AGE DA ITEM Compatibility stasiun amatir service dengan service eksisting

Transkripsi

1 AGE DA ITEM 1.23 Agenda item 1.23 bertujuan memperhitungkan pengalokasiaan sekitar 15 khz pada band ,5 khz untuk Amatir Service pada kategori skunder dengan tidak menganggu eksisting services. 1. Latar Belakang Frekuensi pada range 500 khz pada saat ini dialokasikan untuk bergerak maritim, bergerak darat, radionavigasi penerbangan dan bergerak penerbangan, namun karena penggunaan pada frekuensi ini berkurang disebabkan implementasi dengan sistem baru (misalnya penggunaan GMDSS yang penggunaan frekuensi lebih efesien) dan lebih efektif pada band lain. Sehubungan dengan hal tersebut, perlu diperhitungkan pengalokasian untuk amatir service pada kategori skunder yang dapat digunakan untuk komunikasi dalam keadaan darurat dan bencana, dengan alasan sebagai berikut : a. Karakteristik propagasi gelombang tanah yang tidak terpengaruh terhadap ionospheric disturbances dan sunspot-cycle variation, sehingga sangat konsisten dan reliable serta cocok untuk amatir service low power. b. Adanya peluang memanfaatkan frekuensi ini untuk komunikasi radio dengan modulasi digital, dimana pada digital networks disarankan menggunakan protocol HFTP (HF token passing protocols) dengan self configuring cocok untuk bandwidth dan power yang terbatas. Sistem seperti itu akan memberikan network yang handal untuk komunikasi darurat dan dapat memperluas coverage area. c. Memberikan efesiensi power transfer lebih tinggi dengan small antenna dibandingkan dengan amatir service pada alokasi khz, sehingga dengan mengalokasikan frekuensi ini akan menarik pengguna 2. Hasil studi Working Party Beberapa administrasi telah melakukan uji coba pengoperasian sementara amatir service dan hasilnya dilaporkan tidak terjadi harmful interferences. Disamping uji coba tersebut telah dilakukan studi untuk memberikan informasi tambahan tentang karakteristik dan compatibility kemungkinan pengalokasian amatir service pada range frekuensi ini Compatibility stasiun amatir service dengan service eksisting Radionavigation Penerbangan Radionavigation penerbangan pada range frekuensi yang menjadi pertimbangan dalam studi ini adalah Non-Directional Beacons (NDB). Pada bagian ini akan dilakukan analisis dengan 2 metode terhadap sistem NDB, yaitu :

2 a. Coexistence antara stasiun amatir dengan NDB (tidak mungkin) Stasiun amatir secara umum tidak beroperasi pada frekuensi yang ditetapkan, namun secara dinamis memilih frekuensi dalam frekuensi yang dialokasikan, dengan mengunakan protokol listen-before-talk. Banyak alokasi amatir service shared dengan radio service lainnya dan operator amatir akan sadar dengan kondisi tersebut. Sehingga dapat diasumsikan dalam coverage range sebuah NDB, operator amatir akan mengetahui, sadar dan tidak akan memancar dalam frekuensi NDB. Walaupun demikian dalam kasus layanan keselamatan, skenario kasus terburuk dari operasi cofrekuensi harus diasumsikan. Pada analisis berikut diasumsikan pesawat menggunakan NDB dengan posisi pada posisi pinggir dari NDB dan line of site dengan stasiun amatir Berdasarkan ketentuan ICAO, interferens kuat medan maksimum co-frekuensi yang dapat diterima dari sebuah stasiun amatir adalah 27 db dibawah 50 atau 2.24 dbµv/m Analisa Berdasarkan formula berikut : 5477 d = GPt E dimana: d = jarak pemisah (km) E = kuat medan (microvolts per metre) pada antena pesawat Pt = daya keluaran stasiun amatir (watts) G = gain antena pada pemancar stasiun = antilog (gain dalam db)/10) Berdasarkan formula tersebut dapat dihitung jarak minimum pemancar stasiun amatir dengan level daya yang dijamin yaitu sinyal interferens pada antena pesawat penerima tidak melebihi 2.24 dbµv/m dan gain antena -10 db, seperti tabel beikut : Calculated minimum separation distance Pt (watts) d (km) Pada skenario ini, co-frekuensi pemancar amatir dengan level daya keluaran yang lebih beberapa miliwat dapat menghasilkan interferens terhadap antena penerima NDB pada pesawat. Oleh karena itu, coexistence antara amatir stasiun dan sistem NDB tidak mungkin Page 2 of 10

3 b. Co-channel existence antara stasiun amatir dengan NDB (mungkin dibawah batasan batasan tertentu) Stasiun Amatir memancar di pinggir atau dalam daerah layanan NDB DB service range (40 to 100 km) 37 dbµv/m NDB Amateur Station 2 Aircraft Flight Path Amateur Station 1 Service Radius Skenario umum, pesawat berada pada puncak dari kerucut fiktif yang berpusat pada NDB, dengan ketinggian nol pada pusat dan 300 m di pinggir wilayah layanan NDB. Jadi, kemungkinan penerbangan di atas sebuah amatir stasiun 2 yang beroperasi dalam wilayah layanan seperti gambar di atas, maka perbandingan jarak pesawat dan stasiun amatir terhadap jarak pesawat dan NDB akan selalu lebih besar dari perbandingan ketinggian kerucut (300 m) pada radius pinggir dari wilayah layanan dan radius layanan ( km). pada jarak yang pendek absorbsi dari gelombang tanah dapat diabaikan. Karena skala kuat medan berbanding terbalik dengan jarak maka rasio kuat medan NDB terhadap kuat medan amatir stasiun akan menjadi buruk dimana pemancar amatir berada di pinggir wilayah layanan. Jadi, jika perhitungan menunjukkan bahwa sebuah stasiun amatir dapat beroperasi di pinggir daerah layanan tanpa perlu zona perlindungan maka stasiun juga dapat beroperasi di mana saja dalam wilayah layanan tanpa menyebabkan gangguan. Stasiun Amatir jauh di luar wilayah layanan NDB Dalam kasus ini perlu diperhitungkan interference dari propagasi gelombang tanah dan progasi gelombang angkasa untuk menghitung jarak minimum antara stasiun amatir dan pinggir dari service NDB dalam rangka melindunginya. ICAO Annex 10 of volume I, menetapkan minimum 37 dbµv/m yang dapat digunakan NDB signal, and defines the following terms: D = desired NDB signal field strength U = undesired NDB signal field strength, i.e. a nearby NDB Page 3 of 10

4 I = interference signal field strength df = frequency separation. - The ICAO reference sets the ratio of D/U as 15 db for co-channel operation of two NDBs. - The aircraft s altitude is 300 m or more above ground level. - The interfering transmit antenna (amateur station) is assumed to have vertical radiation component (e.g. magnetic loop). - Safety margin 12 db Ground-wave and skywave propagation analysis according to Recommendation ITU-R P Untuk jarak lebih dari 10 km frekuensi 500 khz secara grafis dapat diinterpolasi dalam Rekomendasi ITU-R P Ground-wave propagation curves for frequencies between 10 khz and 30 MHz Untuk jarak yang pendek (kurang dari 3 km) atenuasi gelombang tanah dapat diabaikan. Pada kondisi ini kurva pada Rekomendasi ITU-R P mendekati kebalikan dari jarak untuk propagasi free-space yang terhalang. 1 / r formula juga dapat diterapkan pada rentang vertikal miring, dan dengan demikian digunakan untuk memperhitungkan ketinggian minimum membawa sebuah pesawat penerima ADF. Tabel berikut menunjukkan jarak proteksi ( jarak minimum stasiun amatir dengan daerah pinggir layanan NDB) untuk berbagai frekuensi offset dan daya radiasi dari stasiun amatir. Rekomendasi ITU-R P.368-9, 500 khz, epsilon_r = 30, sigma = 10 ms/m, watts as e.i.r.p., dbkw as e.m.r.p. DB protection distances df I/D U max watts (khz) (db) (dbµv/m) 32,6 27,6 22,6 17,6 12,6 dbkw > km km km km km / / /758 km / / / / /1 799 km / / / / /2 458 km Pada table di atas, jarak proteksi NDB, merupakan jarak antara pesawat dan stasiun amatir yang diproyeksikan ke tanah. Jika jarak minimum kurang dari ketinggian yang diasumsikan (300 m), tidak diperlukan jarak proteksi sebagaimana 0 km pada table tersebut. Pengalokasian bandwidth sebesar 15 khz pada band khz untuk amatir service pada kategori skunder, aplikasi untuk radionavigation penerbangan dan bergerak maritime memerlukan proteksi. Proteksi tersebut diperoleh dengan memberikan pemisahan geografis (jarak) dan frekuensi yang tepat bersamaan dengan pembatasan power dari transmisi amatir. Page 4 of 10

5 Maritime mobile service NAVTEX adalah international automated direct-printing service (sesuai defenisi dalam Rec. ITU-R M dan {100-baud FSK 170 Hz shift}) untuk mengirimkan peringatan dan prakiraan navigasi dan meteorologi serta informasi keselamatan laut untuk kapal. Diseluruh dunia frekuensi yang diperbolehkan pada 490 khz (bahasa lokal), 518 khz (bahasa inggris). Berdasarkan sifat operasi NAVTEX perlu pertimbangan yang cermat sebelum amatir service adjacent dengan frekuensi NAVTEX. Karateristik Sistem NAVTEX - Class of emission = F1B, - Modulation = FSK frequency shift 170 Hz with Forward Error Correction - Signalling rate = 100 Baud, - The receiver 6 db bandwidth is between 270 and 340 Hz Kriteria Proteksi NAVTEX Nilai minimum kuat medan yang harus dilindungi : dbµv/m sebelah utara dan pararel 30 Utara, dbµv/m sebelah selatan pararel 30 Utara Daya keluaran dari stasiun NAVTEX ditentukan untuk mencapai kekuatan sinyal minimum 31.5 dbµv/m (51.5 dbµv/m) pada pinggir area layanan NAVTEX Perhitungan yang diperlukan untuk pemisahan geografis sebagai fungsi dari frekuensi separation dan power (emrp) berdasarkan minimum kuat medan 31.5 dbµv/m Perhitungan pemisahan geografis yang diperlukan sebagai fungsi dari frekuensi pemisahan dan kekuasaan (emrp), didasarkan pada kekuatan medan minimum 31,5 dbµv / m. Ini adalah kasus terburuk angka, sebagai tingkat hanya 51,5 dbuv / m diperlukan untuk "dekat daerah tropis". Untuk perhitungan ini, selain untuk mengambil tingkat yang lebih ketat 31,5 dbuv / m, dua tingkat sewenang-wenang perlindungan tambahan dari -14 db dan -20 db digunakan yang harus dibandingkan dengan persyaratan -8 db Resolusi IMO A.801 ( 19), Lampiran 4. Perlu dicatat bahwa perhitungan telah berasumsi bahwa stasiun Amatir terletak di pantai (sebagai angka konduktivitas tanah air laut dari 5 S / m digunakan) walaupun untuk kebanyakan kasus, hal ini tidak akan begitu. Biasanya stasiun-stasiun amatir akan lebih sering berada di pedalaman dari laut, dengan tingkat lebih rendah konduktivitas tanah menyebabkan tanahgelombang sinyal akan dilemahkan lebih cepat dengan jarak. Pemisahan geografis yang diperlukan untuk ketiga tingkat perlindungan dinilai langsung dari grafik yang relevan, lihat Gambar. 2, diambil dari Rekomendasi ITU P.368 R-9 (2-2007), di mana telah dilakukan frekuensi 500 khz, permitivitas epsilon_r adalah 70, dan konduktivitas tanah, seperti yang telah disebutkan sebelumnya adalah 5 S / m. Pada band MF suara atmosfer lantai adalah faktor pembatas, bukan sensitivitas penerima. Definisi kekuatan medan minimum (31,5 dbµv / m masing-masing 51,5 dbµv / m) didasarkan pada lantai kebisingan atmosfer ini. Page 5 of 10

6 Protection criteria 6 db (co-channel rejection from ETSI ETS V1.2.1 ( ) Recommendation ITU-R P (2-2007), 500 khz, epsilon_r = 70, sigma = 5 S/m Watt as e.i.r.p., dbkw as e.m.r.p. df I/D Umax watts (khz) (db) (dbµv/m) 32,6 27,6 22,6 17,6 12,6 dbkw km 2* km km km < /900 km Protection criteria 8 db (co-channel rejection from AVTEX-Manual) Recommendation ITU-R P (2-2007), 500 khz, epsilon_r = 70, sigma = 5 S/m Watt as e.i.r.p., dbkw as e.m.r.p. df I/D U max watts (khz) (db) (dbµv/m) 32,6 27,6 22,6 17,6 12,6 dbkw km 2* km km km < / /1 050 km Protection criteria 14 db (co-channel rejection from AVTEX-Manual + 6 db extra margin) Recommendation ITU-R P (2-2007), 500 khz, epsilon_r = 70, sigma = 5 S/m Watt as e.i.r.p., dbkw as e.m.r.p df I/D U max watts (khz) (db) (dbµv/m) 32,6 27,6 22,6 17,6 12,6 dbkw km 2* km km km < / /1 600 km Protection criteria 20 db (co-channel rejection from AVTEX-Manual + 12 db extra margin) Recommendation ITU-R P (2-2007), 500 khz, epsilon_r = 70, sigma = 5 S/m Watt as e.i.r.p., dbkw as e.m.r.p. df I/D U max watt (khz) (db) (dbµv/m) 32, 27,6 22,6 17,6 12,6 dbkw km km km km < / / / /2 300 km Berdasarkan table table di atas terlihat bahwa pemisahan 3 khz walaupun dengan peningkatan criteria proteksi pemisahan geografis hanya sedikit meningkat. Page 6 of 10

7 Dari ETSI ETS V1.2.1 ( ): 6.2 Interference rejection and blocking immunity Method of measurement The wanted signal shall be the normal test signal at a level of 20 dbµv. The unwanted signal shall be unmodulated. For the frequency ranges 517 khz to 517,5 khz and 518,5 khz to 519 khz, the level shall be 40 dbµv. For the frequency ranges 515 khz to 517 khz and 519 khz to 521 khz, the level shall be 60 dbµv. For the frequency ranges 100 khz to 515 khz, 521 khz to 30 MHz, 156 MHz to 174 MHz and 450 MHz to 470 MHz, the level shall be 90 dbµv Limit The unwanted signal shall not induce a character error ratio of more than 4 x Co-channel rejection Method of measurement. The wanted signal shall be the normal test signal at a level of 20 dbµv. The unwanted signal shall be unmodulated at a level of 14 dbµv at the nominal receiverfrequency Limit The unwanted signal shall not induce a character error ratio of more than Berdasar kan {ETSI (6.2)} hal di atas dan frekuensi center 518 khz, maka 0.5 khz: ratio unwanted/wanted signal 20 db 1 khz: ratio unwanted/wanted signal 40 db 3 khz: ratio unwanted/wanted signal 70 db. Berdasar kan ETSI (6.3), menurut publikasi dari US Coastguard bandwidth penerima (6 db) tipikal antara 270 dan 340 Hz. Dikutip dari manual IMO NAVTEX Manual A EX 5 IMO RESOLUTIO A.801(19), annex 4 The ground-wave coverage may be determined for each coast station by reference to CCIR Recommendation 368 (replaced by Recommendation ITU-R P.368) and CCIR Report 322 (replaced by Recommendation ITU-R P.372) for the performance of a system under the following conditions: Frequency 518 khz Bandwidth 500 Hz Propagation ground-wave RF S/ in 500 Hz bandwidth 8 db Percentage of time 90 Bit error rate 1 x NAVTEX Manual yang membutuhkan 90 persen dari waktu dalam bandwidth RF 500 Hz S / N rasio -8 db untuk maksimum bit error rate 1 x Page 7 of 10

8 Berdasarkan hal hal di atas pengoperasian amatir service dalam XXX khz dari frekuensi center NAVTEX tidak praktis dan tidak diinginkan, karena pemancar amatir dapat menyebabkan interference terhadap sinyal NAVTEX dan juga operasi co-channel bukan pilihan. Broadcasting service Pada service ini dilakukan studi ini dengan mempertimbangkan kemungkinan timbulnya gangguan ke MF penerima siaran dari stasiun pemancar amatir beroperasi pada frekuensi terdekat, sebagai fungsi dari frekuensi pemisahan dan jarak dari penerima siaran. Untuk studi ini, diambil beberapa asumsi : 1. Stasiun pemancar pada 530 khz, kekuatan sinyal pada daerah urban 10 mv/metre dan kekuatan sinyal pada daerah rural 1 mv/metre. 2. co-channel protection ratio 40 db 3. off channel protection ratio berdasarkan selectivity curve pada EBU standard receiver. 4. Stasiun amatir memancarkan narrowband sinyal dengan eirp 20 w 5. Free space propagation (for the distances involved, there is little difference between free space loss and ground loss over average terrain). 6. Typical amateur urban and rural antennas as given in Report ITU-R M.[AS. 500 khz Characteristics]. Tabel berikut memberikan hasil perhitungan untuk jarak minimum yang diperbolehkan sebagai fungsi dari frekuensi antara pesawat penerima dan interfering transmitter, yang diperlukan untuk mendapatkan protection ratio. Calculated minimum acceptable distance as a function of interfering frequency f f r E u E r d u d r * * * < <0.24* < < <0.24* <2.4 f = frequency of interfering signal in khz; r = required protection ratio in db (Recommendation ITU-R BS.560); E u = allowable urban interfering signal strength in mv/m; E r = allowable rural interfering signal strength in mv/m; d u = minimum acceptable distance from an interfering transmitter in km (urban); d r = minimum acceptable distance from an interfering transmitter in km (rural); * indicates that in cases of potential interference, the broadcast receiver would lie within the near field of the interfering transmitter, making precise calculation of distance difficult 1. For small antennas, the boundary of the near field is taken as λ (0.6 km). Page 8 of 10

9 Berdasarkan hal tersebut untuk memastikan kompatibilitas antara layanan amatir dan layanan penyiaran, batas atas kemungkinan alokasi layanan amatir tidak boleh melebihi 516 khz Land mobile service Tidak ada informasi sehubungan dengan tidak adanya penggunaan bergerak darat pada range frekuensi ini Aeronautical mobile service Relevant ITU-R Recommendations: [ ] [To be developed] Ground-wave and skywave propagation studies Studi ini dilakukan melalui simulasi dimana nilai konduktivitas dan permitivitas membuat propagasi gelombang tanah meningkat.sebagai contoh air garam dan tanah berawa lebih kondusif untuk propagasi dari air tawar dan padang pasir. Selain itu, propagasi gelombang tanah cenderung kontinyu untuk kondisi tertentu kasus propagasi. Sedangkan, untuk perhitungan kuat medan gelombang angkasa adalah prediksi probabilistic dan nilai yang sebenarnya akan berubah sebagai fungsi waktu dari hari dan sun spot number pada lokasi yang tetap. Akhirnya, setiap layanan harus menentukan probabilitas tingkat interferensi bahwa stasiun bisa mentolerir yaitu kua medan melebihi 1% atau 10% dari hari-hari dalam setahun. Karakteristik transmisi stasiun amatir pada band khz Mode transmisi stasiun amatir dalam range khz : a. Morse code (CW) Alokasi dalam kisaran ,5 khz kemungkinan akan membuat cukup menggunakan very-slow-speed CW (Slow Morse), bandwidth yang diperlukan yang dapat sekecil 1 Hz. b. Narrow-band direct printing (NBDP) radiotelegraphy NBDP yang membutuhkan bandwidth 250 Hz, akan cocok dengan rencana alokasi 15 khz. Implementasi komersial NBDP untuk LF dan VLF menggunakan 85 Hz shift dapat digunakan oleh amatir service dalam range , 5 khz. PACTOR yang merupakan pengembangan dari NBDP dengan bandwidth 375 Hz kemungkinan dapat diaplikasikan dalam band , 5 khz. c. PSK31 d. MFSK and FDM modes Page 9 of 10

10 Frekuensi dalam TAFI khz - BERGERAK MARITIM - RADIONAVIGASI PENERBANGAN khz - BERGERAK ,5 khz - BERGERAK MARITIM - RADIONAVIGASI PENERBANGAN - Bergerak Penerbangan - Bergerak Darat Page 10 of 10