BAB I PENGANTAR SISTEM KOMUNIKASI SATELIT
A. SISTEM KOMUNIKASI SATELIT
Sistem komunikasi satelit adalah sistem komunikasi yang 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. Arsitektursistem komunikasi satelitdapat dilihat pada gambar 1. Satelit sebagai sebuah stasiun relay yang diletakan diletakan pada ketinggian ketinggian tertentu di atas permukaan bumi, sehingga satelit dapat menjangkau atau mencakup daerah luas bahkan daerah-daerah terpencil. Di angkasa, satelit akan bergerak mengelilingi bumi pada orbitnya. Hal ini menyebabkan satelit dapat tetap tinggal dan tidak jatuh adalah adanya gaya sentrifugal yang di hasilkan oleh pergerakan satelit mengelilingi bumi yang seimbang dengan gaya tarik yang disebabkan gravitasi bumi.
Gambar 1 Arsitektur sistem komunikasi satelit
Sistem komunikasi ini merupakan teknologi alternatif
untuk
menjangkau daerah-daerah yang jauh yang tidak dapat dijangkau oleh
4
sistem komunikasi lain. Adapun kelebihan dan kekurangan dalam menggunakan sistem komunikasi satelit diantaranya :
Kelebihan sistem komunikasi satelit: 1. Tidak perlu LOS (Line of Sigth) dan tidak ada masalah dengan jarak dan koneksi dapat dilakukan dimana saja. 2. Jarak jangkauan yang sangat luas 3. Komunikasi dapat dilakukan baik titik ke titik maupun dari satu titik ke banyak titik secara broadcasting ataupun multicasting 4. Kecepatan bit akses tinggi dan memiliki bandwidth lebar. 5. VSAT bisa dipasang dimana saja selama masuk dalam jangkauan satelit, 6. Unjuk kerja sangat tinggi dan bisa digunakan untuk koneksi suara, video dan data, karna memiliki bandwidth yang lebar 7. Sangat baik untuk daerah yang kepadatan penduduknya jarang dan belum mempunyai infrastuktur telekomunikasi
Kekurangan sistem komunikasi satelit : 1. Up Front Cost tinggi: Contoh : untuk Satelit GEO: Spacecraft, Ground Segment & Launch = US $ 200 jt, Asuransi: $ 50 jt. 2. Distance insensitive: Biaya komunikasi untuk jarak pendek maupun jauh relatif sama. 3. Hanya ekonomis jika jumlah User besar dan kapasitas digunakan secara intensif. 4. Delay propagasi besar. 5. Rentan terhadap pengaruh atmosfir 6. Besarnya throughput akan terbatasi karena delay propagasi satelit geostasioner.
Kini
berbagai
teknik
protokol
link
sudah
dikembangkan sehingga dapat mengatasi problem tersebut. 7. Diantaranya penggunaan Forward Error Correction yang menjamin kecilnya kemungkinan pengiriman ulang. 8. Waktu yang dibutuhkan dari satu titik di atas bumi ke titik lainnya melalui satelit adalah sekitar 700 milisecond (latency), sementara leased line hanya butuh waktu sekitar 40 milisecond. Hal ini
5
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. 9. Sangat sensitif cuaca dan Curah Hujan yang tinggi, Semakin tinggi frekuensi sinyal yang dipakai maka akan semakin tinggi redaman karena curah hujan. 10. Rawan sambaran petir gledek 11. Sun Outage, Sun outage adalah kondisi yang terjadi pada saat bumi-satelit-matahari berada dalam satu garis lurus.. Energi thermal yang dipancarkan matahari pada saat sunoutage mengakibatkan interferensi sesaat pada semua sinyal satelit, sehingga satelit mengalami kehilangan komunikasi dengan stasiun bu mi.
B. PEMBAGIAN FREKUENSI
Pembagian lebar frekuensi pada komunikasi satelit bervariasi antara 1 GHz sampai 13.5 GHz. Untuk lebih detail perhatikan gambar 2 di bawah ini
Gb. 2. Pembagian frekuensi pada komunikasi satelit
6
C. SISTEM ORBITAL SATELIT
Jenis-jenis orbit satelit antara lain: 1. Low Earth Orbit (LEO) Ketinggian orbit satelit dari permukaan bumi antara 160 – 1500 km. Karena orbitnya rendah, waktu edarnya lebih cepat (2 sampai 3 jam) sehingga dari suatu titik di permukaan bumi, satelit kelihatan bergerak dan mengalami waktu-waktu terbit dan terbenam. Selain itu, delay atau jeda antara pengirim dan penerima juga kecil. Contoh satelit yang berada pada Low Earth Orbit
Teledesic
satelit yang di-backup sepenuhnya oleh Bill Gates,
memberikan layanan komunikasi broadband ( highspeed ),
satelit Landsat 7, ia bertugas untuk pemetaan, pergerakan es dan tanah, situasi lingkungan (semisal menghilangnya hutan hujan tropis), lokasi deposit mineral hingga masalah pertanian; satelit SAR (search-and-rescue) juga disini, dengan tugas menyiarkan ulang sinyal-sinyal darurat dari kapal laut atau pesawat terbang yang dalam bahaya
2. Medium Earth Orbit (MEO) Ketinggian orbit dari permukaan bumi antara 2000 – 36000 km. satelit GPS menggunakan orbit ini untuk membantu penentuan posisi yang tepat. Selain itu, satelit yang beredar pada orbit ini bisa digunakan untuk kepentingan meteorology, remote sensing, militer maupun ilmu pengetahuan. 3. Geosyncronous Earth Orbit (GEO) GEO memiliki radius orbit sekitar 35786 km di atas permukaan bumi. Waktu yg dibutuhkan satelit GEO mengelilingi bumi = lamanya bumi berputar satu kali pad a porosnya ≈ 24 jam. Sehingga posisi satelit relatif tetap pada satu titik di permukaan bumi. Satelit seolah diam jika dilihat dari permukaan bumi. Stasiun bumi tidak perlu memiliki kemampuan “tracking” untuk menerima atau mengirimkan sinyal ke satelit. Orbit ini banyak digunakan untuk komunikasi. Satelit GEO juga
7
merupakan Satelit GSO ( Geostationer Orbit ) jika sudut inklinasi orbitnya nol derajat orbit tepat di atas ekuator (garis tengah bumi). Jalur ini juga dikenal sebagai ”tempat parkir satelit”, sebab begitu banyak satelit, mulai dar satelit cuaca, satelit komunikasi hingga satelit televisi. Akibatnya, posisi masing-masing harus tepat agar tidak saling menginterferensi sinyal. 4. High Earth Orbit (HEO) Ketinggian orbitnya diatas ketinggian orbit geosinchronous. Pada orbit ini, sudut inklinasi yang dibentuk hampir polar atau mendekati 90º. Orbit ini juga dinamakan orbit molniya. Salah satu negara yang menggunakan orbit Molniya adalah Rusia. Dengan menggunakan orbit ini, maka satelit lebih lama untuk men-cover bumi. 5. Polar Orbit Orbit yang berbentuk polar dengan sudut inklinasi 90. Orb it ini sangat bermanfaat bagi pelayanan sensing dan pengumpulan data, karena karakteristik orbitalnya dapat dipilih u ntuk memetakan keseluruhan globe secara periodik. Contoh satelit yang beredar di orbit polar yaitu Landsat yang terletak pada ketinggian rata-rata 912 km dengan periode orbitnya 103 km yang mampu melacak 14 resolusi tiap hari.
D.
SPACE SEGMENT
Space segment merupakan perangkat sistem komunikasi satelit yang
berada diangkasa yaitu satelit. Satelit adalah ob yek yang ditempatkan pada sebuah orbit dengan menggunakan kendaraan peluncur. Satelit akan bergerak mengelilingi bumi pada orbitnya. Fungsi satelit dalam sistem ini yaitu sebagai repeater station yang akan memperkuat sinyal yang berasal dari stasiun bumi dan memproses translasi dari uplink frequency menjadi downlink frequency
8
Gambar 3 Arsitektur Satelit Berdasarkan Gambar 3 tersebut, komponen-komponen satelit diantaranya sebagai berikut : 1. Propulsion
Terdiri dari beberapa pendorong/roket kecil untuk mengatur posisi satelit pada posisi yang sesuai dengan spesifikasi yang telah ditentukan. Bagian ini juga dikenal dengan nama RCS ( Reaction control subsystem ) 2. Attitude Determination & Control System (ADCS)
Berfungsi sebagai sistem penentu dan control untuk sikap dan posisi satelit. 3. Communication
Peralatan komunikasi satelit terdiri dari beberapa bagian yaitu •
Antena yang berfungsi untuk menerima dan memancarkan sinyalsinyal komunikasi.
•
Transponder yang berfungsi untuk menerima, memperkuat serta mentranslasikan sinyal-sinyal dari stasiun bumi untuk selanjutnya dipancarkan kembali ke stasiun bumi yang dituju.
•
Telemetry berfungsi untuk memberikan data informasi ke stasiun pengendali tentang status kondisi, posisi dan attitu de (sikap) satelit.
4. Command & Data Handling (C&DH)
Digunakan untuk memproses dan mendistribusikan perintah dan data
9
5. Thermal
Menangani perangkat yang berhubungan perubahan temperature 6. Electric Power System (EPS)
Menghasilkan, menyimpan, mengatur dan mendistribusikan energi listrik untuk perangkat satelit. Sollar cell termasuk dalam subsistem ini. 7. Structures and Mechanism
Menyediakan sistem cadangan perangkat. Jenis-jenis pelayanan satelit dibedakan atas: o
Fixed-Satellite Service (FSS) Berdasarkan regulasi radio (RR No S1.21), FSS adalah layanan komunikasi radio antara suatu tempat tertentu yang fixed di muka bumi dengan satu atau dua satelit
Gambar 4 Jalur komunikasi inter-satelit untuk FSS o
Mobile-Satellite Service (MSS) Berdasarkam regulasi radio (RR No S1.25), MSS merupakan pelayanan komunikasi radio antara terminal bergerak di permukaan bumi dengan satu atau lebih satelit.
10
Gambar 5 Ilustrasi komunikasi MSS o
Broadcasting-Satellite Service (BSS) BSS merupakan jenis pelayanan komunikasi radio dimana sinyal ditransmisikan atau ditransmisikan kembali oleh satelit dengan tujuan public umum menggunakan antenna penerima yang sangat kecil.
Gambar 6 Ilustrasi komunikasi BSS Pembagian satelit berdasarkan fungsinya antara lain : •
Satelit cuaca Satelit ini digunakan untuk meramalkan cuaca. Dilengkapi dengan kamera dan diletakkan pada geostasioner atau kutub orbit. Satelit jenis ini diantaranya TIROS, COSMOS dan GOES
11
•
Satelit komunikasi Satelit ini melayani transmisi satelit dan data. Satelit ini terdapat transponder dan terletak pada orbit geosynchronous. Berikut contohcontoh satelit komunikasi. Tabel 2.1 Satelit komunikasi di Indonesia Slot Orbit
•
107.7E
108E
113E
118E
123E
146E
Operator Satelit
MCI
TELKOM
INDOSAT
TELKOM
PSN/ACES
PSN
Nama Satelit
CAKRA WARTA-1
TELKOM-1
PALAPA-C2
TELKOM-2
GARUDA-1
PALAPA PACIFIC146E (Mabuhay)
Kapasitas
5 txpd Sband
24 txpd C 12 txpd ext.-C
24 txpd C 6 txpd ext-C 4 txpd Ku
24 txpd Cband
Cellular-like channeling plan
48
Bandwidth per Transponders
24 MHz
36 MHz
36 MHz C36 MHz ext-C 72 MHz Ku-band
36 MHz
200 kHz/ RF channel
36 MHz
Frekuensi
S-band
C-band, ext-C Band
C band, ext-C band Ku-band
C-band
L-band Ext. C band
C band Ku-band
Coverage
Indonesia
Indonesia + Southeast Asia + Hongkong, Macau, North Australia, PNG
Indonesia, Asia Pacific, Australia toChina, Pakistan to New Zealand
Indonesia + Southeast Asia Hongkong, Macau, North australia, PNG
Indonesia, Asia Pasific (India to PNG, China to Australia)
Indonesia, Philipinnes, Asia Pacific, Australia to China, Pakistan to New Zealand
dengan
satelit
Satelit penyiaran Digunakan
untuk
Broadcasting
(hampir
mirip
komunikasi). •
Satelit sains/riset Satelit ini mengemban bermacam tugas sains. Berikut contoh dari satelit sains/riset : Hubble Space Telescope yang merupakan satelit sains terkenal SORCE : University of Colorado at Boulder, Laboratory for
Atmospheric & Space Physics The Aeronomy of Ice in the Mesosphere (AIM): Hampton
University, Virginia Orbiting Carbon Observatory (OSO): NASA's Jet Propulsion
Laboratory.
12
Galaxy Evolution Explorer (GALEX): California Institute of
Technology •
Satelit Navigasi Digunakan untuk Keperluan Navigasi. Contoh : satelit GPS NAVSTAR
•
Satelit observasi bumi Digunakan
untuk
mengobservasi
planet
bumi
tentang
segala
perubahan, misal cuaca, temperatur udara, wilayah hutan hingga lapisan es. LANDSAT merupakan satelit terkenal dari jenis ini.
Transponder satelit
Tranponder singkatan dari Transmitter dan Responder . Prinsip kerja dari transponder yaitu menerima sinyal RF dari bumi, memfilter dan mengkonversi
ke
frekuensi
downlink,
Menguatkan
kemudian
memancarkan kembali ke Bumi. Blok diagram transponder C Band tampak seperti pada gambar 7 berikut ini :
Gambar 7 Blok Diagram Transponder satelit C b and
Satelit Komunikasi Telkom 1 dan Telkom 2 Gambar 8 berikut ini memperlihatkan bentuk fisik Telkom 2 yang merupakan jenis satelit komunikasi dengan coverage area wilayah Indonesia, asia tenggara, Hongkong, Macau, Australia Utara dan Papua Nugini
13
Gambar 8 Bentuk Fisik Telkom 2 Gambar 9 berikut ini memperlihatkan overview satelit Telkom 1 dan Telkom 2 berdasarkan pembuat satelit, lokasi diluncurkannya, jumlah transponder, koordinat satelit pada orbitnya dan masa operasi serta tanggal peluncurannya.:
Gambar 9 Overview Telkom 1 dan Telkom 2
Khusus untuk Orbitnya, dapat dilihat pada gambar 10 di bawah ini.
Gambar 10 Slot Orbit Telkom 1 dan Telkom 2
14
Transponder satelit C band
Telkom 1 dan Telkom 2 berbeda.
Transponder Telkom 1 terdapat
36 Transponder yang terdiri dari 24
transponder standar C band ( 12 transponder Horisontal dan 12 transponder vertikal ) dan 12 extended C band ( 6 transponder Horisontal dan 6 transponder Vertikal)
gambar
Alokasi Frekuensi Transponder
satelit C band Telkom 1 dapat dilihat pada lampiran 1. Transponder satelit C band Telkom 2 terdiri dari 24 transponder standar C band yaitu 12 transponder horisontal dan 12 transponder vertikal. Satu Transponder baik horisontal maupun vertikal bandwidthnya 40 MHz. Namun yang dapat digunakan hanya 36 Mhz, sisan ya 4 Mhz sebagai Guard band .
E.
GROUND SEGMENT
Ground segment merupakan suatu perangkat dari sistem komunikasi
satelit yang diletakkan di bumi berupa stasiun bumi. Blok diagram ground segment atau lebih dikenal dengan stasiun bumi bisa dilihat pada gambar
11 berikut ini :
Gambar 11 Blok Diagram Stasiun Bumi
15
Stasiun bumi terdiri dari b eberapa komponen antara lain : 1. Antenna
Jenis antena yang digunakan pada stasiun bumi adalah antena parabola. Antena parabola yang digunakan pada stasiun bumi terdiri atas beberapa macam yaitu prime focus, cassegrain, gregorian, offset prime focus, offset Cassegrain.
Fungsi antena yaitu :
Arah Up link berfungsi untuk mengarahkan dan mengirimkan energi gelombang elektromagnetik yang bermodulasi RF ke satelit
Arah Down
link berfungsi
menerima
energi
gelombang
elektromagnetik yang bermodulasi RF dari satelit 2. High Power Amplifier (HPA) High Power Amplifier (HPA) mempunyai fungsi menguatkan
sinyal RF yang akan dipancarkan ke satelit melalui antena. Jenis HPA yang biasa digunakan pada stasiun bumi adalah HPA TWT, HPA Klystron, HPA SSPA. 3. Low Noise Amplifier (LNA) Low Noise Amplifier (LNA) berfungsi sebagai penguat signal
terima RF yang diterima dari satelit melalui antena. LNA ini memiliki kontribusi noise equipment yang kecil. Jenis LNA yang digunakan pada stasiun bumi adalah LNA GaaAsFET . 4. Up converter
Fungsi Up converter antara lain
Mengubah sinyal Intermediete Frequency (IF) menjadi sinyal Radio Frekuensi (RF)
Memberikan penguatan sinyal RF
Melakukan pengaturan frekuensi agar bisa memancar tepat ke transponder tertentu satelit
5. Down Converter
Fungsi Down Converter antara lain
Mengubah
sinyal Radio
Frekuency
(RF)
menjadi
sinyal
intermediate frrekuency (IF)
16
Memberikan penguatan sinyal IF
Melakukan pengaturan frekuensi agar bisa menangkat tepat ke transponder satelit tertentu
6. Modem
Mengubah sinyal BB (Baseband) menjadi sinyal IF dan sebaliknya
Melakukan pengaturan frekuensi, lebar bandwidth dan level power
17
