MPEG-2 PADA SATELIT PALAPA C-2

ANALISA TRANSMISI TELEVISI DIGITAL MCPC BERBASIS TEKNOLOGI DVB/MPEG-2 PADA SATELIT PALAPA C-2

TUGAS AKHIR Diajukan guna melengkapi salah satu syarat untuk Memperoleh gelar Sarjana Teknik Elektro

NAMA

: FAHMI RAMADHAN

NIM

: 0140311-037

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI UNIVERSITAS MERCUBUANA JAKARTA 2007

LEMBAR PENGESAHAN

ANALISA TRANSMISI TELEVISI DIGITAL MCPC BERBASIS TEKNOLOGI DVB/MPEG-2 PADA SATELIT PALAPA C-2

Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat Guna Memperoleh Gelar Sarjana Program Studi Teknik Telekomunikasi

Disusun Oleh :

NAMA

: FAHMI RAMADHAN

NIM

: 0140311-037

Disetujui Oleh :

Pembimbing

Koordinator Tugas Akhir

(Ir. Said Attamimi)

(Ir. Yudhi Gunardhi, MT)

Mengetahui, Ketua Jurusan Teknik Elektro Universitas Mercubuana

(Ir. Budi Yanto Husodo, MSc)

LEMBAR PERNYATAAN Saya yang bertanda tangan dibawah ini : Nama

: Fahmi Ramadhan

Nim

: 0140311-037

Peminatan

: Telekomunikasi

Jurusan

: Teknik Elektro

Fakultas

: Teknologi Industri

Judul Tugas Akhir

: Analisa Transmisi Televisi Digital MCPC Berbasis Teknologi DVB/MPEG-2 Pada Satelit Palapa C-2

Dengan ini menyatakan bahwa hasil penulisan Skripsi yang telah saya buat ini dan susun ini hasil pemikiran serta karya saya seorang. Tugas Akhir ini tidak dibuat oleh pihak lain, kecuali kutipan-kutipan referensi yang telah disebutkan sumbernya. Demikian pernyataan ini saya buat dalam keadaan sadar dan tidak ada paksaan

Jakarta, April 2007

Fahmi Ramadhan

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan kehadirat ALLAH SWT yang telah memberikan rahmatNya sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas akhir in sebagai syarat yang harus dilengkapi untuk mendapatkan kelulusan Sarjana Strata-1, Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknologi Industri, Universitas Mercubuana.. Dari saat mempersiapkan hingga menyelesaikan Tugas Akhir ini penulis telah banyak mendapat bantuan, pengarahan, bimbingan dan do’a dari berbagai pihak, yang semuanya itu sangat besar artinya. Pada kesempatan ini dengan segala kerendahan hati yang mendalam penulis menyampaikan banyak terima kasih kepada : 1. Ir. Said Attamimi selaku dosen pembimbing atas waktu, tenaga, pikiran dan kesabaran yang telah diberikan dalam membimbing penulis. 2. Civitas Akademika Universitas Mercubuana 3. Keluarga dan Indrawati yang selalu siap memberikan bantuan dalam bentuk apapun, terutama atas do’a, cinta dan kasih sayang. 4. Rekan-rekan yang telah rela meluangkan waktunya untuk membantu penulis dalam menyelesaikan tugas akhir ini. Penulis telah berusaha membuat yang terbaik tetapi penulis menyadari bahwa di dalam Tugas Akhir ini masih terdapat banyak kekurangan. Oleh karena itu penulis sangat mengharapkan kritik dan saran untuk kesempurnaan Tugas Akhir ini. Semoga Tugas Akhir ini dapat memberikan manfaat bagi semua pihak yang membaca.

Jakarta, April 2007

DAFTAR ISI Halaman Judul Lembar Pengesahan Lembar Pernyataan Kata Pengantar ...................................................................................................

i

Daftar Isi ............................................................................................................

ii

Daftar Gambar ...................................................................................................

v

Daftar Tabel .......................................................................................................

vi

Daftar Singkatan ................................................................................................

vii

Abstrak …………………………………………………………………………

ix

BAB I PENDAHULUAN ..................................................................................

1

1.1 Latar Belakang .................................................................................

1

1.2 Tujuan Penulisan...............................................................................

2

1.3 Pembatasan Masalah ........................................................................

2

1.4 Metode Penulisan …..…………………………………..................

2

1.5 Sistematika Penulisan ……………………………………………..

3

BAB II SISTEM APLIKASI DVB/MPEG-2 PADA KOMUNIKASI SATELIT PALAPA C-2 ……………………………………………..

5

2.1 Sistem Komunikasi DVB/MPEG-2 ……………………………….

5

2.2 Transmisi Sinyal Televisi Digital Melalui Satelit Palapa C-2……..

6

2.3 Moving Picture Expert Groups (MPEG)………………………….

7

2.3.1 Kompresi Sinyal Video………………………………….

8

2.3.2 Kompresi Sinyal Audio…………………………………

9

2.4 Sistem Dasar Transmisi Televisi….……………………………..

10

2.4.1 Prinsip Kerja Televisi………. …………………………

11

2.4.1.1 Perbedaan Audio Dengan Video…..………..

11

2.4.1.2 Baseband Sinyal Video dan Audio…………..

12

2.4.1.3 Scanning Horizontal dan Vertikal…………..

13

2.4.1.4 Standar Penerima Televisi…………………..

14

2.4.1.5 Blok Diagram dan Cara Kerja Penerima Televisi

15

2.4.1.6 Penerima Satelit……………………………..

16

2.4.1.7 Antena Parabola Untuk Penerima Televisi…..

17

2.5 Sistem Transmisi Satelit Untuk Televisi Digital………………..

18

2.6 Kalkulasi Link ................................................................................

19

2.6.1 Equivalent Isotropic Radiated Power (EIRP)................

20

2.6.2 Penguatan Antena (Antenna Gain)...............................

20

2.6.3 Figure of Merit (G/T)...................................................

21

2.6.4 Rugi-rugi Daya (Losses)...............................................

22

2.6.5 Noise Power ..................................................................

22

2.6.6 Carrier Power to Noise Power Ratio ............................

23

2.6.7 Bit Error Rate ...............................................................

24

2.6.8 Karakteristik Transponder ...........................................

25

BAB III PENGUKURAN SINYAL TELEVISI DIGITAL MCPC PADA SATELIT PALAPA C-2..................................................................

27

3.1 Transmisi Sinyal Televisi Digital……………………………….

27

3.2 Pengukuran Transmisi Sinyal Televisi Digital MCPC 4 Channel

28

3.3 Pengukuran Transmisi Sinyal Televisi Digital MCPC 2 Channel

31

3.4 Pengukuran Transmisi Sinyal Televisi Digital SCPC 1 Channel

33

` BAB IV PERHITUNGAN LINK BUDGET TRANSMISI TELEVISI DIGITAL MCPC SATELIT PALAPA C-2…………………………………...

36

4.1 Perhitungan Link Budget Transmisi Televisi Digital Pada Satelit Palapa C-2 .........................................................................

36

4.2 Perhitungan Link Budget Transmisi Sinyal Televisi Digital SCPC 1 Channel...........................................................................

37

4.3 Perhitungan Link Budget Transmisi Sinyal Televisi Digital MCPC 2 Channel..........................................................................

42

4.4 Perhitungan Link Budget Transmisi Sinyal Televisi Digital MCPC 4 Channel..........................................................................

47

4.5 Analisa Hasil Perhitungan ...........................................................

52

BAB V KESIMPULAN ...................................................................................

54

Daftar Pustaka ....................................................................................................

55

DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 2.1 Blok Diagram sederhana sistem transmisi televisi.......................

10

Gambar 2.2 Scanning Horizontal ...................................................................

13

Gambar 2.3 Blok diagram penerima TV satelit……………………………..

16

Gambar 2.4 Bentuk Antena Penerima……………………………………….

17

Gambar 2.5 Blok diagram sistem transmisi satelit televisi digital …………....

18

Gambar 2.6 Grafik hubungan antar BER dan Eb/No untuk demodulasi koheren

24

Gambar 2.7 Karakteristik Non Linear Amplifier dari Transponder…………..

25

Gambar 3.1 Blok diagram transmisi sinyal televisi digital..............................

27

Gambar 3.2 Blok diagram pengukuran transmisi sinyal televisi digital MCPC

28

Gambar 3.3 Blok diagram pengukuran transmisi sinyal televisi digital..........

31

Gambar 4.1 Print Out EIRP Downlink SCPC 1 Channel.................................

39

Gambar 4.2 Print Out C/N downlink SCPC 1 Channel...................................

41

Gambar 4.3 Print Out EIRP Downlink MCPC 2 Channel.................................

44

Gambar 4.4 Print Out C/N downlink MCPC 2 Channel...................................

46

Gambar 4.5 Print Out EIRP Downlink MCPC 4 Channel.................................

49

Gambar 4.6 Print Out C/N downlink MCPC 4 Channel...................................

51

DAFTAR TABEL Halaman Tabel 3.1 Hasil pengukuran untuk sinyal televisi digital MCPC 4 Channel

30

Tabel 3.2 Hasil pengukuran untuk sinyal televisi digital MCPC 2 Channel

32

Tabel 3.3 Hasil pengukuran untuk sinyal televisi digital SCPC 1 Channel

34

Tabel 4.1 Data hasil percobaan sinyal televisi digital ………………………

52

DAFTAR SINGKATAN

BER

= Bit Error Rate

BPF

= Band Pass Filter

bps

= bit per second

BR

= Bit Rate

DR

= Data Rate

DVB = Digital Video Broadcasting EIRP = Equivalent Isotropic Radiated Power FCC

= Federal Communications Commission

FEC

= Forward Error Correction

FSL

= Free Space Loss

GHz

= Giga Hertz

HDTV = High Definition Televisi HPA

= High Power Amplifier

IBO

= Input Back Off

IF

= Intermediate Frequency

IR

= Information Rate

IRD

= Integrated Receiver Decoder

Kbps = Kilo bit per second KHz

= Kilo Hertz

LNA = Low Noise Amplifier LNB = Low Noise Block LOS

= Line of Sight

Mbps = Mega bit per second MCPC = Multi Channel Per Carrier MHz = Mega Hertz MPEG = Moving Picture Expert Groups OBO = Output Back Off PFD

= Power Flux Density

QPSK = Quaternary Phase Shift Keying RF

= Radio Frequency

SCPC = Single Channel Per Carrier SFD

= Saturated Flux Density

SR

= Symbol Rate

Transponder = Transmitter Responder

ABSTRAK

Siaran televisi sudah menjadi bagian yang tidak terpisahkan dari kehidupan manusia baik di perkotaan maupun pedesaan. Ditambah lagi dengan kemajuan teknologi televisi menuju era digital dengan diterapkannya standarisasi DVB/MPEG-2. Hal ini memberikan nilai positif bagi perkembangan dunia pertelevisian khususnya di Indonesia. Ditandai dengan munculnya televisi-televisi lokal yang menambah maraknya bisnis televisi yang kompetitif dan semakin sehat. Pada penyiaran suatu program acara stasiun televisi selain menggunalan jalur teresterial, sering kali memanfaatkan satelit sebagai media transmisinya untuk menjangkau stasiun relay mereka yang jauh. Salah satunya dengan menggunakan transmisi digital MCPC (Multi Channel Per Carrier). Hal ini menjadi bahan pertimbangan bagi stasiun televisi karena akan menghemat dari segi bandwidth transponder maupun investasi yang akan dikeluarkan. Analisa Link Budget yang disajikan dalam pembahasan tugas akhir ini akan memberikan informasi teknis mengenai perbandingan transmisi 1 channel, 2 channel dan 4 channel (MCPC) yang akan memberikan gambaran mengenai efisiensi power, kualitas dan kapasitas yang lebih banyak dalam 1 carrier digital.

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Seiring dengan kemajuan ilmu pengetahuan dan teknologi, kebutuhan masyarakat akan jasa telekomunikasi semakin bertambah tinggi. Kemajuan teknologi telekomunikasi yang semakin pesat melahirkan tuntutan untuk menyediakan sistem komunikasi yang handal dan efektif untuk memberikan pelayanan yang bervariasi untuk memenuhi kebutuhn manusia berkomunikasi dimnapun dan kapanpun tanpa batas. Salah satu teknologi yang dikembangkan untuk memenuhi kebutuhan tersebut adalah adalah sistem komunikasi satelit. Sistem komunikasi satelit ini memungkinkan tersedianya jalur komunikasi yang dapat menjangkau semua tempat di permukaan bumi. Dengan demikian daerah yang belum terjangkau oleh fasilitas komunikasi umum dapat dijangkau oleh sistem komunikasi satelit. Perkembangan teknologi satelit saat ini adalah digunakannya satelit dengan daya yang tinggi untuk mendistribusikan video digital untuk sampai ke masyarakat luas dengan menggunakan metode DVB/MPEG-2. Dengan peralatan antenna yang kecil dan peralatan penerima (receiver) yang mudah, masyarakat luas dapat menikmati siaran program televisi secara langsung dari satelit dengan jumlah program yang banyak dan dapat juga dinikmati di daerah-daerah terpencil dan jauh. Layanan televisi digital MCPC berbasis teknologi DVB/MPEG-2 dengan menggunakan satelit Palapa C-2 sebagai media transmisi sinyal televisi, akan menjadi bahasan dalam tugas akhir ini. Hal ini dilakukan untuk mendapatkan gambaran teknologi

yang mendukung layanan ini yaitu teknologi DVB (Digital Video Broadcasting) serta teknik kompresi MPEG-2 terutama dalam kaitannya dengan perhitungan perhitungan power dan bandwith transponder. Sehingga diharapkan dapat menjadi suatu informasi maupun bahan pertimbangan dalam merancang suatu transmisi sinyal televisi digital melalui satelit.

1.2 Tujuan Penulisan Tujuan penulisan dalam tugas akhir ini adalah membahas mengenai analisa kalkulasi link budget satelit untuk konfigurasi transmisi televisi digital MCPC berbasis teknologi DVB/MPEG-2.

1.3 Pembatasan Masalah Pembatasan masalah pada penulisan tugas akhir ini difokuskan pada kemampuan kapasitas channel yang dapat ditampung pada satelit Palapa C-2 untuk aplikasi transmisi sinyal televisi digital MCPC berbasis teknologi DVB/MPEG-2 dengan menggunakan perhitungan link budget satelit.

1.4 Metode Penulisan Dalam penulisan Tugas Akhir ini dilakukan proses pengumpulan data dan menganalisis permasalahan dengan beberapa metode, yaitu : a. Pengamatan Langsung Dilakukan dengan melakukan pengamatan langsung pada lokasi penerimaan sinyal satelit.

b. Literatur Diambil dari bahan-bahan yang berhubungan dengan perhitungan link budget komunikasi satelit pada media televisi yang berbasis teknologi DVB/MPEG-2, berupa buku, diktat seminar dan sumber internet yang menunjang.

1.5 Sistematika Penulisan Sistematika penulisan yang digunakan dalam Tugas Akhir ini adalah sebagai berikut : BAB I PENDAHULUAN Bab ini menguraikan tentang keterangan umum mengenai penulisan tugas akhir ini yang terdiri dari latar belakang, tujuan penulisan, pembatasan masalah, metode penulisan dan sistematika penulisan.

BAB II SISTEM APLIKASI DVB/MPEG-2 PADA KOMUNIKASI SATELIT PALAPA C-2 Bab ini terdiri dari pembahasan singkat tentang teori pendukung yang menunjang dalam penulisan tugas akhir ini, meliputi : Sistem komunikasi DVB/MPEG-2, transmisi sinyal televisi digital MCPC pada satelit Palapa C-2, Moving Picture Expert Groups (MPEG), Sistem dasar transmisi televisi dan kalkulasi link.

BAB III

PENGUKURAN SINYAL TELEVISI DIGITAL MCPC PADA SATELIT

PALAPA C-2 Bab ini membahas tentang pengukuran yang dilakukan pada satelit Palapa C-2 dengan menggunakan sistem transmisi DVB/MPEG-2.

BAB IV PERHITUNGAN LINK BUDGET TRANSMISI TELEVISI DIGITAL MCPC SATELIT PALAPA C-2 Bab ini memuat tentang perhitungan dan analisa yang dilakukan terhadap transmisi televisi digital MCPC satelit Palapa C-2.

BAB V KESIMPULAN Bab ini memuat beberapa kesimpulan atas analisis dan perhitungan yang telah dilakukan.

BAB II SISTEM APLIKASI DVB/MPEG-2 PADA KOMUNIKASI SATELIT PALAPA C-2

2.1 Sistem Komunikasi DVB/MPEG-2 Perangkat jaringan Digital Video Broadcasting (DVB)/Moving Picture Expert Groups (MPEG-2) yang digunakan adalah Multiple Channel Per Carrier (MCPC). MCPC MPEG-2 adalah system akses video digital yang beroperasi sebagai jaringan distribusi point to multi point dengan menghasilkan kualitas TV Broadcasting 625 line layer lebar (PAL). Sistem ini digunakan untuk memenuhi kualitas pelayanan telekomunikasi yang tinggi dari sebuah system video broadcasting ke pelanggan-pelanggan yang tersebar di seluruh area cakupan satelit Palapa C-2. Untuk mencapai tujuan tersebut sistem ini perlu memenuhi persyaratan sebagai berikut : 1. Biaya operasional rendah. 2. Instalasi yang cepat dan mudah. 3. Pengoperasian yang mudah. Sistem MCPC MPEG-2 Palapa C-2 merupakan suatu platform DVB netral dan terbuka yang memungkinkan jaringan stasiun penyiaran TV, operator DTH serta Video/Internet Content Provider untuk mendistribusikan video dan data content melalui Satelit Palapa C-2 dengan cepat dan biaya rendah, menggunakan sebuah atau lebih sistem kanal. Sistem ini dapat digunakan untuk menyiarkan 7 kanal TV digital, yang secara

ekonomis jelas menguntungkan penyedia program TV. Dari sistem MPEG-2 yang dikembangkan, untuk aplikasi-aplikasi satelit menggunakan DVB-S sebagai standar yang sekarang ini digunakan pada satelit Palapa C-2. Aplikasi layanan MCPC MPEG-2 Palapa C-2 diantaranya sekarang digunakan oleh stasiun televisi dalam maupun luar negeri diantaranya METRO TV, GLOBAL TV, TV-5 (Perancis), MQ TV yang kesemuanya menggunakan platform DVB/MPEG-2. Di samping itu sistem MCPC MPEG-2 dapat juga digunakan sebagai layanan : 1. Video kanal digital dan Video on Demand 2. Sistem DTH berikut operasionalnya. 3. Layanan pelatihan dan pembelajaran jarak jauh. 4. Informasi berita.

2.2 Transmisi Sinyal Televisi Digital Melalui Satelit Palapa C-2 Jika dibandingkan dengan sistem transmisi satelit analog maka transmisi satelit digital tetap menggunakan prinsip yang sama, yang berbeda adalah bagaimana pengiriman datanya menggunakan channel coding. Pada stasiun TV yang mengganti sistem transmisi satelit analog dengan sistem transmisi satelit digital dengan menggunakan satelit yang sama dan juga pada transponder yang sama. Perubahan yang dilakukan hanyalah mengganti sistem encodernya dengan sistem pengolahan digital. Spesifikasi DVB-S dilakukan dengan menambahkan sebuah infrastruktur encoding untuk mentransmisikan paket-paket MPEG melalui satelit. Dimana langkah-langkah codingnya sebagai berikut : 1. Sistem di-inverse pada setiap delapan bit sinkronisasi pertama (byte pertama di dalam 188 byte MPEG transport stream/TS) untuk framing.

2. Sebuah Reed Solomon (RS) kode Forward Error Correcting (FEC) ditambahkan untuk menambah koreksi error pada transmisi. Hal ini akan menambah jumlah bitbit yang ditransmisikan sekitar 12% tetapi ekstra bit-bit ini dapat digunakan untuk mengkoreksi error di dalam bit-bit yang masuk. Hal ini disebut outer coding karena layer-layer lanjutan digunakan. 3. Konvolusi interleaving digunakan untuk mensejajarkan order dari byte-byte yang ditransmisikan. Ini mengeluarkan efek-efek error jadi diperlukan kode FEC untuk mengkompensasikan. Sistem koreksi error lebih lanjut ditambahkan karena itu disebut inner code (menggunakan sebuah kode konvolusi yang diselipkan). Sistem koreksi error yang kedua ini dapat diatur sesuai dengan jumlah overhead yang digunakan untuk menyesuaikan fleksibilitas dari error yang dibutuhkan oleh service provider dan link individual. 4. Signal dibentuk dan dimodulasikan menggunakan skema Quadrature Phase Shift Keying (QPSK). 5. Output dari modulator QPSK dimasukkan pada Up Converter untuk ditempatkan sesuai dengan frekuensi transponder yang digunakan. 6. High Power Amplifier (HPA) akan menguatkan daya yang dipancarkan sesuai dengan prasayarat yang digunakan. 7. Receiver akan melakukan proses kebalikan dari proses-proses di atas untuk memperoleh bentuk informasi video/audio.

2.3 Moving Picture Expert Groups (MPEG) Dimana fungsi dari sistem MPEG ini untuk menentukan algoritma serta perangkat transport aliran (transport stream) untuk sistem kompresi TV digital, yang kini

distandarkan sebagai MPEG-2 dimana sistem ini mempunyai range yang lebih luas, serta lebih fleksibel. Sedangkan MPEG-2 adalah salah satu teknik kompresi video dan audio dalam sistem digital yang dapat diaplikasikan pada berbagai standar, yang cocok untuk aplikasi-aplikasi yang berbeda yang memiliki kesamaan-kesamaan prinsip bahkan dapat diterapkan untuk HDTV (High Definition TV). MPEG singkatan dari Moving Picture Expert Groups yang dibentuk oleh ISO (International Standard Organization) untuk membuat sistem atau standar kompresi. Kompresi ini sendiri adalah suatu cara untuk mengekspresikan informasi (dalam hal ini video dan audio) menggunakan data yang lebih sedikit dari aslinya.Di dalam proses redudansi dalam sistem kompresi dikelompokkan menjadi : 1. Spasial Redudansi yaitu redudansi yang terdapat pada bidang datar gambar dimana pada umumnya pixel yang berdekatan memiliki nilai yang sama. 2. Temporal Redudansi yaitu redudansi dimana terdapat kesamaan antara dua gambar yang berurutan. Kekuatan MPEG-2 dalam sistem ini terdiri dari sejumlah perangkat coding-coding yang dapat dikombinasikan untuk memenuhi kebutuhan aplikasi. Cara peng-coding-an sudah termasuk dalam kompresi data, sehingga decoder secara otomatis hanya menangani data yang telah ditetapkan oleh encoder untuk dilakukan pengcodean kembali. Aplikasi kompresi dalam dunia televisi sebenarnya sudah dilakukan pada awla perkembangan televisi dengan menggunakan sistem interlace. Interlace adalah cara kompresi sederhana yang dapat meredudansi bandwith dengan ratio 2 : 1. Kompresi Sinyal Video MPEG-2 memiliki fleksibilitas yang besar karena bit rate yang dibutuhkan dapat diatur sesuai dengan kebutuhan dan aplikasi. Pada bit rate dan resolusi yang

rendah, MPEG-2 dpat digunakan untuk video conference dan ada banyak format video digital dan masing-masing memiliki bit rate yang berbeda, sebagai contoh High Definition System yang memiliki bit rate sekitar 6 kali lebih tinggi dari sistem standar. Sebagai konsekuensinya mengetahui hanya output bit rate coder belumlah cukup bahkan tidak terlalu berguna. Yang lebih penting adalah nilai faktor kompresi yang merupakan perbandingan input bit rate dengan bit rate terkompresi. Ada dua macam kompresi yaitu spasial dan temporal. Kompresi video dapat mengambil keuntungan dari dua macam teknik kompresi ini. Di dalam MPEG redudansi temporal pertama-tama di redudance oleh adanya persamaan-persamaan diantara dua gambar yang berurutan. Sedapat mungkin gambar-gambar yang ada dibuat atau diprediksi menggunakan gambar yang telah dikirim sebelumnya. Jika teknik ini digunakan maka hanya diperlukan mengirim perbedaan gambar dengan yang telah dikirim sebelumnya yang akan mengeliminasi perbedaan antar gambar actual dan prediksi. Perbedaan gambar termasuk kompresi spasial. Intracoding (intra=within=dalam) adalah suatu teknik yang memanfaatkan redudansi spasial, atau redudansi pada gambar. Sedangkan inter-coding (inter=between=antara) adalah teknik yang memanfaatkan temporal redudansi. Kompresi Sinyal Audio Kompresi audio memisahkan atau membagi spektrum audio dalam band-band dengan menggunakan filter atau transformasi. Akan membutuhkan data yang lebih sedikit jika level band-band tersebut dinyatakan dengan bit yang rendah.

2.4 Sistem Dasar Transmisi Televisi Dalam siaran televisi, informasi video (gambar) yang terlihat diubah menjadi sinyal listrik. Variasi aliran listrik dibuat dari nilai kuat atau lemahnya cahaya sesuai dengan sinyal video yang menjadi sumbernya. Penyiaran televisi sangat mirip dengan penyiaran radio, kecuali pada televisi terdapat tambahan modulasi video untuk sinyal gambarnya. Sinyal audio (suara) yang berkaitan juga ditransmisikan pada sebuah gelombang pembawa (carrier). Sistem transmisi televisi pada dasarnya terdiri dari dua bagian besar yaitu : 1. Sistem penyiaran (master control). 2. Sistem transmisi. Sistem penyiaran atau master control berfungsi sebagai pusat untuk menerima dan mengatur segala sesuatu yang akan ditransmisikan oleh perangkat transmisi. Sumbersumber gambar dan suara dapat berasal dari video tape recorder, studio, microwave maupun dari downlink satelit. Semua sumber tersebut dimasukkan pada perangkat mixer. Output dari mixer selanjutnya diteruskan ke perangkat transmisi RF yang kemudian akan ditransmisikan baik melalui pemancar teresterial maupun satelit. Blok digram sederhana dari sistem transmisi dapat dilihat pada gambar di bawah ini :

Gambar 2.1 Blok Diagram sederhana sistem transmisi televisi

2.4.1 Prinsip Kerja Televisi Kata televisi berarti melihat dari jauh. Di dalam sistem TV broadcasting, informasi visual yang terlihat dirubah menjadi sinyal listrik yang ditransmisikan ke pesawat penerima. Variasi aliran listrik dibuat menjadi nilai kuat lemah cahaya sesuai dengan sinyal video. Pada alat penerima, sinyal video digunakan untuk mengatur citra di layer tabung gambar. Pada televisi monochrome, gambar direproduksi dalam warna hitam putih dan abu-abu. Pada televisi warna, semua warna-warna alami ditambahkan sebagai kombinasi warna merah, hijau dan biru sebagai warna pokok gambar. Pada awalnya televisi dirancang sebagai cara baru dalam penyiaran program hiburan (entertainment) dan berita (news) disertai gambar seperti kebanyakan dilakukan penyiaran radio yang berbentuk suara. Siaran komersial masih merupakan bagian terbesar penggunaan sarana siaran televisi. Dengan demikian kemampuan memproduksi kembali gambar-gambar, tulisan (text), kerja grafis dan informasi visual lainnya telah menjadi demikian penting oleh karena sebagian besar aplikasi tersebut kini dipersatukan. Anda dapat menyaksikan acara dari luar negeri yang direlay melalui satelit TV atau memutar rekaman kaset video, atau bisa juga sebuah video game dihubungkan dengan pesawat televisi. Dalam hal yang sama pesawat televisi juga digunakan sebagai alat peraga (display).

2.4.1.1 Perbedaan Audio Dengan Video Citra (gambar) dikonversikan menjadi sinyal sebuah listrik untuk sebuah bidang sempit pada satu waktu. Lalu signal video yang dihasilkan tabung kamera membentuk suatu variasi scanning (pengatur) waktu secara berurutan

untuk setiap bidang yang berbeda. Sebagai akibatnya, dibutuhkanlah suatu prosedur scanning (pengatur) agar dapat mencakup seluruh gambar yang diinginkan, titik demi titik dari kiri ke kanan dan baris demi baris dari atas ke bawah. Kerja scanning demikian cepat, karena cepatnya variasi perubahan, sinyal video mempunyai frekuensi yang tinggi mendekati kira-kira 4 MHz. Selanjutnya prosedur scanning membutuhkan synchronizing pulse yang digunakan bersama sinya video, sebagai pengatur waktu scanning pada kamera dan tabung gambar. Pada tabung gambar, bidang tercahaya, baying-bayang dan warna yang sempit tersebut diatur pada posisi yang tepat agar didapat seluruh gambar yang lengkap.

2.4.1.2 Baseband Sinyal Video dan Audio Untuk sebuah sinyal informasi video atau audio, rentang (range) dari variasi frekuensi disebut baseband. Frekuensi ini sebenarnya berkaitan dengan informasi visual yang diinginkan, tanpa ada komplikasi tambahan seperti encoding atau modulasi untuk fugsi-fungsi khusus. Dalam sistem audio, frekuensi baseband untuk audio kualitas terbaik (high fidelity audio) hanya menggunakan rentang dari 50 samapi 15.000 Hz saja. Pada sistem video, rentang frekuensi baseband dari 0 Hz smpai 4 MHz dipakai untuk mengarahkan aliran arus. Sinyal baseband audio dapat dihubungkan ke loud speaker untuk menghasilkan ulang suara yang diinginkan, demikian juga sinyal baseband video dapat dihubungkan dengan tabung gambar untuk menghasilkan ulang gambar yang diinginkan. Alasan mengkonversikan informasi suara dan gambar

ke dalam sinyal listrik baseband (baseband electric signals) adalah karena sinyal video dan audio dapat diperkuat (amplified).

2.4.1.3 Scanning Horizontal dan Vertikal Gambar televisi di scan secara berurutan horizontal garis demi garis satu persatu seperti diperlihatkan pada gambar berikut :

Posisi mulai scanning

Gambar 2.2 Scanning Horizontal

Scanning

reproduksi

gambar

televisi

membedakan

pembentukan

reproduksi dengan cetaka foto, (potert). Dalam sebuah potret, keseluruhan gambar direproduksi pada suatu waktu. Sedangkan pada televisi, gambar direproduksi pixel demi pixel hingga membentuk suatu garis dan dilanjutkan dengan garis berikutnya hingga proses pembuatan sebuah frame selesai dilanjutkan dengan frame berikutnya dan seterusnya.

Proses scanning televisi dimulai dari bagian atas kiri pada gambar, semua elemen gambar di scanning dalam barisan yang berurutan dari kiri ke kanan dan dari atas ke bawah, satu garis pada satu saat. Metode ini disebut Horizontal Scanning. Jumlah scanning TV pada sistem konvensional banyaknya berbeda-beda, tergantung dari sistemnya (PAL, SECAM, NTSC). Untuk sistem NTSC jumlah scanning sebesar 525 garis, PAL 625 garis dan SECAM 819 garis. Karena Jepang sebagai pelopor dalam industri televisi sistem HDTV dan sebelumnya menggunakan sistem NTSC, maka pada HDTV dipilih jumlah scanning kirakira dua kali dari sistem NTSC yaitu 1125 garis. Alasan dipilih jumlah scanning sebesar 1125 garis memudahkan untuk mengkonversikan sinyal gambar.

2.4.1.4 Standar Penerima Televisi Standar TV internasional yang ada, berlandaskan pada prinsip yang sama yaitu : 1. Penglihatan 2. Garis Scanning 3. Pengulangan gambar 4. Transmisi color (gambar) sebagai bagian terpisah dari luminance (warna dan chrominance (hitam putih). Ada dua standar dasar yang ditentuka untuk program penerima TV yaitu : 1. Standar FCC, yang mempunyai : -

Lines/frame sebesar 525.

-

Field/secand 60.

-

Sistem colour NTSC.

-

Video Bandwith 4,2 MHz.

-

Colour Subcarrier 3,58 MHz.

2. Standar CCIR -

Lines/frame 625

-

Field/secand 50

-

Sistem colour PAL

-

Video bandwidth 5 / 5,5 / 6 MHz

-

Colour Subcarrier 4,43 MHz

2.4.1.5 Blok Diagram dan Cara Kerja Penerima Televisi Frekuensi down link dengan range 3700 MHz sampai 4200 MHz pada band C-Band adalah frekuensi carrier sinyal satelit yang diterima oleh TVRO. Di bawah ini akan diberikan blok digram sistem penerima TV satelit serta cara kerjanya. Dengan modulasi standar, sinyal satelit tersebut berupa sinyal gambar, sinyal suara dan sinyal pembawa. Sinyal-sinyal tersebut diterima oleh antenna parabola dimana energinya dipusatkan pada titik fokus antenna. Kemudian sinyal ini diperkuat oleh perangkat Low Noise Blok (amplifier) yang berfungsi menerima sinyal down link satelit dalam orde pikowatt ke pesawat penerima televisi.

Gambar 2.3 Blok diagram penerima TV satelit

2.4.1.6 Penerima Satelit (Receiver) Alat penerima ini sudah bisa dihubungkan langsung ke pesawat televisi, penerima ini menerima sinyal C band (4 GHz) dari down converter dan mengolahnya menjadi sinyal gambar dan suara yang dapat ditangkap oleh pesawat televisi. Keluaran dari down converter menghasilkan frekuensi 4000 MHz. Output ini didapatkan dari pencampuran frekuensi satelit dengan frekuensi oscillator down converter, keluaran dari down converter tersebut dikuatkan oleh penguat IF (Intermediate Frequency) dan diberikan pada filter band pass, kemudian filter band pass tersebut masuk pada penguat IF berikutnya dan melalui filter jalur bawah (LPF) sehingga dihasilkan sinyal baseband. Dimana sinyal baseband yang pertama diberikan diskriminator video dan yang kedua diberikan pada diskriminator audio. Diskriminator Video adalah rangkaian penyeleksi gambar, disini gambar yang diterima dari satelit kemungkinan masih kotor dan frekuensinya masih amat tajam, karena terbawa oleh gelombang elektromagetik yang sangat tinggi. Keluaran dari rangkaian penyeleksi gambar ini merupakan gambar video yang siap ditayangkan. Biasanya dapat langsung diberikan pada televisi monitor

ataupun diumpankan pada rangkaian demodulator untuk dipancarkan ke antenna TV. Diskriminator audio adalah rangkaian penyeleksi audio (suara), rangkaian ini bertugas membersihkan suara dari frekuensi FM pembawa suara yang dikirimkan oleh satelit, rangkaian ini merupakan rangkaian pembanding dengan oscillator yang dihasilkan oleh diskriminator audio tersebut. 2.4.1.7 Antena Parabola Untuk Penerima Televisi Antena untuk penerima televisi adalah antenna reflector yang digunakan untuk menerima sinyal gelombang mikro yang diterima oleh antenna parabola adalah sinyal lemah yang berfrekuensi 4 GHz. Sinyal ini sudah termasuk kelas super high frekuensi atau disebut frekuensi C-Band. Sehingga sinyal tersebut perambatannya berupa garis lurus seperti sifat cahaya yang dinamakan line of sight. Jenis antenna parabola untuk penerima TV sering digunakan type focal feed pada pemantulan fokus. Ada juga dipakai bentuk Cassegrain yang biasanya untuk ukuran yang besar. Berikut ini kita dapat lihat jenis antenna parabola focal feed dan Cassegrain.

Gambar 2.4 Bentuk antenna penerima

Penggunaan antenna parabola untuk menerima sinyal TV langsung dari satelit, antenna parabola mempunyai karakteristik : 1. Memiliki daerah liputan yang besar. 2. Beroperasi pada frekuensi 4 GHz disbanding dengan antenna UHF dan VHF yaitu 50-850 MHz. 3. Mempunyai diameter antenna 8 ft atau 2,4 m dengan penguat antena penerima sebesar 38 dB pada G/T stasiun bumi penerima TVRO sebesar 18 dB/K. 4. Mampu menyediakan lebih banyak kanal /saluran sekaligus.

2.5 Sistem Transmisi Satelit Untuk Televisi Digital Gambaran sistem transmisi satelit untuk televisi digital dapat dilihat pada blok diagram berikut :

Gambar 2.5 Blok diagram sistem transmisi televisi satelit digital

Pada sistem digital, perangkat master control dan perangkat transmisi semuanya dalam format digital. Semua sumber video dan audio yang masih menggunakan format analog harus diubah menjadi format digital. Untuk itu input yang masih berupa analog harus dilakukan proses digitalisasi terlebih dahulu. Proses digitalisasi itu meliputi proses sampling, kuantisasi dan coding. Sekali dalam format digital maka penyimapanan,

pengolahan, dan integrasi dengan media pengiriman yang lain akan menggunakan format digital hingga pada si penerima. Kunci perbedaan antara transmisi analog dan digital adalah pada transmisi digital outputnya berupa diskrit yang di-switch antara dua state. Sedangkan pada sistem analog menggunakan sistem kontinyu. Proses switch diskrit disebut channel coding yang ekuivalen dengan modulasi sistem analog. MPEG telah mendefinisikan sistem kompresi dan data format untuk video digital, tapi sayangnya spesifikasi-spesifikasi ini yang telah diadopsi dalam skala yang luas hanya mencakup sistem data representasi untuk format kompresi video digital, jadi diperlukan spesifikasi tambahan untuk membuat sistem broadcasting yang lengkap. Proyek spesifikasi video digital telah dikembangkan oleh ISOIEC dan menambahkan layer serta infrastruktur yang diperlukan untuk merealisasikan sistem full video broadcasting yang dapt mentransmisikan format MPEG dengan kapasitas yang sama dan dapat mencakup semua standar yang ada saat ini.

2.6 Kalkulasi Link Path analisis (link budget) adalah analisis perhitungan panjangnya suatu lintasan (link). Yang dimaksud disini adalah untuk menetapkan parameter-parameter operasi yang digunakan seperti misalnya power output pemancar, diameter antena, noise figure penerima dan lain-lain. Dalam merencanakan suatu sistem komunikasi satelit yang baik dan handal, harus direncanakan suatu link budget yang baik. Link budget merupakan suatu perhitungan daya dan bandwith yang digunakan suatu stasiun bumi dalam mengirim sinyal informasi ke satelit dan pengiriman balik oleh satelit menuju stasiun bumi lainnya. Link budget ini terdiri dari dua bagian yaitu up-link budget dan down-link budget. Up-link merupakan

perhitungan link dari stasiun bumi ke satelit sedangkan down-link budget merupakan perhitungan link dalam arah sebaliknya. Dalam merencanakan suatu link budget terdapat beberapa faktor yang dapat mempengaruhi kualitas suatu link komunikasi seperti :signal loss, noise, interference,rain attenuation dan efek-efek non linear pada penguat seperti intermodulation noise. Untuk memperoleh perhitungan link budget yang optimal faktor-faktor yang mempengaruhi di atas harus diperhiotungkan secara benar, di samping parameter-parameter dasar seperti : EIRP, C/N, Gain antena, Space loss, SFD, PFD, G/T dan hal-hal lainnya yang dapat berpengaruh pada kualitas sinyal. 2.6.1 Equivalent Isotropic Radiated Power (EIRP) EIRP merupakan daya keseluruhan yang dipancarkan oleh suatu antena pemancar. EIRP ini merupakan fungsi dari penguatan antena pengirim (GT) dan daya pancar yang dikirim ke antena (PT). Secara matematis dapat dirumuskan sebagai berikut : EIRPdBW

= PT + GT

………………………………………… (2.1)

Dimana : PT

= daya yang dikirim ke antena (input antena) dalam dBW

GT

= penguatan antena pemancar dalam dBi

2.6.2 Penguatan Antena (Antenna Gain) Sebuah antena pemancar memfokuskan daya (power) yang akan ditransmisikan ke arah antena penerima. Jika tidak fokus maka daya ini akan menyebar ke segala arah secara merata. Hal ini disebut sebagai isothropic radiation. Pemfokusan antena

pemancar ini akan menghasilkan penguatan antena pemancar yang disebut isothropic gain. Untuk komunikasi satelit yang biasa menggunakan antena parabola berlaku rumus penguatan antena sebagai berikut : GdBi

= 10 log η + 20 log f + 20 log d + 20,4 dB ………………….(2.2)

Dimana : η

= efisiensi antena

d

= diameter antena dalam satuan meter (m)

f

= frekuensi operasional dalam satuan GHz Persamaan ini memperlihatkan bahwa semakin besar diameter antena maka

penguatannya akan semakin besar, begitu juga dengan frekuensinya.

2.6.3 Figure of Merit (G/T) Dalam sistem komunikasi satelit ukuran baik atau buruknya suatu penerimaan biasanya dinyatakan dengan Figure of Merit atau Gain to Noise Temperatue Ratio (G/T). Figure of Merit adalah perbandingan antara penguatan antena penerima (G) terhadap temperature sistem penerima (T sistem). Secara matematis dapat dituliskan sebagai berikut : G/Tsistem

= Gant(dBi) - 10 log Tsys temp ……………………………….. (2.3)

Dimana : G

= penguatan antena dalam satuan dB

Tsys temp = temperatur sistem dalam satuan 0K Besar G/T tergantung pada diameter antena dan sangat menetukan kepekaan sinyal yang diterima.

2.6.4 Rugi-rugi Daya (Losses) Propagasi antara stasiun bumi dan satelit memiliki redaman atau rugi-rugi di sepanjang lintasannya. Rugi-rugi ini antara lain terdiri dari free space loss (FSL), atmospheric losses dan rain effect. FSL merupakan redaman yang dialami oleh sinyal selama propagasi sejauh jarak satelit ke stasiun bumi, dapat dirumuskan sebagai berikut : FSL

= 20 log D + 20 log f + 92,4 dB ………………………… (2.4)

Dimana : D

= Jarak antara pengirim dan penerima dalam satuan Km

f

= Frekuensi dalam satuan GHz Atmosferic losses merupakan penyerapan gelombang mikro oleh gas-gas yang

ada di atmosfir seperti kabut ataupun oksigen. Nilainya tergantung pada frekuensi, sudut elevasi, tinggi dari permukaan bumi, dan kelembaman. Nilainya akan semakin kecil untuk sudut elevasi yan tinggi sehingga sering diabaikan.

2.6.5 Noise Power Sinyal yang diterima dari satelit sangatlah lemah. Sinyal ini diiringi oleh gangguan yang disebut noise. Kadangkala noise lebih tinggi dari sinyal itu sendiri. Ini disebabkan adanya noise bumi, noise kosmis dan noise atmosfir. Oleh karena itu diperlukan usaha untuk menekan serendah mungkin noise yang diterima. Pada sistem penerima selalu dilengkapi dengan perangkat yang disebut Low Noise Amplifier (LNA).

2.6.6 Carrier Power to Noise Power Ratio (C/N) Untuk menentukan daya carrier yang sebenarnya, diperlukan adanya perbandingan antara Carrier Power dengan Noise Power atau C/N. Besarnya C/N ini ditentukan berdasarkan aplikasi, tingkat kualitas yang diinginkan serta daya maksimum yang diijinkan agar tidak mencapai titik saturasi. Secara praktis C/N dapat dinyatakan dalam rumus berikut : Uplink : = [ EIRPsb – FSL + G/Tsat – 10 log K – 10 log B ] dB (2.5)

C/Nup Downlink : C/Ndown

= [ EIRPsat – FSL + G/Tsb – 10 log K – 10 log B ] dB ....(2.6)

Total : C/NT

= [ (C/Nup)-1 + (C/Ndown)-1 + (C/Nim)-1 ] ………….. (2.7)

(C/No)T

= C/NT + 10 log B (dB-Hz)

…………… (2.8)

Untuk digital : Eb/No

= (C/No)T - 10 log BR ……………………………… (2.9)

Dimana : FSL

= Free Space Loss dalam satuan dB

G/T

= Figure of merit dari penerima dalam satuan dB/K

K

= Konstanta Boltzman = 1,38 x 10-23 J/K = -228 dBW/KHz

B

= Bandwidth yang digunakan

C/Nim

= C/N intermodulation (transponder dipakai untuk multi carrier)

Eb/No

= Energy bit per noise density

BR

= Bit Rate

2.6.7 Bit Error Rate (BER) Pada sistem digital kualitas suatu sistem selain ditentukan oleh C/N, ada juga parameter lain yang menentukan yaitu Bit Error Rate (BER) dan Energy Bit per Noise Density (Eb/No). Parameter ini saling terkait satu dengan yang lainnya. Untuk suatu sistem televisi digital BER yang diinginkan biasanya berkisar 10-4 atau lebih kecil. Jadi dapat dikatakan kesalahan yang dapat ditolerir, hanya 1 bit kesalahan dalam transmisi 10000 bit data. Hubungan antara BER dengan Eb/No biasanya digambarkan dalam suatu grafik. Gambar 2.6 merupakan grafik hubungan antara BER dan Eb/No untuk demodulasi koheren.

Gambar 2.6 Grafik hubungan antara BER dan Eb/No untuk demodulasi koheren

2.6.8 Karakteristik Transponder Satelit yang merupakan radio relay menggunakan peralatan telekomunikasi dalam menjalankan fungsinya. Peralatan telekomunikasi yang biasa disebut transponder berfungsi sebagai repeater. Sebuah satelit komunikasi terdiri dari beberapa transponder. Masing-masing transponder memiliki parameter dan karakteristik sendiri. Hal ini tergantung pada rancangan dan fungsi transponder tersebut. Secara umum parameter dasar transponder dapat dijelaskan sebagai berikut : 1. Bandwidth : merupakan kapasitas frekuensi dari sebuah transponder. 2. Saturation Flux Density (SFD) : merupakan total power flux density yang diterima oleh satelit dari stasiun bumi untuk menghasilkan saturasi EIRP pada satelit. 3. G/T receive : merupakan G/T penerima pada satelit. 4. Saturation EIRP (dBW) : merupakan daya output maksimum yang dihasilkan oleh transponder.

Gambar 2.7 Karakteristik Non Linear Amplifier dari Transponder

Pada gambar di atas terlihat output power amplifier transponder tidak linier. Untuk itu transponder harus dioperasikan di bawah saturation point untuk mencegah distorsi non-linear. Perhitungan operasional transponder mengikuti rumus-rumus berikut : Output Back Off (OBO) OBO

= EIRPsaturation - EIRPoperation ……………………………… (2.10)

Input Back Off (IBO) IBO

= OBO + X …………………………………………………. (2.11)

Dimana : X = Gain Compression Ratio antara input dan output back off Nilai X akan berbeda untuk aplikasi single carrier dan multi carrier.

BAB III PENGUKURAN SINYAL TELEVISI DIGITAL MCPC PADA SATELIT PALAPA C2

3.1 Transmisi Sinyal Televisi Digital Transmisi sinyal televisi digital melalui satelit dapat dilihat pada blok diagram berikut ini :

Gambar 3.1 Blok diagram transmisi sinyal televisi digital

Berbeda dengan sistem analog yang menggunakan video exciter, pada sistem digital informasi yang berupa gambar, suara maupun data terlebih dahulu dimasukkan ke digital encoder. Pada encoder ini semua sinyal akan mengalami proses digitalisasi. Proses ini berupa proses sampling, kuantisasi, coding dan kompresi. Sehingga keluaran dari encoder ini sudah merupakan sinyal digital yang berupa aliran bit-bit digital. Keluaran encoder ini diteruskan ke multiplexer. Multiplexer berfungsi untuk menggabungkan keluaran dari beberapa encoder (jika digunakan banyak encoder). Selanjutnya sinyal digital ini akan mengalami proses modulasi. Modulasi yang biasanya digunakan untuk transmisi sinyal televisi digital adalah mudulasi digital quaternary phase-shift keying (QPSK). Keluaran digital modulator yang sudah berbentuk sinyal IF ini selanjutnya akan diteruskan ke up

converter untuk diubah frekuensinya ke bentuk RF. Kemudian sinyal RF ini akan diperkuat oleh HPA untuk selanjutnya ditransmisikan ke satelit melalui antena pemancar. Proses sebaliknya akan dialami oleh sinyal yang diterima dari satelit di sisi penerima. Sinyal RF tersebut akan diperkuat terlebih dahulu oleh LNA. Keluaran LNA akan diteruskan ke down converter untuk diubah frekuensinya ke bentuk L-Band. Sinyal ini selanjutnya akan diteruskan ke Integrated Receiver Decoder (IRD). IRD dalam hal ini berfungsi sebagai demultiplexer dan decoder. Sinyal televisi yang diinginkan dapat ditampilkan pada layer TV monitor setelah melakukan pengaturan pada band pass filter yang ada pada IRD tersebut.

3.2 Pengukuran Transmisi Sinyal Televisi Digital MCPC 4 Channel Pengukuran pada transmisi sinyal televisi digital MCPC dilakukan pada satelit Palapa C-2 dengan konfigurasi pengukuran dan pengamatan yang dilakukan dapat dilihat pada blok diagram berikut :

Gambar 3.2 Blok Diagram Pengukuran Transmisi Sinyal Televisi Digital MCPC

Pada transmisi sinyal digital MCPC ini dilakukan pengukuran daya pada keluaran HPA, kualitas sinyal berupa bit error rate (BER) pada digital receiver yaitu integrated reciver decoder (IRD) pada sisi penerima, keluaran dari LNA yang diukur oleh computer untuk mendapatkan EIRP dan bandwidth yang terukur serta pengamatan tampak visualnya pada TV monitor. Peralatan yang digunakan dalam pengukuran ini antara lain : a. Power Meter digunakan untuk mengukur daya keluaran HPA. b. Komputer yang memiliki program yang dapat mengukur EIRP dan bandwidth. c. TV monitor digunakan untuk pengamatan visual sinyal televisi yang diterima. d. Integrated Receiver Decoder yang digunakan untuk mengukur BER. Pada transmisi sinyal digital ini digunakan metode dengan mengirimkan sinyal televisi digital dan mengatur keluaran daya HPA sedemikian rupa untuk menghasilkan kualitas gambar yang bagus. Jadi pada sisi penerima dilakukan pengamatan pada TV monitor hingga diperoleh kualitas gambar secara visual yang bagus. Dalam hal ini transponder tidak dioperasikan hingga mencapai titik saturasi. Pada pengukuran sinyal digital ini dilakukan pengiriman sinyal televisi program movie. Tapi dalam sistem digital ini masing-masing sinyal memiliki parameter-parameter carrier tersendiri. Transmisi sinyal televisi digital MCPC ini digunakan parameter carrier dengan asumsi sebagai berikut : a. Symbol Rate

: 28,125 Msymbol/sec

b. Forward Error Correction (FEC) : 3/4 c. Transmit Bandwidth

: 36 MHz

Hasil dari pengukuran untuk sinyal televisi digital MCPC dapat dilihat pada table berikut ini :


No

Jenis

Keluaran

EIRP

Bandwidth

Sinyal

HPA

(dBW)

(MHz)

BER

Kualitas

Bersih, News

32,1

36,8

< 1 x 10-6

jelas, tanpa noise Bersih,

1

Movie

18 dBW

31,5

36,8

< 1 x 10-6


Sport

30,7

36,8

< 1 x 10-6


News

33,2

36,8

< 1 x 10-6


2

Movie

19 dBW

32,9

36,8

< 1 x 10-6


Sport

31,5

36,8

< 1 x 10-6


3

News

20 dBW

34,4

36,8

< 1 x 10-7

jelas, tanpa noise

Bersih, Movie

33,6

36,8

< 1 x 10-7


Sport

32,3

36,8

< 1 x 10-7

jelas, tanpa noise

Hasil print out dari computer dilakukan pada saat diperoleh pengamatan visual pada TV monitor yang bagus dan memiliki BER yang diinginkan yaitu sebesar < 1 x 10-7 dan juga menggunakan power yang memenuhi standar broadcast.

3.3 Pengukuran Transmisi Sinyal Televisi Digital MCPC 2 Channel Pada pengukuran kali ini dilakukan dengan transmisi 2 channel secara bersamaan pada alokasi bandwidth yang telah ditentukan pada transponder 10 H sebesar 18 MHz. Parameter yang diambil disini adalah parameter tengah yaitu pada saat tampilan visual yang didapatkan sudah bagus. Adapun konfigurasi pengukuran dan pengamatan yang dilakukan dapat dilihat pada blok diagram berikut :

Gambar 3.3 Blok digram pengukuran transmisi sinyal televisi digital

Pada transmisi sinyal televisi 2 channel ini digunakan parameter carrier dengan asumsi sebagai berikut : a. Symbol Rate

: 12 Msymbol/sec

b. Forward Error Correction (FEC)

: 3/4

c. Transmit Bandwidth

: 15,36 MHz

Hasil print out dari pengukuran untuk kedua program di atas dapat dilihat pada table di bawah ini :


No

Jenis

Keluaran

EIRP

Bandwidth

Sinyal

HPA

(dBW)

(MHz)

BER

Kualitas

Bersih, News

29,2

17,1

< 1 x 10-6


1

Movie

18 dBW

28,4

17,1

< 1 x 10-7


Sport

27,1

17,1

< 1 x 10-7


News 2

30,5

17,1

< 1 x 10-7

19 dBW Movie

jelas, tanpa noise

29,2

17,1

< 1 x 10-7

Bersih,

jelas, tanpa noise Bersih, Sport

28,6

17,1

< 1 x 10-7


News

31,4

17,1

< 1 x 10-7


3

Movie

20 dBW

30,7

17,1

< 1 x 10-7


Sport

29,6

17,1

< 1 x 10-7

jelas, tanpa noise

3.4 Pengukuran Transmisi Sinyal Televisi Digital SCPC 1 Channel Pada transmisi sinyal televisi 1 channel ini digunakan parameter carrier dengan asumsi sebagai berikut : a. Symbol Rate

: 6,5 Msymbol/sec

b. Forward Error Correction (FEC) : 3/4 c. Transmit Bandwidth

: 8,320 MHz

Hasil dari pengukuran untuk sinyal 1 channel ini dapat dilihat pada table berikut :

Tabel 3.3 Hasil pengukuran untuk sinyal televisi digital SCPC 1 channel

No

Jenis

Keluaran

EIRP

Bandwidth

Sinyal

HPA

(dBW)

(MHz)

BER

Kualitas

Bersih, News

26,3

9,4

< 1 x 10-6


1

Movie

18 dBW

25,3

9,4

< 1 x 10-6


Sport

24,7

9,4

< 1 x 10-6


News

27,1

9,4

< 1 x 10-7


2

Movie

19 dBW

26,5

9,4

< 1 x 10-7


Sport

25,2

9,4

< 1 x 10-7


3

News

20 dBW

28,1

9,4

< 1 x 10-7

jelas, tanpa noise

Bersih, Movie

27,7

9,4

< 1 x 10-7


Sport

26,4

9,4

< 1 x 10-7

jelas, tanpa noise

Hasil print out dari komputer dilakukan pada saat diperoleh pengamatan visual pada TV monitor yang bagus dan memiliki BER yang diinginkan yaitu sebesar < 1x10-7 dan juga menggunakan power yang memenuhi standar broadcast.

BAB IV PERHITUNGAN LINK BUDGET TRANSMISI TELEVISI DIGITAL MCPC SATELIT PALAPA C-2

4.1 Perhitungan Link Budget Transmisi Televisi Digital Pada Satelit Palapa C-2 Pada sistem digital kualitas dari sistem selain ditentukan oleh C/N, ada juga parameter lain yang menentukan yaitu bit error rate (BER) dan energy bit per noise density (Eb/No). Parameter ini saling terkait satu dengan yang lainnya. Untuk suatu sistem televisi digital BER yang diinginkan biasanya berkisar 10-4 atau lebih kecil. Jadi dapat dikatakan kesalahan yang dapat ditolerir, hanya 1 bit kesalahan dalam transmisi 10000 bit data. Hubungan antara BER dengan Eb/No sebagaimana digambarkan pada gambar 2.6. Parameter-parameter yang diketahui antara lain : Nama Satelit

: Palapa C-2

Lokasi Satelit

: 1130 Bujur Timur

Transponder

: 10 H

EIRP Saturasi Transponder

: 37,68 dBW

PAD Transponder

: 6 dB

Bandwidth

: 36 MHz

Saturation Flux Density (SFD)

: -98,05 dBW/m2

G/T 10 H

: 0,53 dB / 0K

Transponder Gain Compression

: 1,5 dB

Lokasi Stasiun Bumi

: Daan Mogot

Diameter Antena Pemancar

: 9M

Diameter Antena Penerima

: 2,4 M

Efisiensi Antena

: 70 %

Transmit Waveguide Loss

: 2 dB

G/T Antena Penerima

: 23,96 dBW / 0K

4.2 Perhitungan Link Budget Transmisi Sinyal Televisi Digital SCPC 1 Channel Pada pengukuran sinyal televisi digital digunakan metode yang berbeda dengan yang digunakan pada sinyal analog. Sinyal televisi digital ditransmisikan sedemikian rupa dengan mengatur daya keluaran HPA hingga mencapai tampilan yang sama sehingga mencapai BER < 1 x 10-7. Adapun beberapa parameter serta komponen yang dihitung disini adalah : parameter carrier, parameter satelit, parameter uplink yang terdiri dari gain antena, FSL up, serta C/N uplink, dan parameter down link yang terdiri dari gain antena, FSL down, C/N down, C/N total dan Eb/No. Dari hasil pengukuran yang didapat, dapat dilihat bahwa tiap-tiap sinyal digital yang ditransmisikan, memiliki hasil yang berbeda satu dengan yang lainnya. Hal ini karena tiap sinyal memiliki parameter carrier tersendiri. Disini akan dihitung nilai dari parameter-parameter sebagaimana telah disebutkan di atas untuk memperoleh harga Eb/No yang berhubungan langsung dengan bit error rate (BER). Pada transmisi sinyal televisi digital SCPC ini digunakan parameter carrier dengan asumsi sebagai berikut : a. Symbol Rate

: 6,5 Msymbol/sec

b. Forward Error Correction

: 3/4

c. Transmit Bandwidth

: 8,320 MHz

Dari parameter carrier yang ada, kita dapat menghitung bandwith yang digunakan pada transponder : Bandwidth Occupied (BWocc)

= 1,2 x Symbol Rate = 1.2 x 6,5 Msymbol/sec = 7,8 MHz

Bandwidth Allocated (BWall)

= 1,2 x (BWocc) = 1,2 x 7,8 = 9,36 MHz

Parameter Carrier Symbol Rate (SR)

= 6,5 Msymbol/sec

Transmission Rate (BR)

= 2 x Symbol Rate = 13 Msymbol/sec

Parameter Satelit EIRPdown

= EIRPsaturasi – [ OBO + 10 log (BWtransponder / BWocc) ] = 37,68 – [ 4,5 + 10 log (36 / 7,8) ] = 37,68 – ( 4,5 + 10 log 4,61 ) = 37,68 – ( 4,5 + 6,64 ) = 37,68 – 11,14 = 26,54 dBW

Gambar 4.1 Print Out EIRP Downlink SCPC 1 Channel

Parameter Up Link •

Gain Antena dapat dihitung dengan persamaan 2.2, dimana diketahui η antena = 70%, diameter antena = 9 m dan frekuensi = 6305 MHz Gain antena

= 10 log η + 20 log f + 20 log d + 20,4 = 10 log 0,7 + 20 log 6,305 + 20 log 9 + 20,4 = -1,549 + 16 + 19,085 + 20,4 = 53,94 dBi

•

Free Space Loss (FSL) dapat dihitung dengan menggunakan persamaan 2.4, dimana diketahui jarak stasiun bumi dengan Palapa C-2 sekitar 35.800 Km. FSLup

= 20 log d + 20 log f + 92,5 = 20 log 35.800 + 20 log 6,305 + 92,5 = 91,08 + 16 + 92,5 = 199,58 dB

•

C/Nup dapat dihitung dengan menggunakan persamaan 2.5 dengan besar bandwidth (B) = 9,36 MHz dan EIRPup = PFD + FSLup - Gain antena 1 m IBO

= OBO + x (gain compression) = 4,5 + 1,5 = 6 dB

Power Flux Density (PFD) PFD

= SFD + PAD - IBO = -98,05 + 6 dB - 6 dB = -98,05 dBW/m2

EIRPup

= PFD + FSLup - Gain ant 1m = -98,05 + 199,58 - 36,42 = 65,11 dBW

C/Nup

= EIRPup - FSLup + G/Tsat - 10 log K - 10 log B = 65,11 - 199,58 + 0,53 + 228,6 - 69,71 = 24,95 dB

Parameter Down Link •

Gain antena dapat dihitung dengan menggunakan persamaan 2.2, dimana diketahui η antena = 70%, diameter antena = 2,4 m dan frekuensi = 4080 MHz Gain antena

= 10 log η + 20 log f + 20 log d + 20,4 = 10 log 0,7 + 20 log 4,080 + 20 log 2,4 + 20,4 = -1,55 + 12,21 + 7,6 + 20,4 = 38,66 dBi

•

Free Space Loss (FSL) dapat dihitung dengan menggunakan persamaan 2.4 dimana diketahui jarak antara stasiun bumi dengan Palapa C-2 sekitar 35.800 Km FSLdown

= 20 log d + 20 log f + 92,5 = 20 log 35800 + 20 log 4,080 + 92,5 = 195,78 dB = 23,96 dB / 0K

•

G/TRx

•

C/Ndown dapat dihitung dengan menggunakan persamaan 2.6 C/Ndown

= EIRPdown - FSLdown + G/TRx - 10 log K - 10 log B = 26,54 - 195,78 + 23,96 + 228,6 - 69,71 = 13,61 dB

Hasil print out C/N downlinknya dapat dilihat pada gambar di bawah ini :

Gambar 4.2 Print out C/N downlink SCPC 1 channel

Dari parameter dan hasil perhitungan di atas maka diperoleh : (C/N)T-1

= (C/N)up-1 + (C/N)down-1 + (C/Im)-1

= [ 10 2,495]-1 + [ 10 1,361]-1 (C/N)T

= [ 0,0032 + 0,0435 ]-1 = 10 log 21,41 = 13,3 dB

(C/N0)T

= (C/N)T + 10 log B = 13,3 + 69,71 = 83,01 dB-Hz

(C/Im)-1 dalam hal ini diabaikan karena transponder hanya dipakai untuk single carrier. Eb/No

= (C/N0)T - 10 log bit rate (BR) ; dengan BR = 13 x 106 = 83,01 - 10 log 13 x 106 = 83,01 - 71,14 = 11,87 dB

Dengan harga Eb/No sebesar 11,87 dB maka BER yang didapat bisa mencapai < 1 x 10-7.

4.3 Perhitungan Link Budget Transmisi Sinyal Televisi Digital MCPC 2 Channel Pada transmisi sinyal televisi 2 channel ini digunakan parameter carrier dengan asumsi sebagai berikut : a. Symbol Rate

= 12 Msymbol/sec

b. Forward Error Correction (FEC) = 3/4 c. Transmit Bandwidth

= 8,320 MHz

Dari parameter carrier yang ada, kita dapat menghitung bandwidth yang digunakan pada transponder yaitu : Bandwidth Occupied (BWocc)

= 1,2 x Symbol Rate = 1,2 x 12 Msymbol = 14,4 MHz


= 1,2 x (BWocc) = 1,2 x 14,4 = 17,28 MHz


= 12 Msymbol/sec


= 2 x Symbol Rate = 24 Msymbol/sec


= EIRPsaturasi – [ OBO + 10 log (BWtransponder / BWocc) ] = 37,68 – [ 4,5 + 10 log (36/14,4) ] = 37,68 – ( 4,5 + 10 log 2,5 ) = 37,68 – ( 4,5 + 3,98 ) = 37,68 – 8,48 = 29,2 dBW

Gambar 4.3 Print Out EIRP Downlink MCPC 2 Channel


Gain antena dapat dihitung dengan menggunakan persamaan 2.2, dimana diketahui η antena = 70%, diameter antena = 9 m dan frekuensi = 6305 MHz Gain antena

= 10 log η + 20 log f + 20 log d + 20,4 = 10 log 0,7 + 20 log 6,305 + 20 log 9 + 20,4 = - 1,549 + 16 + 19,085 + 20,4 = 53,94 dBi

•

Free Space Loss (FSL) dapat dihitung dengan menggunakan persamaan 2.4 dimana diketahui jarak stasiun bumi dengan Palapa C-2 sekitar 35.800 Km FSLup

= 20 log d + 20 log f + 92,5 = 20 log 35.800 + 20 log 6,305 + 92,5 = 91,08 + 16 + 92,5

= 199,58 dB •

C/Nup dapat dihitung dengan menggunakan persamaan 2.5 dengan besar Bandwidth (B) = 17,28 MHz dan EIRPup = PFD + FSLup – Gain antena 1 m IBO

= OBO + x (gain compressor) = 4,5 + 1,5 = 6 dB

Power Flux Density PFD

= SFD + PAD - IBO = -98,05 + 6 dB – 6 dB = -98,05 dBW/m2

EIRPup


C/Nup





•



•

G/TRx

•




Gambar 4.4 Print Out C/N Downlink MCPC 2 Channel


= (C/N)up-1 + (C/N)down-1 + (C/Im)-1

= [ 10 2,229]-1 + [ 10 1,361]-1 (C/N)T

= [ 0,0059 + 0,0435 ]-1 = 10 log 20,24 = 13,06 dB

(C/N0)T

= (C/N)T + 10 log B = 13,06 + 72,37 = 85,43 dB-Hz


= (C/N0)T - 10 log bit rate (BR) ; dengan BR = 24 x 106 = 85,43 - 10 log 24 x 106 = 85,43 - 73,80 = 11,62 dB

Dengan harga Eb/No sebesar 11,62 dB maka BER yang didapat bisa mencapai < 1 x 10-7.

4.4 Perhitungan Link Budget Transmisi Sinyal Televisi Digital MCPC 4 Channel Pada transmisi sinyal televisi 4 channel ini digunakan parameter carrier dengan asumsi sebagai berikut : a. Symbol Rate

= 28,125 Msymbol/sec

b. Forward Error Correction (FEC) = 3/4 c. Transmit Bandwidth

= 36 MHz

Dari parameter carrier yang ada, kita dapat menghitung bandwidth yang digunakan pada transponder yaitu : Bandwidth Occupied (BWocc)

= 1,2 x Symbol Rate = 1,2 x 28,125 Msymbol = 33,75 MHz


= 1,2 x (BWocc) = 1,2 x 33,75 = 40,5 MHz


= 28,125 Msymbol/sec


= 2 x Symbol Rate = 56,25 Msymbol/sec


= EIRPsaturasi – [ OBO + 10 log (BWtransponder / BWocc) ] = 37,68 – [ 4,5 + 10 log (36/33,75) ] = 37,68 – ( 4,5 + 10 log 1,067 ) = 37,68 – ( 4,5 + 0,28 ) = 37,68 – 4,78 = 32,9 dBW

Gambar 4.5 Print Out EIRP Downlink MCPC 4 channel


Gain antena dapat dihitung dengan menggunakan persamaan 2.2, dimana diketahui η antena = 70%, diameter antena = 9 m dan frekuensi = 6305 MHz Gain antena

= 10 log η + 20 log f + 20 log d + 20,4 = 10 log 0,7 + 20 log 6,305 + 20 log 9 + 20,4 = - 1,549 + 16 + 19,085 + 20,4 = 53,94 dBi

•

Free Space Loss (FSL) dapat dihitung dengan menggunakan persamaan 2.4 dimana diketahui jarak stasiun bumi dengan Palapa C-2 sekitar 35.800 Km FSLup

= 20 log d + 20 log f + 92,5 = 20 log 35.800 + 20 log 6,305 + 92,5 = 91,08 + 16 + 92,5 = 199,58 dB

•

C/Nup dapat dihitung dengan menggunakan persamaan 2.5 dengan besar Bandwidth (B) = 17,28 MHz dan EIRPup = PFD + FSLup – Gain antena 1 m IBO

= OBO + x (gain compressor) = 4,5 + 1,5 = 6 dB

Power Flux Density PFD

= SFD + PAD - IBO = -98,05 + 6 dB – 6 dB = -98,05 dBW/m2

EIRPup


C/Nup





•



•

G/TRx

•




Gambar 4.6 Print Out C/N Downlink MCPC 4 channel


= (C/N)up-1 + (C/N)down-1 + (C/Im)-1

= [ 10 1,856]-1 + [ 10 1,358]-1 (C/N)T

= [ 0,0139 + 0,0438 ]-1 = 10 log 17,33 = 12,39 dB

(C/N0)T

= (C/N)T + 10 log B = 12,39 + 76,1 = 88,49 dB-Hz


= (C/N0)T - 10 log bit rate (BR) ; dengan BR = 56,25 x 106 = 88,49 - 10 log 56,25 x 106 = 88,49 - 77,5 = 11 dB

Dengan harga Eb/No sebesar 11 dB maka BER yang didapat bisa mencapai < 1 x 10-7.

4.5 Analisa Hasil Perhitungan Pengukuran sinyal televisi digital yang dilakukan untuk beberapa data percobaan yang telah diambil didapat hasil seperti tabel di bawah ini :

Tabel 4.1 Data Hasil Percobaan Sinyal Televisi Digital

Jenis

Eb/No

No 1

EIRP

C/N

BW

(dBW)

(dB)

(MHz)

26,54

13,61

9,4

BER Percobaan

(dB)

1 Channel

11,87

10-7

2

2 Channel

11,62

10-7

29,2

13,61

17,1

3

4 Channel

11

10-6

32,9

13,58

36,8

Data percobaan yang didapat terlihat hasil dari system MCPC (Multi Channel Per Carrier) dapat memaksimalkan jumlah channel karena EIRP yang didapat lebih besar dari percobaan yang lain. Hal ini memungkinkan untuk dapat menambah jumlah channel ke dalam system. Dimana untuk 1 transponder satelit biasanya dipake 4 carrier, sekarang bisa dimanfaatkan lebih dari 4 channel dengan mempertahankan kualitas BER 10-6. Nilai C/N yang didapat dari ketiga percobaan hamper sama karena nilai power yang digunakan tidak mengalami perubahan. Dengan hasil yang didapat terlihat untuk lebih memaksimalkan kapasitas yang ada yaitu dengan memperkecil Symbol Rate (SR) tiap channel akan menambah kapasitas channel yang ada. Sebagai asumsi : SR fix rate untuk 1 channel : 4 Mbps dengan equivalent 1 transponder membutuhkan SR 28,125 Mbps, maka : Kapasitas channel yang dapat ditampung

= 28,125 / 4 = 7,03125 = 7 Channel

BAB V KESIMPULAN

1. Untuk transmisi sinyal MCPC 4 channel nilai EIRP yang didapat 32,90 dBW, lebih tinggi bila dibandingkan dengan sinyal yang lain, dengan power keluaran HPA yang besarnya sama sehingga optimalisasi dari power terpenuhi. 2. Nilai Eb/No serta BER yang didapat dari transmisi sinyal MCPC menghasilkan kualitas sinyal yang bagus dengan didapat gambar yang memenuhi standar broadcast. 3. Nilai BER yang didapat untuk transmisi sinyal didapatkan harga yang mendekati < 1 x 10-7 dimana untuk transmisi sinyal MCPC didapatkan kualitas sinyal yang bagus dengan kesalahan transmisi bit yang kecil sekali.

DAFTAR PUSTAKA

1. Ha, Tri T., Digital Satellite Communications, 2nd Edition, McGraw-Hill, New York, 1990 2. Elbert, Bruce R., The Satellite Communications Application Handbook, Artech House, 1997 3. Freeman, Roger L., Telecommunication Transmission Handbook, 3rd Edition, John Wiley & Sons, 1991 4. Dennis, Roddy, Satellite Communications, McGraw-Hill, New York, 1996 5. Suwanto, Teknik Video, Balai Pendidikan Dan Latihan Televisi, 1999 6. Maukar, Yoseph, Teknik Transmisi Digital DVB/MPEG-2, ASSI Training Courses, 2001

MPEG-2 PADA SATELIT PALAPA C-2

Recommend Documents