BAB IV LINK BUDGET ANALYSIS PADA JARINGAN KOMUNIKASI

BAB IV LINK BUDGET ANALYSIS PADA JARINGAN KOMUNIKASI 4.1. Tujuan Link Budget Analysis Tujuan dari perencanaan link budget analysis adalah untuk memperoleh unjuk kerja transmisi yang baik dan efisien terhadap perangkat yang akan digunakan terutama daya SSPA dan diameter antena. Pada lintasan komunikasi satelit VSAT, unjuk kerja dipengaruhi oleh kemampuan transmisi daya satelit (lintasan bawah), propagasi atmosfir, temperatur derau dan parameter-parameter stasiun bumi. Perencanaan Link Budget Analysis terdiri dari 3 bagian utama, yaitu : stasiun bumi pengirim dan media lintasan ke atas, satelit, stasiun bumi penerima dan media lintasan ke bawah. Link Budget Analysis dilakukan pada salah satu pelanggan SBU PT. Metrasat, yaitu PT. Telkom di stasiun bumi Bogor dan stasiun bumi Timika. Konfigurasi jaringan VSAT secara lengkap dilihat pada gambar 4.1 56

Gambar 4.1 Konfigurasi Link Bogor - Timika 57

58 4.2. Perhitungan Link Budget Perhitungan link budget akan mengambil salah satu pelanggan SBU PT. Metrasat, yaitu PT. Telkom di stasiun bumi Bogor dan stasiun bumi Timika. Adapun parameter data-datanya sebagai berikut: Tabel 4.1 Parameter ruas angkasa Parameter Bogor Timika Satuan Nama Satelit Apstar VI Apstar VI Lokasi Orbit 134 134 0 BT Nomor Transponder C18B C18B - Transponder Attenuation 15.0 15.0 db EIRP Saturasi 40.34 37.90 dbi Densitas Fluks Saturasi -88.43-84.48 dbw/m 2 G/T 0.34-3.61 db/ 0 K OBO AGG 3.00 3.00 db IBO AGG 6.00 6.00 db Frekuensi Uplink 6565.00 6565.00 MHz Frekuensi Downlink 3540.00 3540.00 MHz Lebar Pita Transponder 36.00 36.00 MHz Tabel 4.2 Parameter stasiun bumi Parameter Bogor Timika Satuan Diameter Antena 4.50 5.00 meter Longitude 106.80 136.30 0 BT Latitude -6.59-4.30 0 LU Efisiensi Antena 60.00 60.00 % Lrain Uplink 2.34 1.51 db Lrain Downlink 0.20 0.13 db HPA to Feed waveguide loss (db) 1.00 1.00 db Power HPA 70.79 15.85 Watt Tipe Tracking Fixed Fixed - Tipe HPA SSPA SSPA -

59 Tabel 4.3 Parameter Sinyal Pembawa Parameter Bogor Timika Satuan Kecepatan data 28000 4000 kbps Modulasi 16APSK 16APSK - Kode FEC 3/4 3/4 - Tipikal BER 10-9 10-9 - EbNo yang diharapkan 6.6 6.6 db Frekuensi Pemancar 6.55295 6.559815 GHz Frekuensi Penerima 3.534815 3.52795 GHz Spectral Efficiency 2.89632 2.89632 - C/I Intermod Satellite 22.00 22.00 dbc C/I Adj Satelite 28.00 28.00 dbc C/I X-Polarization 30.00 30.00 dbc 4.2.1. Perhitungan Pendahuluan 4.2.1.1. Sudut Pandang Antena Sudut pandang antena dihitung menggunakan persamaan (2.33), (2.34), (2.34a) dan (2.34b) A. Azimuth a. Stasiun Bumi Bogor A = tan -1 ( A = tan -1 ( θθ θ.. ) = tan -1 (. ) = 77.410. ) Karena stasiun bumi terletak di selatan garis lintang dan di arah barat dari letak satelit, maka azimuth: A = A = 77.41 0 b. Stasiun Bumi Timika A = tan -1 ( A = tan -1 ( θθ θ.. ) = tan -1 (. ) = 28.200. )

60 B. Elevasi Karena stasiun bumi terletak di selatan garis lintang dan di arah timur dari letak satelit, maka azimuth: A = 360 0 - A = 360 0-28.20 0 = 331.8 0 a. Stasiun Bumi Bogor E = δ γ γ = cos -1 {cos θ i x cos θs θl } γ = cos -1 {cos 6.59 0 x cos 134 0 106.8 0 } γ = cos -1 {cos 6.59 0 x cos 27.2 0 } γ = 27.928 0 δ = tan -1 θ θ θ γ δ = tan -1.... δ = 85.331 0 E = δ γ = 85.331 0-27.928 0 = 57.403 0 b. Stasiun Bumi Timika E = δ γ γ = cos -1 {cos θ i x cos θs θl } γ = cos -1 {cos 4.3 0 x cos 134 0 136.3 0 } γ = cos -1 {cos 4.3 0 x cos 2.3 0 } γ = 4.875 0 δ = tan -1 θ θ θ γ δ = tan -1....

61 δ = 89.719 0 c. E = δ γ = 89.719 0-4.875 0 = 84.84 0 4.2.1.2. Jarak Stasiun Bumi ke Satelit Jarak stasiun bumi ke satelit dapat dihitung dengan mengunakan persamaan (2.36). d 2 = [(Re + H) 2 +Re 2 2xRex(Re+H)xsin{E + sin -1 ( d 2 Bogor = [(6378.14 + 35786.4) 2 + (6.380 2 ) 2 x 6.378.14 x (6378.14+35786.4) x sin{57.4+sin -1 (.. d Bogor = 36688.43 km cos (57.4)}] d 2 Timika = [(6378.14 + 35786.4) 2 + (6.380 2 ) 2 x 6.378.14 x (6378.14+35786.4) x sin{84.26+sin -1 (. cos (84.26)}]. d Timika = 35814.89 km 4.2.1.3. Antena Gain cos E)}] Penguatan antena dapat dihitung menggunakan rumus pada persamaan (2.32). G = 20 log ( π ) + 20 log (f) [GHz] + 20 log (d) [m] + 10 log (η) Penguatan antena untuk stasiun bumi Bogor G uplink =20 log ( π )+20 log (6.55295)+20 log (4.5)+10 log (0.6) G uplink = 47.58 dbi G Downlink =20 log( π )+20 log(3.53481)+20 log(4.5)+10 log(0.6) G Downlink = 42.21 dbi Penguatan antena untuk stasiun bumi Timika G uplink =20 log ( π )+20 log (6.55981)+20 log (5)+10 log (0.6)

62 G uplink = 48.50 dbi G Downlink =20 log( π )+20 log(3.52795)+20 log(5)+10 log(0.6) G Downlink = 43.11 dbi 4.2.1.4. Redaman Ruang Bebas Redaman ruang bebas dihitung dengan persamaan (2.28) FSL = 92.4 db + 20 log d[km] + 20 log f[ghz] Redaman ruang bebas untuk stasiun bumi Bogor FSL Up = 92.4 + 20 log (36688.43) + 20 log (6.55295) FSL Up = 200.06 db FSL Dn = 92.4 + 20 log (36688.43) + 20 log (3.534815) FSL Dn = 194.7 db Redaman ruang bebas untuk stasiun bumi Timika FSL Up = 92.4 + 20 log (35814.89) + 20 log (6.559815) FSL Up = 199.86 db FSL Dn = 92.4 + 20 log (35814.89) + 20 log (3.52795) FSL Dn = 194.47 db 4.2.1.5. Pointing Error Antenna Menghitung Pointing Error Antena menggunakan persamaan (2.35) sebagai berikut: PE = 12 x ( φ φ ) 2 [db] dengan φ 3 = φ = Error dari station keeping untuk Apstar VI yaitu 0,05 0 ; sehingga φ = (0.05 2 + 0.05 2 ) 0,5 = 0.07

63 PE Uplink Bogor = 12 x (... ) = 0.13 db PE Downlink Bogor = 12 x (... ) = 0.038 db PE Uplink Timika = 12 x (.. ) = 0.161 db PE Downlink Timika = 12 x (.. ) = 0.047 db 4.2.1.6. G/T Penerima G/T penerima dihitung menggunakan persamaan (2.7b). = G - 10 log ( + T F 1 Bogor = 43.11 18.79 = 24.32 db/ o K +T LNA ) Timika = 42.21 18.20 = 24.01 db/ o K 4.2.1.7. Pemakaian Lebar Pita Pemakaian lebar pita frekuensi dapat dihitung dengan menggunakan persamaan (2.40 s/d 2.43). a) Symbol rate = Berdasarkan tabel 2.x spectral efficiency untuk modulasi 16APSK dengan FEC ¾ yaitu 2.896 bps/hz. Symbol rate Bogor = = 9667.44 ksps. Symbol rate Tmk = = 1381.06 ksps. b) Transmission rate = symbol rate x m Indeks Modulasi untuk 16APSK yaitu 4.

64 Tr Bogor = 9667.44 x 4 = 38669.76 kbps Tr Tmk = 1381.06 x 4 = 5524.25 kbps c) B OCC = 1.15 x Symbol rate B OCC Bogor = 1.15 x 9667.44 = 11117.56 khz B OCC Tmk = 1.15 x 1381.06 = 1588.22 khz d) B Allocated = (1+ Roll off) x Symbol rate Roll off factor yang digunakan yaitu 25%. B Allocated-Bogor = (1 + 0.25) x 9667.44 = 12084.3 khz B Allocated-Tmk = (1 + 0.25) x 1381.06 = 1726.33 khz 4.2.2. Perhitungan di Stasiun Bumi Bogor 4.2.2.1. EIRP Stasiun Bumi Bogor EIRP stasiun bumi Bogor pada saat memancarkan sinyal ke satelit dihitung mengggunakan persamaan (2.1). EIRP SB Bogor = 10 Log (P T ) + (G T IFL Loss) EIRP SB Bogor = 10 Log (70.79) + (47.58 1) = 65.08 dbw 4.2.2.2. Power Flux Density (PFD) Power Flux Density pada saat transmit dari stasiun bumi Bogor ke satelit. PFD = EIRP SB Bogor 10 log (4πd 2 ) PE Up Bogor L Rain Up Bogor PFD = 65.08 162.28 0.13 2.34 = -99.68 dbw/m 2

65 4.2.2.3. Input Back-Off (IBO) IBO CXR = SFD PFD IBO CXR = -88.43 (-99.68) IBO CXR = 11.25 db 4.2.2.4. Output Back-Off (OBO) OBO CXR = IBO CXR - (IBO AGG OBO AGG ) OBO CXR = 11.25 (6 3) OBO CXR = 8.25 db 4.2.2.5. EIRP Satelit EIRP satelit saat memancarkan sinyal ke stasiun bumi Timika dihitung menggunakan persamaan (2.38). EIRP OP SAT = EIRP SATURASI SAT OBO CXR EIRP OP SAT = 37.90 8.25 db EIRP OP SAT = 29.65 dbw 4.2.2.6. Kualitas Lintasan Kualitas lintasan berdasarkan persamaan (2.12a) sampai (2.12c) diperoleh a) C/N Up = EIRP SB Bogor FSL Up L R Up PE Up + G/T SAT K B OCC C/N Up = 65.08 200.06 2.34 0.13 + 0.34 + 228.6 10 log (11.12 x 10 6 ) C/N Up = 21.02 db

66 b) C/N Dn = EIRP op sat FSL Dn L R Dn PE Dn + G/T Timika K - B OCC C/N Dn = 29.65 194.47 0.13 0.047 + 24.32 + 228.6 10 log (11.12 x 10 6 ) C/N Dn = 17.46 db c) C/I IM = 24 db d) C/I Up Adj = 28 db e) C/I Dn Ad = 28 db f) C/I Xpoll = 30 db g) Total C/N yang diterima di stasiun bumi Timika C/N Total =10 log ( C/N Total = 14.69 db.. ) h) C/ NoTotal pada stasiun bumi Timika dihitung menggunakan persamaan (2.14). C/No Total = C/N Total - B OCC [db] C/No Total = 14.69-10 log (11.12 x 10 6 ) C/No Total = 85.15 db i) Eb/No di stasiun bumi Timika Eb/No = C/No Total Tr Bogor [db] Eb/No = 85.15 10 log (Tr Bogor ) Eb/No = 85.15 10 log (38.67 x 10 6 ) Eb/No = 9.27 db

67 4.2.3. Perhitungan di Stasiun Bumi Timika 4.2.3.1. EIRP Stasiun Bumi Timika EIRP stasiun bumi Timika pada saat memancarkan sinyal ke satelit dihitung mengggunakan persamaan (2.1). EIRP SB Tmk = 10 Log (P T ) + (G T IFL Loss) EIRP SB Tmk = 10 Log (15.85) + (48.5 1) = 59.50 dbw 4.2.3.2. Power Flux Density (PFD) Power Flux Density pada saat transmit dari stasiun bumi Timika ke satelit. PFD = EIRP SB Tmk 10 log (4πd 2 ) PE Up Tmk L Rain Up Tmk PFD = 59.50 162.07 0.16 1.51 = -104.27 db 4.2.3.3. Input Back-Off (IBO) IBO CXR = SFD PFD IBO CXR = -84.48 (-104.27) IBO CXR = 19.79 db 4.2.3.4. Output Back-Off (OBO) OBO CXR = IBO CXR - (IBO AGG OBO AGG ) OBO CXR = 19.79 (6 3) OBO CXR = 16.79 db

68 4.2.3.5. EIRP Satelit EIRP satelit saat memancarkan sinyal ke stasiun bumi Bogor dihitung menggunakan persamaan (2.38). EIRP OP SAT = EIRP SATURASI SAT OBO CXR EIRP OP SAT = 40.34 16.79 EIRP OP SAT = 23.55 dbw 4.2.3.6. Kualitas Lintasan Kualitas lintasan berdasarkan persamaan (2.12a) sampai (2.12c) diperoleh a) C/N Up = EIRP SB Tmk FSL Up L RAIN Up PE Up +G/T SAT K B OCC C/N Up = 59.50 199.86 1.23 0.16 + (-3.61) + 228.6 10 log (1.68 x 10 6 ) C/N Up = 20.95 db b) C/N Dn = EIRP opsat FSLL Dn L RAIN Dn PE Dn + G/T SBTmk K - B OCC C/N Dn = 23.55 194.7 0.14 0.038 + 24.01 + 228.6 10 log (1.68 x 10 6 ) C/N Dn = 19.19 db c) C/I IM = 24 db d) C/I Up Adj = 28 db e) C/I Dn Ad = 28 db f) C/I Xpoll = 30 db g) Total C/N yang diterima di stasiun bumi Bogor C/N Total = 10 log( )

69 C/N Total =10 log ( C/N Total = 15.15 db.. ) h) C/ NoTotal pada stasiun bumi Bogor dihitung menggunakan persamaan (2.14). C/No Total = C/N Total - B OCC [db] C/No Total = 15.15-10 log (1.68 x 10 6 ) C/No Total = 77.16 db i) Eb/No di stasiun bumi Bogor Eb/No = C/No Total Tr Tmk [db] Eb/No = 77.16 10 log (5.52 x 10 6 ) Eb/No = 9.74 db Berdasarkan hasil perhitungan diperoleh, stasiun bumi Bogor dengan daya HPA sebesar 70.79 [W] didapatkan Eb/No disisi stasiun bumi Timika sebesar 9.27 [db]. Pada link sebaliknya yaitu stasiun bumi Timika dengan daya 15.85 [W] didapatkan Eb/No disisi stasiun bumi Bogor sebesar 9.74 [db]. Hal ini memperlihatkan bahwa semakin besar data rate yang digunakan maka kebutuhan daya HPA juga semakin besar. Selain itu, dari hasil perhitungan diperoleh juga link margin untuk transmisi stasiun bumi Bogor stasiun bumi Timika sebesar 2.67 db. Pada link sebaliknya yaitu stasiun bumi Timika stasiun bumi Bogor didapatkan link margin sebesar 3.14 db.

70 4.2.4. Managemen Transponder Untuk mengetahui pemakaian power maupun bandwidth di transponder pada link SB Bogor SB Timika ataupun sebaliknya maka perlu dilakukan perhitungan sebagai berikut: % Pemakaian Bandwidth = ) x 100% % Pemakaian Power = ) x 100% Power Satelit tersedia = Power EIRP Satelit Saturasi OBO AGG` Pada Link SB Bogor SB Timika % Pemakaian Bandwidth =. ) x 100% = 33.57 % Power Satelit tersedia = 37.90 3 = 34.90 dbw = 3090.30 Watt Power Satelit terpakai = EIRP OP SAT = 29.65 dbw = 923 Watt % Pemakaian Power = Pada Link SB Timika SB Bogor. % Pemakaian Bandwidth = ) x 100% = 29.87 %. ) x 100% = 4.8 % Power Satelit tersedia = 40.34 3 = 37.34 dbw = 5420.01 Watt Power Satelit terpakai = EIRP OP SAT = 23.55 dbw = 226.72 Watt % Pemakaian Power =. ) x 100% = 4.18 %. Berdasarkan hasil perhitungan untuk link SB Bogor SB Timika dan link SB Timika SB Bogor didapatkan bahwa prosentase bandwidth lebih besar daripada prosentase power sehingga link dikatakan bandwidth limited.

71 4.3. Monitor Perangkat Stasiun Bumi Bogor dan Timika Untuk menunjukkan hasil perhitungan link budget maka perlu dilakukan pengambilan data monitor perangkat dilokasi Stasiun bumi Timika dan Bogor. Adapun monitor perangkat sebagai berikut: Gambar 4.2 Monitor modem SB Bogor Gambar 4.3 Monitor RFT SB Bogor

72 Gambar 4.4 Monitor modem SB Timika Gambar 4.5 Monitor RFT SB Timika Berdasarkan data perhitungan dan parameter perangkat dilokasi dapat disimpulkan dalam tabel sebagai berikut: Tabel 4.4 Data perhitungan dan monitor perangkat dilokasi Eb/No (db) No. Link Perhitungan Monitor modem 1 SB Bogor - SB Timika 9.27 10.2 2 SB Timika - SB Bogor 9.74 11