SISTEM KOMUNIKASI DATA SATELIT

       Satelit adalah suatu perangkat microwave repeater station (stasiun pengulang gelombang micro) yang berfungsi untuk memperkuat sinyal yang berasal dari stasiun bumi serta memproses translasi frekuensi dari uplink frequensi yang terletak pada lebar bidnag frequensi mulai dari 5,925 GHz sampai dengan 6,425 GHz menjadi downlink frequensi dari 3,7 GHz sampai dengan 4,2GHz.

Pembagian Transponder Pada Satelit

            Lebar bidang frekuensi dalam satu transponder sebesar 40 Mhz, maka sesuai dengan bidang lebar frekuensi yang di gunakan pada satelit terdapat 12 transponder dengn polrisasi pertikal dan 12 transponder dengan polarisasi horizontal, dengan demikian jumlah keseluruhannya ada 24 transponder. Namun, dalam operasinya lebar bidang frekuensi transponder yang digunakan sebesar 36 Mhz, 2Mhz di sisi kiri dan kanan dari spectrum lebar bidang frekuensi transponder  merupakan  frekuensi gap (guard band frequency) yang di maksudkan untuk pengamanan agar tidak terjadi interferensi antara transponder.

Keuntungan Dan Kerugian

            -Keuntungan dari penggunaan SisKomSat yaitu:

            a.cakupan layanan yang cukup luas

            b. transmisi bersifat broadcast

            c.tidak tergantung pada jarak geografis

            d. kemampuan untuk melakukan berbagai jenis Multiple Acces

            f. bias diapalisasikan untuk jaringan akses

            g.bisa menyalurkan berbagai jenis layanan informasi.

-Adapaun kerugian dari penggunan SisKomSat adalah sebagai berikut.

            a.mempunyai delay yang cukup besar

            b.ketrbatasan daya dan bandwidth.

            c.kapasitas transmisi bit rate yang terbatas.

            d.persyaratan Teknis Operasi yang ketat.

            e.perlu adanya kordinasi dengan system satelit lainya.

            f.Up Front Cost tinggi (biaya launcing satelit tinggi)

            g.rentan terhadap pengaruh atmosfer

Satelit Geostasioner merupakan segmen angkasa pendukung layanan VSAT. Orbit ideal untuk satelit komunikasi adalah geostasioner, atau yang relatif statis terhadap bumi. Satelit yang digunakan untuk komunikasi hampir selalu berada pada orbit geostasioner secara eksklusif, berlokasi sekitar 36.000 km diatas permukaan bumi. Oleh karenanya disebut Satelit geostasioner karena satelit tersebut selalu berada di tempat yang sama sejalan dengan perputaran bumi pada sumbunya.

Gambaran Visual Satelit Indonesia

Sesuai dengan kesepakatan International Telecommunication Union (ITU), untuk menghindari terjadinya interferensi, setiap satelit ditempatkan dengan jarak dua derajat terpisah sehingga jumlah satelit maksimum yang dapat dioperasikan sebanyak 180 satelit.

Bagaimana pun, dengan pandangan untuk memaksimalkan penggunaan slot orbital, penempatan satelit secara bersama-sama dilakukan secara menyebar. Penempatan satelit secara bersama-sama dipisahkan 0,1 derajat di angkasa atau hampir sekitar 30 km. Interferensisinyal dari penempatan satelit bersamaan dicegah dengan menggunakan polarisasi ortogonal. Pada saat bersamaan perlengkapan stasiun bumi dapat menerima sinyal dari dua lokasi satelit tanpa orientasi ulang dari antena. Sinyal dapat di-diferensiasikan berdasarkan polarisasinya.

Segmen angkasa tersedia dari organisasi yang telah mendapatkan satelit, mengatur peluncuran, dan memimpin tes awal dalam orbit dan kemudian mengoperasikan satelit-satelit ini secara komersial.

Fungsi utama satelit dikerjakan oleh transponder. Ada beberapa transponder atau repeater dalam badan satelit. Transponder ini memiliki fungsi-fungsi sebagai berikut:

• Penerima sinyal

Transponder menerima sinyal yang di uplink oleh VSAT atau Hub.

• Translasi frekuensi

Frekuensi dari sinyal yang diterima ditranslasikan ke frekuensi yang berbeda, dikenal sebagai frekuensi downlink. Translasi frekuensi meyakinkan bahwa tidak ada feedback positif dan juga menghindari interferensiisu yang terkait.

• Penguatan

Transponder juga menguatkan sinyal downlink.

Sejumlah transponder menentukan kapasitas satelit. Kapasitas transponder satelit untuk satelit generasi Palapa B yaitu terdiri dari 24 transponder yang terbagi atas 12 transponder untuk polarisasi horizontal dan 12 transponder untuk polarisasi vertikal. Tiap transponder memiliki bandwith 40 MHz.

Jenis band frekuensi Satelit sebagai berikut:

Frequency Band	Uplink (GHz)	Downlink (GHz)
C-Band	5.925 sampai 6.425	3.700 sampai 4.200
Ext- C-Band	6.725 sampai 7.025	4.500 sampai 4.800
Ku-Band	14.000 sampai 14.500	10.950 sampai 11.700

Pada komunikasi VSAT ada yang disebut up link dan down link. Up link adalah sinyal RF yang dipancarkan dari stasiun bumi ke satelit. Down link adalah sinyal RF yang dipancarkan dari satelit ke stasiun bumi .

Up Link dan Down Link

Di dunia Internasional, KU-Band adalah band frekuensi yang populer. KU-Band dapat mendukung trafik dengan ukuran antena yang lebih kecil dibandingkan C-Band atau Ext-C-Band. Tapi Ku-Band tidak tahan terhadap curah hujan tinggi sehingga tidak sesuai untuk digunakan di daerah Asia Tenggara. Keunggulan dan kekurangan masing-masing band frekuensi tersebut secara rinci adalah seperti berikut:

Frekuensi	Keunggulan	Kekurangan
C-Band	· World wide availability · Teknologi yang termurah · Tahan dari redaman hujan	· Antena berukuran relatif lebih besar · Rentan terhadap interferensi dari satelit tetangga dan terrestrial microwave
Ku-Band	· Kapasitas relatif besar · Antena berukuran relatif lebih kecil (0,6 – 1,8 m)	· Rentan dari redaman hujan · Availability terbatas (faktor regional)

Pada intinya satelit menyediakan dua sumber daya, yaitu bandwidth dan tenaga amplifikasi. Pada kebanyakan jaringan VSAT, tenaga memiliki sumber daya yang lebih terbatas dibandingkan dengan bandwidth dalam transponder satelit.

Anatomi Satelit

 

.

Kedudukan Satelit

Jenis-jenis satelit bergantung kepada kedudukannya dengan permukaan bumi.

Ada 4 jenis satelit :

• GEO -Geostaioner (geo-synchronous) earth orbit Geostasioner
• MEO -Medium earth orbit
• LEO -Low earth orbit Orbit bumi rendah
• HEO -Highly elliptical orbit

1.1.Konsep Dasar V-SAT

Teknology VSAT (Very Small Aperture Terminal) merupakan salah satu solusi untuk menjangkau wilayah indonesia yang berbentuk kepulauan. Pada Bab ini, kami akan menjelaskan mengenai perangkat VSAT.

1.2.Pengertian VSAT

VSAT (Very Small Aperture Terminal) adalah stasiun penerima sinyal dari satelitdengan antena penerima berbentuk piringan dengan diameter kurang dari tiga meter. Fungsi utama dari VSAT adalah untuk menerima dan mengirim data ke satelit. Satelit berfungsi sebagai penerus sinyal untuk dikirimkan ke titik lainnya di atas bumi. Sebenarnya piringan VSAT tersebut menghadap ke sebuah satelit geostasioner. Satelit geostasioner merupakan satelit yang selalu berada di tempat yang sama sejalan dengan perputaran bumi pada sumbunya yang dimungkinkan karena mengorbit pada titik yang sama di atas permukaan bumi, dan mengikuti perputaran bumi pada sumbunya.

1.3.Komponen Perangkat VSAT

1.3.1.      Outdoor Unit (ODU)

Terdiri atas antena dan Radio Frequency Transmitter (RFT).

1. Antena

Antena  berfungsi untuk memancarkan dan menerima gelombang radio RF. Antena yang dipakai dalam komunikasi VSAT yaitu sebuah solid dish antenna yang memiliki bentuk parabola.

Fungsi antena pada komunikasi VSAT adalah sebagai berikut :

• Memancarkan gelombang radio RF dari stasiun bumi ke satelit yang mana besar frekuensinya dari 5,925 GHz sampai dengan 6,425 GHz.
• Menerima gelombang radio RF dari satelit ke stasiun bumi yang mana besar frekuensinya dari 3,7 GHz sampai dengan 4,2 GHz.

Bagian antena terdiri atas reflektor, feedhorn, dan penyangga. Ukuran piringan antena ataudish VSAT berkisar antara 0,6 – 3,8 meter. Ukuran dish sebanding dengan kemampuan antena untuk menguatkan sinyal.

Gambar Antena VSAT

Feedhorn dipasang pada frame antena pada titik fokusnya dengan bantuan lengan penyangga. Feedhorn mengarahkan tenaga yang ditransmisikan ke arah piringan antena atau mengumpulkan tenaga dari piringan tersebut. Feedhorn terdiri atas sebuah larik komponen pasif microwave.

2. RFT

RFT dipasang pada frame antena dan dihubungkan secara internal ke feedhorn. RFT terdiri atas:

a.        Low Noise Amplifiers (LNA)

LNA  berfungsi memberikan penguatan terhadap sinyal yang datang dari satelit melalui antena dengan noise yang cukup rendah dan bandwidth yang lebar (500 MHz).

Lemahnya sinyal dari satelit yang diterima oleh LNA disebabkan oleh faktor berikut:

·         Jauhnya letak satelit, sehingga mengalami redaman yang cukup besar disepanjang lintasannya.

·         Keterbatasan daya yang dipancarkan oleh satelit untuk mencakup wilayah yang luas.

Untuk dapat memberikan sensitivitas penerimaan yang baik, maka LNA harus memiliki noise temperatur yang rendah dan mempunyai penguatan / gain yang cukup tinggi (Gain LNA = 50 dB). LNA harus sanggup bekerja pada band frekuensi antara 3,7 GHZ sampai dengan 4,2 GHz (bandwidthnya 500 MHz). 

b.       Solid State Power Amplifier (SSPA)

SSPA berfungsi untuk memperkuat daya sehingga sinyal dapat dipancarkan pada jarak yang jauh. SSPA ini merupakan penguat akhir dalam rangkaian sisi pancar (transmit side) yang merupakan penguat daya frekuensi sangat tinggi dalam orde Gega Hertz.

Tujuan penggunaan SSPA adalah untuk memperkuat sinyal RF pancar pada band frekuensi 5,925 GHz sampai dengan 6,425 GHz dari Ground Communication Equipment (GCE) pada suatu level tertentu yang jika digabungkan dengan gain antena akan menghasilkan daya pancar (EIRP) yang dikehendaki ke satelit.

Ada hal yang perlu diperhatikan dalam mengoperasikan penguat daya frekuensi tinggi , diantaranya :

·         Besar daya output yang dihasilkan

·         Lebar band frekuensi yang harus dicakup

·         Pengaruh intermodulasi yang muncul

·         Input dan output Back – off

3.         Up / Down Converter

Perangkat ini dikemas dalam satu kemasan tetapi memiliki dua fungsi yaitu sebagai up converter dan sebagai down converter.

a. Up Converter

Berfungsi untuk mengkonversi sinyal Intermediate frequency (IF) atau sinyal frekuensi menengah dengan frekuensi centernya sebesar 70 MHz menjadi sinyal RF Up link (5,925 – 6,425 GHz).

      Gambar Up Converter

             b. Down Converter

             Berfungsi untuk mengkonversi sinyal RF Down link (3,7 MHz – 4,2 MHz)            menjadi sinyal Intermediate Frequency dengan frekuensi center sebesar 70 MHz.

       Gambar Down Converter

1.3.2.      Indoor Unit (IDU)

Modem VSAT merupakan perangkat indoor yang berfungsi sebagai modulator dan demodulator. Modulasi adalah proses penumpangan sinyal informasi kedalam sinyal IF pembawa yang dihasilkan oleh synthesiser. Frekuensi IF besarnya mulai dari 52MHz sampai 88MHz dengan frekuensi center 70 MHz. Sedangkan demodulasi adalah proses memisahkan sinyal informasi digital dari sinyal IF dan meneruskannya ke perangkat teresterial yang ada. Teknik Modulasi yang dipakai dalam modem satelit yaitu modulasi dengan sistem PSK ( Phase Shift keying ).

Gambar Contoh Modem Satelit

Lebih jauh lagi fungsi dari Modulator dan Demodulator yakni:

1.    Modulator

Modulator berfungsi untuk mencampurkan sinyal informasi digital dari perangkat teresterial kedalam sinyal IF 70MHz yang dihasilkan dari dalam modem.

                           Gambar Blok Diagram Modulator

Pada proses modulasi sinyal data masuk melalui port Interface kemudian diteruskan ke bagian Digital to Analog Converter dan diubah menjadi sinyal analog I dan sinyal Q. Sinyal I dan sinyal Q mempunyai amplitude yang sama tetapi memiliki fase yang berbeda. Sinyal I & Q diperkuat, difilter kemudian dicampur dengan sinyal IF dari sinthesizer sehingga dihasilkan sinyal IF termodulasi. Sinyal IF kemudian dikuatkan dan diatur powernya oleh bagian TX control dan kemudian diteruskan ke port IF Output di bagian belakang modem.

2.      Demodulator

Demodulator menerima sinyal dari RFT dalam range frekuensi IF dan melakukan demodulasi pada sinyal untuk memisahkan user traffic signal dari carrier.

Gambar Digram blok Demodulator

Pada proses demodulasi, sinyal IF yang diterima di masukan ke rangkain AGC. Rangkaian AGC ini berfungsi untuk mengatur kekuatan sinyal IF yang akan didemodulasi. Rangkain AGC dikontrol oleh bagian A/D converter.

Sinyal IF yang sudah disesuaikan levelnya kemudian dicampur dengan sinyal dari sintisiser sehingga menghasilkan sinyal I dan sinyal Q. Kemudian sinyal ini dikuatkan dan difilter, setelah itu sinyal I & Q masuk ke bagian A/ D converter sehingga didapatkan sinyal data digital, kemudian sinyal data digital diteruskan ke bagian interface dan diteruskan ke port interface.

Proses Transmisi Sinyal Satelit

1. Data yang akan ditransmisikan dari perangkat remote/user, terlebih dahulu memasuki modem. Dalam modem ini data dimodulasi. Proses modulasi ini menggunakan teknik PSK. Modulasi ini bertujuan untuk mentranslasikan gelombang frekuensi informasi ke dalam gelombang lain pada frekuensi yang lebih tinggi untuk dibawa ke media transmisi.

2. Setelah data tersebut dimodulasi, selanjutnya akan memasuki perangkat yang disebut RFT ( RF Transceiver) atau driver. Dalam RFT ini terdapat Up dan Down Converter. Untuk proses transmit yang digunakan adalah Up Converter. Up Converter ini berfungsi untuk mentranslasikan sinyal dari frekwensi menengah IF (Intermediate Frequency) menjadi suatu sinyal RF (Radio Frequency). Output sinyal yang dihasilkan adalah 5925 – 6425 MHz.

3. Proses selanjutnya adalah memasuki SSPA (Solid State Power Amplifier) yang berfungsi sama dengan HPA yaitu untuk memperkuat sinyal RF agar dapat diterima oleh satelit.

4. Sinyal masuk ke dalam feedhorn, sinyal dari feedhorn dipantulkan ke satelit dengan antena.

Blok Diagram IDU-ODU

Proses Receive Sinyal Satelit

1. Antena menerima sinyal dari satelit, sinyal yang diterima antena kemudian dipantulkan ke feedhorn.

2. Dari Feedhorn, sinyal diteruskan memasuki LNA (Low Noise Amplifier). Dimana LNA ini berfungsi untuk menekan noise dan memperkuat sinyal yang diterima.

3. Dari LNA sinyal diteruskan memasuki Down Converter yang berfungsi untuk mentranslasikan sinyal RF menjadi sinyal IF.

4. Setelah memasuki Down Converter, maka sinyal IF memasuki perangkat modem untuk melakukan proses demodulasi, dimana prose demodulasi itu dimaksudkan untuk memisahkan antara sinyal carrier dengan informasi yang ada di dalamnya.

5.Informasi yang sudah terpisah dari sinyal carrier kemudian diteruskan ke perangkat user seperti Router , Multiplexer, dan sebagainya.

Keunggulan dan kekurangan

Keunggulan VSAT:

• Pemasangannya cepat.
• Jangkauan terjauh dapat mencapai setengah permukaan bumi.

Kekurangan VSAT:

• Koneksinya rentan terhadap gangguan cuaca (terhadap molekul air).
• Memakan tempat, terutama untuk piringannya.
• Latency yang lebih tinggi di bandingkan kabel.