Diktat Kuliah Komunikasi Satelit

AKADEMI TEKNIK TELEKOMUNIKASI SANDHY PUTRA PURWOKERTO JL. D.I. PANJAITAN 128 PURWOKERTO

LEMBAR PENGESAHAN DIKTAT KULIAH MATA KULIAH :

Sistem Komunikasi Satelit Diketahui dan disahkan pada tanggal 31 Agustus 2006 Oleh

Direktur AKATEL Sandhy Putra Purwokerto

Ketua Program Studi D-III Teknik Telekomunikasi

Rachmat Effendi, BSc.

Wahyu Pamungkas, ST. 1

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ........................ ................................................. .................................................. ..................................... ............ LEMBAR PENGESAHA PENGESAHAN N ...................... ................................................ ................................................... ............................ ...

1

DAFTAR ISI ....................... ................................................ .................................................. ................................................. ........................

2

KATA PENGANTA PENGANTAR.................................... R............................................................. ................................................. ........................

3

BAB I PENGANTA PENGANTAR R SISKOMSA SISKOMSAT T ...................... ............................................... ......................................... ................

4

Siskomsat ...................... ............................................... ............................ ... − Dasar dan Pengertian Siskomsat

4

− Milestone Satelit System ....................... ................................................ ......................................... ................

6

Menentukan n Ketinggi Ketinggian an Satelit .......................... ................................................... ............................ ... − Menentuka

7

− Pengena Pengenalan lan Parameter Umum Siskomsat ......................... ..................................... ............

9

................................................. ................................................. ........................ − Soal dan Jawaban ........................

12

BAB II ORBIT SATEL SATELIT................................... IT............................................................ ............................................. ....................

15

.................................................. ................................................. ........................ − Jenis Orbit Satelit .........................

15

− Jenis Satelit Berdasa Berdasarkan rkan layanany layananya a ......................... ............................................. ....................

22

Pergerakan an dan Pengendalian Satelit ....................... ........................................... .................... − Pergerak

24

BAB III GROUND SEGMENT DAN DAN SPACE SEGMENT ...................... .............................. ........

27

− Pengena Pengenalan lan Ground Segment ...................... ............................................... ................................. ........

27

− Pengena Pengenalan lan Space Segment ........................ ................................................. ................................. ........

28

− Sub Sistem pada Space Segment ......................... ................................................. ........................

30

− Pembagia Pembagian n Transpo Transponder nder Satelit ........................ ................................................. ............................ ...

33

BAB IV PENGHITUNGAN PARAMETER PARAMETER SATELIT ....................... ................................... ............

34

− Pointing Antena ....................... ................................................. ................................................... ............................ ...

34

Perhitungan gan paramete parameterr Satelit ...................... ............................................... ................................. ........ − Perhitun

36

− Satuan Pengukuran Pengukuran Transmisi Transmisi Satelit ....................... ........................................... ....................

41

Satelit dilihat dari Stasion Stasion Bumi ...................... .................................. ............ − Jarak Pisah Satelit

43

− Slant Range.............................. Range........................................................ ................................................... ............................ ...

45

− Penghitu Penghitungan ngan Gain Antenna ........................ ................................................. ................................. ........

47

− Menentuka Menentukan n Lebar Berkas ....................... ................................................ ..................................... ............

48

− Penghitu Penghitungan ngan Side Lobe ...................... ............................................... ......................................... ................ DAFTAR PUSTAKA ..................... ............................................... ................................................... ............................ ... 2

50 51

KATA PENGANTAR

Alhamdulillah, Penulis panjatkan kepada Allah SWT yang telah memberikan

rahmat

dan

hidayah-Nya

sehingga

Penulis

dapat

menyelesaikan Diktat Kuliah Sistem Komunikasi Satelit ini. Isi dari Diktat Kuliah Sistem Komunikasi Satelit ini sebagian dari materi yang seharusnya ada dalam Kurikulum D3 Teknik Telekomunikasi Akatel SP, diantaranya adalah Pengenalan Siskomsat, Orbit Satelit, Parameter yang sering digunakan, Ground Segment dan Space Segment , Manajemen Transponder serta perhitungan tentang ASI ( Adjacent Satellite Interference ). Penyusunan Diktat ini dimaksudkan untuk mempermudah mahasiswa dalam mempelajari materi Siskomsat dan mempermudah Dosen dalam menyampaikan materi dalam perkuliahan. Meskipun isi dari Diktat kuliah ini belum mencakup semua materi namun diharapkan mahasiswa dapat meningkatkan nilai dengan mempelajari isi dari diktat kuliah ini. Penulis menyadari sepenuhnya, bahwa buku ini masih jauh dari yang diharapkan. Oleh karena itu, tanggapan dan kritik yang sehat dan membangun dari para pembaca demi perbaikan Diktat ini sangat penulis harapkan.

Penulis,

Wahyu Pamungkas, ST

3

BAB I PENGANTAR SISKOMSAT TUJUAN INSTRUKSIONAL UMUM: Mahasiswa dapat menjelaskan tentang konsep penggunaan satelit, sejarah penggunaan satelit, serta pengenalan parameter.

TUJUAN INSTRUKSIONAL KHUSUS : 1. Memahami pengertian satelit 2. Memahami konsep tentang pergerakan satelit, penempatan satelit di orbit. 3. Menghitung ketinggian satelit GEO 4. Memahami blok diagram sistem komunikasi satelit

a Dasar Komsat •

Pengertian Satelit Satelit pada awalnya merupakan sebuah ungkapan yang mewakili semua

obyek yang mengitari bumi. Planet bumi yang kita tempati sekarang ini mempunyai obyek-obyek yang mengitari dirinya. Diantara obyek-obyek tersebut adalah bulan, meteor dan benda angkasa lainya. Masing-masing planet mempunyai jumlah satelit (bulan) yang berbeda-beda, contoh : bumi hanya satu, venus minimal ada 4, merkurius ada 8 dll. Planet bumi itu sendiri merupakan satelit bagi benda angkasa yang lebih besar, matahari contohnya, karena bumi mengelilingi matarahari. Ingat bahwa selain berputar pada porosnya ( rotasi yang memakan waktu 24 jam) bumi juga berevolusi yang memakan waktu 365 ¼ hari. Gambar di bawah ini akan memperjelas uraian di atas:

Gambar Konfigurasi Bumi, Satelit dan Matahari 4

Keterangan: •

Lingkaran kuning

: Matahari

•

Lingkaran hijau

: Planet Bumi sebagai satelit matahari

•

Lingkaran abu2

: Bulan sebagai satelit bumi

•

Hubungan Satelit dengan Sistem Komunikasi

Sistem Telekomunikasi yang berkembang pasca PD II masih menggunakan sistem

komunikasi

hamburan

troposfier

sebagai

media

transmisi

untuk

menghubungkan dua daerah yang terpisah cukup jauh. Perkembangan selanjutnya ditemukan teknologi gelombang mikro yang memungkinkan transmisi dilakukan secara terestrial (tidak melalui atmosfer ). Selanjutnya serat optis menjadi teknologi yang diharapkan dapat menjawab solusi untuk menyatukan dunia dalam satu sistem Telekomunikasi. Pertanyaan yang mendasar adalah : Efektifkah kedua sistem transmisi di atas untuk menyatukan seluruh dunia dalam sebuah sistem telekomunikasi ? THINK

GLOBALLY 

Gagasan tentang komunikasi satelit pertama kali dicetuskan Arthur C Clark, seorang penulis fiksi ilmiah dari Inggris, yang terkenal dalam tulisannya yang berjudul “EXTRA TERRESTRIAL RELAY”  pada tahun 1945. Dia berpendapat bahwa dengan menempatkan satelit pada orbit equator dengan ketinggian sedemikian rupa sehingga satelit mempunyai waktu periodik 24 jam, maka posisi satelit akan selalu tetap terhadap setiap titik di permukaan bumi, sehingga satelit demikian disebut Satelit Sinkron atau disebut pula

“GEOSTATIONARY 

SATTELITE”.

Lebih jauh dikembangkan dalam khayalan Arthur C Clarke bahwa satelit tersebut dapat dipergunakan sebagai repeater (pengulang) untuk keperluan komunikasi, yaitu dengan menggunakan tiga buah satelit dengan orbit seperti diatas tetapi terpisah 120 derajat maka komunikasi antara dua tempat dari hampir seluruh dunia dapat dilakukan, hanya sebagian kecil dari bumi yaitu daerah kutub utara dan selatan yang tidak tercakup oleh sistem demikian .

5

Gambar Ilustrasi Khayalan Arthur C Clarke

MILESTONE SATELIT SYSTEM • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • •

1945 Arthur C. Clarke Article: "Extra-Terrestrial Relays" 1955 John R. Pierce Article: "Orbital Radio Relays" 1956 First Trans-Atlantic Telephone Cable: TAT-1 1957 Sputnik: Russia launches the first earth satellite. 1960 1st Successful DELTA Launch Vehicle 1960 AT&T applies to FCC for experimental satellite communications license 1961 Formal start of TELSTAR, RELAY, and SYNCOM Programs 1962 TELSTAR and RELAY launched 1962 Communications Satellite Act (U.S.) 1963 SYNCOM launched 1964 INTELSAT formed 1965 COMSAT's EARLY BIRD: 1st commercial communications satellite 1969 INTELSAT-III series provides global coverage 1972 ANIK: 1st Domestic Communications Satellite (Canada) 1974 WESTAR: 1st U.S. Domestic Communications Satellite 1975 INTELSAT-IVA: 1st use of dual-polarization 1975 RCA SATCOM: 1st operational body-stabilized comm. satellite 1976 MARISAT: 1st mobile communications satellite 1976 PALAPA: 3rd country (Indonesia) to launch domestic comm. satellite 1979 INMARSAT formed. 1988 TAT-8: 1st Fiber-Optic Trans-Atlantic telephone cable

6

Tabel Satelit TELKOM yang sudah dan akan diluncurkan

•

Bagaimana Menentukan Ketinggian Satelit Pada khayalan Arthur C Clarke bahwa sebuah satelit yang mengorbit pada

ketinggian tertentu yang mempunyai periode sama dengan periode bumi berputar akan sangat efektif dalam sistem komunikasi karena antena tidak perlu untuk mengikuti pergerakan satelit ( lihat ilustrasi video). Untuk bisa menentukan ketinggian orbit satelit yang dipakai maka diperoleh perhitungan sebagai berikut. Ketinggian yang diperlukan untuk orbit geostasioner dapat diturunkan dari dinamika gerak untuk suatu orbit lingkaran pada ketinggian h  h diatas diatas tanah. Jika kelilingnya adalah 2  (a+h), di mana a = 6371 km adalah jari-jari bumi pergerakan dalam sebuah lingkaran. Berarti bahwa kecepatan kelilingnya V adalah konstant, karena itu waktu satu orbit adalah ; 2  (a+h) T= V Dari mekanika gaya sentripental pada sebuah satelit dengan massa M adalah :

7

MV2 Fs = a+h

MV2 Mg’ = a+h Dimana g’ adalah percepatan gravitasi pada ketinggian satelit dan akhirnya dihubungkan dengan percepaan gravitasi g = 9,8 m/s pada permukaan bumi oleh persamaan;

a2 g’ =g

…………………………………………………………(1.1) …………………………………… ……………………(1.1) a+h

Dengan Mensubsitasi persamaan (1.1) ke dalam persamaan (1.2) diperoleh 2

a Mg

MV2 =

a+h

………………………………………….(1.2) ………………………………… ……….(1.2) a+h

Karena itu diperoleh g V=a

………………………………………………………(1.3) ……………………………………… ………………(1.3) a+h

Dengan

memasukkan

persamaan

(1.3)

kedalam

persamaan

(1.1)

dan

menyelesaikan untuk h  h adalah adalah : h = ( 5075 T

2/3

– 6371 ) km ……………………………………………..(1.4)

Di mana T adalah waktu dalam jam, dengan kenaikan nilai T = 24 jam diperoleh h = 38,855 km. Dan nilai h  h ini ini sebagai ketinggian dari orbit geostasioner.

8



Parameter Umum Sistem Komunikasi Satelit Dalam menjalankan sistem komunikasi dalam sebuah komunikasi satelit ada

dua elemen dasar yang ikut berperan di dalamnya mereka adalah Stasion Bumi ( Ground Segment ) dan Satelit ( Space Segment ). Stasion Bumi akan mengirimkan sinyal informasi ke arah satelit dengan menggunakan frekuensi yang dinamakan Frekuensi Up Link dan sebaliknya satelit sebagai repeater tunggal di luar angkasa akan meneruskan sinyal informasi ke arah tujuan dengan menggunakan Frekuensi Down Link. Link. Masing-masing besaran frekuensi up link dan down link tersebut mengikuti aturan yang distandarisasi oleh ITU-T dengan mengkategorikan besarnya frekuensi sesuai dengan Band nya seperti di bawah ini: TABLE 1 BAND UPLINK (GHz) DOWNLINK (GHz) Bandwidth (MHz) C

5.9 - 6.4

3.7 - 4.2

500

X

7.9 - 8.4

7.25 - 7.75

500

Ku

14 - 14.5

11.7 - 12.2

500

Ka

27 - 30

17 - 20

Not fixed

30 - 31

20 - 21

Not Fixed

Tabel di atas memperlihatkan susunan Band frekuensi untuk up link dan down link dari komunikasi satelit yang berlaku secara seragam di seluruh dunia. Sama seperti aplikasi di komunikasi gelombang mikro maka pertimbangan pemilihan band frekuensi didasarkan atas tingkat kebutuhan aplikasi satelit tersebut. Jika sistem komunikasi satelit yang dibangun membutuhkan bandwidth yang lebar maka lebih baik untuk memilih Band frekuensi yang besar seperti Ku atau Ka. Sedangkan untuk efisiensi daya maka dipilih band width yang kecil. Faktor lain yang harus diperhatikan dalam pemilihan band frekuensi adalah bahwa semakin tinggi frekuensinya maka redaman yang diakibatkan oleh air hujan akan semakin tinggi. Bagaimana aplikasinya di Indonesia? Satelit yang ditempatkan di atas ruang angkasa akan menjangkau wilayah yang luas di daratan bumi. Semakin besar daya yang dipunyai oleh satelit 9

tersebut maka

luas wilayah yang dapat dijangkau akan semakin lebar.

Jangkauan wilayah satelit tersebut sering dikenal dengan istilah foot print.

Gambar: Foot Print sebuah satelit

Gambar : Foot Print Satelit Telkom 2

10

11

Contoh Soal: 1. Jelaskan apa yang dimaksud dengan sistem komunikasi satelit 2. Jelaskan latar belakang penggunaan SISKOMSAT 3. Sebutkan keuntungan dan kerugian penggunaan SISKOMSAT

12

Jawaban Soal: 1. Sistem komunikasi satelit adalah sistem komunikasi yang menggunakkan satelit sebagai repeater 2. Latar belakang penggunaan SISKOMSAT 

Jarak hubungan antara stasiun cukup jauh (tidak terjangkau oleh sistem transmisi lainnya)



Medan geografis cukup sulit (tidak memungkinkan untuk dibangun sistem,transmisi lain)



Untuk keperluan back up



Untuk keperluan HANKAM



Efesiensi penggunaan band frekuensi



Dll.

3. Keuntungan Dan Kerugian Komunikasi satelit . Keuntungan dari satelit komunikasi diantaranya adalah: 

Satelit dengan GSO dapat mencakup daerah yang sangat luas untuk cakupan seluruh dunia hanya 3 buah satelit.



Propagasi gelombang radionya yang terpanjang

justru di luar daerah

atmosfir, sehingga gangguan atmosfir seperti hujan, awan, salju, dan lainlain relatif lebih kecil. 

Biaya untuk bangun sarana telekomunikasi untuk menghubungkan antara dua tempat tidak tergantung jarak (untuk tempat-tempat yang terletak dalam cakupan satelit), mudah dibangun . Tanpa terhalang oleh biaya akibat sulitnya kondisi geografi.



Memungkinkan dibangun hubungan multiple acces dan broadcast. Sehingga memudahkan pengumpulan dan penyebaran informasi ke lokasi yang terpencar.



Setelah satelit tersedia, pembangunan stasiun bumi dengan mudah dan cepat

dapat

dilaksanakan

dimanapun

di

dalam

daerah

cakupan

satelit.VSAT (Very Small Apperture terminal)memungkinkan dipasang langsung di rumah pelanggan tanpa perlu jaringan lokal.

13



Satelit dengan mudah melayani telekomunikasi tetap dan telekomunikasi bergerak seperti pesaswat telepon, kapal laut, dan kendaraan bergerak lainnya.

4. Adapun kerugiannya adalah: 

Biaya permulaan sangat tinggi



Untuk luas angkasa harus tersedia peralatan-peralatan: a. Satelit b. launcher (kendaran peluncur) c. Asuransi peluncuran. d. Stasiun

pengendali,

baik

untuk

peluncuran

maupun

saat

beroperasi. 

Untuk luas bumi : a. Stasiun bumi b. Hubungan ekor



Jarak satelit GSO cukup jauh, hal ini mengakibatkan delay time yang cukup lama (600 ms) yang memungkinkan dapat menimbulkan masalah dalam signaalling dan komunikasi data.



Jika terjadi gangguan pada satelit dapat melumpuhkan seluruh system.

14

BAB II ORBIT SATELIT

TUJUAN INSTRUKSIONAL UMUM: Mahasiswa dapat menjelaskan tentang penempatan satelit dalam orbit, jenis orbit satelit, jenis satelit berdasarkan layananya dan da n tentang pengendalian satelit.

TUJUAN INSTRUKSIONAL KHUSUS : 1.

Memahami jenis orbit satelit beserta karakteristiknya

2.

Memahami konsep tentang pergerakan satelit, penempatan satelit di orbit.

3.

Mengetahui karakteristik satelit berdasarkan jenis layananya

4.

Memahami sistem pengendalian satelit



JENIS ORBIT SATELIT Jenis-jenis tempat beredarnya satelit mengelilingi permukaan bumi dinamkan

dengan Orbit. Orbit sebuah Satelit dapat dibedakan menjadi 3 macam jenis yaitu: a. Orbit Stasioner Merupakan sebuah orbit yang menempatkan satelit untuk terus tetap berada pada posisinya

mengacu pada sebuah titik atau lokasi. Satelit yang

ditempatkan pada orbit stasioner kebanyakan bergerak dari arah timur ke barat mengikuti pergerakan rotasi bumi. Pada orbit stasioner ini dibedakan berdasarkan ketinggianya menjadi: - Low Earth Orbit ( LEO ) Satelit jenis LEO merupakan satelit yang mempunyai ketinggian 320 – 800 km di atas permukaan bumi. Karena orbit mereka yang sangat dekat dengan bumi, satelit LEO harus mempunyai kecepatan yang sangat tinggi supaya tidak terlempar ke atmosfer. Kecepatan edar satelit LEO mencapai 27.359 Km/h untuk mengitari bumi dalam waktu 90 menit. Aplikasi dari satelit jenis LEO ini biasanya dipakai pada sistem Remote Sensing dan Peramalan Cuaca karena jarak mereka dengan permukaan bumi yang tidak terlalu jauh. Pada masa sekarang satelit LEO yang mengorbit digunakan untuk aplikasi 15

komunikasi selular. Karena jarak yang tidak terlalu jauh dan biaya yang murah, satelit LEO sangat banyak diluncurkan untuk berbagai macam aplikasi. Akibatnya bahwa jumlah satelit LEO sudah sangat padat, tercatat sekarang ada 8000 lebih satelit yang mengitari bumi pada orbit LEO seperti pada gambar di bawah ini:

Gambar Jumlah Satelit LEO yang beredar di orbit

Gambar Orbit Satelit LEO

16

Berikut adalah keuntungan dan kerugian satelit LEO:

-

MEO (Medium Earth Orbit) Satelit pada orbit ini merupakan satelit yang mempunyai ketinggian di atas

10000 km dengan aplikasi dan jenis yang sama seperti orbit LEO. Namun karena   jarak yang sudah cukup jauh jumlah satelit pada orbit MEO tidaklah sebanyak satelit pada orbit LEO. Satelit jenis MEO ini mempunyai delay sebesar 60 – 80 ms dengan keuntungan dan kerugian sebagai berikut:

17

-

GEO ( Geostationery Earth Orbit) Satelit GEO merupakan sebuah satelit yang ditempatkan dalam orbit yang

posisinya tetap dengan posisi suatu titik di bumi. Karena mempunyai posisi yang tetap maka waktu edarnyapun sama dengan waktu rotasi bumi. Posisi orbit satelit GEO sejajar dengan garis khatulistiwa atau mempunyai titik lintang nol derajat.

Gambar Orbit Satelit GEO

Satelit GEO mempunyai jarak sebesar 35786 Km dari permukaan bumi. Pada satelit dengan orbit GEO inilah yang akan banyak dibahas dan dijadikan sebagai contoh perhitungan soal. Keuntungan satelit orbit GEO ini salah satunya adalah dalam mentracking antena pengendalian dari suatu stasion bumi tidak perlu mengikuti pergerakan satelit karena satelit tersebut sama periodenya dengan rotasi bumi. Bandingkan dengan tracking antena pada satelit LEO yang harus mengikuti pergerakan satelitnya yang tidak sama dengan periode bumi berputar. Kerugian dari satelit orbit GEO adalah karena jarak yang sangat jauh dari permukaan bumi maka daya pancar sinyal haruslah tinggi dan sering terjadi delay yang cukup signifikan. Cakupan satelit GEO pun sebenarnya tidak mencakup semua posisi di permukaan bumi. Lokasi yang berada di kutub utara dan selatan tidak dapat terjangkau dengan menggunakan satelit GEO karena foot printnya yang terbatas seperti gambar di bawah ini.

18

Gambar satelit GEO yang tidak bisa mencakup seluruh permukaan bumi Selengkapnya keuntungan dan kerugian satelit GEO adalah sebagai berikut:

Untuk menunjukan posisi satelit pada orbitnya seringkali digunakan istilah yang menggantikan bujur dan lintang. Istilah bujur akan diganti dengan Longitude dan istilah Lintang akan diganti dengan Latitude. Penjelasan dari longitude dan latitude ada di gambar di bawah ini:

19

Gambar Latitude dan Longitude Bumi

Gambar Posisi Satelit di Orbit GEO

Orbit Polar Satelit yang mengorbit pada orbit polar merupakan satelit yang mempunyai inklinasi (penyimpangan) sebesar 90 ° dari orbit geostationer. Atau boleh dikatakan bahwa satelit ini mengitari bumi dari arah selatan ke utara. Karena arah perputaranya yang tidak sinkron dengan arah rotasi bumi maka satelit jenis polar ini jarang digunakan.

20

Gambar Orbit Sateli Jenis Polar

b Orbit Eliptical Satelit dengan orbit elips merupakan satelit yang mengorbit dengan bentuk orbit yang elips terhadap bumi. Dengan bentuk orbit yang ellips tersebut maka menghasilkan suatu jarak yang tidak sama (sinkron) pada setiap posisi dengan permukaan bumi. Bentuk orbit eliptical pada sebuah satelit dapat ditunjukan pada gambar di bawah ini:

Gambar Orbit Eliptical Pada satelit dengan orbit eliptical maka akan terjadi satu posisi terjauh dari permukaan bumi dan satu posisi terdekat dari permukaan bumi. Posisi terjauh dari permukaan bumi dinamakan dengan posisi apogee. Posisi terdekat dengan permukaan bumi dinamakan dengan posisi perigee.

21

Gambar gabungan orbit satelit



JENIS SATELIT BERDASARKAN LAYANANYA Dari beberapa satelit yang sudah disebutkan di atas merupakan satelit2 yang

mengorbit pada ketinggian tertentu dan dengan jenis orbit yang berbeda. Masing-masing satelit tersebut juga didesain untuk aplikasi tertentu seperti tercantum di bawah ini:

− Fixed Services Satellite Merupakan satelit yang dedesain untuk melayani panggilan telepon, transmisi data ( internet) atapun untuk TV Broadcasting. Satelit model ini mempunyai daya pancar yang rendah sekitar 10 – 20 watts per transmit carrier sehingga diperlukan antena penerima yang mempunyai diameter cukup besar untuk dapat menangkap frekuensi downlinknya.

− Direct Broadcast Satelit Merupakan satelit yang didesain secara khusus untuk melayani aplikasi Broadcasting TV dan Radio sehingga memerlukan daya yang sangat besar. 22

Daya pada satelit DBS ini berkisar sampai dengan 10 kali lipat daya pada satelit FSS. Dengan daya yang besar maka user yang ada di Ground Segment dapat menggunakan antena dengan diameter yang kecil untuk menangkap siaranya.

− Mobile Satelit Services Merupakan satelit yang khusus diaplikasikan untuk keperluan telepon nirkabel. Konsepnya sama dengan telepon selular hanya daerah cakupanya tidak terbatas pada sel yang bersangkutan saja tapi seluas foot print satelit yang bersangkutan. Satelit ini menggunakan konfigurasi frekuensi up link dan down link seperti di bawah ini:

− Medium Power Satellite Merupakan satelit yang mempunyai daya sekitar 50 watt. Karena dayanya berada diantara FSS dan DBS maka penggunaan satelit ini dikhususkan untuk aplikasi umum dan juga untuk militer. Konfigurasinya ada di gambar di bawah ini:

23

Gambar: Konfigurasi umum satelit untuk broadcasting



PERGERAKAN SATELIT Satelit yang mengitari bumi pada orbitnya akan dikendalikan oleh Master

Control Station di Stasion Bumi. Pengenalian satelit yang berada puluhan ribu kilometer dari bumi menggunakan sistem otomatis yang didasarkan atas dua sistem pengendalian sebagai berikut: − Spin Stablilized Satellite Merupakan metode pengendalian satelite dengan cara menggerakan body satelit secara berputar untuk menuju ke suatu posisi tertentu yang diinginkan. Satelit yang secara teori akan diam pada posisinya di orbit pada kenyataanya akan bergeser dari orbit yang sebenarnya. Dengan metode Spin Stabillized Satellite ini dibagi atas empat kontrol dasar yaitu: 

Spin Axis Atitude Control System

Merupakan bagian yang akan mengontrol pergerakan satelit dari arah atas dan bawah atau dengan kata lain tinggi satelit dari permukaan bumi dikendalikan melalui bagian ini. 

Orbit Control System

24

Merupakan bagian yang akan mengontrol pergerakan satelit dari arah barat dan timur (east – west station keeping) dan simpangan utara- selatan (north –  west station keeping) 

Spin Rate Control System

Merupakan bagian yang akan mengontrol kecepatan putar satelit dalam bergerak kembali ke posisi yang diinginkan. 

Active Nutation Control

Merupakan bagian yang mendeteksi posisi satelit pada bujur dan lintang yang diinginkan. Satelit akan mengirimkan sinyal yang mendakan posisi dirinya setiap beberapa detik sekali lewat active nutation control.

− Three Axis Body Stabilized Merupakan pengontrolan posisi satelit berdasarkan sumbu koordinat X, Y dan Z. Dari ketiga sumbu koordinat tersebut akan dipetakan menjadi posisi pitch, roll dan yaw. Lebih jelasnya adalah sesuai dengan gambar di bawah ini:

roll

pitch

yaw

Dalam mengendalikan sebuah satelit di ruang angkasa terkadang timbul beberapa kejadian yang disebabkan oleh konfigurasi orbit dengan lingkungan sekitarnya termasuk matahari dan bulan. Beberapa kejadian yang mengganggu kinerja sebuah satelit adalah sebagai berikut: 1. Sun Outage Merupakan sebuah kejadian di mana satelit berada di tengah antara bumi dan matahari. Dengan posisi ini maka satelit akan menghalangi sinar matahari 25

yang mengarah ke bumi. Atau dengan kata lain bahwa pada posisi sun outage ini  jarak satelit dengan matahari mencapai jarak terdekat. Dengan jarak yang sangat dekat antara satelit dengan matahari menyebabkan perangkat yang ada di space segment juga akan mengalami panas yang meningkat drastis, akibatnya akan mengurangi performa atau kinerja satelit itu sendiri.

Gambar fenomena Sun Outage 2. Gerhana ( Eclipse ) Merupakan sebuah kejadian di mana posisi satelit terhalang oleh posisi bumi dari sinar matahari. Akibat dari gerhana ini maka catu daya satelit yang mengandalkan sinar matahari akan terganggu.Satelit akan mendapat catu daya dari battere selama gerhana berlangsung. Perpindahan catuan dari solar cell ke battere terkadang menyebabkan gangguan pada satelit.

Gambar fenomena gerhana pada satelit

26

BAB III GROUND SEGMENT DAN SPACE SEGMENT

TUJUAN INSTRUKSIONAL UMUM: Mahasiswa dapat menjelaskan tentang konfigurasi Ground Segment dan Space Segment serta dapat mengetahui dasar manajemen transponder.

TUJUAN INSTRUKSIONAL KHUSUS : 1. Memahami konfigurasi Ground Segment beserta bagian-bagianya. 2. Memahami konfigurasi Space Segment beserta bagian-bagianya. 3. Mengetahui sistem frekuensi re use pada transponder 4. Mendesain sebuah manajemen transponder sederhana

Bagian-bagian Sistem Komunikasi Satelit 

GROUND SEGMENT Stasiun Bumi adalah peralatan yang berfungsi untuk komunikasi. Secara sederhana konfigurasi stasiun bumi dapat dilihat pada gambar dibawah ini :

HPA/SSPA

Up Converter

LNA

Down Converter

ANTENA

PERANGKAT RF (RADIO (RADIO FREKUENS I) I) PERANGKAT IF (INTERMEDIATE (INTERMEDIATE FREKUENSI) DAN BB (BASE (BASE BAND )

Gbr. Blok Diagram Stasiun Bumi secara umum

Adapun Keterangan dari masing-masing subsistem di atas adalah : a. Antena Parabola Antena Parabola berfungsi sebagai penguat daya dan mengubah dari gelombang RF terbimbing menjadi gelombang RF bebas dan sebaliknya. 27

b.

HPA (High Power Amplifier) HPA merupakan penguat akhir dari sinyal RF sebelum dipancarkan ke satelit melalui antenna parabola, input dari HPA adalah sinyal RF dari Up converter dengan daya rendah sehingga dikuatkan oleh HPA sinyal RF tersebut mempunyai daya yang cukup untuk diberikan ke antena selanjutnya dapat dipancarkan ke satelit dengan harga EIRP yang telah disyaratkan.

c. LNA (Low Noise Amplifier) Adalah suatu penguat pada arah terima yang berfungsi untuk mempurkuat sinyal yang diterima dari antenna parobola, LNA harus ditempatkan sedekat mungkin dengan antena, hal ini dimaksudkan untuk mendapatkan G/ T (Gain to Noise Temperature Ratio) lebih baik. d. Up/ Down Converter Up/ Down Converter terdiri dari dua bagian yaitu bagian Up converter yang berfungsi mengubah sinyal IF 70 Mhz menjadi sinyal RF 6 Ghz, sedangkan bagian Down Converter berfungsi mengubah sinyal RF 4 Ghz menjadi sinyal IF 70 Mhz. Kedua bagian tersebut menggunakan common transponder synthesizer 5 Ghz. Sehingga up/ down converter ini dapat dioperasikan pada transponder yang diinginkan. e. Perangkat IF Perangkat IF berfungsi untuk memodulasi sinyal suara atau data menjadi sinyal IF 70 Mhz dan sebaliknya, biasa perangkat ini disebut MODEM (Modulator Demodulator), adapaun jenis-jenis modem tersebut adalah tergantung dari sistem yang digunakan, sebagai contoh : − Untuk sistem SCPC : MODEM SCPC. − Untuk sistem IDR : MODEM IDR − Untuk sistem VSAT : MODEM VSAT



SPACE SEGMENT Satelit merupakan suatu microwave repeater Station (stasiun pengulang

gelombang mikro) yang berfungsi untuk memperkuat sinyal yang berasal dari stasiun bumi serta memproses translasi frekuensi dari Uplink frequency yang 28

terletak pada lebar bidang frekuensi mulai dari 5,925 Ghz sampai dengan 6,425 Ghz menjadi Downlink frequency dari 3,7 Ghz sampai dengan 4,2 Ghz. Secara sederhana blok diagram fungsi satelit digambarkan seperti pada gambar berikut: Sinyal-sinyal RF dari stasiun bumi dengan frekuensi pancar 6 Ghz setelah diterima oleh antenna akan dilewatkan pada Band Pass Filter (BPF) untuk melewatkan frekuensi yang dikehendaki saja dan terjadi proses pemisahan sinyal komado dari sinyal komunikasi. Sinyal komunikasi yang mempunyai lebar bidang frekuensi 5925 Mhz – 6425 Mhz setelah diperkuat oleh Low Noise Amplifier (LNA) kemudian dicampur dengan frekuensi 2225 Mhz yang dihasilkan oleh Local Oscillator (LO) sehingga keluaran mixer merupakan sinyal yang mempunyai lebar bidang frekuensi antara 3700 Mhz – 4200 Mhz. Sebelum sinyal tersebut dipancarkan kembali ke bumi, terlebih dahulu diperkuat oleh High Power Amplifier (HPA) dan dilkakukan dalam sebuah Band Pass Filter bersama-sama dengan sinyal yang berasal dari telemetry transmitter yang berisi antara lain data kondisi peralatan satelit. Sedangkan sinyal komando akan diproses oleh Command Receiver, sehingga dapat diditeksi apa isi perintah dari stasiun bumi pengendali utama. Sinyal komando ini dimaksudkan untuk kegiatan pemeliharaan dan atau perbaikan peralatan satelit, posisi satelit dan lain sebagainya.

Antena

D/C

Antena

RF in 6 Ghz

Rf out BP F

LNA

MI X

HPA

BP F

OS C

To Command Receiver

Dari Telemetry 2,225 Ghz

Transmitter

Gbr. Blok Diagram Fungsi Satelit

29

4 Ghz

Subsistem pada satelit Secara garis besar seluruh peralatan yang ada dalam satelit contohnya satelit palapa A maupun satelit palapa B dapat dikategorikan sebagai berikut : -

Peralatan komunikasi (Communication Subsystem)

-

Peralatan catudaya (Power Subsystem)

-

Peralatan Komando dan Telemetry (Command and Telemetry Subsystem)

-

Peralatan pengontrol satelit Hubungan antara subsistem tersebut dapat dilihat pada gambar 2.2

Solar Cell

Storage batterie

Receiver Rece iver

Solar Cell

Power Conditionary

Command & Telemetry

Fre . Tra Trans ns I

Position control sub.

Trasmitte Tras mitterr

Ant subsystem

antena thruster Gbr. Blok Diagram Subsistem Satelit

Sedangkan fungsi serta manfaat dari masing-masing peralatan seperti gambar di atas adalah sebagai berikut : a. Peralatan komunikasi Peralatan komunikasi satelit palapa terdiri dari : 30

1. Antena yang berfungsi untuk menerima dan memancarkan sinyalsinyal komunikasi bersama dengan sinyal telemetry dari stasiun bumi dan memancarkan kembali sinyal komunikasi bersama dengan sinyal telemetry ke Stasiun Bumi. Antena satelit ada dua jenis yaitu antenna reflector parabola dengan gain (penguatan) yang tinggi digunakan untuk komunikasi maupun untuk kontrol, dan pengendali pada saat satelit berada pada posisi tetap di kedudukan yang telah ditentukan, dan sebuah antena omnidirectional yang ditempatkan pada ujung atas dari antenna parabola berfungsi untuk pengiriman maupun penerimaan sinyal komando dan telemetry pada saat satelit belum pada posisi stasioner. Antena satelit harus diam tak berputar (despun), sedangkan badan (body) satelit terus menerus berputar (spinning), maka dari itu antena satelit yang diam dan badan satelit yang berputar dihubungkan dengan peralatan rotary join . 2. Microwave repeater yang berfungsi untuk menerima, memperkuat serta

mentranslasikan

sinyal-sinyal

dari

stasiun

bumi,

untuk

selanjutnya dipancarkan kembali ke stasiun bumi yang dituju.

b. Peralatan catu daya (power subsystem) Peralatan catu daya dalam suatu satelit terdiri atas sel surya (solar cell) yang dipasang pada sisi luar badan satelit, battery, bus limiter, battery charge, reconditioning unit serta peralatan pengontrol. Sel surya sebagai sumber utama untuk catu daya satelit tetapi pada saat terjadi gerhanan dimana bayangan bumi mengenai satelit (dalam 1 tahun ratarata terjadi gerhana 2 kali dan lama waktu terjadinya gerhana antara 5 –  72 menit), maka catu daya satelit hanya disangga oleh battery. c. Peralatan kontrol reaksi Peralatan kontrol reaksi (Reaction Control Subsystem / RCS) berfungsi untuk memperbaiki/ memelihara posisi satelit pada posisi sesuai dengan spesifikasi yang telah ditentukan. Peralatan unit terdiri dari tangki-tangki propellant (Hydrazine), jet-jet (Hydrazine thruster), propellant filter, pressure transducer serta pengontrol 31

temperatur. Jet-jet tersebut berfungsi untuk melakukan maneuver (pengaktifan thruster) jika ada perintah dari MSC dalam rangka memperbaiki posisi satelit. b. Peralatan komando dan telemetry Peralatan komando dan telemetry pada satelit terdiri dari pesawat penerima komando (Command Receiver) dan pesawat pemancar telemetry (telemetry Transmitter). Antena bicone (bicone antenna) digunakan pada satelit berada pada transfer orbit, sedangkan pada saat satelit berada pada posisi orbitnya digunakan antena grid reflector, bersamaan dengan sinyal komunikasi dan selanjutnya antena bicone digunakan sebagai back up. Peralatan telemetry berfungsi untuk memberikan data informasi ke stasiun pengendali tentang status kondisi, posisi dan attitude (sikap) satelit serta di gunakan untuk keperluan ranging tone pada saat satelit berada pada kedudukan transfer orbit, sebelum mencapai kedudukan stasioner. Peralatan komando terdiri dari 2 set peralatan yang identik, redundant dan bekerja secara bersamaan untuk menerima, mendemodulasi serta mendekodekan sinyal-sinyal komando dari bumi untuk keperluan pemeliharaan dan perbaikan bagian-bagian yang rusak pada satelit.

Pembagian Transponder Pada Satelit Lebar bidang frekuensi yang digunakan dalam sistem komunikasi satelit khusus pada satelit Palapa generasi A dan B adalah sebesar 500 Mhz, yaitu pada arah pancaran dari stasiun bumi (arah pancaran satelit) adalah 3.700 4.200 Mhz. Sifat dari gelombang elektromagnetik adalah mempunyai dua polarisasi yakni polarisasi p olarisasi horizontal  yaitu jika medan listrik dari gelombang elektromagnetik searah dengan perambatannya dan polarisasi vertical  jika medan listriknya tegak lurus dengan arah perambatannya, kedua polarisasi tersebut dimanfaatkan dalam sistem komunikasi satelit dengan menggunakan suatu alat pada subsistem antena yang disebut polarizer  (alat untuk memilih polarisasi), sehingga dalam komunikasi satelit mempunyai dua polarisasi.

32

Lebar bidang frekuensi dalam satu transponder sebesar 40 Mhz, maka sesuai dengan lebar bidang frekuensi yang digunakan pada satelit terdapat 18 transponder dengan polarisasi vertical dan 18 transponder dengan polarisasi horizontal dengan demikian jumlah keseluruhannya ada 36 transponder. Namun demikian dalam operasinya lebar bidang frekuensi transponder yang digunakan sebesar 36 Mhz, 2 Mhz disisi kiri dan kanan dari spektrum lebar bidang frekuensi transponder dimaksudkan

merupakan untuk

frekuensi

gap

(guard

pengamanan

agar

tidak

band

frequency)

yang

terjadi

interferensi

antar

transponder.

5945 5985 6025 6065 6105 6145 6185 6225 6265 6305 6345 6385 1V 2V 3V 4V 5V 6V 7V 8V 9V 10V 11V 12V

6465 6505 6545 6585 6625 6665 13V 14V 15V 16V 17V 18V

5965 6005 6045 6085 6125 6165 6205 6245 6285 6325 6365 6405 1H 2H 3H 4H 5H 6H 7H 8H 9H 10H 11H 12H

6485 6525 6565 6605 6645 6685 13H 14H 15H 16 17H 18H

3420 3460 3500 3540 3580 3620 13H 14H 15H 16 17H 18H

3720 3760 3800 3840 3880 3920 3960 4000 4040 4080 4120 4160 1H 2H 3H 4H 5H 6H 7H 8H 9H 10H 11H 12H

3440 3480 3520 3560 3600 3640 13V 14V 15V 16V 17V 18V

3740 3780 3820 3860 3900 3940 3980 4020 4060 4100 4140 4180 1V 2V 3V 4V 5V 6V 7V 8V 9V 10V 11V 12V

Gbr. Pembagian Transponder pada sistem Komunikasi Satelit

Catatan :    

BW tiap XPDR 36 MHz Guard Band 4 MHz Beacon 4199.875 MHz (Hor) Beacon 3701.75 MHz (Ver)

33

BAB IV PENGHITUNGAN PARAMETER SATELIT

TUJUAN INSTRUKSIONAL UMUM: Mahasiswa dapat menjelaskan tentang Pointing Antena Stasion Bumi, serta dapat menghitung interferensi satelit terdekat akibat Side Lobe Antena

TUJUAN INSTRUKSIONAL KHUSUS : 1. Menghitung sudut Azimuth dan Elevasi 2. Menghitung parameter umum dalam sistem komunikasi satelit 3. Menggunakan satuan transmisi satelit dengan benar 4. Menghitung Side Lobe antena Stasion Bumi yang menginterferens satelit tetangga

POINTING ANTENA Sudut Azimuth dan Elevasi Sebagaimana

telah

diketahui

sebelumnya

bahwa

satelit

pada

orbit

geostasioner tampak relatif tetap bila dilihat dari bumi, oleh karena itu bila stasion bumi berada di daerah cakupan satelit, maka dapat saling berkomunikasi dengan cara mengarahkan antena pengirim atau penerima ke satelit. Posisi stasion bumi baik stasion bumi pemancar ataupun penerima memegang peranan penting dalam komunikasi satelit, sedangkan satelit hanya berperan sebagai pengulang (repeater  ) untuk itu stasion bumi harus diletakan pada posisi yang tepat dan berada pada daerah cakupan satelit agar sinyal yang dikirim dapat diterima satelit dan dipancarkan kembali pada station penerima. Untuk

meletakan

station

bumi

pada

posisi

yang

tepat

agar

bisa

berkomunikasi dengan satelit, harus diketahui sudut elevasinya sehingga rugrugi yang mungkin terjadi khususnya rugi-rugi pancaran antena dapat diminimalkan dan daya yang dipancarkan atau yang diterima bisa optimal. Sudut elevasi (E) adalah sudut yang dihasilkan oleh arah utara sebenarnya dari titik yang akan kita pasang antena dengan arah vertikal antara satelit dengan antena. Sudut azimut A teoritis berada diantara di antara 0 dan 360°, 360°, tergantung dari dar i 34

lokasi station bumi dengan mengambil titik acuan pada titik subsatelit, sudut azimut didapat: 1. Sebelah Utara Khatulistiwa Stasion bumi berada di barat satelit : A = 180° - A’ Stasion bumi berada di timur satelit : A = 180 + A’ 2. Sebelah Selatan Khatulistiwa Stasion bumi berada di barat satelit : A = A’ Stasion bumi berada di timur satelit : A = 360 – A’ Dengan A’ adalah sudut positf, untuk menghitung A’:

 tan θ s − θ l    A’ = tan  –1   sin θ 1       tan longSB − longSat   = tan −1   sin latSB  

Menghitung Sudut Elevasi Sudut Azimuth dan Elevasi diperlukan untuk membantu mengarahkan posisi antena stasion bumi ke arah antena satelit, sehingga tidak terjadi pointing  loss .

Nilai sudut elevasi ini akan dicari untuk masing-masing posisi yang

memungkinkan untuk ditempatkanya stasion bumi. Besarnya sudut elevasi dapat dihitung menggunakan rumus sebagai berikut: cosθ  = (Re+ h)

1 − cos 2 ϕ g cos2 ∆λ  2

h + 2 R E ( R E  + h)(1 − cos ϕ G cos ∆λ )

dengan: h= orbit satelit geostasioner (35786 km) Re= jari-jari bumi (6378) cosϕ cos ϕ= selisish longitude stasiun bumi dengan satelit cos∆= nilai latitude dari stasion bumi cos∆

35

36

PARAMETER-PARAMETER SISKOMSAT Noise 

Noise secara umum didefenisikan sebagai bentuk signal yang tidak diinginkan pada sirkuit telekomunikasi. Ada 4 (empat) kategori noise yang perlu kita ketahui : •

Thermal noise

•

Intermodulation noise

•

Crosstalk

•

Impulse noise

1 Thermal Noise 

Thermal noise adalah noise yang muncul pada setiap media transmisi dan pada setiap perangkat telekomunikasi sebagai akibat dari gerakan elektron secara acak. Niose ini mempunyai sifat menyebar merata ke seluruh band frekuensi. Setiap komponen pada perangkat dan setiap media transmisi selalu memberikan kontribusi thermal noise pada sistem, jika bekerja pada temperatur di atas temperatur mutlak. Besaran noise ini biasanya dinyatakan dalam derajat Kelvin. Karena penyebarannya merata pada seluruh band frekuensi, maka noise ini dinamakan White noise. Besarnya thermal noise dirumuskan sebagai berikut: P n = k . T (W/Hz) Di mana : K = konstanta boltzman = 1,3803 × 10  –23 J/ °K T = temperatur mutlak = K Rumus di atas menyatakan bahwa thermal noise berbanding lurus dengan bandwidth dan temperatur. Pada bandwidth tertentu thermal noise menjadi :

37

Pn = k . T . B Watt Contoh : Suatu amplifier mempunyai effective noise temperatur 100 ° K pada bandwidth 10 MHz. Berapa besarnya thermal noise dari amplifier tersebut ? = 10 log 1,3803 × 10  –23 + 10 log 100 + 10 log 10 7

Pn

= -228,6 + 20 + 70 = - 138,6 dBw 2 Intermodulation noise Intermodulation noise ditimbulkan oleh intermodulation product. Jika kita memasukkan 2 frekuensi, f1 dan f2 pada sebuah komponen non linier, maka pada output akan terdapat frekuensi spurious. Frekuensi spurious ini dapat muncul di dalam atau di luar frekuensi perangkat yang bersangkutan.

Second order Third order

: f1 ± f2 : f1 ± 2f2 ; 2f1 ± f2

Fourth order : 2f1 ± 2f2 ; 3f1 ± f2 Misal : f1 = 100 ; f2 = 101 f1 + f2

= 201

2f1 – 2f2

=2

f2 – f1

=1

3f1 + f2

= 401

2f1 + f2

= 301

3f1 – f2

= 199

2f1 – f2

= 99

f1 + 2f2

= 302

2f1 + 2f2

= 402

f1 – 2f2

= 102

Intermodulasi muncul jika : •

Level setting salah (level input terlalu tinggi).

38

•

Dengan level input yang tinggi, maka bekerjanya perangkat akan dikemudikan pada daerah non linier.

•

Salah adjustmen sehingga perangkat bekerja pada daerah non linier. Distorsi Order 3

(3f1-f2)

(3f1-f2)

Produk intermodulasi order 5

Distorsi Order 5

f1

f2 frekue nsi frekuensi

order 3

(3f1-f2)

(3f1-f2)

Produk intermodulasi

input

order 3

order 5

Dampak fatal akibat intermodulasi : •

Terjadi crosstalk

•

Broken call atau pembicara terputus tiba-tiba

•

Penurunan kualitas kanal

•

Penurunan SCR

•

Gangguan pada transponder yang berdekatan

3 Crosstalk Crosstalk adalah pengkopelan yang tidak kita inginkan pada jalur signal. 3 macam penyebab crosstalk, yaitu : •

Electrical coupling antar media trasmisi, contoh : electrical coupling antar kabel voice.

•

Frekuensi respon yang buruk sebagai akibat rusaknya filter atau disain filter yang jelek

•

Non linierity pada sistem multi channel (FDM).

Crosstalk ada 2 macam, yaitu : •

Near end crosstalk 39

Far end crosstalk

•

Kedua crosstalk tersebut besarnya harus > 43 dB untuk Long Distance Circuit dan > 58 dB untuk kabel dari langganan ke sentral. (Ref. CCITT Rec. G 151 D) Signal to noise ratio (S/N) Teknisi transmisi lebih sering berurusan dengan signal to noise ratio (S/N) dibandingkan dengan kriteria lain. S/N adalah perbandingan level signal dengan level noise yang dinyatakan dalam dB. S / N = 10 log Daya signal (Watt) dB

Noise (Watt) Atau : S/N (dB) = level signal (dBm) – level noise (dBm) Contoh : Level noise = 5 dBm ; Level signal 20 dBm S/N = 20 – 5 = 15 dB (lihat jelas gambar berikut) Untuk memperbesar S/N dapat dilakukan dengan cara : •

Memperbesar daya signal

•

Memperkecil daya derau (noise)

•

Meperbesar daya signal sekaligus memperkecil daya derau

Level

Signal 20 dBm

Noise 5 S/N = 15

40

G/T (Figure of Merite) Gain to Noise Temperatur Ratio (G/T) merupakan ukuran penampilan baik buruknya (peformance) sistem penerimaan pada suatu SB. Secara matematik G/T dirumuskan sebagai berikut : G/T =

Gain antena (dB)

(dB/ °K)

Temperature sistem (° (°K) Di mana : G = penguatan antena Rx T = temperature sistem (antena / LNA / recevier) Semakin besar G/T, berarti semakin sensitif dan semakin baik kualitas penerimaannya. Untuk mendapatkan harga G/T yang besar dapat dilakukan dengan cara : •

Memperbesar penguatan antena

•

Menggunakan penerima dengan temeratur derau yang rendah (semakin kecil temperatur LNA, semakin baik mutu penerimaannya)

Contoh perhitungannya : Antena parabola = 5 M, Gain = 43 dB, temperatur LNA = 40 ° K, Temperatur sistem penerima = 2° 2 °K, berapa G/T?

EIRP (Effectife Isotropic Radiated Power) EIRP adalah besarnya daya suatu carrier yang dipancarkan oleh suatu antena, satuannya dinyatakan dalam dB Watt. Harga EIRP adalah hasil penjumlahan antara daya keluaran HPA dengan penguatan antena dikurangi dengan redaman IFL (Interfacility Link). Besarnya EIRP dapat dirumuskan sebagai berikut : EIRP = P out HPA (dBw) + G antena (dB) – loss IFL (dB) Harga EIRP dapat diperkecil atau diperbesar dengan cara :

41

•

Memperkecil/memperbesar output HPA

•

Meperkecil/memperbesar penguatan antena

•

Memperpanjang/memperpendek IFL

Contoh perhitungan EIRP : Output HPA = 30 Watt; Gain antena = 43 dB; Loss IFL = 1,5 dB. Berapakah besarnya EIRP ? EIRP = 14,7 dBw + 43 dB – 1,5 dB = 56,2 dBw

Noise figure Seperti yang diuraikan di atas setiap sirkit pasif dan aktif pada setiap media trasmisi menyumbangkan noise pada sistem transmisi. Noise figure adalah perbandingan antara noise yang dihasilkan perangkat dalam kenyataan dibandingkan dengan noise pada perangkat ideal. Untuk perangkat linier, noise figure (NF) dinyatakan : NF = S/N in

S/N out Dalam dB : NF = S/N in (dB) – S/N out (dB) Contoh (menghitung S/N in) : Recevier dengan : NF = 10 dB dan S/N out = 50 dB NF = S/N in – S/N out 10 = S/N in – 50 S/N in = 60 dB Satuan Pengukuran Transmisi Desibel (dB)

42

Suatu saluran menyatakan besaran perbandingan logaritnik daya keluar dengan daya masuk diamna daya tersebut merupakan harga relatif. Dari defenisi tersebut, misalkan suatu peralatan mempunyai penguatan 2 kali (input = 1 W, output 2 W), bila dinyatakan dalam dB, maka penguatan tersebut = 3 dB. Harga tersebut didapat dari penurunan rumus : Gain (dB) = 10 log Pout

Pin = 10 log 2/1 = 3,0103 dB Misalkan suatu peralatan mempunyai redaman 1/1000 kali (input = 1000 W, output = 1W), bila dinyatakan dalam dB, maka penguatan tersebut = - 30 dB. Harga tersebut didapat dari penurunan rumus : Gain (dB) = 10 log P2

P1 1

= 10 log

1000 = - 30 dB Karena hasilnya negatif, peralatan tersebuut bukan penguatan, tetapi redaman sebesar 30 dB.

dBm Satuan harga mutlak suatu perbadningan daya terhadap daya 1 miliwatt yang dituliskan dengan rumus : Daya (dBm) = 10 log daya (mW)

1 mW contoh :

43

suatu amplifier mempunyai penguatan 1 mW, berapa dBm besar penguatan tersebut ? Daya (dBm) = 1/1 = 0 dBm Jadi 1mW = 0 dBm

dBw Satuan harga mutlak suatu daya terhadap daya 1 Watt Daya (dBW) = 10 log daya (W)

1W Contoh : Misal diketahui daya 13 Watt, berapa dBw daya tersebut ? Daya (dBw) = 10 log 13 W

1W = 11,13 dBw

dBm dBm0 adalah satuan harga mutlak suatu daya dalam dBm yang mengacu kepada 0 TLP (Zero test level point). 0 TLP setiap titik mempunyai nomial level yang berbeda-beda dan dinyatakan dalam level dBr (dB referensi) sebagai misal ; nominal level TX VF = -16 dBr = - 16dB. Hubungan antara dBm, dBm0 dan dBr dapat dinyatakan dalam rumus sebagai berikut : dBm = dBm0 + dBr Contoh : - 10 dBm0

0 TLP

44

- 26 dBm

- 16 dBm

Suatu titik pengukuran terukur level –26 dBm, di mana level nominal referensi dari titik ukur tersebut adalah – 16 dBm, maka harga pengukuran tersebut bila dinyatakan dalam dBm0 adalah – 10 dBm0 yang artinya level pada titik pengukuran tersebut 10 dB di bawah nominal level.

JARAK PISAH SATELIT Meskipun telah diketahui jarak pisah antara satelit Telkom 2 dengan Thaicom dan posisi derajat masing-masing satelit dalam derajat, namun belum diketahui jarak sebenarnya antara kedua satelit dalam kilometer. Untuk menentukan jarak tersebut menggunakan rumus berdasarkan gambar 4.1 berikut ini:

2

2

2

2

d  = 2r  − 2r  cos β  = 2r  (1 − cos β )

Parameter-parameter di atas didefinisikan dengan: θ = jarak pisah antara dua buah satelit dilihat dari antena stasion bumi β = jarak pisah antara dua buah satelit dilihat dari selisih longitudenya di = slant range antara range antara stasion bumi dengan satelit r = orbit geostasioner yang panjangnya 42164 km d = jarak pisah antara dua buah satelit dalam km. Dari rumus di atas maka dapat dicari jarak pisah antara satelit Thaicom dengan satelit Telkom 2 sebagai berikut: - Longitude Thaicom 120 ° - Longitude Telkom 2 118° d2 = 2 x 42164 2 (1 – cos β) d2 = 2165197,98 d = 1471 km Hasil perhitungan teknis ini akan selalu berubah-ubah karena satelit akan selalu bergerak menurut orbitnya sehingga jarak pasti pada suatu waktu akan sangat sulit ditentukan.

45

Stasion bumi

θ

Orbit GEO dA

β

r

dB

Satelit Satelit Telkom

Gambar 4.1 Jarak pisah dua buah satelit dilihat dari stasion bumi

Menentukan Daerah Kemiringan (Slant Range) Stasion Bumi dengan Satelit. Daerah kemiringan (slant ( slant range ) antara stasion bumi dengan satelit adalah jarak sebenarnya yang diukur dari stasion bumi ditarik garis lurus menuju posisi satelit di atas. Nilai slant range menggunakan range menggunakan rumus sebagai berikut:

h2 + 2 R E ( R E  + h)(1 − cosϕ G cos∆λ ) D= Di mana:

46

h

= orbit satelit geostasioner (35786 km)

Re

= jari-jari bumi (6378 km)

cosϕ cos ϕ = selisish longitude stasiun bumi dengan satelit cos∆ = nilai latitude dari stasion bumi cos∆ Nilai slant range  diperlukan untuk menghitung lebih lanjut sudut toposentris antara dua satelit yang dilihat dari stasion bumi. Nilai slant range  yang dihitung mengarah pada slant range ke range ke satelit Telkom 2 dan slant range ke range ke satelit Thaicom untuk masing-masing posisi stasion bumi yang akan diletakan. Contoh perhitungan : Posisi stasion bumi di kota Bogor: Latitude: 6,57° Longitude:106,75° Slant Range Thaicom D 2:

35786 2 + (2)(6378)(42164)(1 − cos13,25 cos 6,57)

D= 35978,3 km Slant Range telkom2 : D 2 = 35786 2 + (2)(6378)(42164)(1 − cos11,25 cos 6,57)

D=36033,2 km Menentukan Jarak Pisah Satelit Dilihat Dari Stasion Bumi Jarak pisah sebesar 2° antara satelit Thaicom dan Telkom 2 merupakan   jarak pisah antara satelit dalam lingkup orbit geostasioner. Sedangkan jarak pisah antara dua buah satelit tersebut dilihat dari stasion bumi dicari berdasarkan Gambat 4.1 di atas. Besarnya nilai jarak pisah kedua satelit (bila dilihat dari stasion bumi) dengan koordinat tertentu adalah:

 d  A2 + d  B2 − 2r 2 (1 − cos β )  θ  = cos   2d  A d  B   −1

(4.3)

dengan nilai konstantanya adalah sama dengan konstanta rumus 4.2 di atas. Besarnya nilai sudut toposentris tersebut akan berbeda-beda sesuai dengan posisi stasiun buminya. Sudut Toposentris ini akan berguna untuk menentukan besarnya side lobe  antena yang mengarah ke satelit Thaicom. Untuk daerah yang terdapat dalam 4 kawasan tersebut akan mempunyai nilai yang berbeda yang akan berpengaruh terhadap nilai interferens terhadap kedua 47

satelit

tersebut. Sebagai contoh, di bawah ini merupakan hasil perhitungan nilai sudut toposentris untuk masing-masing daerah dalam pembagian seperti di atas: 1) Daerah dalam kawasan Utara Khatulistiwa dan di sebelah barat satelit. - Nama Kota : Medan - Slant Range (118) : 36221,67 -

- Slant Range (120): 36311,51

(36221,67

-Nilai Sudut Toposentris ( θ) =

2

+ 36311,512 − 2165978,98)

2 x36221,67 x35311,51

= 2,32093° 2) Daerah dalam kawasan Utara Khatulistiwa dan di sebelah timur satelit - Nama Kota : Manado - Slant Range (120) : 35816,62 -Slant Range (118) : 35843,56 - Nilai Sudut Toposentris ( θ) =

(35816,62

2

+ 35843,562 − 2165978,98)

2 x35861,62 x35843,56

= 2,3532° 3) Daerah dalam kawasan Selatan Khatulistiwa dan di sebelah barat satelit Nama Kota

: Bogor

Slant Range (120) : 35978,3 Slant Range (118) : 36033,2

(35978,3

2

Nilai Sudut Toposentris ( θ) =

+ 36033,22 − 2165978,98)

2 x35978,3 x36033,2

= 2,34048° 4) Daerah dalam kawasan Selatan Khatulistiwa dan di sebelah timur satelit Nama Kota : Ambon Slant Range (120) : 35888,4 Slant Range (118) : 35930,05 Nilai Sudut Toposentris ( θ) =

(35888,4

2

+ 35930,052 − 2165978,98)

2 x35888,04 x35930,05

= 2,342°

48

Menentukan Gain Antenna Mencari nilai penguatan ( gain ) antena dimaksudkan untuk mengetahui karakterisitik antena yang dipergunakan stasion bumi sehingga dapat dicari nilai side lobe- nya. nya. Gain  antena dicari dengan menggunakan rumus 3.9 dengan mengasumsikan nilai η adalah sebesar 0,6 dan frekuensi yang digunakan adalah frekuensi up link untuk link untuk C-Band sebesar 6 Ghz. Parameter diameter antena akan ditentukan mulai dari antena sebesar 2,4 m sampai dengan antena sebesar 1,7 meter. − Untuk antena dengan diameter 2,4 maka nilai G max akan bernilai: Gmax = 10 log η(πDf/c)2 = 10 log 0,6(3,14 x 2,4 x 6x 10 9 / 3x 108)2 = 41,344 dBi

− Untuk antena dengan diameter 2,2 maka nilai G max akan bernilai: Gmax = 10 log 0,6 (3,14 x 2,2 x 6x 10 9 / 3x 108)2 = 40,589 dBi

− Untuk antena dengan diameter 2,1 maka nilai G max akan bernilai: Gmax = 10 log 0,6 (3,14 x 2,1 x 6x 10 9 / 3x 108)2 = 40,185 dBi Nilai Gmax

Diameter Antena 1. Antena 2,4 Meter

41.334 dBi

2. Antena 2,2 Meter

40,589 dBi

3. Antena 2,1 Meter

40,185 dBi

4. Antena 2 Meter

39,76 dBi

5. Antena 1,8 Meter

38,846 dBi

6. Antena 1,7 Meter

38,35 dBi

Tabel 4.1 Nilai Gain antena berdasarkan diameter

49

Menentukan Lebar Berkas (Beamwidth) θ3dB Lebar berkas suatu antena sering disebut dengan beam width θ width θ3dB. Harga ini berarti harga penguatan pada posisi sudut sesuai pengarahan di mana gain  akan bernilai setengah dari nilai maksimumnya. Semakin lebar diameter antenanya maka nilai θ3dB akan semakin kecil, artinya berkas sinyal yang dipancarkan akan semakin kohern . Untuk menghitung besarnya lebar berkas menggunakan rumus 3.11 dengan masing-masing diameter antena berbeda nilai lebar berkasnya. Hasil perhitungan besarnya lebar berkas berdasarkan diameter antena adalah sebagai berikut: θ3dB= 70(λ 70(λ /D) = 70(c/fD) (derajat)

Nilai θ3dB

Diameter Antena 2,4 m

1,458°

2.2 m

1,59°

2.1 m

1,67°

2m

1,75°

1,8 m

1,94°

1,7 m

2,05°

Tabel 4.2 Nilai Lebar Berkas Antena berdasarkan diameter

Menentukan Besarnya Side Lobe Antena Stasion Bumi Untuk menentukan besarnya level

side lobe  antena stasion bumi

digunakan rumus 3.12 dengan asumsi bahwa hasil perhitungan tersebut tidak boleh melebihi ketentuan dari ITU-T yang mengacu pada rumus 3.15. Besarnya nilai side lobe  tersebut tidak boleh melebihi ketentuan dari ITU-T yaitu sebesar G = 29 – 25 logθ log θ (Rec.ITU-R S.580-5) berlaku untuk nilai sudut toposentris θ lebih dari1° dari1 °. Sebelumnya terdapat aturan yang lama sebesar G = 32 – 25 log θ (Rec. ITU-R S.580-5) berlaku untuk nilai sudut toposentris θ lebih dari 1° 1 ° untuk 50

antena yang terpasang sebelum tahun 1995. Besarnya nilai side lobe dicari lobe dicari pada setiap posisi stasion bumi yang akan diletakan sehingga diketahui level interferens ke satelit Thaicom. Semakin kecil diameter antena yang dipakai maka semakin besar nilai sidelobe- nya. nya. Fenomena ini harus dihindari supaya tidak menimbulkan interferens bagi satelit di dekatnya. Salah satu contoh hasil perhitungannya adalah sebagai berikut:

Posisi Stasion Bumi: Medan Sudut Toposentris : 2,32093° Diameter antena : 2,4 m G(θ G( θ)dBi = Gmaz,dBi

- 12 (θ / θ3dB)2

(dBi)

= 41,334 – 12 ( 2,32093 / 1,458 ) 2 =10.936 (dBi) Jika kita melihat hasil perhitungan sudut toposentris maka terlihat rata-rata nilai sudut tersebut berkisar pada nilai 2,3 °, oleh karena itu jika aturan dari ITU-T diaplikasikan maka: G(θ G( θ) = 29 – 25 log 2,3° 2,3 ° = 19,96 dBi Artinya bahwa nilai side lobe maksimal lobe maksimal yang diperbolehkan dipasang pada suatu wilayah menggunakan antena jenis apapun nilainya tidak boleh melebihi 19,96 dBi. Apabila diperhatikan lebih lanjut pada tabel hasil perhitungan, maka diameter antena 2 m – 2,4 m aman digunakan karena level side lobenya  kecil, sedangkan untuk antena dengan diameter ≤ 1,9 m akan sangat riskan digunakan karena side lobenya sudah lobenya  sudah melebihi ketentuan dari ITU-T. Pada kenyataanya di lapangan antena dengan diameter tersebut di atas masih banyak digunakan sehingga kemungkinan menginterferensi satelit terdekat akan sangat besar.

51

LINK BUDGET

Perhitungan Sisi Up-link  1. Menentukan Free Space Loss  Untuk menentukan besarnya nilai free space loss up-link digunakan up-link  digunakan asumsi slant range kota range  kota Purwokerto ke satelit Telkom 2 dan frekuensi yang digunakan 6 GHz. Maka perhitungannya adalah sebagai berikut:

Lu =

 4π  f u d u   c   

2

di mana :

Lu = free space loss up-link  du = slant range up-link (m)  u

= panjang gelombang up-link (m)

f u = frekuensi up-link (Hz) 8

c = kecepatan cahaya (2,997925 x 10 m/s)

Sehingga untuk menghitung Lu Purwokerto ke Telkom 2 dengan frekuensi yang digunakan 6 Ghz adalah :

9

Lu =

3

2

4 x  x (6 x 10 ) x (35934, 72 x 10 ) 8 2,997925 x 10

= 8,167 x 10 19 = 10 log 8,167 x 10 19 = 199, 121 dB

2. Menentukan daya Carrier Up-link  Daya carrier up-link adalah up-link adalah daya yang diterima oleh antena pada satelit, setelah daya carrier  yang dikirim stasiun bumi mengalami redaman52

redaman pada saat up-link . Nilai daya carrier up-link  dirumuskan sebagai berikut:

Cu = (EIRP) L

2

4 fudu c

Gu

dengan: Cu = daya carrier up-link (dB) up-link (dB) EIRP = Efective Isotropic Radiated Power (dBW) Power (dBW) L = loss tracking + tracking + atmosphere attenuation (1,2 attenuation (1,2 – 1,5 dB) c = kecepatan cahaya (2,997925 x 10 8 m/s) fu = frekuensi up-link  up-link (Hz) (Hz) du = slant range up-link (m) up-link (m) Gu = penguatan antena satelit (dBi) Untuk mencari nilai daya carrier up-link , terlebih dahulu dicari nilai EIRP. Dengan asumsi output  output HPA HPA (High (High Power Amplifier ) sebesar 30 Watt , gain  gain antena antena sebesar 43 dB dan loss  IFL sebesar 1,5 dB, maka besarnya nilai EIRP adalah sebagai berikut: EIRP = 10 log 30 + 43 – 1,5 = 56,27 dBW

Kemudian untuk mencari besarnya nilai daya carrier up-link  digunakan asumsi slant range  kota Purwokerto ke satelit Telkom 2, frekuensi yang digunakan 6 GHz dan loss tracking + atmosphere  sebesar 1,5 dB maka akan diperoleh nilai sebagai berikut: Cu = (56,27 – 1,5) + 20 log ((4 x (2,997925 x 10 8)) + 43 = 296,891 dBW

53



x (35934, 72x 10 3) x (6 x 10 9)) / 

Menentukan Noise Power Up-link  Noise power up-link dapat up-link  dapat diartikan sebagai noise  noise yang yang mempengaruhi atau mengurangi daya pada saat suatu stasiun bumi mengirimkan sinyal ke satelit. Nilai noise power up-link dirumuskan up-link dirumuskan sebagai berikut ): Nu = k Tu B

dengan: k = konstanta Boltzman (1,38 x 10 -23 J/K) Tu = noise  noise temperatur temperatur (K) B = noise band width (Hz width (Hz) Untuk mencari besarnya nilai noise power up-link  digunakan asumsi noise  temperatur 300 0K dan noise band width  36 MHz maka diperoleh hasil sebagai berikut: Nu = (1,38 x 10 -23) x 300 x (36 x 10 6) = 1,49 x 10 -13 = 10 log 1,49 x 10 -13 = -128,266 dB

Menentukan Carrier Power Flux Density  Parameter SFD menyatakan besarnya kerapatan daya pancar stasiun bumi untuk  menjenuhkan/saturasi transponder. Parameter ini menunjukkan tingkat kepekaan (sensitivitas) dari suatu transponder. Nilai dari daya carrier flux density dirumuskan 8)

sebagai berikut :



=

EIRP 2 4du L

dengan: 

2

= daya carrier flux density (W/m )

EIRP = Efective Isotropic Radiated Power (dBW) 54

(3.4)

du = slant range up-link (m) L = loss tracking + atmosphere atenuasi (1,2 – 1,5 dB)

Untuk mencari besarnya nilai carrier power flux density  digunakan asumsi pada perhitungan mencari daya carrier up-link di up-link di atas (EIRP = 56,27 dBW, slant range  = 35934,72 Km, loss  tracking  + atmosphere  = 1,5 dB) maka diperoleh nilai sebagai berikut: 

= 56,27 – 10 log (4 x



x (35934, 72 x 10 3)2 x 1,5)

= -107,59 dBW/m 2

Menentukan Carrier to Noise Ratio  (C/N) Carrier to Noise Ratio (C/N) adalah merupakan nilai perbandingan antara carrier  yang diterima, dengan sinyal noise yang dihasilkan dalam suatu link .

Persamaan up-link  untuk transmisi ke satelit dapat ditulis secara langsung dengan mensubstitusi nilai-nilai parameter sistem komunikasi satelit ke dalam persamaan dasar link :

 4π  f u d u    GU   dB / K − 10 log K − 10 log B − L − BOi dB  +    c     T U   

C  /  N ..up = EIRPSAT  (dBW ) − 20 log

8)

atau jika diketahui nilai dari daya carrier flux density : 2

2 C/N UP =  sat(dBW/m ) – 10 log 42f u c

+ Gu (dB/K) - 10 log k – 10 log B – BOi Tu

dengan: EIRP = Efective Isotropic Radiated Power (dBW) 

2

= carrier flux density (dBW/m )

f u = frekuensi up-link (Hz) du = slant range up-link (m) 8

c = kecepatan cahaya (2,997925 x 10 m/s)

55

Gu = penguatan antena satelit (dBi) Tu = noise temperatur (K) k = konstanta Boltzman (1.38 x 10

-23

0

J/  K)

B = noise band width (Hz) BOi = back off input (dB) L = loss tracking + atmosphere atenuasi (1,2 – 1,5 dB)

Untuk mencari besarnya nilai C/N up-link  digunakan asumsi EIRP sebesar 80 dBW, loss tracking  + atmosphere  sebesar 1,2 dB, frekuensi sebesar 6 GHz, slant range sebesar range  sebesar 35934,72 Km, G u /Tu sebesar 1,6 dB dan noise band width 36 width 36 MHz maka akan diperoleh nilai sebagai berikut: 9

3

C/N UP = 80 – 1,2 – 20 log 4 x  x (6 x 10 ) x (35934, 72 x 10 ) + 1,6 – 8 2.997925 x 10 10 log (1,38 x10

-23

6

) – 10 log (36 x 10 )

= 34,32 dB

D. Perhitungan Sisi Down-link  1. Menentukan Free Space Loss  Free space loss down-link  adalah redaman yang dialami sinyal yang dikirim

satelit ketika sedang mengirim sinyal kembali ke suatu stasiun bumi (saat di 8)

angkasa). Besarnya nilai loss tersebut dirumuskan sebagai berikut : Ld = 4dd  d

2

= 4f ddd c

dengan: Ld = free space loss down-link  dd = slant range down-link (m)  d

= panjang gelombang down-link (m) 56

2

(3.7)

f d = frekuensi down-link (Hz) 8

c = kecepatan cahaya (2,997925 x 10 m/s)

Untuk menentukan besarnya nilai free space loss down-link  digunakan rumus 3.7 dengan asumsi slant range kota range  kota Purwokerto ke satelit Telkom 2 dan frekuensi yang digunakan 4 GHz. Maka perhitungannya adalah sebagai 2

berikut:

9

Ld =

4 x  x (4 x 10 ) x 35934, 72 x 10 8 2,997925 x 10

3

= 3,63 x 10 19 = 10 log 3,63 x 10 19 = 195, 59 dB

2. Menentukan Noise Power Down-link    Noise power down-link dapat diartikan sebagai noise yang mempengaruhi

atau mengurangi daya pada saat satelit mengirimkan sinyal ke suatu stasiun bumi. 8)

Nilai noise power down-link dirumuskan sebagai berikut : Nd = k Td B

(3.8)

dengan: k = konstanta Boltzman (1,38 x 10

-23

J/K)

Td = noise temperatur (K) B = noise band width (Hz)

Untuk mencari besarnya nilai noise power down-link  digunakan rumus 3.8, dengan asumsi noise  noise temperatur temperatur 300 0K dan noise band width  36 MHz maka diperoleh hasil sebagai berikut: Nd = (1,38 x 10 -23) x 300 x (36 x 10 6) = 1,49 x 10 -13 = 10 log 1,49 x 10 -13 = -128,266 dB 57

3. Menentukan Carrier to Noise Ratio  (C/N) Carrier to Noise Ratio down-link  merupakan perhitungan perbandingan daya carrier  dengan daya noise dari sisi antena pemancar satelit di sisi space segment ,

dengan user  yang berada di ground segment . Kalkulasi link down-link  bisa diperoleh dengan mensubtitusikan nilai-nilai parameter ke dalam persamaan dasar 8)

link  :

4f ddd+ c

C/N dn = EIRPsaturasi (dBW) – 20 log

G (dB/K) - 10 log k – T

– BOo (dB) – L (dB)

10 log B

(3.9)

dengan: EIRP = Efective Isotropic Radiated Power (dBW) saturasi f d

= frekuensi down-link (Hz)

dd

= slant range down-link (m)

c

= kecepatan cahaya (2,997925 x 10 m/s)

8

G/T =  figure of merit (dB/K) k

= konstanta Boltzman (1.38 x 10

B

= noise band width (Hz)

-23

0

J/  K)

BOo = back off output (dB) L

= loss tracking + atmosphere atenuasi (1,2 – 1,5 dB)

Untuk mencari besarnya nilai C/N down-link  digunakan rumus 3.9, dengan menggunakan asumsi EIRP saturasi sebesar 40 dBW, loss  tracking  + atmosphere  sebesar 0,9 dB, frekuensi sebesar 4 GHz, slant  range  sebesar 35934,72 Km,

gain antena sebesar 56,3 dB, noise

temperatur sebesar 160 K, back off output 0 output  0 dB dan noise band width  band  width 36 36 MHz maka akan diperoleh nilai sebagai berikut:

58

C/N dn = 40 – 0,9 – 20 log 4 x



x (4 x 109) x (35934, 72 x 10 3)

+

2.997925 x 10 8 (34 – 10 log 160) – 10 log (1,38 x10 -23) – 10 log (36 x 10 6) = 30,80 dB

4. Menentukan C/N Total Nilai dari C/N total merupakan penjumlahan dari C/N up-link  dan C/N down 8)

-link dengan menggunakan rumus sebagai berikut : -1

-1 -1

C/NT = ((C/Nup) + (C/Ndn) )

Untuk mencari nilai C/N total adalah dengan mensubstitusikan nilai C/N up-link  up-link dan dan C/N down-link  di atas ke dalam rumus 3.10, maka akan diperoleh hasil sebagai berikut: C/NT = ((34,32) -1 + (30,80)-1)-1 = 16,23 dB

E. Contoh Perencanaan Pada contoh perencanaan, penulis menggunakan data dari buku “ Digital  Satellite Communications Second Edition ” karangan Tri T. Ha, halaman 136  – 137. Datanya adalah sebagai berikut: 1.

Parameter satelit ( single carrier transponder ) -

Noise bandwidth = bandwidth = 36 MHz

-

G/T = 1, 6 dB/K

-

TWTA input back off = off = 0 dB

-

TWTA output back off = off = 0 dB

-

EIRP saturasi = 44 dBW

2.

Parameter stasiun bumi -

Diameter antena = 7 m

-

Gain antena Gain  antena transmitter  transmitter = = 57,6 dB

-

Gain antena Gain  antena receiver  receiver = = 56,3 dB 59

-

Frekuensi up-link  up-link = = 14,25 GHz

-

Frekuensi down-link  down-link = = 11,95 GHz

-

Slant range = range = 37506 Km

-

Tracking loss up-link = up-link = 1,2 dB

-

Tracking loss down-link = down-link = 0,9 dB

-

Noise temperature = temperature = 160 K

-

Daya carrier  carrier ke ke antena = 174 Watt

Dari data tersebut di atas, maka dapat diperoleh sebuah perencanaan untuk mencari C/N total sebagai berikut: 1.

Up-link (14,25 Up-link  (14,25 GHz) -

EIRP Dengan menggunakan rumus 2.14 maka diperoleh nilai: EIRP = 10 log 174 W + 57,6 dB = 80 dBW

-

Free Space Loss  Dengan menggunakan rumus 3.1 maka diperoleh nilai: FSL = 4 x  x (14,25 x 10 9) x 37506 x 10 3 2,997925 x 10

2

8

= 5,018 x 10 20 = 10 log 5,018 x 10 20 = 207,006 dB -

Noise Bandwidth  Noise bandwidth up-link akan up-link akan bernilai: NB = 10 log 36 x 10 6 = 75,56 dB Hz

-

C/N up-link  Dengan menggunakan rumus 3.5 maka diperoleh nilai: C/N UP = 80 – 1,2 – 20 log 4 x



x (14,25 x 10 9) x (37506 x 10 3) 2.997925 x 10 8

1,6 – 10 log (1,38 x10 -23) – 10 log (36 x 10 6) = 26,541 dB

2.

Down-link (11,95 Down-link  (11,95 GHz) - Free Space Loss  60

+

Dengan menggunakan rumus 3.7 maka diperoleh nilai: FSL = 4 x  x (11,95 x 10 9) x 37506 x 10 3 2,997925 x 10

2

8

= 3,529 x 10 20 = 10 log 3,529 x 10 20 = 207,006 dB - Noise Bandwidth  Noise bandwidth up-link akan up-link akan bernilai: NB = 10 log 36 x 10 6 = 75,56 dB Hz -

G/T stasiun bumi Dengan menggunakan rumus 2.15 maka diperoleh nilai: G/T = 56,3 dB – 10 log 160 = 34, 25 dB/K

-

C/N down-link  Dengan menggunakan rumus 3.9 maka diperoleh nilai: C/N dn = 44 – 0,9 – 20 log 4 x



x (11,95 x 10 9) x (37506 x 10 3) 2.997925 x 10 8

34,25 – 10 log (1,38 x10 -23) – 10 log (36 x 10 6) = 24,873 dB

3.

C/N total Dengan menggunakan rumus 3.10 maka diperoleh nilai:

DAFTAR PUSTAKA

61

+

1. G.Winch Robert, “Telecommunication Transmission Systems”, McGraw-Hill, 1993 2. Maral G and Bousqet M, “ SATTELITE COMMUNICATION SYSTEM (SYSTEM, TECHNIQUES AND TECHNOLOGY), 3 rd edition, John Willey and Son, England 3. Gorham P.W and D.J Rochblatt, “EFFECT OF ANTENA POINTING ERROR ON PHASE STABILITY AND INFEROMETIC DELAY “, TDA Progress Report 42-132, 15 Februari 1996 4. R Wetz James, ” SPACECRAFT ATTITUDE DETERMINATION CONTROL”, Kluwer Academic Publisher, Netherland, 1999 5. ITU - R , Recommendation 740, “ Technical Coordinate Methode For Fixed Satellite Network”, ITU - R , 1992 6. ITU - R , Recommendation R ecommendation 456.5, “REFERENCE “REFER ENCE EARTH- STATION RADIATION

PATTERN

INTERFERENCE

FOR

USE

IN

COORDINATION

AND

ASSESSMENT IN THE FREQUENCY RANGE FROM

2 TO ABOUT 30 GHz ”,

ITU - R , 1993

7. ITU - R , Recommendation S 741.2, “ CARRIER TO INTERFERENCE CALCULATION BETWEEN NETWORK IN THE FIXED SATELLITE NETWORKS”, ITU – R , 1994 8. ITU-T,

“

HANDBOOK

ON

SATTELITE

COMMUNICATION: COMMUNI CATION:

SATTELITE SERVICE”, International Sattelite Union, Geneva, 1988

62

FIXED