuk dalam jenis point to multipoint, dimana terdapat hub sebagai pengendali utama. • Audio broadcasting: pengiriman suatu siaran radio ke daerah lain melalui satelit. Alat yang digunakan untuk sistem ini adalah ABR (audio broadcast receiver) • Radio Interconnection : biasa digunakan oleh pihak militer, berupa komunikasi radio HT namun menggunakan satelit sebagai repeaternya

Antena Satelit Portable Penggunaan komunikasi satelit sudah banyak digunakan dalam industri telekomunikasi. Namun, dalam beberapa kebutuhan, dibutuhkan suatu antena yang sifatnya dapat berpindah-pindah tempat. Secara biaya, antena jenis ini lebih mahal daripada antena fixed biasa,namun secara portabilitas dan fleksibelitas, antena ini jauh lebih baik. Berikut contoh-contoh antena portable yang sering digunakan :

Antena Fly-Away

Antena fly-away hampir mirip seperti antena fixed biasa, hanya saja struktur konstruksinya dibuat sedemikian rupa sehingga lebih mudah dipasang dan dibongkar. Antena jenis ini biasanya berukuran kecil, sekitar 1,2 meter.

Antena SNG

Antena ini didesain khusus agar saat disimpan tidak memakan banyak tempat,pemasangan dan pengaturannya pun juga sangat mudah. Jenis antena ini banyak digunakan oleh stasiun televisi.

CMOV Ciri khusus CMOV adalah antena satelit yang selalu tergabung langsung dalam kendaraan. Berbeda dengan SNG dan fly-away, antena jenis ini biasanya sudah langsung terpasang.

Manual adjustment

Motorize adjustment

Antena ORBIT Jenis antena khusus ini banyak digunakan pada kapal laut. Antena ini tergolong dalam jenis dual offset gregorian.. Antena ini juga dilengkapi dengan fitur auto-tracking. Selain itu, antena ini juga terkoneksi dengan GPS. Khusus untuk Pengaturan elevasi antena jenis ini, antena ini menggunakan dual axis (X-Y)

Antena ORBIT

Antena ORBIT

Antena orbit setelah dipasangi Radome

Terima Kasih Atas Perhatian-nya Semoga dapat bermanfaat