MAKALAH SISTEM KOMUNIKASI SATELIT

Transkripsi

1 MAKALAH SISTEM KOMUNIKASI SATELIT DISUSUN OLEH : SOVI YULISTIANTO S1 TEKNIK TELEKOMUNIKASI SEKOLAH TINGGI TEKNOLOGI TELEMATIKA TELKOM JL. DI. PANJAITAN NO 128 PURWOKERTO 2016

2 BAB I A. LATAR BELAKANG Satelit merupakan sebuah benda di angkasa yang berputar mengikuti rotasi bumi. Satelit dapat dibedakan berdasarkan bentuk dan keguaananya seperti: satelit cuaca, satelit komonikasi, satelit iptek dan satelit militer. Untuk dapat beroperasi satelit diluncurkan ke orbitnya dengan bantuan roket. Negara -negara maju seperti Amerika Serikat, Rusia, Perancis dan belakangan Cina, telah memiliki stasiun untuk melontarkan satelit ke orbitnya. Seluruh pergerakan satelit dipantau dari bumi atau yang lebih dikenal dengan stasiun pengendali. Cara kerja dari satelit yaitu dengan cara uplink dan downlink. Uplink yaitu transmisi yang dikirim dari bumi ke satelit, sedangkan downlink yaitu transmisi dari satelit ke stasiun bumi. Komunikasi satelit pada dasarnya berfungsi sebagai repeater di langit. Satelit juga menggunakan transponder, yaitu sebuah alat untuk memungkinkan terjadinya komunikasi 2 arah. Umumnya komunikasi satelit menggunakan banyak tranponders. Contohnya Intelsat VIII menggunkan 44 transponders dapat mengakomodir telepon sirkuit dan 3 channel TV, pada masa sekarang ini sampai bisa mengakomodir komunikasi di Asia dan Afrika. Antena satelit sangat penting peranannya dalam jaringan komunikasi satelit. Karena benda yang ini berfungsi sebagai penerima transimisi di setiap kawasan di dunia. Sedangkan satellite spacing (penempatan satelit) digunakan agar dalam melakukan transmisi lebih mudah berdasarkan kawasannya. Sedangkan power system yang digunakan oleh satelit diperoleh melalui sinar matahari yang diubah ke bentuk listrik yang menggunakan Sel surya (Solar cells). Selain itu, satelit juga dilengkapi dengan sumber tenaga yang berdurasi 12 tahun yang merupakan bahan bakarnya agar dapat beroperasi.

3 BAB II ISI A. SISKOMSAT Sistem komunikasi satelit adalah sistem komunikasi yang menggunakan media satelit sebagai komponen utamanya. Dalam sistem komunikasi ini, satelit difungsikan sebagai repeater dan pembagi jalur komunikasi agar satelit tersebut dapat digunakan bersama-sama namun tidak ada data atau informasi yang bercampur. Arsitektur sistem komunikasi satelitdapat dilihat pada gambar 1. Satelit sebagai sebuah stasiun relay yang diletakan pada ketinggian tertentu di atas permukaan bumi, sehingga satelit dapat menjangkau atau mencakup daerah luas bahkan daerah-daerah terpencil. Di angkasa, satelit akan bergerak mengelilingi bumi pada orbitnya. Hal ini menyebabkan satelit dapat tetap tinggal dan tidak jatuh adalah adanya gaya sentrifugal yang di hasilkan oleh pergerakan satelit mengelilingi bumi yang seimbang dengan gaya tarik yang disebabkan gravitasi bumi. Sistem komunikasi ini merupakan teknologi alternatif untuk menjangkau daerahdaerah yang jauh yang tidak dapat dijangkau oleh sistem komunikasi lain. Adapun kelebihan dan kekurangan dalam menggunakan sistem komunikasi satelit diantaranya : Kelebihan : 1. Satelit mampu memberikan koneksi dimana saja, karena satelit memiliki range yang sangat luas, dan juga satelit tidak memerlukan LOS ( line of sight ) untuk berkomunikasi tidak seperti BTS pada system komunikasi selular. Dan juga komunikasi menggunakan satelit tidak terpengaruh akan jarak. 2. Satelit memiliki jangkauan cukup luas, baik nasional maupun internasional. Jadi dengan satelit memungking komunikasi antar provinsi dalam suatu negara, maupun komunikasi antar negar. 3. Komunikasi dapat dilakukan secara point to point maupun ke banyak titik sekaligus secara broadcasting maupun multicasting.

4 4. Satelit menyediakan bandwidth lebar dan kecapatan akses bit yang tinggi 5. Pemasangan stasiun bumi atau VSAT dapat dilakukan dimana saja asalkan masih dalam area cakupan dari satelit. 6. Satelit sangat ideal untuk daerah yang masih belum memiliki infastruktur telekomunikasi yang memadai karena satelit dapat menjangkau daerah tersebut asalkan daerah tersebut masih dalam daerah yang dapat dijangkau satelit. Kekurangan : 1. Besarnya throughput akan terbatasi karena delay propagasi satelite geostasioner. Kini berbagai teknik protokol link sudah dikembangka sehingga dapat mengatasi problem tersebut. Diantaranya penggunaan Forward Error Correction yang menjamin kecilnya kemungkinan pengiriman ulang, 2. Waktu yang dibutuhkan dari satu titik di atas bumi ke titik lainnya melalui satelite adalah sekitar 700 milisecond (latency), sementara leased line hanya butuh waktu sekitar 40 milisecond. Hal ini disebabkan oleh jarak yang harus ditempuh oleh data yaitu dari bumi ke satelite dan kembali ke bumi. Satelite geostasioner sendiri berketinggian sekitar kilometer di atas permukaan bumi. 3. Satelit sangat sensitif cuaca dan curah hujan yang tinggi, Semakin tinggi frekuensi sinyal yang dipakai maka akan semakin tinggi redaman karena curah hujan. 4. Pembuatan satelit memakan biaya besar. Up Front Cost satelit tinggi contohnya untuk Satelit GEO: Spacecraft, Ground Segment & Launch memakan biaya sekitar US $ 200 jt, dengan asuransi: $ 50 jt. 5. Distance insensitive dimana biaya yang dikeluarkan untuk komunikasi jarak pendek maupun komunikasi jarak jauh relatif sama. 6. Satelit hanya akan efisien dalam memberikan keuntungan jika jumlah user besar dan kapasitas digunakan secara intensif.

5 7. Satelit menggunakan Forward Error Correction yang menjamin kecilnya kemungkinan pengiriman ulang. 8. Sun Outage, Sun outage adalah kondisi yang terjadi pada saat bumi-satelitmatahari berada dalam satu garis lurus.. Energi thermal yang dipancarkan matahari pada saat sun outage mengakibatkan interferensi sesaat pada semua sinyal satelit, sehingga satelit mengalami kehilangan komunikasi dengan stasiun bumi. B. PEMBAGIAN FREKUENSI Pembagian lebar frekuensi pada komunikasi satelit bervariasi antara 1 GHz sampai 13.5 GHz. Untuk lebih detail perhatikan gambar di bawah ini Gambar 2.1 C. ORBIT SATELIT Beberapa jenis orbit satelit yaitu : 1. LEO (Low Earth Orbit) Satelit jenis LEO merupakan satelit yang mempunyai ketinggian 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 Km/h untuk mengitari bumi dalam waktu 90 menit. Delay Time LEO sebesar 10 ms ( Waktu perambatan gelombang dari stasiun bumi ke satelit dan kembali lagi ke stasiun bumi). Aplikasi dari satelit jenis LEO ini biasanya dipakai pada sistem Remote Sensing dan Peramalan Cuaca karena jarak mereka dengan permukaan

6 bumi yang tidak terlalu jauh. Pada masa sekarang satelit LEO yang mengorbit digunakan untuk aplikasi 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. Satelit pada lingkaran low earth orbit ditempakan sekita 161 hingga 483 km dari permukaan bumi. Karena sifatnya yang terlalu dekat dengan permukaan bumi menyebabkan satelit ini akan bergerak sangat cepat untuk mencegah satelit tersebut terlempar keluar dari lintasan orbitnya. Satelit pada orbit ini akan bergerak sekitar km/jam. Satelit pada orbit ini dapat menyeselaikan satu putaran mengeliling bumi antara 30 menit hingga 1 jam. Satelit pada low orbit hanya dapa terlihat oleh station bumi sekitar 10 menit. Kelebihan LEO antara lain 1. Latency atau delay rendah. 2. Daerah lintang terbesar terdapat pada kutub utara dan selatan. 3. Path loss kecil. 4. Mudah diaplikasikan pada frekuensi reuse yang lebih besar. 5. Pengendalian pada stasiun bumi berdaya kecil. Kekurangan LEO 1. Jumlah satelit banyak ( satelit). 2. Tidak efektif untuk cakupan nasional atau regional 3. Luas cakupan daerah kecil. 4. Karena kebutuhan jumlah satelit banyak, biaya peluncuran untuk menyebarkan mahal. 5. Sulit dalam peluncuran dan mengoperasian karena jumlah satelit banyak. 6. Lifetime orbital jauh lebih pendek daripada GEO dan MEO karena degradasi orbital. Karakteristik LEO

7 Tinggi orbit: km, diatas permukaan bumi Periode Orbit: 1.5 jam Kecepatan putar: km/jam Waktu Tampak Delay Time: 10 ms ( Waktu perambatan gelombang dari stasiun bumi ke satelit dan kembali lagi ke stasiun bumi) Jumlah Satelit: 50 (Global Coverage) Penggunaan: Satelit Citra, Cuaca, Mata-mata, sistem telekomunikasi bergerak (mobile) contohnya satelit Iridium dan Global Star. 2. MEO (Medium Earth Orbit) Satelit pada orbit ini merupakan satelit yang mempunyai ketinggian di atas 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 ms. MEO, Medium Earth Orbit Satelit dengan ketinggian orbit menengah dengan ketinggian 9656 km hingga km dari permukaan bumi. Pada orbit ini satelit dapat terlihat oleh stasiun bumi lebih lama sekitar 2 jam atau lebih. Dan waktu yang diperlukan untuk menyeleseaikan satu putaran mengitari bumi adalah 2 jam hingga 4 jam. Kelebihan MEO, antara lain 1. Latency atau delay lebih rendah daripada GEO (tetapi lebih besar dari LEO). 2. Penggunaan frekuensi reuse lebih baik dibanding dengan GEO (tetapi kurang dari LEO) 3. Sedikit satelit untuk menyebarkan dan mengoperasikan dan lebih murah daripada sistem LEO (tapi lebih mahal dibandingkan dengan GEO). 4. Lifetime satelit pada orbit MEO lebih lama dari sistem LEO (tetapi kurang dari GEO) Kekurangan MEO, antar lain 1. Jumlah satelit yang dibutuhkan lebih banyak dibandingkan GEO.

8 2. Karena lebih banyak jumlahya, maka biaya peluncuran lebih mahal daripada GEO. 3. Antena pengendalinya umumnya lebih mahal dan kompleks. 4. Cakupan daerah sempit (yaitu: lautan, padang pasir, hutan) Karakteristik MEO antara lain 1. Tinggi orbit: sekitar km, diatas permukaan bumi 2. Periode Orbit: 5 12 jam 3. Kecepatan putar: km/jam 4. Waktu Tampak: 2 4 jam per hari 5. Delay Time: 80 ms ( Waktu perambatan gelombang dari stasiun bumi ke satelit dan kembali lagi ke stasiun bumi) 6. Jumlah Satelit: (Global Coverage) 7. Penggunaan: Satelit Citra, Cuaca, Mata-mata, sistem telekomunikasi bergerak (mobile) misalnya satelit Oddysey dan ICO. 3. 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. Sebuah orbit geostasioner, atau Geostationary Earth Orbit (GEO), adalah orbit lingkaran yang berada km ( mil) di atas ekuator Bumi dan mengikuti arah rotasi bumi. Sebuah objek yang berada pada orbit ini akan memiliki periode orbit sama dengan periode rotasi Bumi, sehingga terlihat tak bergerak, pada posisi tetap di langit, bagi pengamat di bumi. Satelit komunikasi dan satelit cuaca sering diorbitkan pada orbit geostasioner, sehingga antena satelit yang berkomunikasi dengannya tidak harus berpindah untuk melacaknya, tetapi dapat menunjuk secara permanen pada posisi di langit di mana mereka berada. Sebuah orbit geostasioner adalah satu tipe orbit geosynchronous.

9 Gagasan tentang sebuah satelit geosynchronous untuk tujuan komunikasi pertama kali diterbitkan pada tahun1928 oleh Herman Potocnik. Ide orbit geostasioner pertama kali disebarkan pada skala luas dalam sebuah makalah tahun 1945 berjudul "Extra-Terrestrial Relay - Can Rocket Stations Give Worldwide Radio Coverage?" oleh penulis ilmu pengetahuan fiksi dari Inggris, Arthur C. Clarke, yang diterbitkan di majalah Dunia Wireless. Orbit, yang Clarke gambarkan sebagai orbit yang berguna untuk siaran dan relay komunikasi satelit, kadang-kadang disebut Orbit Clarke. Demikian pula, Sabuk Clarke adalah bagian dari ruang sekitar km ( mil) di atas permukaan laut, pada bidang Khatulistiwa, di mana geostasioner orbit dapat diimplementasikan. Orbit Clarke ini sekitar km ( mil) panjangnya. Satelit GEO mempunyai jarak sebesar Km dari permukaan bumi. 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. Kelebihan GEO 1. Stasiun pengendali tidak harus setiap saat melakukan track terhadap satelit. 2. Hanya beberapa satelit cukup meng-cover seluruh lapisan bumi. 3. Maksimal lifetime 15 tahun atau lebih. Kekurangan GEO

10 1. Delai propagasi yang cukup besar, berkisar antara 250 milidetik. 2. Proses peluncuran satelit mahal karena berada pada orbit yang jauh. Antena penerima pada stasiun bumi harus berdiameter besar agar dapat menangkap sinyal/frekuensi yang dipancarkan. Karakteristik GEO Tinggi orbit: sekitar km, di atas permukaan bumi Periode Orbit: 24 jam Kecepatan putar: km/jam, Waktu Tampak: Selalu tampak ( karena kecepatan putar satelit sama dengan kecepatan putar bumi Delay Time: 250 ms ( Waktu perambatan gelombang dari stasiun bumi ke satelit dan kembali lagi ke stasiun bumi) Jumlah Satelit: 3 (Global Coverage) Penggunaan: Banyak digunakan oleh satelit untuk sistem telekomunikasi tetap, seperti Palapa, Intelsat, Asiasat, dll 4. High Earth Orbit (HEO) Ketinggian orbitnya diatas ketinggian orbit geosinchronous. Pada orbit ini, sudut inklinasi yang dibentuk hampir polar atau mendekati 90º. Orbit ini juga dinamakan orbit molniya. Salah satu negara yang menggunakan orbit Molniya adalah Rusia. Dengan menggunakan orbit ini, maka satelit lebih lama untuk men-cover bumi. 5. Polar Orbit Orbit yang berbentuk polar dengan sudut inklinasi 90. Orbit ini sangat bermanfaat bagi pelayanan sensing dan pengumpulan data, karena karakteristik orbitalnya dapat dipilih untuk memetakan keseluruhan globe secara periodik. Contoh satelit yang beredar di orbit polar yaitu Landsat yang terletak pada ketinggian rata-rata 912 km dengan periode orbitnya 103 km yang mampu melacak 14 resolusi tiap hari.orbit berikut adalah orbit khusus yang juga digunakan untuk mengkategorikan satelit:

11 1. Orbit Molniya, orbit satelit dengan perioda orbit 12 jam dan inklinasi sekitar Orbit Sunsynchronous, orbit satelit dengan inklinasi dan tinggi tertentu yang selalu melintas ekuator pada jam lokal yang sama. 3. Orbit Polar, orbit satelit yang melintasi kutub D. SPACE SEGMENT Space segment merupakan perangkat sistem komunikasi satelit yang berada diangkasa yaitu satelit. Satelit adalah obyek yang ditempatkan pada sebuah orbit dengan menggunakan kendaraan peluncur. Satelit akan bergerak mengelilingi bumi pada orbitnya. Fungsi satelit dalam sistem ini yaitu sebagai repeater station yang akan memperkuat sinyal yang berasal dari stasiun bumi dan memproses translasi dari uplink frequency menjadi downlink frequency. Gambar 2.2 Berdasarkan gambar tersebut, komponen-komponen satelit diantaranya sebagai berikut : 1. Propulsion Terdiri dari beberapa pendorong/roket kecil untuk mengatur posisi satelit pada posisi yang sesuai dengan spesifikasi yang telah ditentukan. Bagian ini juga dikenal dengan nama RCS (Reaction control subsystem ) 2. Attitude Determination & Control System (ADCS) Berfungsi sebagai sistem penentu dan control untuk sikap dan posisi satelit. 3. Communication Peralatan komunikasi satelit terdiri dari beberapa bagian yaitu :

12 Antena yang berfungsi untuk menerima dan memancarkan sinyalsinyal komunikasi. Transponder yang berfungsi untuk menerima, memperkuat serta mentranslasikan sinyal-sinyal dari stasiun bumi untuk selanjutnya dipancarkan kembali ke stasiun bumi yang dituju. Telemetry berfungsi untuk memberikan data informasi ke stasiun pengendali tentang status kondisi, posisi dan attitude (sikap) satelit. 4. Command & Data Handling (C&DH) Digunakan untuk memproses dan mendistribusikan perintah dan data. 5. Thermal Menangani perangkat yang berhubungan perubahan temperature 6. Electric Power System (EPS) Menghasilkan, menyimpan, mengatur dan mendistribusikan energi listrik untuk perangkat satelit. Sollar cell termasuk dalam subsistem ini. 7. Structures and Mechanism Menyediakan sistem cadangan perangkat. E. TRANSPONDER SATELIT Tranponder singkatan dari Transmitter dan Responder. Prinsip kerja dari transponder yaitu menerima sinyal RF dari bumi, memfilter dan mengkonversi ke frekuensi downlink, Menguatkan kemudian memancarkan kembali ke Bumi. Blok diagram transponder C Band tampak seperti pada gambar berikut ini : Gambar 2.3

13 Satelit Komunikasi Telkom 1 dan Telkom 2 Gambar 2.4 berikut ini memperlihatkan bentuk fisik Telkom 2 yang merupakan jenis satelit komunikasi dengan coverage area wilayah Indonesia, asia tenggara, Hongkong, Macau, Australia Utara dan Papua Nugini. Gambar 2.4 Gambar 2.5 berikut ini memperlihatkan overview satelit Telkom 1 dan Telkom 2 berdasarkan pembuat satelit, lokasi diluncurkannya, jumlah transponder, koordinat satelit pada orbitnya dan masa operasi serta tanggal peluncurannya.: Gambar 2.5 Transponder satelit C band Telkom 1 dan Telkom 2 berbeda. Transponder Telkom 1 terdapat 36 Transponder yang terdiri dari 24 transponder standar C band ( 12 transponder Horisontal dan 12 transponder vertikal ) dan 12 extended C band ( 6 transponder Horisontal dan 6 transponder Vertikal) gambar Alokasi Frekuensi Transponder satelit C band Telkom 1 dapat dilihat pada lampiran 1. Transponder satelit C band Telkom 2 terdiri dari 24 transponder standar C band yaitu 12 transponder horisontal dan 12 transponder vertikal. Satu Transponder baik horisontal maupun vertikal bandwidthnya 40

14 MHz. Namun yang dapat digunakan hanya 36 Mhz, sisanya 4 Mhz sebagai Guard band. F. GROUND SEGMENT Ground segment merupakan suatu perangkat dari sistem komunikasi satelit yang diletakkan di bumi berupa stasiun bumi. Stasiun bumi terdiri dari beberapa komponen antara lain : 1. Antenna Jenis antena yang digunakan pada stasiun bumi adalah antena parabola. Antena parabola yang digunakan pada stasiun bumi terdiri atas beberapa macam yaitu prime focus, cassegrain, gregorian, offset prime focus, offset Cassegrain. 2. High Power Amplifier (HPA) High Power Amplifier (HPA) mempunyai fungsi menguatkan sinyal RF yang akan dipancarkan ke satelit melalui antena. Jenis HPA yang biasa digunakan pada stasiun bumi adalah HPA TWT, HPA Klystron, HPA SSPA. 3. Low Noise Amplifier (LNA) Low Noise Amplifier (LNA) berfungsi sebagai penguat signal terima RF yang diterima dari satelit melalui antena. LNA ini memiliki kontribusi noise equipment yang kecil. Jenis LNA yang digunakan pada stasiun bumi adalah LNA GaaAsFET. 4. Up converter Fungsi Up converter antara lain Mengubah sinyal Intermediete Frequency (IF) menjadi sinyal Radio Frekuensi (RF) Memberikan penguatan sinyal RF Melakukan pengaturan frekuensi agar bisa memancar tepat ke transponder tertentu satelit 5. Down Converter Fungsi Down Converter antara lain

15 Mengubah sinyal Radio Frekuency (RF) menjadi sinyal intermediate frrekuency (IF) Memberikan penguatan sinyal IF Melakukan pengaturan frekuensi agar bisa menangkat tepat ke transponder satelit tertentu 6. Modem Mengubah sinyal BB (Baseband) menjadi sinyal IF dan sebaliknya Melakukan pengaturan frekuensi, lebar bandwidth dan level power

16 BAB III PENUTUP A. KESIMPULAN : 1. Sistem komunikasi satelit adalah sistem komunikasi yang menggunakan media satelit sebagai komponen utamanya. Dalam sistem komunikasi ini, satelit difungsikan sebagai repeater dan pembagi jalur komunikasi agar satelit tersebut dapat digunakan bersama-sama namun tidak ada data atau informasi yang bercampur. 2. Jenis orbit satelit, yaitu LEO, MEO dan GEO. 3. Space segment merupakan perangkat sistem komunikasi satelit yang berada diangkasa yaitu satelit. Satelit adalah obyek yang ditempatkan pada sebuah orbit dengan menggunakan kendaraan peluncur. Satelit akan bergerak mengelilingi bumi pada orbitnya. 4. Ground segment merupakan suatu perangkat dari sistem komunikasi satelit yang diletakkan di bumi berupa stasiun bumi. 5. Orbit Molniya, orbit satelit dengan perioda orbit 12 jam dan inklinasi sekitar 63. Orbit Sunsynchronous, orbit satelit dengan inklinasi dan tinggi tertentu yang selalu melintas ekuator pada jam lokal yang sama. Orbit Polar, orbit satelit yang melintasi kutub.