MAKALAH SISTEM KOMUNIKASI BERGERAK “SATELIT BUMI”
NAMA :
ROBERTUS WISNUAJI NUGROHO
NO :
11/319440/TK/38568 11/319440 /TK/38568
PRODI :
TEKNIK ELEKTRO
BAB I PENDAHULUAN Stasiun bumi adalah terminal telekomunikasi yang berada di bumi, yang y ang
didesain
untuk
berkomunikasi
dengan pesawat
luar
angkasa atau
menerima gelombang radio dari luar angkasa. Stasiun bumi merupakan terminal yang dapat berfungsi pada dua arah komunikasi baik sebagai transmiter ataupun receiver. Stasiun bumi biasanya dibangun di tempat yang jauh dari pemukiman penduduk karena "radiasi" atau kawasan industri yang berdebu. Di Indonesia stasiun bumi
yang
terkenal adalah Stasiun
Bumi
Jatiluhur, yang
merupakan pusat
kendali satelit Palapa. Satelit pada dasarnya hanya sebagai repeater yang prinsip dasarnya sebagai stasiun pengulang. Secara garis besar sistem komunikasi satelit terdiri dari dua bagian, yang terdiri dari :
Space segment terdiri dari satelit dan stasiun s tasiun bumi.
Earth segment / Ground Segment (GS) terdiri dari seluruh sistem perangkat pemancar dan penerima suatu sistem komunikasi satelit. Bagian space segment berorientasi pada proses pengendalian dari satelit baik
yang dikendalikan yaitu satelit dan bagian pengendali yaitu Master Control atau Stasiun Bumi (SB). Sebagai contoh milik satelit yang terletak di Indonesia. Sedangkan GS berorientasi terhadap pengguna (user) dari satelit tersebut. Dalam hal ini yaitu terminal VSAT yang nanti kita gunakan untuk komunikasi berupa data dengan segmentasi IP address. Space segment (satelit dan master control) merupakan kesatuan yang tidak dapat terpisahkan, dimana master control berperan sebagai pengendali utama dari satelit yang digunakan. Agar tetap berada dalam kondisi yang baik dan dapat
BAB I PENDAHULUAN Stasiun bumi adalah terminal telekomunikasi yang berada di bumi, yang y ang
didesain
untuk
berkomunikasi
dengan pesawat
luar
angkasa atau
menerima gelombang radio dari luar angkasa. Stasiun bumi merupakan terminal yang dapat berfungsi pada dua arah komunikasi baik sebagai transmiter ataupun receiver. Stasiun bumi biasanya dibangun di tempat yang jauh dari pemukiman penduduk karena "radiasi" atau kawasan industri yang berdebu. Di Indonesia stasiun bumi
yang
terkenal adalah Stasiun
Bumi
Jatiluhur, yang
merupakan pusat
kendali satelit Palapa. Satelit pada dasarnya hanya sebagai repeater yang prinsip dasarnya sebagai stasiun pengulang. Secara garis besar sistem komunikasi satelit terdiri dari dua bagian, yang terdiri dari :
Space segment terdiri dari satelit dan stasiun s tasiun bumi.
Earth segment / Ground Segment (GS) terdiri dari seluruh sistem perangkat pemancar dan penerima suatu sistem komunikasi satelit. Bagian space segment berorientasi pada proses pengendalian dari satelit baik
yang dikendalikan yaitu satelit dan bagian pengendali yaitu Master Control atau Stasiun Bumi (SB). Sebagai contoh milik satelit yang terletak di Indonesia. Sedangkan GS berorientasi terhadap pengguna (user) dari satelit tersebut. Dalam hal ini yaitu terminal VSAT yang nanti kita gunakan untuk komunikasi berupa data dengan segmentasi IP address. Space segment (satelit dan master control) merupakan kesatuan yang tidak dapat terpisahkan, dimana master control berperan sebagai pengendali utama dari satelit yang digunakan. Agar tetap berada dalam kondisi yang baik dan dapat
beroperasi sesuai dengan usia yang diprediksikan, maka pada saat pembuatan dengan selalu meng-update semua respon kondisi satelit dengan beracuan kepada data-data yang diambil melalui proses Telemetry, Tracking Command, dan Ranging, disamping sebagai interface antara user ke satelit. Berikut proses yang selalu dilakukan SB untuk menjaga agar satelit dalam kondisi baik, diantaranya :
Telemetry, adalah berupa data-data yang berisi informasi kondisi satelit, baik posisi maupun kualitas respon satelit.
Tracking Command atau penjejakan, adalah pengarahan antena SB agar selalu dapat mengikuti posisi dari suatu satelit.
Ranging, adalah pengukuran jarak satelit terhadap permukaan bumi, dengan beracuan kepada jarak satelit terhadap SB. Perangkat ground segment pada stasiun bumi ini, berdasarkan penempatannya penempatannya
dibedakan menjadi 2 jenis yaitu indoor dan outdoor unit. 1. In-door Unit : Perangkat dasar penyusunan station bumi yang y ang umumnya bersifat sensitif sehingga diletakkan pada sisi dalam ruangan, contoh perangkat indoor adalah :
Modem dan multiplexer
Baseband Processor, Alarm dan Control power supply
2. Out-door Unit Adalah unit perangkat yang letak atau posisi efisiensi relatif penggunaannya berada pada luar ruangan. Contoh perangkat outdoor unit adalah :
Up/ Down Converter
SSPA (Solis State Power Amplifier) atau HPA (High Power Amplifier)
PSU (Power Supply Unit)
Antena sub-sistem : Reflektor, Freedhorn, LNA (Low Noise Amplifier), Grounding instrumen, Mounting instrumen dan Assembly intrument.
Sedangkan sistem stasiun bumi menurut jenisnya dapat dibedakan menjadi :
Stasiun bumi besar, yaitu stasiun bumi yang ditempatkan di kota-kota yang traffiknya padat.
Stasiun bumi sedang, yaitu stasiun bumi yang ditempatkan di kota-kota yang traffiknya kurang padat.
Stasiun bumi kecil, yaitu stasiun bumi yang ditempatkan di kota -kota yang traffiknya rendah atau di daerah yang terpencil yang dianggap strategis.
BAB II PERLENGKAPAN STASIUN BUMI
Bagian-Bagian dalam Stasiun Bumi
I. Radiowave Frequency 1. Antena Parabola Merupakan perangkat yang berguna untuk menerima dan mengirim sinyal dari atau ke satelit agar pencaran gelombang tepat pada terarah kepada satelit. Antena Parabola berfungsi sebagai penguat daya dan mengubah dari gelombang RF terbimbing menjadi gelombang RF bebas dan sebaliknya. Karakteristik yang dibutuhkan oleh antenna pada stasiun bumi adalah :
high directivity , pada arah posisi nominhal satelit
low directivity pada arah selain yang digunakan oleh high directivity, terutama
untuk satelit sekitar untuk mengurangi kemungkinan terjadinya gangguan pada system yang lainnya
efisiensi antenna harus bisa setinggi-tingginya selama mungkin untuk kedua band frekuensi (uplink dan downlink ) pada pengoperasian antenna
nilai isolasi yang tinggi antara polarisasi orthogonal
noise temperature yang diusahakan bisa sekecil-kecilnya
kemampuan untuk bekerja secara terus-menerus menghadap arah satelit dengan akurasi yang tinggi
batas kemampuan antenna sejauh mungkin, setelah diperhitungkan dengan berbagai aspek (seperti angin, temperature, dll) pada kemampuan secara general. 1.1 Karakteristik Radiasi Antena yang digunakan untuk stasiun bumi biasanya merupakan tipe parabola reflector yang merupakan tipe dengan radiating aperture. Untuk antenna
stasiun
bumi,
parameter
yang
penting
untuk
menunjukkan
karakterisasi dari lingkup daerah radiasi adalah gain, panjang gelombang angular, dan isolasi dari polarisasi itu sendiri. Gain dari antenna berasal dari perhitungan yang didapatkan dari nilai effective isotropic radiated power (EIRP) dan nilai figure of merit (G/T) dari stasiun bumi. Panjang gelombang antenna menentukan
tipe
dari
system
tracking
yang
digunakan
berdasarkan
karakteristik tertentu dari orbit satelit. Besar isolasi untuk polarisasi menentukan kemampuan antenna untuk beroperasi pada system dengan frekuensi yang digunakan kembali oleh polarisasi orthogonal. Dengan mengasumsikan bahwa daya pembawa untuk polarisasi orthogonal adalah sama, gangguan yang ditunjukkan oleh antenna dari satu carrier pembawa menuju carrier yang laiinya adalah sama dengan isolasi polarisasi yang harus lebih besar dari nilai yang telah diprediksi.
1.2 Temperatur Noise Antena Untuk stasiun bumi, noise yang didapatkan pada antenna berasal dari langit dan radiasi pada permukaan bumi. Noise ini berdasarkan pada frekuensi, sudut elevasi, dan kondisi atmosfer (langit cerah atau hujan). Tipe antenna yang dipasang juga memiliki efek pada kontribusi radiasi dari darat. Meningkatnya noise temperature dari antenna pada saat konjungsi bergantung pada temperature terangnya cahaya matahari pada bidang frekuensi yang digunakan.
Pada gambar di atas, menunjukkan variasi dari temperature antenna apabila pergerakan dari matahari bertemu dengan jarak sinyal antenna. Poinpoin yang penting dari gambar di atas adalah :
Selama matahari berada pada jarak yang jauh dari sumbu antenna, maka dapat diketahui bahwa temperature antenna adalah sama dengan nilai nominal pada “langit cerah”.
Saat matahari mlai mendekati jarak sinyal antenna, maka dapat diketahui bahwa nilai noise temperaturnya akan meningkat ( dalam sudut Ө1, maka akan meningkat namun masih belum dalam
temperature maksimal yang memungkinkan terjadi pada antenna) dan masih memungkinkan untuk tidak terjadinya interupsi.
Apabila nilai TA = TA acc (saat posisi matahari berada di lokasi yang optimal dan tegak lurus dengan antenna) maka akan terjadi interupsi pada servis yang dijalankan. Posisi pusat matahari dengan sumbu antenna menjelaskan sudut setengah diameter dari zona interferensi solar.
Saat perbahan dari zona interferensi, bila besar temperature noise antenna TA melebihi batas yang diperbolehkan TA acc maka servis sudah pasti akan terinterupsi.
Servis akan dilakukan kembali apabila kualitas yang diberikan oleh antenna menjadi lebih kuat dibandingkan dengan nilai tujuan saat mode degradasi dan saat posisi dengan matahari keluar dari daerah interferensi.
Untuk menghitung limit temperature noise antenna yang diperbolehkan setelah terus bertambah dapat menggunakan rumus : TA acc = T(10
0.1M
-1)LFRX (K)
Dengan keterangan sebagai berikut : T = temperature noise system saat langit cerah M = total margin LFRX = losses feeder
2. Radio Frequency Pada subsistem radio frekuensi terdapat :
pada bagian penerima, perlengkapan low noise amplifier dan perlengkapan untuk routing sinyal carrier yang diterima menuju channel demodulasi.
pada bagian pengirim, perlengkapan untuk memodulasi sinyal carrier yang akan dikirimkan dengan power amplifier. Pada segala arah, converter frekuensi membentuk sebuah jaringan dengan
subsistem telekomunikasi yang beroperasi saat frekuensi sedang. 2.1 Perlengkapan Pada Penerima Untuk mengetahui figure of merit (G/T) pada stasiun bumi dengan ditentukan oleh besarnya system temperature noise T dengan persamaan seperti berikut ini :
Dimana TA adalah temperature antenna, LFRX adalah losses feeder antara permukaan antenna dengan input penerima, TF adalah temperature secara fisik pada koneksi, dan TeRX adalah temperature noise input efektif dari penerima. 2.1.1 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.
Noise yang Dihasilkan dari Low Noise Amplifier (LNA) Menggunakan High Electron Mobility Transistors (HEMTs)
Pada table di atas memberikan gambaran temperature noise sebagai suatu fungsi pada ranah frekuensi dari HEMT amplifier. Alat thermoelektrik Peltier memberikan kemampuan untuk mengurangi o
temperature pada elemen aktif hingga -50 C. Temperatur noise pada amplifier kemudian dikurangi untuk dibandingkan dengan temperature saat operasi ambient. 2.1.2 Frequency Downconversion Setelah amplifikasi low noise dilakukan, sinyal carrier yang diterima pada ranah frekuensi digunakan sebagai sambungan kemudian diubah menjadi frekuensi sedang yang lebih rendah dimana operasi filter dan memproses sinyal lebih mudah. Cara mengkonversinya antara menggunakan fullband conversion pada penerima atau dengan carrier by carrier. Fullband conversion dari band frekuensi digunakan dalam
perlengkapan dengan maksud untuk menerima carrier channel tunggal (SCPC). Distribusi carrier menuju demodulator yang berbeda dilakukan pada frekuensi intermediate (140 MHz) dan pemiihan frekuensi carrier tertentu dilakukan oleh tugas demodulator. Carrier by carrier conversion menggunakan perlengkapan
konversi frekuensi yang memperbolehkan carrier terkait untuk dipilih
dan dikonversi menjadi frekuensi intermediate. Frekuensi intermediate ini tetap sama tidak melihat frekuensi pada RF carrier penerima, proses tuning ini dilakukan pada downconverter dengan mengontrol frekuensi oscillator local. Frekuensi intermediate yang digunakan adalah 70 MHz dan 140 MHz.
Diagram blok penerima (a) fullband conversion dan (b) carrier by carrier conversion
2.2 Perlengkapan pada Pengirim Power per carrier Pt yang berasal dari perlengkapan transmisi menentukan nilai EIRP, yang merupakan karakteristik dari stasiun bumi apabila link turut diperhitungkan. Power carrier yang tersedia Pt pada input antenna bergantung pada power PHPA dari power amplifier, LFTX yaitu feeder loss diantara output amplifier dan permukaan antenna, dan power loss LMC didalam beberapa operasi carrier dapat dituliskan dalam persamaan :
2.2.1 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. Power amplifier subsistem menggunakan tabung atau power transistor yang sudah disesuaikan dengan preamplifier dan linearizer. Subsistem ini juga sudah dilengkapi dengan proteksi dan perlengkapan ontrol dan kemungkinan system pendingin. Berikut jenis-jenis power amplifier yang digunakan pada zaman sekarang : 2.2.1.1 Tube Amplifier Tube amplifier yang digunakan pada stasiun bumi adalah klystrons atau tabung gelombang bergerak (Travelling Wave Tube TWT). Benda ini berstruktur secara umum yaitu terdapat electron gun, system untuk melakukan focus pada electron yang dapat merealisasikan extended cylindrical beam didapatkan, alat yang dapat menconvert kinetic energy dari electron menjadi energy elektromagnetik, dan dapat mengumpulkan electron. Berikut perbandingan antara klystrons, TWT, dan FET :
Tube amplifier memberikan power yang tinggi untuk diproduksi dank arena itu telah digunakan secara luas di stasiun bumi. Pilihan untuk memilih travelling wave tube dengan klystons bergantung pada bandwidth, karena untuk output power yang sama maka keuntungan ada pada klystron. Pilihan power yang tersedia hanya berbeda pada frekuensi yang pada tube menyediakan servis pada 17 GHz (untuk link feeder) dan 30 GHz. Tube amplifier memerlukan power supply yang benarbenar sesuai ntuk memberikan tegangan beragam (sampai dengan 10kV) yang dibutuhkan pada elektroda. 2.2.1.2 Transistor Amplifiers Amplifier semikonduktor menyediakan power sampai dengan 100 W pada band C (6 GHz) dan berpuluhan watt pada band Ku (14 GHz). Amplifier ini biasanya menggunakan gallium arsenide (GaAs) transistor field effect yang dipasang secara parallel. Walaupun hanya menyediakan power rendah (yang secara
berkala
terus
meningkat
seiring
berkembangnya
teknologi), transistor amplifier semakin banyak digunakan
dikarenakan
biaya
yang
rendah,
linearitas,
dan
rentang
bandwidth yang lebar. 2.2.1.3 Karakteristik Power Amplifier Non linear. Power amplifier memiliki sifat non linear. Karena power carrier yang digunakan pada input amplifier telah meningkat, ada daerah pada operasi quasi linear pada tingkat rendah yang setelah itu power output tidak lagi meningkat sesuai dengan proporsi pada power input. Maximum power output saat saturasi pada operasi carrier tunggal (P01) adalah power yang telah dirating menurut data sheet manufaktur (PHPA). Untuk membatasi intermodulasi noise apabila beberapa carrier diamplifikasi secara bersamaan menjadi nilai yang compatible dengan total kebtuhan biaya link, maka disarankan untuk mengoperasi amplifier dibawah daerah saturasi. Output back off (OBO), didefinisikan sebagai rasio power output dari jnlah n carrier (Pon) dengan power saturasi. Power yang terdistribusikan pada output amplifier untuk carrier dapat dituliskan dalam persamaan :
Lalu karakteristik kedua adalah variasi gain. Gain yang diinginkan pada power amplifier tergantung pada variasi berbagai fungsi parameter. Berikut aplikasi yang diinginkan :
stabilitas dari gain sebagai fungsi waktu (e.g. <= 0. 4 dB/24 h) pada tingkat input konstan
magnitude dari variasi gain sebagai fungsi frekensi didalam bandwidth untuk tingkat power (e.g. <= 4 dB dalam 500 MHz)
maksimum dari rate of change of gain fluctuation sebagai fungsi frekuensi pada band yang ditentukan (e.g. <= 0.05 dB per MHz)
Karakteristik yang ketiga adalah Standing Wave Ratio (SWR) dan waktu propagasi. Batas maksimum SWR adalah ditentukan pada input dan output dari amplifier dan juga untuk beban yang diberikan. Grop delay didalam band frekuensi power amplifier bervariasi sebagai fungsi frekuensi. Karakteristik
keempat
adalah
RF/DC
efisiensi.
Ini
didefinisikan sebagai rasio dari output RF power menjadi arus searah tegangan power diperlukan untuk mengoperasikan amplifier. Efisiensinya bergantung pada point operasi back off value dan secara tipikal maksimum pada saturasi.
Perbandingan Teknologi Power Amplifier
2.2.2 LInearisers Penggunaan linearisers semakin menjadi hal yang general dengan
maksud
untuk
membatasi
efek
non
linear
amplifier.
Dikombinasikan dengan preamplifier , atau terletak sebelumnya, linearisers secara umum memproduksi amplitude dan distorsi fase sinyal untuk mengkompensasikan karakteristik tertentu dari power amplifier. Untuk tingkat noise intermodulasi tertentu, linearizer dapat melakukan reduksi back off (dalam nilai yang absolute) yang menyebabkan amplifier dapat dioperasikan mendekati saturasi.
Lineariser non linear tipe predistortion
2.3 Redundancy Untuk memenuhi tujuan berupa reliabilitas dan ketersediannya yang ditentukan, terkadang diperlukan untuk mem-backup perlengkapan frekuensi radio di stasiun bumi. Sepanjang area input masih diperhitungkan, penggunaan penerima redundant adalah normal kecuali untuk stasiun kecil dimana tidak memperhitungkan redundancy. Karena operasi pada stasiun dimonitor, sangat jarang untuk memiliki lebih dari satu system standby karena pengelolaan stasiun sangat dijamin.
3. Subsistem Komunikasi Subsistem komunikasi pada bagian pengirim terdiri dari perlengkapan untuk menconvert sinyal baseband menjadi carrier frekuensi radio untuk amplifikasi, dan pada bagian penerima subsistem ini menkonvert carrier pada output low noise amplifier menjadi sinyal baseband. Sinyal baseband dapat berupa analog maupun digital. Pada kasus analog, sinyal baseband dapat menjadi chanel telefon pada saat single channel per carrier (SPSC) system transmisi, multipleks channel televisi, sinyal televisi atau program suara. Dalam digital, sinyal baseband berupa bentuk bit stream yang merespon pada satu atau mulitpleks oleh channel suara atau paket data. Fungsi yang dapat direalisasikan pada bagian penerima dapat ditunjukkan sebagai berikut :
konversi frekuensi carrier (RF) menjadi frekuensi intermediate (Intermediate Freqency IF)
filter dan ekualisasi untuk delay grup propagasi
demodulasi carrier Pada bagian pengirim apabila menggunakan TDMA, diperlukan untuk membuat
grup bits dari sinyal baseband menjadi paket yang akan dimasukkan pada waktu yang tepat yang disediakan oleh frame. Untuk sinyal analog, beberapa operasi yang dilakukan :
modulasi dari carrier pada frekuensi intermediate
filter dan ekualisasi untuk delay grup propagasi
konversi modulasi carrier menjadi frekuensi radio.
3.1 Translasi Frekuensi Fungsi dari subsistem translasi frekuensi adalah untuk memilih carrier dalam band tertentu pada output low noise amplifier dan melakukan translasi spectrum carrier tadi menjadi frekuensi intermediate. Translasi frekuensi dapat dibagi menjadi dua tipe, yaitu single atau dual conversion. 3.1.1 Single Frequency Conversion Translasi frekuensi system terdiri dari filter bandpass yang memiliki puast pada frekuensi radio carrier yang akan diterima dan mixer yang juga akan digabungkan dengan sinyal dari oscillator local. Filter pada input berguna untuk menghilangkan frekuensi gambar yang merupakan karakteristik dari proses konversi frekuensi. Untuk nilai frekuensi intermediate yang rendah (ex: 79 MHz), maka perlu disediakan filter frekuensi radio dengan selektivitas tinggi yang sudah tuning dengan frekuensi carrier yang akan diterima, seperti contoh bila fIF (frekuensi intermediate) = 70 MHz, maka selektivitasnya harus dalam order 200 pada 12 GHz.
Seleksi carrier yang diterima didapatkan dengan cara mengubah frekuensi dari oscillator local dan frekuensi tengah dari filter tolak gambar. Realisasi dari bisa diatur dan mudah dikontrol filter frekuensi radio sangatlah susah dan frekuensi ganda berubah struktur lebih diandalkan.
Single conversion downconverter
3.1.2 Dual Frequency Conversion Untuk dapat memberikan kecepatan frekuensi tanpa perlu melakukan tuning pada filter input menuju carrier yang akan diterima, sangat perlu untuk menjaga frekuensi gambar diluar band frekuensi. Frekuensi yang didapatkan setelah tranlasi pasti akan sama tinggi dengan lebar dari bandwidth penerima. Beberapa konfigurasi menggunakan smber frekuensi radio tetap untuk oscillator pertama. Tuning kemudian dicapai dengan menyesuaikan frekuensi pada oscillator kedua (synthesizer) yang beroperasi pada frekuensi rendah dan mudah untuk didesain. Namun, pada frekuensi intermediate pertama bukan merupakan nilai tetap dan perlu untuk diasosiasikan dengan filter band pass agar dapat detuning.
Dual Frequency Conversion 3.1.3 Karakteristik dari Frequency Translation Subsystems Selain kapasitas untuk kecepatan frekuensi yang menentkan jarak frekuensi dapat diterima sebagai input dan sinyal output, karakteristik spesifik dapat dituliskan sebagai berikut :
stabilitas frekuensi pada oscillator local (waktu lama dan noise fase)
tingkat maksimum dari komponen frekuensi spurious
waktu yang panjang untuk stabilitas gain di band f rekuensi
linearitas (tingkat intermodulasi produk)
3.2 Modems Operasi modulasi (pada sisi transmisi) dan demodulasi (pada sisi penerima) akan direalisasi pada frekuensi intermediate. Subsistem modem direalisasikan bergantung pada tipe sinyal baseband (multiplex atau channel tunggal), tipe channel coding (FEC), tipe modulasi carrier, dan mode akses jamak (FDMA, TDMA, MF/TDMA, CDMA).
BAB III MACAM-MACAM STASIUN BUMI Stasiun bumi secara umum dapat dikategorikan berdasarkan tipe servis atau layanan yang disediakan dan fungsinya walaupun stasiun bumi tersebut dapat juga diklasifikasikan berdasarkan besar antenna yang dimiliki. Berdasarkan tipe servis atau layanan yang diberikan oleh stasiun bumi, stasiun bumi sendiri dapat diklasifikasikan menjadi tiga kategori sebagai berikut : 1. Fixed Satellite Service (FSS) Earth Stations Fixed Satellite Service (FSS) adalah kata yang lebih sering digunakan di Amerika Utara. Layanan yang diberikan melibatkan penggunaan satelit komunikasi geostasioner untuk kegiatan telepon-menelepon, komunikasi data, radio dan televisi broadcast. Penggunaan berada di frekuensi mana bekerjanya, tergantung pada negara yang menggunakannya. Pada negara seperti Eropa, penggunaan satelit ini berada di rentang frekuensi antara 11.45 GHz hingga 11.7 GHz dan 12.5 GHz hingga 12.75 GHz (pada band Ku) dan 3.7 GHz hingga 4.2 GHz (pada band C). Untuk perbandingannya dapat kita bandingkan dengan negara seperti Amerika yang menggunakannya pada rentang frekuensi 11.7 GHz hingga 12.2 GHz (pada band Ku). Spesifikasi yang diberikan oleh Fixed Satellite Service ini berdasarkan besar stasiun buminya adalah :
stasiun bumi besar
:
G/T = 40dB/K
stasiun bumi sedang :
G/T = 30dB/K
stasiun bumi kecil
G/T = 25 dB/K
stasiun bumi terminal sangat kecil dengan fngsi mengirim atau menerima sinyal
:
:
G/T = 20 dB/K
stasiun bumi terminal kecil dengan fungsi hanya receiver :
G/T = 12 dB/K
FSS beroperasi dengan tingkat power yang lebih rendah dibandingkan dengan Broadcast Satellite Service (BSS) an karena itu lebih membutuhkan plan yang lebih besar. Selain itu, transponder pada satelit BSS menggunakan polarisasi linear yang dapat dibedakan dengan sifat transponder pada BSS yang melakukan polarisasi secara sirkular.
FSS terminal sangat kecil (Transmit/Receive)
2. Broadcast Satellite Service (BSS) Earth Stations Secara teknis, broadcast satellite service atau BSS dikenal oleh International Telecommunications Union (ITU) sebagai layanan yang diberikan oleh satelit dalam band frekuensi yang tertentu dan spesifik. Penggunaan rentang frekuensinya pun dibagi menjadi beberapa negara dalam rentang frekuensi yang sama, seperti 10.7 GHz hingga 12.75 GHz pada daerah ITU-1 (Eropa, Rusia, Afrika), 12.2 GHz hingga 12.7 GHz pada daerah ITU-2 (Amerika Utara dan Amerika Selatan), dan 11.7 GHz hingga 12.2
GHz pada daerah ITU-3 (Asia, Australia). ITU kemudian mengadaptasikan rencana penggunaan BSS pada tahun 1977, yang berisi bahwa setiap negara memiliki frekuensi spesifiknya sendiri untuk digunakan pada lokasi orbit tertentu untuk layanan domestic. Kemudian BSS dikenal kembali dengan nama Direct Broadcast Service atau DBS atau lebih dikenal lagi dengan nama Direct-to-Home atau DTH. Istilah DBS lebih sering digunakan dengan DTH digunakan untuk menamai layanan audio untuk analog dan video digital yang didapatkan dari jaringan yang kecil. Spesifikasi yang diberikan pada BSS ini dengan perbedaan besar stasiunnya adalah sebagai berikut :
stasiun bumi besar
:
G/T = 15 dB/K
(digunakan untuk keperluan
:
G/T = 8 dB/K
(digunakan untuk keperluan
masyarakat luas)
stasiun bumi kecil individu)
BSS terminal sangat kecil
3. Mobile Satellite Service (MSS) Earth Stations Salah satu layanan yang sering digunakan untuk satelit Mobile Satellite Service ini adalah penggunaan satelit telepon. Ini adalah tipe komunikasi yang bersifat mobile yang dapat menghubungkan menuju satelit sebagai pengganti site selular permukaan bumi. Mobile satellite service diberikan layanan dari geostasioner dan juga satelit orbit rendah bumi. Untuk kasus geostasioner, tiga atau empat satelit dapat menjaga formasi dengan posisi pada area jangkauan global secara kontinu. Satelit-satelit ini sangat berat sehingga untuk membawanya dan meluncurkannya ke luar angkasa akan memakan biaya yang sangat mahal. Satelit geostasioner berdasarkan layanan mobile dapat merasakan terjadinya delay saat melakukan aktifitas telpon-menelpon ataupun menggunakan layanan data. Selain itu juga terdapat kelemahannya yang lain untuk system satelit geostasioner ini yaitu terkadang bisa kehilangan arah pandang antara satelit dengan telepon dikarenakan tertutupi dengan adanya halangan atau rintangan diantara keduanya.
Iridium System
Kelemahan dari system satelit geostasioner dapat diatasi oleh system satelit Low Earth Orbit (LEO). Untuk system satelit LEO sendiri, berbagai halangan yang akan menghalangi akses satelit dengan telepon hanya terjadi untuk selang waktu yang pendek, dikarenakan aka nada satelit lain yang akan lewat tepat di atas pengguna telpon. Salah satu keunggulan yang paling mencolok dari satelit LEO berdasarkan system komunikasi adalah jarak nirkabel coverage yang sangat luas dan mendunia tanpa adanya celah yang mungkin terjadi. Akan tetapi, satelit LEO perlu untuk menjaga coverage yang tak dapat diinterupsi. Gambar Iridium diatas merupakan salah satu system satelit LEO yang mendominasi untuk urusan layanan satelit mobile. Iridium mengoperasikan 66 satelit yang memiliki orbit di orbit polar. Jaringan radio digunakan diantara satelit-satelit agar dapat memberikan informasi data menuju satelit terdekat yang terhubungkan dengan stasiun bumi. Untuk spesifikasi pada MSS, adalah sebagai berikut berdasarkan besar stasiunnya :
stasiun bumi besar
:
stasiun bumi sedang :
G/T = -12 dB/K
stasiun bumi kecil
G/T = -24 dB/K
:
G/T = -4 dB/K
Pada stasiun bumi besar dan sedang memiliki tracking didalam stasiunnya, namun tidak demikian untuk stasiun bumi MSS kecil yang tidak memiliki perlengkapan tracking.
Kemudian stasiun bumi juga dapat dikategorikan menjadi tiga fungsi yang mendominasi berdasarkan kegunaannya. Kategori-kategori tersebut adalah : 1. Single Function Stations Stasiun Single function memiliki karakteristik yaitu memiliki satu tipe jaringan menuju satelit atau konstelasi satelit. Stasiun-stasiun ini mungkin hanya bisa melakukan pengiriman sinyal saja, penerimaan sinyal saja, atau mungkin bisa keduanya. Contoh dari penggunaan stasiun fungsi tunggal adalah pada terminal TVRO (television receive only) yang digunakan untuk penerimaan sinyal televisi oleh individual. Selain itu contoh lainnya adalah terminal radio satelit, terminal hanya
mampu menerima yang digunakan untuk stasiun broadcast televisi, dua arah terminal VSAT yang digunakan oleh toko jual kembali sebagai point penjualan komunikasi dengan hub korporat, satelit portable yang dapat dibawa-bawa berbentuk terminal telepon yang didesain untuk bekerja dengan konstelasi satelit tunggal.
Contoh Single Function Stations : Terminal TVRO
2. Gateway Stations Stasiun gateway ini berguna sebagai perantara antara satelit-satelit dengan jaringan permukaan bumi dan juga sebagai titik transit antara satelit. Stasiun ini terhubungkan dengan jaringan permukaan bumi dengan berbagai teknologi transmisi, seperti dengan menggunakan kabel layaknya kabel koaxial, kabel fiber optic, dan lainnya serta menggunakan teknologi nirkabel seperti menara microwave. Tidak seperti stasiun bumi fungsi tunggal dimana hal yang paling penting pada stasiun bumi tersebut adalah pada operasi up-link dan down-link; namun berbeda dengan stasiun gateway yang hal paling utama dilakukan pada stasiun tersebut adalah memproses sinyal.
Stasiun gateway menerima berbagai sinyal permukaan bumi dalam jumlah besar dalam setiap waktu. Sinyal yang diterima ada berbagai macam, seperti sinyal telepon, sinyal televisi, dan stream data. Sinyal-sinyal tersebut datang dengan berbagai format dan menggunakan berbagai macam tingkat multiplexing dan standar telekomunikasi. Banyak aktifitas memanipulasi sinyal terjadi di sini dan karena itu sebelum sinyal tersebut diarahkan menuju satelit yang dituju, maka sinyal tersebut harus selesai diproses di stasiun gateway ini. Antena yang digunakan pada stasiun gateway bekerja dengan spesifik terhadap system satelit dan telah didesain sedemikian rupa dan dibuat mengikuti aturan dan standar yang dikelarkan oleh pemilik satelit.
3. Teleports Teleport adalah tipe variasi dari stasiun gateway yang dioperasikan oleh pihak yang biasanya buka merupakan bagian dari system satelit yang spesifik. Teleport berguna bagi perusahaan yang tidak terlalu membutuhkan konektivitas tinggi dengan satelit yang bukan merupakan milik mereka sendiri. Stasiun ini juga berguna untuk bisnis yang berhubungan dengan rumah terutama rumah yang berada di tempat yang ramai dan kurang memiliki jarak pandang dengan satelit yang diinginkan dikarenakan dekatnya bangunan tinggi lainnya maupun halangan yang lainnya. Teleport biasanya memiliki lokasi diluar kota dan konektivitas dari perusahaan pengguna dengan stasiun teleport dilakukan dengan perantara hub. Semua pengguna dihubungkan dengan hub dan hub terhubungkan dengan stasiun teleport melalui fibre optic atau dengan menggunakan jaringan microwave. Stasiun teleport modern sekarang dapat disebut serbaguna dan terkadang memiliki jarak pelayanan yang lebar sesuai dengan standar dari banyak operasi satelit yang dapat memberikan pelayanan dengan jarak yang lebar terhadap pengguna. Pelayanan yang diberikan oleh stasiun teleport biasanya memiliki format konversi, enkripsi, produksi dan post produksi, pelayanan balik dan bahkan uplink yang dapat dipindah dalam suatu kejadian yang singkat.
Berdasarkan aplikasinya maka stasiun bumi dapat dibedakan menjadi tiga kategori, yaitu : 1. Transmit and receive Pada stasiun bumi ini, dapat melakukan kegiatan pengiriman data dan dapat menerima data. Realisasi dari stasiun bumi ini antara lain seperti dapat melakukan kerja stasiun transmit dan juga stasiun receive sekaligus.
Ilustrasi transmit and receive
2. Receive only Pada stasiun bumi ini, hanya dapat melakukan pengumpulan data saja dan tidak bisa menyebarkannya. Realisasi dari stasiun ini seperti pada Shoal Bay Receiving Station yang digunakan untuk mengintercept dan memonitor satelit komunikasi Indonesia dan mengumpulkan informasi mengenai aktifitas yang terjadi pada militer Indonesia.
3. Tranmit only
Pada stasiun bumi ini dilakukan instalasi untuk mengirim sinyal frekuensi radio untuk komunikasi nirkabel, broadcasting, jaringan microwave, mobile telepon, dan untuk tujuan yang lain. Stasiun bumi ini hanya dapat melakukan pengiriman dan tidak
dapat menerima sinyal yang dikirim dari stasiun bumi yang lainnya. Contoh dari penggunaan stasiun bumi ini adalah stasiun televisi.
Untuk stasiun bumi yang dibedakan berdasakan ukurannya, dapat dibagi menjadi lima kategori yaitu : 1. Small Earth Stations
antenna memiliki diameter ukuran kurang dari 60 panjang gelombang
diameter antenna = 5m pada frekuensi 4GHz, 1.6m pada frekuensi 11 Ghz
memiliki gain = kurang dari 44 dB
tipe parabola = parabola umpan depan
arah tetap, tidak perlu menggunakan system auto track yang mahal
aplikasi : TURO (TV receive only) system, layanan mobile, layanan maritime
2. Micro Earth Station
ukuran : 2 sampai 6 kaki
biaya sangat terjangkau
aplikasi : DBS
3. Very Small Aperture Terminals (VSAT)
stasiun bumi biaya rendah, kecepatan rendah
ukuran antenna : 1.2 hingga 2.5 diameternya
G/T <15 dB/K
aplikasi : layanan broadcasting data, layanan data dua arah, transmisi dokumen dan chart
4. Large earth station 5. Medium earth station
