MAKALAH TEKNIK GELOMBANG MIKRO
Disusun Oleh : Aji Rizky Wibowo (05) Devi Adyan Ibrahim (10) Eko Prasetia (12) Ingrid dyah Mayangsari (18) Muhammad Aditya S. (21) Muhammad Faisal Addien H. (22)
XI TEKNIK ELEKTRONIKA INDUSTRI 2 SMKN 26 PEMBANGUNAN JAKARTA 2011 i
KATA PENGANTAR Puji syukur kami panjatkan kepada Allah swt. atas limpahan rahmat, hidayah serta inayah-Nya sehingga kami dapat menyelesaikan tugas makalah ini tanpa suatu halangan yang berarti. Tidak lupa sholawat serta salam tetap tercurahkan kepada junjungan nabi besar Muhammad SAW yang telah membawa kita dari jaman jahiliah menuju jaman islamiah sekarang ini. Adapun tujuan dari penyusunan makalah ini adalah sebagai pemenuhan tugas yang diberikan demi tercapainya tujuan pembelajaran yang telah direncanakan. Tidak lupa ucapan terimakasih kami tujukan kepada pihak-pihak yang turut mendukung terselesaikannya makalah ini antara lain : 1. Bapak Rustam Effendi, selaku guru pembimbing 2. Rekan-rekan sekelompok yang bekerjasama menyelesaikan makalah ini, serta 3. semua pihak yang turut mendukung terselesaikannya makalah ini. Kami menyadari dalam penyusunan makalah ini masih banyak kekurangan dan jauh dari kesempurnaan. Maka dari itu, kritik dan saran yang membangun sangat kami harapkan demi terciptanya makalah yang lebih baik selanjutnya. Dan semoga dengan hadirnya makalah ini dapat memberi manfaat bagi pembaca sekalian.
Penyusun
ii
DAFTAR ISI
Halaman Judul .....................................................................................................i Kata Pengantar ...................................................................................................ii Daftar Isi ............................................................................................................iii BAB I Pendahuluan ................................................................................................1 BAB II A. Satelit ......................................................................................................2 B. VSAT.....................................................................................................26 C. Pengenalan sistem VSAT Net................................................................30 BAB III KESIMPULAN.........................................................................................47
iii
BAB I PENDAHULUAN
Dalam era Globalisasi seperti sekarang ini kebutuhan manusia akan informasi sangatlah penting, sehingga untuk mendapatkan informasi mereka harus saling berkomunikasi dengan yang lainnya. Dengan begitu sarana untuk berkomunikasi juga semakin banyak ragamnya seiring dengan bertambah majunya teknologi saat ini. Teknologi komunikasi atau Telekomunikasi berkembang dengan pesat sejalan dengan ilmu pengetahuan dan juga teknologi yang juga berkembang dengan cepat. Hal ini dapat terlihat dengan ditemukannya cara komunikasi dengan jarak yang cukup jauh dengan menggunakan media tertentu. Komunikasi data merupakan gabungan dua macam tekhnik, yaitu tekhnik telekomunikasi dan tekhnik pengolahan data. Perkembangan telekomunikasi terjadi pada saat ditemukannya satelit sebagai media perantara komunikasi yang cukup handal, dan sistem komunikasi ini dinamakan dengan sistem komunikasi satelit. Dengan menggunakan komunikasi satelit, komunikasi antara dua lokasi yang letaknya berjauhan bisa dilakukan dengan jangkauan satelit yang sangat luas. Daya jangkau satelit sekitar sepertiga bumi oleh karena itu penggunaan sistem komunikasi satelit di indonesia sangatlah cocok dikarenakan wilayah Indonesia yang terdiri dari beberapa kepulauan (maritim). Hubungan komunikasi data menggunakan satelit yang paling sederhana adalah hubungan point to point (dari titik ke titik) yang hanya melibatkan sebuah sumber dan sebuah penerima. Apabila hubungan ini dikembangkan dengan melibatkan penerima lain yang juga point to point, maka komunikasi data ini akan menjadi suatu hubungan jaringan. Media transmisi atau media penghubung yang digunakan dalam pelaksanaan komunikasi data dapat berupa jaringan telepon, jaringan data, jaringan telex, jaringan radio, dan jaringan satelit.
1
BAB II ISI
A. SATELIT
Satelit adalah benda yang mengorbit benda lain dengan periode revolusi dan rotasi tertentu. Ada dua jenis satelit yakni satelit alam dan satelit buatan. Sisa artikel ini akan berkisar tentang satelit buatan. SEJARAH Satelit buatan manusia pertama adalah Sputnik 1, diluncurkan oleh Soviet pada tanggal 4 Oktober 1957, dan memulai Program Sputnik Rusia, dengan Sergei Korolev sebagai kepala disain dan Kerim Kerimov sebagai asistentnya. Peluncuran ini memicu lomba ruang angkasa (space race) antara Soviet dan Amerika. Sputnik 1 membantuk mengidentifikasi kepadatan lapisan atas atmosfer dengan jalan mengukur perubahan orbitnya dan memberikan data dari distribusi signal radio pada lapisan ionosphere. Karena badan satelit ini diisi dengan nitrogen bertekanan tinggi, Sputnik 1 juga memberi kesempatan pertama dalam pendeteksian meteorit, karena hilangnya tekanan dalam disebabkan oleh penetrasi meteroid bisa dilihat melalui data suhu yang dikirimkannya ke bumi. Sputnik 2 diluncurkan pada tanggal 3 November 1957 dan membawa awak mahluk hidup pertama ke dalam orbit, seekor anjing bernama Laika. Pada bulan Mei, 1946, Project Rand mengeluarkan desain preliminari untuk experimen wahana angkasa untuk mengedari dunia, yang menyatakan bahwa, "sebuah kendaraan satelit yang berisi instrumentasi yang tepat bisa diharapkan menjadi alat ilmu yang canggih untuk abad ke duapuluh". Amerika sudah 2
memikirkan untuk meluncurkan satelit pengorbit sejak 1946 dibawah Kantor Aeronotis angkatan Laut Amerika (Bureau of Aeronautics of the United States Navy). Project RAND milik Angkatan Udara Amerika akhirnya mengeluarkan laporan diatas, tetapi tidak mengutarakan bahwa satelit memiliki potensi sebagai senjata militer; tetapi, mereka menganggapnya sebagai alat ilmu, politik, dan propaganda. Pada tahun 1954, Sekertari Pertahanan Amerika menyatakan, "Saya tidak mengetahui adanya satupun program satelit Amerika." Pada tanggal 29 Juli 1955, Gedung Putih mencanangkan bahwa Amerika Serikat akan mau meluncurkan satelit pada musim semi 1958. Hal ini kemudian diketahui sebagai Project Vanguard. Pada tanggal 31 July, Soviets mengumumkan bahwa mereka akan meluncurkan satelit pada musim gugur 1957. Mengikuti tekanan dari American Rocket Society (Masyarakat Roket America), the National Science Foundation (Yayasan Sains national), and the International Geophysical Year, interest angkatan bersenjata meningkat dan pada awal 1955 Angkatan Udara Amerika dan Angkatan Laut mengerjai Project Orbiter, yang menggunakan wahana Jupiter C untuk meluncurkan satelit. Proyek ini berlangsung sukses, dan Explorer 1 menjadi satelit Amerika pertama pada tanggal 31 januari 1958. Pada bulan Juni 1961, tiga setengah tahun setelah meluncurnya Sputnik 1, Angkatan Udara Amerika menggunakan berbagai fasilitas dari Jaringan Mata Angkasa Amerika (the United States Space Surveillance Network) untuk mengkatalogkan sejumlah 115 satelit yang mengorbit bumi. Satelit buatan manusia terbesar pada saat ini yang mengorbit bumi adalah Station Angkasa Interasional (International Space Station). JENIS SATELIT Satelit astronomi adalah satelit yang digunakan untuk mengamati planet, galaksi, dan objek angkasa lainnya yang jauh. 1. Satelit komunikasi adalah satelit buatan yang dipasang di angkasa dengan tujuan telekomunikasi menggunakan radio pada frekuensi gelomba ng mikro. Kebanyakan satelit komunikasi menggunakan orbit geosinkron atau orbit geostasioner, meskipun beberapa tipe terbaru menggunakan satelit pengorbit Bumi rendah.
3
2. Satelit pengamat Bumi adalah satelit yang dirancang khusus untuk mengamati Bumi dari orbit, seperti satelit reconnaissance tetapi ditujukan untuk penggunaan non-militer seperti pengamatanlingkungan, meteorologi, pembuatan peta, dll. 3. Satelit navigasi adalah satelit yang menggunakan sinyal radio yang disalurkan ke penerima di permukaan tanah untuk menentukan lokasi sebuah titik dipermukaan bumi. Salah satu satelit navigasi yang sangat populer adalah GPS milik Amerika Serikat selain itu ada juga Glonass milik Rusia. Bila pandangan antara satelit dan penerima di tanah tidak ada gangguan, maka dengan sebuah alat penerima sinyal satelit (penerima GPS), bisa diperoleh data posisi di suatu tempat dengan ketelitian beberapa meter dalam waktu nyata. 4. Satelit mata-mata adalah satelit pengamat Bumi atau satelit komunikasi yang digunakan untuk tujuan militer atau mata-mata. 5. Satelit tenaga surya adalah satelit yang diusulkan dibuat di orbit Bumi tinggi yang menggunakan transmisi tenaga gelombang mikro untuk menyorotkan tenaga surya kepada antena sangat besar di Bumi yang dpaat digunakan untuk menggantikan sumber tenaga konvensional. 6. Stasiun angkasa adalah struktur buatan manusia yang dirancang sebagai tempat tinggal manusia di luar angkasa. Stasiun luar angkasa dibedakan dengan pesawat angkasa lainnya oleh ketiadaanpropulsi pesawat angkasa utama atau fasilitas pendaratan; Dan kendaraan lain digunakan sebagai transportasi dari dan ke stasiun. Stasiun angkasa dirancang untuk hidup jangka-menengah diorbit, untuk periode mingguan, bulanan, atau bahkan tahunan. 7. Satelit cuaca adalah satelit mengamati cuaca dan iklim Bumi.
yang
diguanakan
untuk
8. Satelit miniatur adalah satelit yang ringan dan kecil. Klasifikasi baru dibuat untuk mengkategorikan satelit-satelit ini: satelit mini (500–200 kg), satelit mikro (di bawah 200 kg), satelit nano (di bawah 10 kg).
4
JENIS ORBIT Banyak satelit dikategorikan atas ketinggian orbitnya, meskipun sebuah satelit bisa mengorbit dengan ketinggian berapa pun. 1. Orbit Rendah (Low Earth Orbit, LEO): 300 - 1500km di atas permukaan bumi. 2. Orbit Menengah (Medium Earth Orbit, MEO): 1500 - 36000 km. 3. Orbit Geosinkron (Geosynchronous Orbit, GSO): sekitar 36000 km di atas permukaan Bumi. 4. Orbit Geostasioner (Geostationary Orbit, GEO): 35790 km di atas permukaan Bumi. 5. Orbit Tinggi (High Earth Orbit, HEO): di atas 36000 km. Orbit berikut adalah orbit khusus yang juga digunakan untuk mengkategorikan satelit: 1. Orbit Molniya, orbit satelit dengan perioda orbit 12 jam dan inklinasi sekitar 63°. 2. Orbit Sunsynchronous, orbit satelit dengan inklinasi dan tinggi tertentu yang selalu melintas ekuator pada jam lokal yang sama. 3. Orbit Polar, orbit satelit yang melintasi kutub
BAGIAN BAGIAN SATELIT Satelit Geostasioner merupakan segmen angkasa pendukung layanan VSAT. Orbit ideal untuk satelit komunikasi adalah geostasioner, atau yang relatif statis terhadap bumi. Satelit yang digunakan untuk komunikasi hampir selalu berada pada orbit geostasioner secara eksklusif, berlokasi sekitar 36.000 km diatas permukaan bumi. Oleh karenanya disebut Satelit geostasioner karena satelit tersebut selalu berada di tempat yang sama sejalan dengan perputaran bumi pada sumbunya.
5
Gambaran Visual Satelit Indonesia Sesuai dengan kesepakatan International Telecommunication Union (ITU), untuk menghindari terjadinya interferensi, setiap satelit ditempatkan dengan jarak dua derajat terpisah sehingga jumlah satelit maksimum yang dapat dioperasikan sebanyak 180 satelit. Bagaimana pun, dengan pandangan untuk memaksimalkan penggunaan slot orbital, penempatan satelit secara bersama-sama dilakukan secara menyebar. Penempatan satelit secara bersama-sama dipisahkan 0,1 derajat di angkasa atau hampir sekitar 30 km. Interferensisinyal dari penempatan satelit bersamaan dicegah dengan menggunakan polarisasi ortogonal. Pada saat bersamaan perlengkapan stasiun bumi dapat menerima sinyal dari dua lokasi satelit tanpa orientasi ulang dari antena. Sinyal dapat di-diferensiasikan berdasarkan polarisasinya. Segmen angkasa tersedia dari organisasi yang telah mendapatkan satelit, mengatur peluncuran, dan memimpin tes awal dalam orbit dan kemudian mengoperasikan satelit-satelit ini secara komersial. Fungsi utama satelit dikerjakan oleh transponder. Ada beberapa transponder atau repeater dalam badan satelit. Transponder ini memiliki fungsi-fungsi sebagai berikut:
Penerima sinyal
Transponder menerima sinyal yang di uplink oleh VSAT atau Hub.
Translasi frekuensi
Frekuensi dari sinyal yang diterima ditranslasikan ke frekuensi yang berbeda, dikenal sebagai frekuensi downlink. Translasi frekuensi meyakinkan bahwa tidak ada feedback positif dan juga menghindari interferensiisu yang terkait.
Penguatan
Transponder juga menguatkan sinyal downlink.
6
Sejumlah transponder menentukan kapasitas satelit. Kapasitas transponder satelit untuk satelit generasi Palapa B yaitu terdiri dari 24 transponder yang terbagi atas 12 transponder untuk polarisasi horizontal dan 12 transponder untuk polarisasi vertikal. Tiap transponder memiliki bandwith 40 MHz. Jenis band frekuensi Satelit sebagai berikut: Frequency Band
Uplink (GHz)
Downlink (GHz)
C-Band
5.925 sampai 6.425
3.700 sampai 4.200
Ext- C-Band
6.725 sampai 7.025
4.500 sampai 4.800
Ku-Band
14.000 sampai 14.500
10.950 sampai 11.700
Pada komunikasi VSAT ada yang disebut up link dan down link. Up link adalah sinyal RF yang dipancarkan dari stasiun bumi ke satelit. Down link adalah sinyal RF yang dipancarkan dari satelit ke stasiun bumi .
Up Link dan Down Link Di dunia Internasional, KU-Band adalah band frekuensi yang populer. KU-Band dapat mendukung trafik dengan ukuran antena yang lebih kecil dibandingkan CBand atau Ext-C-Band. Tapi Ku-Band tidak tahan terhadap curah hujan tinggi sehingga tidak sesuai untuk digunakan di daerah Asia Tenggara. Keunggulan dan kekurangan masing-masing band frekuensi tersebut secara rinci adalah seperti berikut: Frekuensi
Keunggulan
Kekurangan
7
C-Band
Ku-Band
· World wide availability
· Antena berukuran relatif lebih besar
· Teknologi yang termurah · Tahan dari redaman hujan
· Rentan terhadap interferensi dari satelit tetangga dan terrestrial microwave
· Kapasitas relatif besar
· Rentan dari redaman hujan
· Antena berukuran relatif lebih· Availability kecil (0,6 – 1,8 m) regional)
terbatas
(faktor
Pada intinya satelit menyediakan dua sumber daya, yaitu bandwidth dan tenaga amplifikasi. Pada kebanyakan jaringan VSAT, tenaga memiliki sumber daya yang lebih terbatas dibandingkan dengan bandwidth dalam transponder satelit.
8
1. Interferensi pada Sistem Komunikasi Satelit Dalam operasinya, sistem komunikasi satelit tidak pernah luput dari berbagai macam gangguan. Dimana gangguan ini dapat berasal dari perangkat itu sendiri ataupun dari luar perangkat. Selain itu gangguan dapat pula disebabkan karena faktor alam. Berbagai macam gangguan dapat berdampak fatal pada kelangsungan operasi sistem, karena dapat menurunkan performansi kerja. Untuk dapat menanggulangi gangguan tersebut, maka terlebih dahulu kita harus dapat mengerti gangguan tersebut, kapan dan bagaimana gangguan itu bisa terjadi. Berikut dijelaskan mengenai berbagai macam gangguan yang biasanya timbul dalam pengoperasian Sistem Komunikasi Satelit : Cross Polarisasi Cross polarisasi terjadi karena kesalahan posisi sudut polarizer atau horn dari suatu antena. Pada Sistem Ku-band cross-polarisasi 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 feed-horn antena. Interferensi Radio FM Interferensi Radio FM adalah interferensi yang dimunculkan oleh Stasiun Bumi yang terinduksi oleh frekuensi FM (88-108 MHz) dan akan ikut dipancarkan ke satelit. Interferensi Antar Satelit (ASI) Adjacent Satellite Interference (ASI) adalah gangguan yang terjadi pada satelit atau Stasiun Bumi remote yang sumber gangguannya berasal dari satelit lain. 9
Sun outage Sun outage adalah kondisi yang terjadi pada saat bumi-satelit-matahari berada dalam satu garis lurus. Satelit yang mengorbit bumi secara geostasioner pada garis orbit geosynchronous berada di garis equator atau khatulistiwa (di ketinggian 36.000 Km) secara tetap dan mengalami dua kali sun outage setiap tahunnya. Energi thermal yang dipancarkan matahari pada saat sun outage mengakibatkan interferensi sesaat pada semua sinyal satelit, sehingga satelit mengalami kehilangan komunikasi dengan stasiun bumi. Sun outage akan terjadi dalam beberapa hari di jam yang sama selama beberapa menit. Intermodulasi Intermodulasi adalah suatu gejala saling mempengaruhi antara beberapa sinyal pada sistem penguat. Dimana hal ini terjadi apabila penguat bekerja pada daerah non linear dan perangkat diberi input lebih dari satu sinyal. Makin jauh keluar dari daerah daerah linier, makin besar daya sinyal intermodulasi sehingga makin mengganggu sinyal dasar. Interferensi Antar Kanal Interferensi ini terjadi pada kanal-kanal yang saling berdekatan dengan penempatan center frekuensi carrier yang tidak tepat. Retransmit Retransmit adalah jenis gangguan yang terjadi pada satelit karena adanya carrier receive yang ditransmitkan kembali pada tingkat IF. Meteor Shower Meteor shower adalah gangguan yang disebabkan oleh adanya debu-debu halus hasil ledakan meteor.
10
Carrier Liar (Carli) Carrier liar adalah gangguan yang tidak diketahui dari mana asalnya. Dengan mengidentifikasi ciri-ciri carli ini, maka kita akan mengetahui penyebab carli.
1.4.3 Proses Penanggulangan Interferensi Pada bagian sebelumnya, telah dijelaskan secara umum mengenai defenisi dari jenis-jenis interferensi yang kerap kali muncul pada sistem Komunikasi Satelit. Untuk penanggulangan gangguan seperti interferensi, kita harus dapat mengetahui faktor-faktor apa yang dapat menimbulkan interferensi dan bagaimana dampaknya pada performansi sistem yang sedang beroperasi. Telah diketahui bahwa salah satu faktor penyebab interferensi dapat pula berasal dari alam, dimana hal ini mutlak terjadi dan dampaknya tidak mutlak ditanggulangi. Berikut ini dijelaskan tentang sebab-sebab dan dampak interferensi serta proses penanggulangannya.
1.4.3.1 Cross Polarisasi
11
Gambar 2.4 Contoh Sinyal Cross Polarisasi Penyebab Cross Polarisasi adalah : 1. Kesalahan posisi sudut polarizer atau horn dari suatu antenna 2. Kesalahan posisi satelit Untuk menanggulangi Cross Polarisasi, maka dapat dilakukan : 1. Melakukan pengaturan polarizer dari antena dengan bantuan Stasiun Bumi dual pol. Atau SPU CBI 2. Melakukan maintenance rutin / pengukuran cross polarisasi secara rutin terhadap semua stasiun bumi 3. Sebelum melaksanakan pengukuran cross polarisasi direkomendasikan untuk melakukan pointing ulang.
1.4.3.2 Interferensi Radio FM
12
Adapun penyebab interferensi radio FM adalah sebagai berikut : o Stasiun pemancar radio FM menggunakan Frekuensi 88 MHz sampai dengan 108 MHz dan lokasinya dekat dengan Stasiun Bumi o Konektor di outdoor tidak terpasang dengan baik o Induksi / kebocoran kabel IF yang ke Up Converter yang memiliki IF filter yang lebih dari 40 MHz sehingga mempengaruhi transponder berikutnya o Grounding yang tidak baik ( shielding ) o EIRP stasiun radio FM besar Akibat munculnya interferensi ini maka akan berdampak : Terhadap stasiun bumi : Beban ( loading ) akan bertambah
13
Beban di up converter akan bertambah Muncul interferensi carrier di up converter dan di HPA Carrier yang ditransmisikan oleh Stasiun Bumi sumber interferensi mengalami degradasi Terhadap satelit : Beban ( loading ) transponder bertambah Mengganggu carrier yang beroperasi di transponder Transponder bisa over saturasi Noise floor transponder naik Intermodulasi carrier di transponder Langkah-langkah penanggulangan interferensi radio FM :
Periksa connector IF
Memasang IF filter < 40 MHz
Mengganti kabel IF dengan kualitas standar
Memperbaiki grounding
1.4.3.3 Interferensi Antar Satelit Interferensi antar satelit ( ASI ) adalah gangguan yang terjadi pada satelit atau Stasiun Bumi remote yang sumber gangguannya berasal dari satelit lain.
14
Gambar 2.8 Contoh Sinyal Interferensi Antar Satelit Interferensi jenis ini akan terjadi apabila : o Countur atau coveragenya yang saling overlapping o Frekuensi operasi sama o Separasi satelit yang terlalu berdekatan
1.4.3.4 Intermodulasi Intermodulasi akan terjadi apabila pengaturan input level yang berlebihan sehingga perangkat aktif (penguat) yang digunakan bekerja pada daerah non linear atau saturasi.
15
Gambar 2.9 Karakteristik TWTA
Intermodulasi ini memiliki dampak sebagai berikut : o Terjadinya Crosstalk o Broken call atau pembicaran terputus tiba-tiba o Penurunan kualitas kanal o Penurunan SCR o Gangguan pada transponder yang berdekatan Intermodulasi ini dapat ditanggulangi dengan cara memperkecil daya input pada HPA dengan cara penambahan nilai atenuasi pada attenuator
1.5 Hasil yang Dicapai Dengan adanya penanggulangan interferensi pada sistem komunikasi satelit maka akan dicapai hasil sebagai berikut :
16
a.
Dapat mengetahui jenis-jenis interferensi, akibat dan bagaimana cara penanggulangannya
b.
Waktu Perhubungan Putus (Perpu) pada sistem komunikasi satelit dapat diminimasi
c. Investigasi saat terjadi gangguan akan lebih mudah d. Dapat meningkatkan performansi sistem komunikasi satelit
2. SISTEM MODULASI Modulasi dapat didefinisikan sebagai proses penyesuaian sinyal informasi yang akan dikirimkan agar sesuai dengan karakteristik saluran transmisi tertentu dengan memperhatikan tujuan dan efisiensi pengiriman sinyal tersebut. Efisiensi yang dimaksud mencakup dimensi fisik, absorbsi daya, pemakaian bidang frekuensi, ketahanan
terhadap
gangguan
dari
luar.Umumnya
modulasi
melibatkan
penerjemahan baseband sinyal pesan yang dilewatkan dalam bandpass sinyal yang memiliki frekuensi jauh lebih tinggi dari sinyal informasi. Bandpass sinyal tersebut yang disebut dengan sinyal termodulasi dan baseband sinyal yang disebut dengan sinyal pemodulasi. Modulasi dapat dilakukan dengan memodulasi amplitude, fase, atau frekuensi. MODULASI GMSKSalah satu teknik pemodulasian adalah MSK (Minimum Shift Keying) yang merupakan tipe CPFSK (Continuous Phase Shift Keying), di mana deviasi frekuensi puncaknya sama dengan ¼ bit rate. Dengan kata lain MSK adalah CPFSK dengan indeks modulasi sama dengan 0.5. Indeks modulasi FSK didapat dari :dimana _F = deviasi puncak frekuensi RF, dan Rb = bit rate.Karakteristik dan kelebihan MSK : ± Selubung konstan, cocok untuk penguatan daya efisien tak linier.± Kemampuan
17
deteksi koheren dan non koheren.± Kemampuan untuk dapat melakukan selfsynchronizing.± Performa BER yang bagus± Efisiensi spektral, dimana lobus utama spektralnya 50% lebih lebar dari lobus utama spektral teknik modulasi QPSK, dengan sidelobe yang lebih rendah.Namun sayangnya untuk keperluan komunikasi bergerak, MSK kurang efisien karena spektrum frekuensi masih memiliki lobus-lobus samping. Untuk memperbaiki kondisi tersebut, maka dapat digunakan premodulation filter. Sinyal NRZ (Non-Return to Zero) dilewatkan melalui suatu filter sebelum dimodulasi. Filter tersebut berfungsi sebagai shaping filter, untuk membentuk sinyal NRZ yang tidak kontinu menjadi sinyal kontinu.Agar spektrum daya yang dihasilkan kecil, maka filter premodulasi harus memenuhi syarat :Bandwith sempit dengan cut off yang tajam untuk menekan komponen frekuensi tinggi.Memiliki respon pulsa dengan overshoot rendah untuk menghindari
sinmpangan
frekuensi
seketika
yang
terlalu
besar.Dapat
mempertahankan ortogonalitas sinyal MSK agar dapat dilakukan deteksi koheren sesederhana sistem MSK biasa.GMSK atau Gaussian Modulation Shift Keying adalah penurunan dari MSK dimana spektrum sidelobe dihilangkan dengan cara melewatkan sinyal NRZ ke filter Gaussian. Pulsa baseband Gaussian dapat menghaluskan trayektori phase pada sinyal MSK sehingga dapat menstabilkan variasi frekuensi sesaat. Dengan demikian maka dapat mengurangi sidelobe pada spektrum frekuensi yang ditransmisikan. Karena pembentukan pulsa oleh Gaussian tidak menyebabkan rerata trayek phase terdeviasi dari sinyal MSK, maka secara koheren Gaussian dapat terdeteksi sebagai MSK dan secara nonkoheren akan terdeteksi sebagai FSK.Filter premosulasi Gaussian dapat menimbulkan ISI (Intersymbol Interference) pada6 sinyal yang ditransmisikan.
18
Sebagai akibat dari peningkatan efisiensi bandwidth akan ada degradasi dalam efisiensi daya. Namun hal ini tidak perlu dirisaukan jika produk durasi 3 dBbandwidth-bit (BT) dari filter lebih besar dari 0.5 (BT tidak terlalu kecil).Tabel Bandwidth yang diduduki RF channel untuk sinyal GMSK dan MSK (dikalikan Rb) berdasarkan presentasi daya Probabilitas bit error GMSK merupakan fungsi BT, karena pembentukan pulsa akan berdampak pada timbulnya ISI. Probabilitas bit error dinyatakan sebagai :Eb = energi tiap bitN0 = kepadatan spektral noiseDimana g adalah konstanta : CARA KERJA MODULASI GMSKSecara umum sistem modulasi terdiri dari sebuah pemancar (transmitter), media transmisi, dan sebuah penerima (receiver) yang menghasilkan replika sinyal informasi yang ditransmisikan.Cara yang paling mudah untuk menghasilkan GMSK adalah dengan melewatkan data NRZ melalui filter Gaussian yang memiliki respon impuls :Sedangkan fungsi pindahnya :parameter a dinyatakan sebagai :filter GMSK dapat didefinisikan dari B (lebar pita 3dB) dan T (periode bit), sehingga umumnya GMSK didefinisikan dari produk BTnya. Output dari filter tersebut kemudian diumpankan ke modulator FM.teknik modulasi ini digunakan pada banyak implementasi analog maupun digital sistem US-CPDP dan pada sistem GSM.Dengan demikian, maka jika kita memiliki sinyal input rectangular :maka tanggapan impuls keluaran setelah dilewatkan filter menjadi :sehingga jika masukan berupa data NRZ, dengan an = ± 1, maka:Sinyal GMSK dapat dideteksi secara koheren dengan detektor korelasi silang atau dengan detektor non koheren sederhana (misalnya diskriminator FM). Sistem ini akan mengeluarkan sinyal informasi yang terkandung dalam sinyal carrier (untuk GMSK, umumnya menggunakan sinyal carrier 900 MHz.Metode
19
yang sangat efektif namun tidak optimum untuk mendeteksi sinyal GMSK adalah dengan mensampling output dari demodulator FM.PEMBAHASAN CONTOH SOALSoal 6.16 (hlm. 351)Desainlah sebuah filter Gaussian dengan BT = 0.5 untuk symbol rate Rb = 19.2 kbps. Tulis persamaan dan plot respon impuls dan respon frekuensi filter. Jika filter tersebut digunakan untuk menghasilkan GMSK pada channel RF 30 kHz, berapa persen total daya yang akan hilang? Ulangi untuk BT = 0.2 dan 0.75!BT = 0.53 dB bandwidth filter Gaussian :nilai parameter a :sehingga persamaan tanggapan impuls dan tanggapan frekuensinya :BT = 0.23 dB bandwidth filter Gaussian :jika BW chanel RF = 30 kHz, maka prosentase spektral daya yang hilang :untuk BT = 0.2, dari tabel didapat presentasi daya = 99.9%sehingga persamaan tanggapan impuls dan tanggapan frekuensinya :BT = 0.75KELEBIHAN GMSKSeperti yang telah dibahas pada pointpoint di atas (II), kita ketahui bahwa modulasi MSK memiliki beberapa kelebihan. Sayang sekali ia masih memiliki lobuslobus samping pada spektrumnya. Sidelobe tersebut dapat diatasi dengan mengumpankan sinyal ke premodulation filter. salah satu yang paling baik adalah GMSK. Kelebihan dari GMSK sendiri antara lain :Efisiensi daya yang sangat baik, karena memiliki amplop/selubung yang konstan. Efisiensi spektral yang sangat baik.Relatif sederhana dan fleksibel.Dapat terdeteksi secara koheren sebagai sinyal MSK dan secara non-koheren sebagai FSKPenurunan daya karena ISI dapat diabaikan apabila BT dari filter lebih dari 0.3 (0.5 paling optimal)
3. ANTENA Pada sistem komunikasi satelit ada beberapa macam antena yang sering digunakan, dan setiap stasiun bumi harus memiliki 3 kriteria dasar, yaitu:
20
Antena harus memiliki gain yang terarah sehingga memfokuskan energi radiasinya dalam beam sempit untuk mengeleminasi antena dalam mode transmit dan receive untuk memperoleh data carrier uplink dan downlink yang dibutuhkan. Juga pola radiasi antena harus memiliki level sidelobe yang rendah untuk mengurangi interferensi dari sinyal yang tidak diinginkan dan untuk mengurangi interferensi ke satelit atau sistem teresterial lainnya. Antena harus memiliki temperature noise yang rendah sehingga
noise
temperature efektif sisi pnerima dari stasiun bumi yang sebanding dengan temperatur antena dapat di pertahankan rendah untuk mengurangi daya noise dalam bandwith carrier downlink. Untuk memperoleh karakteristik noise yang rendah, maka radiasi antena harus dikontrol dengan cara tertentu untuk memperkecil enenrgi yang diradiasikan kesumber-sumer lain selain satelit juga kerugian lain dari perangkat antena yang menambah secara langsung ketemperatur daerahnya. Antena harus medah dikendalikan sehingga sistem tracking dapat digunakan untuk mengarahkan antena secara akurat ke satelit. Berikut ini akan dijelaskan 3 macam dari antena yang sering digunakan dalam sistem komunikasi satelit. o Antena Prime Focus Feed Antena ini banyak digunakan karena efisiensinya yang tinggi. Terdirinatas sebuah feed yang diletakkan tepat diatas titik fokus dari reflektor parabola. Namun pada antena ini ada kesulitan dalam pengaturan crosspoll pada type linear orthogonal untuk antena stasiun bumi, sebab itu diameter antena hanya efektif sampai 5 meter saja
21
o Antena Offset Feed Antena jenis ini berawal dari jenis prime focus feed kelebihannya adalah letak feed yang tidak terletak pada titik fokus antena yang menyebabkan blocking atau penghalang menjadi berkurang. Dan juga dalam hal pengaturan isolasi crosspoll antena ini lebih mudah dibanding jenis prime focus feed. Ukurannya 1,8 – 3,8 meter. o Antena Cassegrain / Grogrian Antena yang memiliki 2 buah reflektor, yang mana titik fokus reflektor utama parabola berkonsiden dengan titik fokus virtual dari sebuah sub reflektor hiperboloid dan sebuah sub feed yang pusat fasanya pada titik fokus nyata sebuah reflektor. Antena jenis ini dikhususkan untuk antena yang memiliki diameter besar, yang biasa berukuran 4,6 meter atau lebih
4. METODE AKSES Keunikan dari sistem komunikasi satelit adalah kemungkinan banyak stasiun bumi yang dihubungkan secara simultan melalui sebuah satelit saja. Keunikan ini disebut dengan Multiple Access. Metode akses ini digunakan oleh alat-alat komunkasi satelit untuk membawa informasi data atau memancarkan sinyal carriernya dengan suatu sistem atau cara yang terbaik agar tidak mengalami gangguan dalam proses transmit atau receive. Ada beberapa macam metode akse yang digunakan saatini pada system komunikasi satelit yaitu : a. FDMA (Frequency Division Multiple Access) b. TDMA ( Time Division Multiple Access)
22
c. CDMA ( Code Division Multiple Access) d. DAMA ( Demand Assigment Multiple Access) e. Unslotted ALOHA f. Slotted ALOHA
FDMA (Frequency Division Multiple Access)
Prinsip dasar sistem FDMA, yaitu tiap-tiap stasiun bumi diberi bandwidth tertentu sehingga total dari seluruh penggunaan bandwidth dapat memenuhi bandwidthnya transponder dari satelit yang digunakan. Kekurangan dari sistem ini adalah mudah terjadi gangguan atau distorsi intermodulsi
karena teredapatnya frekuensi berbeda masuk dalam penguat.
Sedangkan keuntungan utamanya adalah investasi pertamanya yang murah, rebilitynya (keandalannya) cukup baik, pemeliharaannya yang mudah. Sistem FDMA mempunyai efesiensi yang baik untuk terminal bertraffic rendah. Tetapi sistem ini memiliki criteria yang harus djalankan dengan baik antara lain : 1. Komunikasi point to point antara lain untuk hot line. 2. Kepadatan komunikasi sangat ringan ( 1-2 channel) 3. Menajemen
mentap
dan
dsipln
para
pengguna
dapat
dipertanggungjawabkan.
TDMA ( Time Division Multiple Access)
Sistem TDMA menggunakan satu gelombang pembawa untuk melayani sejulah stasiun bumi. Gelombang carrier didalam specter um satelit dipergunakan menurut pembagian waktu tiap-tiap stasiun bumi. Stasiun bumi hanya dapat
23
mengirimkan sinyal yang berupa brust pada waktu yang diberikan untuknya. Jadi pada waktu dan kesempatan yang tepat atau pada saat glirannya stasiun bumi dapat atau bisa transmit. Kentungan sistem ini adalah dapat menggunakan power output dari transponder secara penuh tanpa takut akan timbulnya derau intermodulsi, hal ini disebabkan hanya menggunkan satu sinyal carrier saja, selan itu sistem TDMA lebih fleksibel dalam penyadiaan multiple access terhadap satelit karena perubahan komposisi kanal pada base bend tidak menyebabkan perubahan terhadap alat-alat pemancar dan penerima seperti yang terjadi pada FDMA. Sedangkan kekuranagn system ini adalah investasi awal yang mahal, serta sinkronisasi burs pemancar untuk semua stasiun dalam sistem TDMA sangat kritis.
CDMA ( Code Division Multiple Access)
Dalam sistem CDMA ini semua stasiun memancar pada waktu dan frequensi yang sama. Keistimewaan sistem ini adalah, sistem ini dirancang sedemikian rupa sehingga masing-masing stasiun mentrnsmisikan sinyal informasinya dengan menggunakan kodenya sendiri dan banyak terminal yang mempunyai kode sama saja yang dapat menerimanya. Keuntungan sisitem ini adalah tidak mungkin terjadi intervansi. Sedangkan kekurangannya adalah biaya yang sangat mahal untuk sistem ini hanya digunakan pada keperluan khusus misalnya dalam keperluan militer yang memerlukan kerahasian dan keamanan.
DAMA ( Demand Assigment Multiple Access)
24
Dalam sistem ini memungkinkan pengiriman satu informas i bila hanya diperlukan saja. Dengan kata lain informsi tersebut bisa di pool sementara yang lainnya bisa juga diakses bila diperlukan. Dalam sistem ni keunggulannya adalah dapat meghemat jumlah saluran karena sistem ini menggunakan saluran hanya pada waktu diperlukan saja.
Unslotted ALOHA
Ini adalah satu metode yang lebih tepat bila dikatakn sebagai rebutan dari pada penggiliran karena pada metode ini setiap terminal akan berusaha memancarkan sinyal informasi setiap kali terminal tersebut memerlukannya tanpa perlu tahu apakah kanal nformasi tersebut kosong atau tidak. Kelemahan sistem ini yaitu mudah terjadi tabrakan antar informasi
yang satu dengan yang lainnya bila
digunakan pada traffic yang tinggi, efesiensi penggunaan kanal hanya 17-18% saja setiap kali penggunaan.
Slotted ALOHA
Ini adalah satu metode yang boleh dikatakan metode perbaikan dari metode unslotted ALOHA. Pada metode ini kemungkinan tabrakan antar sinyal yang satu dengan yang lainnya dapat dikurangi dengan cara bila ada terminal yang sedang memancarkan informasi hanya boleh ditempatkan pada awal slot, berarti respon timenya lebih besar dibandingkan dengan metode unslotted ALOHA. Efesiensi penggunaan kanal naik sampai 37% dalam setiap kali penggunaan.
25
B. VSAT VSAT (dalam bahasa Inggris, merupakan singkatan dari Very Small Aperture Terminal) adalah stasiun penerima sinyal dari satelit dengan antena penerima berbentuk piringan dengan diameter kurang dari tiga meter. Fungsi utama dari VSAT adalah untuk menerima dan mengirim data ke satelit. Satelit berfungsi sebagai penerus sinyal untuk dikirimkan ke titik lainnya di atas bumi. Sebenarnya piringan VSAT tersebut menghadap ke sebuah satelit geostasioner. Satelit geostasioner merupakan satelit yang selalu berada di tempat yang sama sejalan dengan perputaran bumi pada sumbunya yang dimungkinkan karena mengorbit pada titik yang sama di atas permukaan bumi, dan mengikuti perputaran bumi pada sumbunya. Mengirim Dan Menerima Data Mendapatkan data Internet dari setelit sama dengan mendapatkan sinyal televisi dari satelit. Data dikirimkan oleh satelit dan diterima oleh sebuah alat decoder pada sisi pelanggan. Data yang diterima dan yang hendak dikirimkan melalui VSAT harus di-encode dan di-decode terlebih dahulu. Satelit Telkom-1 menggunakan C-Band (4-6 GHz). Selain C-Band ada juga KU-Band. Namun CBand lebih tahan terhadap cuaca dibandingkan dengan KU-Band. Satelit ini menggunakan frekuensi yang berbeda antara menerima dan mengirim data. Intinya, frekuensi yang tinggi digunakan untuk uplink (5,925 sampai 6,425 GHz), frekuensi yang lebih rendah digunakan untuk downlink (3,7 sampai 4.2 GHz). Sistem ini mengadopsi teknologi TDM dan TDMA. Umumnya konfigurasi VSAT adalah seperti bintang. Piringan yang di tengah disebut hub dan melayani banyak piringan lainnya yang berlokasi di tempat yang jauh. Hub berkomunikasi dengan 26
piringan lainnya menggunakan kanal TDM dan diterima oleh semua piringan lainnya. Piringan lainnya mengirimkan data ke hub menggunakan kanal TDMA. Dengan cara ini diharapkan dapat memberikan konektifitas yang baik untuk hubungan data, suara dan fax. Semua lalu lintas data harus melalui hub ini, bahkan jika suatu piringan lain hendak berhubungan dengan piringan lainnya. Hub ini mengatur semua rute data pada jaringan VSAT. Frame TDM selalu berukuran 5.760 byte. Setiap frame memiliki 240 sub-frame. Setiap sub-frame adalah 24 byte. Panjang waktu frame tergantung pada data rate outbound yang dipilih. TDMA selalu pada 180 ms. TDMA disinkronisasi untuk memastikan bahwa kiriman data yang berasal dari stasiun yang berbeda tidak bertabrakan satu dengan yang lainnya. Pendapat umum mengatakan bahwa koneksi dengan satelit adalah koneksi yang paling cepat. Kenyataanya adalah tidak. Waktu yang dibutuhkan dari satu titik di atas bumi ke titik lainnya melalui satelit adalah sekitar 700 milisecond, sementara leased line hanya butuh waktu sekitar 40 milisecond. Hal ini disebabkan oleh jarak yang harus ditempuh oleh data yaitu dari bumi ke satelit dan kembali ke bumi. Satelit geostasioner sendiri berketinggian sekitar 36.000 kilometer di atas permukaan bumi. Perangkat Terminal Antena Sangat Kecil adalah alat di stasiun bumi dan digunakan untuk mengirim serta menerima pancaran frekuensi daripada satelit. Antena VSAT berukuran lebih kurang 2 hingga 10 kaki (0.55-2.75 m) dipasang di atap ,dinding atau atas tanah dan pemilihan besar kecilnya antena sangat tergantung pada jenis frekuensi (misalnya C band atau Ku band) yang akan digunakan.
27
Komponen Komponen VSAT, terdiri dari: • Unit Luar (Outdoor Unit (ODU): 1. Antena/dish/parabola ukuran 2 hingga 4 kaki (0.55-2.4 m), yang dipasang pada atap, dinding atau di tanah. 2. BUC (Block Up Converter), yang menghantarkan sinyal informasi ke satelit.Juga sering disebut sebagai Transmitter (Tx). 3. LNB (Low Noise Block Up), yang menerima sinyal informasi dari satelit. Juga sering disebut sebagai Receiver (Rx). • Unit Dalam (Indoor Unit (IDU)): 1. Modem (Modulator / Demodulator), sebuah alat dipanggil Return Channel Satellite Terminal yang menyambungkan dari unit luar dengan IFL kabel berukuran panjang tidak lebih 50 meter. 2. IFL (Inter Facility Link). Merupakan media penghubung antara ODU & IDU. Fisiknya biasanya berupa kabel dengan jenis koaksial dan biasanya menggunakan konektor jenis BNC (Bayonet Neill-Concelman). • Satelit 1. Merupakan alat di orbit bumi khusus untuk menerima/ menghantar maklumat secara nirkabel, berkomunikasi melalui frekuensi radio. menggunakan Satelit Telkom 2 (Indonesia) digunakan untuk Depdagri, dengan teknologi C band yang lebih tahan dengan cuaca di Indonesia (berhubungan dengan masalah curah hujan yang cukup tinggi di Indonesia). Menggunakan Komunikasi 2 arah, menerima dan menghantar isyarat. Daerah yang dipasang VSAT dikenali sebagai remote terminal, dikawal oleh hub station. Semua isyarat
28
dari satelit dikirim ke hub terlebih dahulu sebelum dikirim kembali ke terminal remote lain, yaitu Propinsi / Kabupaten. • Kapasitas muat turun (download) ialah 1 Mbps tetapi boleh dinaiktaraf sehingga mencapai 45 Mbps • Kapasitas muat naik (upload) pula ialah 128 Kbps tetapi boleh dinaiktaraf sehingga mencapai 1.1 Mbps** • Kontrak perjanjian SchoolNet hanya 1 Mbps muatturun dan 128 Kbps muatnaik Kedudukan Satelit Jenis-jenis satelit bergantung kepada kedudukannya dengan permukaan bumi. Ada 4 jenis satelit : • GEO -Geostaioner (geo-synchronous) earth orbit Geostasioner • MEO -Medium earth orbit • LEO -Low earth orbit Orbit bumi rendah • HEO -Highly elliptical orbit Keunggulan dan kekurangan Keunggulan VSAT: • Pemasangannya cepat. • Jangkauan terjauh dapat mencapai setengah permukaan bumi. Kekurangan VSAT: • Koneksinya rentan terhadap gangguan cuaca (terhadap molekul air). • Memakan tempat, terutama untuk piringannya. • Latency yang lebih tinggi di bandingkan kabel
29
C. PENGENALAN SISTEM VSAT NET 1. SISTEM VSAT C.1 Pengertian Komunikasi Satelit Sistem komunikasi satelit merupakan salah satu cara berkomunikasi dengan menggunakan media satelit sebagai komponen utamanya. Dalam sistem komunikasi ini, satelit difungsikan sebagai repeater dan pembagi jalur komunikasi agar satelit tersebut dapat digunakan bersama-sama namun tidak ada data atau informasi yang bercampur atau saling bertabrakan satu sama lainnya. Komunikasi yang menggunakan satelit mampu menjangkau daerah yang jauh dan terpencil, hal ini dikarenakan oleh letak satelit tersebut yang berada di luar angkasa dan berjarak ± 36.000 km di atas permukaan bumi, sehingga satelit dapat menyampaikan kembali data atau informasi dari suatu tempat ke tempat lain dengan jarak yang sangat jauh, namun masih di dalam jangkauan satelit tersebut. Negara kepulauan ataupun Negara dengan daerah geografis yang berbukit-bukit seperti halnya Indonesia, sangat cocok menggunakan satelit sebagai media komunikasinya. Saat ini teknologi komunikasi satelit menyediakan kapasitas yang sangat besar baik untuk percakapan telepon maupun untuk transmisi video. Stasiun bumi telah berkurang dalam hal ukuran maupun harga, bahkan telah memungkinkan untuk ditempatkan di tempat pengguna, salah satu contohnya yaitu aplikasi atau teknologi VSAT ( Very Small Aperture Terminal ). VSAT merupakan terminal satelit dengan diameter antena yang kecil, yaitu berukuran antara 0,6 – 3,8 meter. Pemakaian teknologi VSAT tersebut sekarang sudah berkembang pesat dikalangan perusahaan-perusahaan atau industri-industri khususnya untuk komunikasi telepon, data, gambar dan video.
C.1.1 VSAT VSAT singkatan dari Very Small Aperture Terminal yang pada awalnya merupakan sebuah merek dagang dari sebuah Stasiun Bumi Kecil (SBK) yang dipasarkan pada tahun 80-an oleh Telecom General di USA. Nama itu sukses menjadi nama umum yang mungkin datang dari gabungan hurup pertama V’, 30
yang membentuk sebuah kata victorious’ yang mempunyai arti menang atau jaya , dan SAT’ yang didefinisikan sebagai connection’ atau hubungan dengan komunikasi satelit. VSAT sendiri mempunyai arti terminal satelit, dengan diameter antena yang kecil dalam suatu jaringan yang dihubungkan dengan Hub sistem atau tanpa Hub sistem, pada umumnya VSAT diletakkan langsung di lokasi pengguna. Teknologi VSAT merupakan solusi, dengan biaya efektif untuk hubungan jaringan komunikasi independent dengan jumlah besar, dengan site-site yang tersebar. VSAT menawarkan value added service berbasis satelit seperti internet, data, LAN, voice fax dan dapat menyediakan jaringan komunikasi private/public serta layanan multimedia untuk masa yang akan datang. C.1.2 Arsitektur Jaringan VSAT Arsitektur jaringan VSAT dapat dijelaskan seperti gambar di bawah ini
Arsitektur VSAT Arsitektur di atas terdiri dari : - Remote station - In Door Unit : baseband processor, modem, alarm & control power supply - Out Door Unit : U / D converter, SSPA, LNA atau BUC, LNB - Antenna Sub-System : reflector, feed, mounting & assembly - HUB station dan Spacecraft / Satellite Dalam komunikasi satelit ada yang disebut dengan Up Link dan Down Link . Up Link adalah sinyal radio frekuensi (RF) yang dipancarkan dari stasiun bumi ke
31
satelit, sedangkan Down Link adalah sinyal radio frekuensi (RF) yang dipancarkan dari satelit ke stasiun bumi dengan selisih frekuensi yang berbeda dari uplink.
Frekuensi Up Link dan Down Link Pada umumnya VSAT menggunakan frekuensi Ku-band dan C-band. Frekuensi Ku-band biasa digunakan di Amerika Utara dan Eropa, dengan menggunakan antena VSAT yang kecil. Dengan frekuensi Up Link sekitar 14 GHz dan frekuensi Down Link sekitar 12 GHz, sedangkan C-band digunakan intensif di Asia, Afrika dan Amerika Latin, serta menggunakan antena yang lebih besar. Dengan frekuensi Up Link sekitar 6 GHz dan frekuensi Down Link sekitar 4 GHz. Masing-masing band frekuensi di atas memiliki beberapa keunggulan dan kelemahan, secara rinci dapat dilihat dari tabel berikut ini : Tabel 3.1 Kelemahan dan Keunggulan Frekuensi C-band dan Ku-band
Komunikasi VSAT
32
Komunikasi VSAT dibagi dalam beberapa bagian : 1. VSAT Link
VSAT Link VSAT Link merupakan jenis komunikasi VSAT yang langsung berhubungan (point to point), antara dua buah stasiun bumi tanpa ada stasiun pusat sebagai pengontrol atau HUB. VSAT Link sering di kenal dengan nama SCPC (Single Carrier Per Channel), yang merupakan jasa komunikasi dalam menyediakan sebuah kanal khusus untuk satu carrier. Sehingga dalam pelaksanaannya tidak terganggu oleh carrier yang lain. Dengan menggunakan SCPC tidak diperlukan adanya waktu tunggu untuk berkomunikasi sehingga kemudahan dalam komunikasi kapanpun diinginkan dapat dilakukan. Tetapi karena SCPC ini selalu dalam keadaan siap atau On, otomatis biaya yang di keluarkan cukup besar. Komponen VSAT ini terdiri dari unit Indoor dan unit Outdoor dimana untuk konfigurasinya berbeda dengan VSAT Net yang akan dijelaskan pada pembahasan berikutnya. 2. VSAT Net point to multi point Konfigurasi Mesh Konfigurasi Star Jenis komunikasi VSAT Net, dapat digunakan untuk berhubungan antara terminal VSAT (remote) yang satu ke Terminal VSAT yang lainnya dengan menggunakan stasiun pusat bumi atau di sebut stasiun HUB yang berfungsi sebagai pengendali jalannya komunikasi antar remote. Pada VSAT Net terdiri dari dua topologi yaitu topologi Mesh untuk komunikasi voice tanpa melalui HUB dan topologi Star untuk komunikasi data yang harus melalui HUB untuk menjaga keutuhan dan 33
kebenaran data. Dilihat dari hal tersebut maka dalam melakukan komunikasi VSAT Net menggabungkan kedua topologi tersebut tidak secara terpisah dan langsung seperti VSAT Link melainkan harus melalui stasiun HUB. Transmisi dan penerimaan suatu remote yang mempunyai kekuatan rendah karena diameter antena yang kecil akan di transfer ke stasiun HUB yang memiliki kekuatan transmisi dan penerimaan yang besar untuk dikirim ke remote lain, sehingga dapat berkomunikasi. Komponene VSAT
1. HUB STATION Sebuah HUB station pada dasarnya adalah sebuah stasiun bumi mikro yang berfungsi sebagai stasiun pengendali dan pusat kontrol bagi terminal-terminal VSAT yang lainnya. Stasiun-stasiun terminal VSAT hanya dapat berkomunikasi dengan HUB station sedangkan komunikasi antara remote tidak terjadi kecuali untuk komunikasi point to point (link). Sebuah HUB station mengeluarkan satu kapling frekwensi yang di pancarkan secara terus menerus yang berupa paket yang berisi pesan-pesan untuk remote sinyal continous tersebut disebut juga dengan outlink atau outbond. Didalam paket
tersebut selain berisi pesan juga berisi address/alamat
untuk stasiun bumi yang dituju. Tiap stasiun remote hnaya memproses pesan yang ada dipaket yang sesuai dengan lamatnya sendiri, dan mengacuhkan pesan yang tidak sesuai dengan alamatnya. Jadi setiap kali remote mengirimkan data ke HUB station maka ia akan mengeluarakan burst, selama remite masih memancarkan data maka burst tetap ada, jika telah selesai maka burst akan hilang dan akan digantikan oleh burst lain yang berasal dari remote lain pula. Sinyal burst ini dipaketkan dan dikenal dengan inbound atau return link. Ketika remote memancarkan data yang berbentuk paket untuk ditransfer, maka pesan itu akan memilih slot secara sembarangan dan ditransferkan melalui slot tersebut. Kemunkinan apabila dua buah slot yang sama untuk transmisi maka akan terjadi kedua pesan beradu dan tidak bisa diterima oleh HUB stasion. Peralatan utama yang digunakan oleh HUB Stasion yaitu:
34
a) Antena Antena
yang
digunakan
adalah
jenis
Gregorian.
Antena
jenis
ini
direkomendasikan oleh PT. Telkom karena relatif aman dan mudah dalam pengaturan crosspoll OMT feedhorn. Antena ini memiliki dua buah reflektor yaitu main reflektor yang berbentuk besar dan sub reflektor yang berukuran lebih kecil dari main reflektor. b) Peralatan RF
HPA (High Power
Amplifier) merupakan penguat yang
mempunyai penguatan hingga 100 watt.
LNC (Low Noise Converter) merupakn perangkat yang pertama sebelum sinyal diproses oleh peralatan lain. Fungsi LNC sama dengan LNB hanya saja untuk LNB terdapat konverter dari C band menjadi L band.
Up/Down Converter, pada bagian Up Converter berfungsi untuk merubah sinyal menjadi L band dan pada bagian Down Converter berfungsi untuk merubah sinyal menjadi C band.
c) Peralatan IF
Modulator, peralatan ini berfungsi untuk memodulasi sinyal atau data. Yaitu juntuk menumpangkan sinyal informasi kepada gelombang pembawa RF.
Demodulator, peralatan ini kebalikan dari modulator. Yaitu untuk mengeluarkan kembali sinyal informasi yang diterima dari gelombang pembawa.
d) Sistem Switching
35
Yaitu peralatan yang vberfungsi untuk pengarah jalan bagi masuknya data yang ke HUB Station, baik data yang ditransmisikan maupun data yang diterima oleh HUB Station. e) Network Cotrol Center Berfungsi sebagai monitor dan kontrol jaringan di HUB Station. NCC mengatur lalu lintas antara seluruh station VSAT, Hub Station, konfigurasi jaringan dan fungsi-fungsi diagnostik untuk keseluruhan. B. REMOTE STATION
Komponen Remote VSAT
36
Sebuah remote VSAT memiliki komponen-komponen sebagai berikut. Outdoor Unit (ODU) Terdiri atas antena dan Radio Frequency Transmitter (RFT). a. Antena Antena berfungsi untuk memancarkan dan menerima gelombang radio RF. Antena yang dipakai dalam komunikasi VSAT yaitu sebuah solid dish antenna yang memiliki bentuk parabola. Fungsi antena pada komunikasi VSAT adalah sebagai berikut :
Memancarkan gelombang radio RF dari stasiun bumi ke satelit yang mana besar frekuensinya dari 5,925 GHz sampai dengan 6,425 GHz.
Menerima gelombang radio RF dari satelit ke stasiun bumi yang mana besar frekuensinya dari 3,7 GHz sampai dengan 4,2 GHz.
Bagian antena terdiri atas reflektor, feedhorn, dan penyangga. Ukuran piringan antena atau dish VSAT berkisar antara 0,6 – 3,8 meter. Ukuran dish sebanding dengan kemampuan antena untuk menguatkan sinyal.
37
Feedhorn dipasang pada frame antena pada titik fokusnya dengan bantuan lengan penyangga. Feedhorn mengarahkan tenaga yang ditransmisikan ke arah piringan antena atau mengumpulkan tenaga dari piringan tersebut. Feedhorn terdiri atas sebuah larik komponen pasif microwave. b. RFT RFT dipasang pada frame antena dan dihubungkan secara internal ke feedhorn. RFT terdiri atas: o Low Noise Amplifiers (LNA) LNA berfungsi memberikan penguatan terhadap sinyal yang datang dari satelit melalui antena dengan noise yang cukup rendah dan bandwidth yang lebar (500 MHz). Lemahnya sinyal dari satelit yang diterima oleh LNA disebabkan oleh faktor berikut:
Jauhnya letak satelit, sehingga mengalami redaman yang cukup besar disepanjang lintasannya.
Keterbatasan daya yang dipancarkan oleh satelit untuk mencakup wilayah yang luas.
Untuk dapat memberikan sensitivitas penerimaan yang baik, maka LNA harus memiliki noise temperatur yang rendah dan mempunyai penguatan / gain yang cukup tinggi (Gain LNA = 50 dB). LNA harus sanggup bekerja pada band frekuensi antara 3,7 GHZ sampai dengan 4,2 GHz (bandwidthnya 500 MHz). Salah satu jenis LNA yaitu Parametrik LNA. Parametrik LNA yaitu LNA yang menggunakan penguat parametrik untuk penguat pertamanya dan penguat transistor biasa pada tingkat keduanya. Penguatan pertama (parametric amplifier) memberikan penguatan 15 sampai dengan 20 dB dan penguatan transistor memberikan penguatan 35 sampai dengan 40 dB, sehingga total penguatannya sebesar 55 dB.
38
o Solid State Power Amplifier (SSPA) SSPA berfungsi untuk memperkuat daya sehingga sinyal dapat dipancarkan pada jarak yang jauh. SSPA ini merupakan penguat akhir dalam rangkaian sisi pancar (transmit side) yang merupakan penguat daya frekuensi sangat tinggi dalam orde Gega Hertz. Tujuan penggunaan SSPA adalah untuk memperkuat sinyal RF pancar pada band frekuensi 5,925 GHz sampai dengan 6,425 GHz dari Ground Communication Equipment (GCE) pada suatu level tertentu yang jika digabungkan dengan gain antena akan menghasilkan daya pancar (EIRP) yang dikehendaki ke satelit. Ada hal yang perlu diperhatikan dalam mengoperasikan penguat daya frekuensi tinggi , diantaranya :
Besar daya output yang dihasilkan
Lebar band frekuensi yang harus dicakup
Pengaruh intermodulasi yang muncul
Input dan output Back – off
Up / Down Converter Perangkat ini dikemas dalam satu kemasan tetapi memiliki dua fungsi yaitu sebagai up converter dan sebagai down converter. 1. Up Converter Berfungsi untuk mengkonversi sinyal Intermediate frequency (IF) atau sinyal frekuensi menengah dengan frekuensi centernya sebesar 70 MHz menjadi sinyal RF Up link (5,925 – 6,425 GHz).
Up Converter
39
2. Down Converter Berfungsi untuk mengkonversi sinyal RF Down link (3,7 MHz – 4,2 MHz) menjadi sinyal Intermediate Frequency dengan frekuensi center sebesar 70 MHz.
Down Converter Indoor Unit (IDU) Modem VSAT merupakan perangkat indoor yang berfungsi sebagai modulator dan demodulator. Modulasi adalah proses penumpangan sinyal informasi kedalam sinyal IF pembawa yang dihasilkan oleh synthesiser. Frekuensi IF besarnya mulai dari 52MHz sampai 88MHz dengan frekuensi center 70 MHz. Sedangkan demodulasi adalah proses memisahkan sinyal informasi digital dari sinyal IF dan meneruskannya ke perangkat teresterial yang ada. Teknik Modulasi yang dipakai dalam modem satelit yaitu modulasi dengan sistem PSK ( Phase Shift keying ).
Contoh Modem Satelit Lebih jauh lagi fungsi dari Modulator dan Demodulator yakni: Modulator
40
Modulator berfungsi untuk mencampurkan sinyal informasi digital dari perangkat teresterial kedalam sinyal IF 70MHz yang dihasilkan dari dalam modem.
Diagram Blok Modulator Pada proses modulasi sinyal data masuk melalui port Interface kemudian diteruskan ke bagian Digital to Analog Converter dan diubah menjadi sinyal analog I dan sinyal Q. Sinyal I dan sinyal Q mempunyai amplitude yang sama tetapi memiliki fase yang berbeda. Sinyal I & Q diperkuat, difilter kemudian dicampur dengan sinyal IF dari sinthesizer sehingga dihasilkan sinyal IF termodulasi. Sinyal IF kemudian dikuatkan dan diatur powernya oleh bagian TX control dan kemudian diteruskan ke port IF Output di bagian belakang modem. Demodulator Demodulator menerima sinyal dari RFT dalam range frekuensi IF dan melakukan demodulasi pada sinyal untuk memisahkan user traffic signal dari carrier.
Digram blok Demodulator Pada proses demodulasi, sinyal IF yang diterima di masukan ke rangkain AGC. Rangkaian AGC ini berfungsi untuk mengatur kekuatan sinyal IF yang akan didemodulasi. Rangkain AGC dikontrol oleh bagian A/D converter.
41
Sinyal IF yang sudah disesuaikan levelnya kemudian dicampur dengan sinyal dari sintisiser sehingga menghasilkan sinyal I dan sinyal Q. Kemudian sinyal ini dikuatkan dan difilter, setelah itu sinyal I & Q masuk ke bagian A/ D converter sehingga didapatkan sinyal data digital, kemudian sinyal data digital diteruskan ke bagian interface dan diteruskan ke port interface. Pemilihan modem VSAT menentukan jenis teknologi VSAT yang digunakan. Sebuah modem dispesifikasikan berdasar teknik akses, protokol-protokol yang dapat ditangani, dan banyak interface port yang dapat didukung. Beberapa istilah yang berkaitan dengan modem sebagai berikut: - Link Budgets. Meyakinkan bahwa perlengkapan RF akan menyediakan kebutuhan topologi jaringan dan modem satelit yang digunakan link Budget memperkirakan stasiun bumi dan satelit EIRP yang dibutuhkan. - Equivalent Isotropically Radiated Power (EIRP), yaitu tenaga yang ditransmisikan dari objek yang ditransmisikan. Satelit EIRP dapat didefinisikan sebagai jumlah dari tenaga output amplifier satelit, dan tenaga output dari antena satelit (selisih antara tenaga masuk dan tenaga keluar) Perhitungan level sinyal melalui sistem ( Stasiun bumi asal – satelit – stasiun bumi penerima ) untuk memastikan kualitas layanan yang harus dilakukan terutama untuk pembentukan link satelit. Proses Transmisi Sinyal Satelit 1. Data yang akan ditransmisikan dari perangkat remote/user, terlebih dahulu memasuki modem. Dalam modem ini data dimodulasi. Proses modulasi ini menggunakan teknik PSK. Modulasi ini bertujuan untuk mentranslasikan gelombang frekuensi informasi ke dalam gelombang lain pada frekuensi yang lebih tinggi untuk dibawa ke media transmisi. 2. Setelah data tersebut dimodulasi, selanjutnya akan memasuki perangkat yang disebut RFT ( RF Transceiver) atau driver. Dalam RFT ini terdapat Up dan Down Converter. Untuk proses transmit yang digunakan adalah Up Converter. Up Converter ini berfungsi untuk mentranslasikan sinyal dari frekwensi menengah IF
42
(Intermediate Frequency) menjadi suatu sinyal RF (Radio Frequency). Output sinyal yang dihasilkan adalah 5925 – 6425 MHz. 3. Proses selanjutnya adalah memasuki SSPA (Solid State Power Amplifier) yang berfungsi sama dengan HPA yaitu untuk memperkuat sinyal RF agar dapat diterima oleh satelit. 4. Sinyal masuk ke dalam feedhorn, sinyal dari feedhorn dipantulkan ke satelit dengan antena.
Blok Diagram IDU-ODU
Proses Receive Sinyal Satelit 1. Antena menerima sinyal dari satelit, sinyal yang diterima antena kemudian dipantulkan ke feedhorn. 2. Dari Feedhorn, sinyal diteruskan memasuki LNA (Low Noise Amplifier). Dimana LNA ini berfungsi untuk menekan noise dan memperkuat sinyal yang diterima. 3. Dari LNA sinyal diteruskan memasuki Down Converter yang berfungsi untuk mentranslasikan sinyal RF menjadi sinyal IF. 4. Setelah memasuki Down Converter, maka sinyal IF memasuki perangkat modem untuk melakukan proses demodulasi, dimana prose demodulasi itu dimaksudkan untuk memisahkan antara sinyal carrier dengan informasi yang ada di dalamnya.
43
5.Informasi yang sudah terpisah dari sinyal carrier kemudian diteruskan ke perangkat user seperti Router , Multiplexer, dan sebagainya.
Perangkat VSAT Net AT&T merupakan salah satu dari sekian banyak perusuhaan yang bergerak dibidang teknologi komunikasi satelit dan telah menciptakan perangkat-perangkat yang handal. Diantara perangkat tersebut, yaitu perangakat Out door dan peralatan In door
Perangkat Out door
Perangkat yang digunakan terdiri dari : 1. Antena, fungsinya untuk penguat sinayal yang dipancarkan maupun sinyal yang diterima. Tipe antena yang digunakan adalah Offest prime focus. 2.
LNB (Low Noise Block Converter), berfungsi menguatkan dan mengkonversikan frekuensi sinyal C Band (3,7-4,2 Ghz) yang diterima dari satelit menjadi L Band.
3. ODE (Outdoor equipment), berfungsi menguatkan dan memodulasikan digital customer data dengan frekuensi caries 5,7-6,2 Ghz.
Perangkat In Door
Untuk perangkat indoor sistem AT&T dikenal dengan nama Network Interface Unit (NIU), adapaun fungsi dari NIU adalah sebagai interface peralatan pelanggan dengan peralatan VSAT. Perangkat inilah yang akan dibahas lebih terperinci.
a. Konfigurasi Sistem dan Parameter dalam NIU Dalam perangkat NIU ini terdapat konfigurasi sistem dan parameter dalam pengoperasian NIU yang befungsi sebagai pengatur status di tiap stasiun remote. Fasilitas yang terdapat pada NIU yaitu : 44
-
2 x 16 karakter LCD
-
Lampu data transmit, receive lock, dan fault
-
6 buah tombol tekan (tuts)
Fasilitas lainnya yaitu : -
Bilt in Video Access Adaptor
-
Ethernet port dan 3 port serial sebagai tambahan.
Panel Belakang Panel belakang terdiri dari kiri ke kanan sebagai berikut : -
Saklar Install
-
Port I (Data Port)
-
Port II (Data Port)
-
ODU Interface
-
RF IN (terhubung denagn kabel coaxial dari kabel IFL)
-
RF OUT (sebagai Video Access Adapter)
b. Konfigurasi Sistem dan Menu pada Panel Depan Struktur konfigurasi menu NIU adalah sebagai berikut : -
RF CONFIG TX Channel : nomor channel VSAT mengirim data RX Channel : nomor channel VSAT menerima data TX Ref : transmit frekuens interface, nilai aslinya adalah 128 tetapi akan berubah jika NIU melakukan auto acquire.
45
TX Power : memungkinkan level daya transmit dari NIU, nilai yang mungkin adalah 0-225, 0 adalah nila maksimum. RX Offest : frekuensi tengah koreksi penerimaan, harus diisi sesuai dengan harga yang tercantum pada LNB yang terpasang di luar. Node : 4 digit nomor yang mengidentifkasikan NIU SFO : Supre Farame Offest. Hanya berguna pada aplkasi TDMA. Harga SDFO ditentukan letak geografis.
-
MAINTENANCE Force IPL
: melakukan download ulang software dari
hub stasiun ke NIU. Delete Config
: menghapus konfigurai dari non Volatile,
memori VSAT akan terus berfungsi sampai dlakukan reset. Setelah reset maka harus dilakukan kofigurasi ulang terhadap NIU. Exit/enter Install : digunakan untuk masuk/keluar install mode. Keluar dari install akan mengakibatkan reset saklar install pada panel belakang NIU baru dalam keadaam off untuk keluar dari install mode.
-
FACTORY SETTING Rates 64/256
: memilh kecapatan data inroute/outrate.
TX Step
: minimum jarak antar transmit channel,
biasanya diplih 100 KHz. Acc
: jangkauan akusisi sinyal dari frek, tengah
penerimaan.
46
BAB III KESIMPULAN Dari uraian – uraian yang ada di bab sebelumnya, dapat ditarik kesimpulan sebagai berikut : Satelit adalah benda yang mengorbit benda lain dengan periode revolusi dan rotasi tertentu. Ada dua jenis satelit yakni satelit alam dan satelit buatan. Sisa artikel ini akan berkisar tentang satelit buatan. Modulasi dapat didefinisikan sebagai proses penyesuaian sinyal informasi yang akan dikirimkan agar sesuai dengan karakteristik saluran transmisi tertentu dengan memperhatikan tujuan dan efisiensi pengiriman sinyal tersebut Metode akses ini digunakan oleh alat-alat komunkasi satelit untuk membawa informasi data atau memancarkan sinyal carriernya dengan suatu sistem atau cara yang terbaik agar tidak mengalami gangguan dalam proses transmit atau receive. VSAT adalah stasiun penerima sinyal dari satelit dengan antena penerima berbentuk piringan dengan diameter kurang dari tiga meter. Fungsi utama dari VSAT adalah untuk menerima dan mengirim data ke satelit
47
