KOMUNIKASI SATELIT

Satelit adalah benda yang mengelilingi planet dengan periode revolusi dan rotasi tertentu dan memiliki orbit peredaran sendiri. Orbit merupakan titik lintasan/jalur peredaran satelit dalam mengelilingi sebuah planet. Dalam orbit terdapat dua istilah, yaitu apogee (titik terjauh dengan bumi) dan perigee (titik terdekat dengan bumi).

Terdapat dua jenis satelit yaitu satelit alami dan satelit buatan. Satelit alami adalah benda-benda luar angkasa alami (bukan buatan manusia) yang mengorbit pada sebuah planet atau benda lain yang lebih besar daripada dirinya. Salah satu contoh satelit alami yang dimiliki bumi adalah bulan. Sedangkan Satelit buatan adalah benda buatan manusia yang diluncurkan ke luar angkasa dan beredar mengelilingi planet. Salah satu contoh satelit buatan yang dimiliki Indonesia adalah Satelit Palapa. Satelit buatan memiliki berbagai macam kegunaan seperti untuk tujuan telekomunikasi, mata-mata (militer), penelitian, pengamatan bumi dan benda-benda luar angkasa, dan sebagainya.

A.  Komunikasi Satelit

Komunikasi Satelit adalah salah satu jenis mode penghubung dalam komunikasi melalui sebuah satelit, disini satelit berperan sebagai repeater dan penguat dalam jalannya komunikasi. Keunggulan dari jenis komunikasi ini sudah jelas, tidak terkendala jarak dan medan. Ingin seberapa jauh atau sulit medan jelas dapat di jangkau. Untuk kekurangan adalah delay time yang di hasilkan yang tentunya dalam waktu yang akan datang komunikasi ini akan semakin ditinggalkan, jika jenis-jenis mode penghubung komunikasi seperti FO,Kabel atau Radio Link sudah mencapai daerah tersebut. Untuk aplikasi Komunikasi Satelit dapat di gunakan di berbagai jenis seperti voice,data,video,dll.

Sistem komunikasi satelit juga merupakan salah satu sarana atau infrastruktur yang dapat digunakan untuk aplikasi boardband multimedia dan pertukaran informasi. Komunikasi satelit sangat didasari oleh teknologi wireless-access.

Pada sistem komunikasi satelit penempatan repeater berada di ruang angkasa dalam bentuk satelit. Jadi satelit hanya merupakan suatu repeater saja. Dengan ditariknya repeater jauh ke atas, maka jangkauan pemandangannya makin luas, dengan demikian jarak antar pesawat pemancar dengan penerima dapat diperpanjang. lni merupakan suatu penghematan.

Satelit diorbitkan dengan ketinggian bermacam-macam tergantung dari kebutuhannya. Orbitnya sinkron dengan permukaan bumi, sehingga seolah-olah satelit ini diam ditempatnya. lnilah yang disebut dengan geostationer orbit. Prinsip dasar sistem komunikasi satelit adalah dari suatu terminal sinyal dikirimkan ke stasiun bumi, kemudian dari stasiun bumi ini sinyal tersebut dipancarkan ke satelit. Selanjutnya dari satelit sinyal ini akan dikirim kembali ke bumi yaitu sestasiun bumi yang akan dituju yang letaknya berdekatan dengan terminal yang akan dituju. Kemudian dari stasiun bumi ini sinyal diteruskan ke terminal yang dituju.

Sedangkan Satelit komunikasi adalah sebuah pesawat ruang angkasa yang ditempatkan pada orbit disekeliling bumi dan didalamnya terdapat peralatan-peralatan penerima dan pemancar gelombang mikro yang mampu merele (menerima dan memancarkan kembali) sinyal dari satu titik ketitik lain dibumi.

Satelit berfungsi sebagai pengulang (repeater), ini berarti satelit harus mempunyai antena pemancar dan penerima yang sangat terarah. Satelit menerima sinyal-sinyal dan memancarkan kembali kestasiun bumi tujuan dengan frekuensi yang berbeda. Frekuensi yang digunakan dalam sistem komunikasi adalah bidang C (C-band) dan bidang ku (ku-band). C-band memiliki daerah frekuensi yang biasa digunakan adalah 4-6 GHz dan ku-band pada frekuensi 12-14 GHz. Frekuensi 4 GHz pada C-band dan 12 GHz pada ku-band adalah frekuensi untuk hubungan satelit kestasiun bumi yang dituju (downlink), sedangkan frekuensi 6 GHz pada C-band dan 14 GHz pada ku-band merupakan frekuensi untuk hubungan dari stasiun bumi kesatelit (uplink).

Sistem satelit dapat bersifat domestik, jangkauan pelayanannya terbatas pada negara-negara yang memiliki sistem tersebut contohnya, sistem telesat canada, sistem regional yang melibatkan dua negara atau lebih, seperti misalnya sistem symphonie milik prancis-jerman barat, serta global yang jangkauannya antar benua, contohnya sistem intersat.

Koordinasi pelayanan satelit dilakukan oleh ITU (International Telecommunication Union), yang berpusat di Genewa. Konferensi-konferensi yang dikenal sebagai WARC (World Administrative Radio Conference) diadakan secara terbatas dan pada waktu-waktu tertentu dikeluarkan rekomendasi mengenai daya radiasi, frekuensi dan posisi orbit satelit.

Satelit yang digunakan pada masa sekarang ini adalah jenis satelit aktif (sinyal yang diterima satelit akan dipancarkan kembali dan bukan hanya dipantulkan kembali kebumi), hal ini berarti satelit harus mempunyai antena pemancar dan penerima yang sangat terarah serta rangkaian-rangkaian koneksi yang kompleks, juga diperlukan mekanisme pengaturan posisi dan kontrol yang teliti bagi satelit. Keperluan daya bagi peralatan tersebut biasanya diperoleh dari susunan sel solar dengan batere nikel kadmium sebagai cadangan untuk pelayanan pada saat gerhana. Adapun jenis satelit menurut layanannya ada dua, yaitu:

1.      Satelit Tetap (Fixed Satellite Service) 

Adalah satelit yang memungkinkan terjalinnya suatu hubungan komunikasi dan pertukaran informasi yang sangat handal antara dua titik, tidak peduli apakah informasi tersebut berupa suara (telepon), data maupun video (televisi).

Yang termasuk dalam jenis ini adalah seperti:

a. PALAPA (yang digunakan oleh PT.Telkom)

b. ASIASAT (singapore)

c. PANAMASAT (panama)

2. Satelit Bergerak (Mobile Satellite Service) 

Yaitu digunakan untuk memberikan jasa pelayanan komunikasi bagi pemakai yang bergerak, baik di darat, di laut, maupun di udara.

Yang termasuk dalam jenis ini adalah seperti:

a.    InMarSat (didukung oleh Telkom, singapore, jepang, korea, DeTeMobile, dan Telefonica)

b.    Aces (PT.PSN-Indonesia, PLTDT-Philipina, dan Orchid-Thailand)

c.    ICO

d.   ODYSSEY

e.    IRIDIUM (Motorolla)

f.     GLOBALSTAR (Australia)

Banyak satelit dikategorikan atas ketinggian orbitnya, meskipun sebuah satelit bias mengorbit dengan ketinggian berapa pun:

·     Orbit Rendah (Low Earth Orbit, LEO): 300 - 1500km di atas permukaan bumi.

·     Orbit Menengah (Medium Earth Orbit, MEO): 1500 - 36000 km.

·  Orbit Geosinkron (Geosynchronous Orbit, GSO): sekitar 36000 km di atas permukaan Bumi.

·   Orbit Geostasioner (Geostationary Orbit, GEO): 35790 km di atas permukaanBumi.

·     Orbit Tinggi (High Earth Orbit, HEO): di atas 36000 km.

·   Orbit berikut adalah orbit khusus yang juga digunakan untuk mengkategorikan satelit:

·    Orbit Molniya, orbit satelit dengan perioda orbit 12 jam dan inklinasi sekitar 63°.

·    Orbit Sunsynchronous, orbit satelit dengan inklinasi dan tinggi tertentu yangselalu melintas ekuator pada jam lokal yang sama.

·      Orbit Polar, orbit satelit yang melintasi kutub.

B.   Jenis-jenis Orbit Satelit

Ada posisi dasar orbit, tergantung posisi relatif satelit terhadap bumi :

1.           Geostasioner (geostationary)

Orbit ini juga dikenal sebagai geosynchronous atau synchronous. Ketinggian orbit ini kira-kira 22.223 mil atau 1/10 jarak ke bulan. Jalur ini juga dikenal sebagai ”tempat parkir satelit”, sebab begitu banyak satelit, mulai dar satelit i cuaca, satelit komunikasi hingga satelit televisi. Akibatnya, posisi masing-masing harus tepat agar tidak saling menginterferensi sinyal. Penerbangan Space Shuttle yang terjadwal, menggunakan yang lebih rendah yang dikenal dengan asynchronous orbit, yang berada pada ketinggian rata-rata 400 mil (644 km). Berikut detil dari orbit satelit:

2.           70 -1.200 mil (asynchronous orbits)

Digunakan oleh satelit pengamat, yang biasanya mengorbit pada 300 -600 mil (470-970 km), berfungsi sebagai fotografer. Misalnya satelit Landsat 7, ia bertugas untuk pemetaan, pergerakan es dan tanah, situasi lingkungan (semisal menghilangnya hutan hujan tropis), lokasi deposit mineral hingga masalah pertanian; satelit SAR (search-and-rescue) juga disini, dengan tugas menyiarkan ulang sinyal-sinyal darurat dari kapal laut atau pesawat terbang yang dalam bahaya; Teledesic, yaitu satelit yang di-backup sepenuhnya oleh Bill Gates, memberikan layanan komunikasi broadband (highspeed), dengan sarana satelit yang mengorbit pada ketinggian rendah (LEO, Low Earth Orbiting).

3.           3.000 -6.000 mil (asynchronous orbits)

Digunakan oleh satelit sains, yang biasanya berada pada ketinggian ini (4.700 -9.700 km), dimana mereka mengirimkan data-data ke bumi via sinyal radio telemetri. Satelit ini berfungsi untuk penelitian tanaman dan hewan, ilmu bumi, seperti memonitor gunung berapi, mengawasi kehidupan liar, astronomi (dengan IAS, infrared astronomy satellite) dan fisika.

4.            6.000 -12.000 mil (asynchoronous orbits)

Satelit GPS menggunakan orbit ini untuk membantu penentuan posisi yang tepat. Ia bisa digunakan untuk kepentingan militer maupun ilmu pengetahuan.

5.           22.223 mil (geostationary orbits)

Digunakan oleh satelit cuaca, satelit televisi, satelit komunikasi dan telepon.

C.   Sistem Komunikasi Satelit

Sistem komunikasi satelit LEO (Low Earth orbit) merupakan pengembangan terakhir sistem komunikasi satelit bergerak yang sekarang sudah ada, seperti INMARSAT, AMSC. Sistem komunikaasi satelit bergerak (mobile communications satellites) yang beroperasi sekarang ini menggunakan satelit ang beredar 36.000 km diatas permukaan bumi dan mempunyai waktu edar sekitar 24 jam. Ditambah dengan lintasan yang berimpit dengan bidang katulistiwa, dari suatu titik bumi, satelit kelihatan seolah-olah bergerak (GEO= Geostationary Earth Orbit). Dengan sistem GEO dikembangkan :

a. Fixed Satellite Service (contohnya PALAPA INTELSAT, dll) yang memungkinkan terjalinnya suatu hubungan komunikasi dan pertukaran informasi yang sangat handal antara dua titik, tidak peduli apakah informasi tersebut berupa suara (telepon), data maupun video (televisi).

b.  Satelit Komunikasi Bergerak (Mobile Communications Satellites), yaitu digunakan untuk memberikan jasa pelayanan komunikasi bagi pemakai yang bergerrak, baik di darat, di laut, maupun di udara. Contohnya ialah INMARSAT.

Dengan tingkat pencapaian teknologi yang ada saat ini, sistem GEO ini baru dapat memberikan pelayanan kepada pemakai jasa satelit melewati terminal yang relatif masih mahal dan berukuran transportabel (briefcase size), seperti terminal INMARSATM. Jenis Informasi yang dilewatkannya pun baru suara dan data, dengan kecepatan lebih rendah. Terasa bagi pemakai bahwa terminal ini masih merupakan investasi yang mahal di samping biaya per menitnya juga masih tinggi. Yang diinginkan ialah suatu terminal yang ringan seperti cellular handset type terminal dengan biaya sewa komunikasi terjangkau.

Di lain pihak, seiring dengan perkembangan ekonomi, lintasan GEO ini terasa semakin penuh, sehingga semakin susah untuk mendapatkan "slot" untuk menempatkan satelitnya. Sejalan dengan kemampuan teknologi , orang berpaling lagi ke sistem satelit, yang beredar dengan orbit rendah (LEO= Low Earth orbit Satellites). Karena orbitnya rendah, waktu edarnya lebih cepat (2 sampai 3 jam) sehingga dari suatu titik di permukaan bumi, satelit kelihatan bergerak dan mengalami waktu-waktu terbit dan terbenam.

D.  Sistem Komunikasi Satelit (Segmen Bumi dan Segmen Angkasa)

Bagian penting dalam sistem komunikasi satelit yaitu : 

·       Space segment (bagian yang berada di angkasa)

·         Struktur/Bus

·         Payload

·         Power Supply

·         Kontrol temperature

·         Kontrol Attitude dan Orbit

·         istem propulsi

·         Telemetri, tracking, dan Command (TT & C).

·       Ground segment (biasa disebut stasiun bumi).

Ground Segment ini di bagi lagi atas Out Door Unit (ODU) dan In Door Unit (IDU):

·      ODU terdiri atas beberapa perangkat seperti Antenna, FeedHorn, LNA, BUC, Converter, SSPA, Main Supply, LNB

·      IDU terdiri atas beberapa perangkat seperti Modem, Inverter, Rectifier, Baterai

·      User terminal, SB Master dan jaringan.

E.   Very Small Aperture Terminal (VSAT)

VSAT atau “Very Small Aperture Terminal ” adalah suatu istilah yang digunakan untuk menggambarkan terminal-terminal stasiun bumi satelit kecil yang menggunakan antena berdiameter antara 0,9 sampai dengan 3,8 meter yang digunakan untuk melakukan pengiriman data, gambar maupun suara via satelit.

Pada awalnya teknologi satelit membutuhkan antena-antena besar dan hanya dapat menghubungkan point-to-point.

VSAT merupakan stasiun penerima sinyal dari satelit dengan 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 berarti satelit tersebut selalu berada di tempat yang sama sejalan dengan perputaran bumi pada sumbunya. Satelit geostasioner mengorbit selalu pada titik yang sama di atas permukaan bumi, maka dia akan selalu berada di atas sana dan mengikuti perputaran bumi pada sumbunya

Komponen Komunikasi Satelit dan VSAT

1. Hub station

Hub mengontrol seluruh operasi jaringan komunikasi. Pada hub terdapat sebuah server Network Management System (NMS) yang memberikan akses pada operator jaringan untuk memonitor dan mengontrol jaringan komunikasi melalui integrasi perangkat keras dan komponen-komponen perangkat lunak. Operator dapat memonitor, memodifikasi dan mendownload informasi konfigurasi individual ke masing-masing VSAT. NMS workstation terletak pada user data center.

Stasiun hub terdiri atas Radio Frequency (RF), Intermediate Frequency (IF), dan peralatan baseband. Stasiun ini mengatur multiple channel dari inbound dan outbond data. Pada jaringan private terdedikasi, hub ditempatkan bersama dengan fasilitas data-processing yang dimiliki user. Pada jaringan hub yang dibagi-bagi, hub dihubungkan ke data center atau peralatan user dengan menggunakan sirkuit backhaul terrestrial.

Peralatan RF terdiri atas antenna, low noise amplifier (LNA), down-converter, up-converter, dan high-power amplifier. Kecuali untuk antena, subsistem RF hub pada umumnya dikonfigurasi dengan redundancy 1:1. Peralatan IF dan baseband terdiri dari IF combiner/divider, modulator dan demodulator, juga peralatan pemroses untuk antarmuka channel satelit dan antarmuka peralatan pelanggan. Unit antarmuka satelit menyediakan kontrol komunikasi menggunakan teknik multiple akses yang sesuai.

Unit peralatan pelanggan menyediakan antarmuka ke peralatan host pelanggan dan emulasi protokol. Peralatan baseband pada hub dirancang dalam gaya modular untuk mendapatkan pertumbuhan jaringan yang mudah dan pada umumnya diberikan dengan skala 1:1 atau 1:N redundant configuration.

Berdasarkan keperluannya, HUB terbagi menjadi dua jenis :

a.      Dedicated Hub

·         Hub dimiliki dan digunakan sepenuhnya oleh jaringan sebuah perusahaan.

·         Jaringan VSAT merupakan aset perusahaan dan sepenuhnya dikontrol dan diatur oleh perusahaan.

·         Letak Hub biasanya dikantor pusat perusahaan.

·         Biaya yang dikeluarkan oleh perusahaan sangat mahal.

b.      Shared Hub

·         Jaringan VSAT dimiliki dan dioperasional oleh operator VSAT.

·         Sebuah Hub digunakan bersama oleh beberapa perusahaan kecil.

·         Perlu koneksi ke Hub karena lokasi Hub diluar perusahaan.

·         Biaya yang dikeluarkan oleh perusahaan pengguna jaringan VSAT relatif murah karena cukup mengeluarkan biaya sewa

2.      Remote station

Sebuah remote VSAT memiliki komponen-komponen sebagai berikut.

a.      Outdoor Unit (ODU)

Terdiri atas antena dan Radio Frequency Transmitter (RFT).

·         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 :

Ø  Memancarkan gelombang radio RF dari stasiun bumi ke satelit yang mana besar frekuensinya dari 5,925 GHz sampai dengan 6,425 GHz.

Ø  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 atau dishVSAT berkisar antara 0,6 – 3,8 meter. Ukuran dish sebanding dengan kemampuan antena untuk menguatkan sinyal.

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.

·         RFT

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

Ø  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:

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

b.      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).

Salah satu jenis LNA yaitu Parametrik LNA. Parametrik LNA yaitu LNA yang menggunakan penguat parametrik untuk penguat pertamanya dan penguat transistor biasa pada tingkat keduanya. Penguatan pertama (parametric amplifier) memberikan penguatan 15 sampai dengan 20 dB dan penguatan transistor memberikan penguatan 35 sampai dengan 40 dB, sehingga total penguatannya sebesar 55 dB.

Ø  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 :

a.       Besar daya output yang dihasilkan

b.      Lebar band frekuensi yang harus dicakup

c.       Pengaruh intermodulasi yang muncul

d.      Input dan output Back – off

Ø  Up / Down Converter

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

1.  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).

2.  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.

Ø  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 ).

Lebih jauh lagi fungsi dari Modulator dan Demodulator yakni:

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

Pada proses modulasi sinyal data masuk melalui port Interface kemudian diteruskan ke bagianDigital 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.

Ø  IFL (Inter Facility Link).

Merupakan media penghubung antara ODU & IDU. Fisiknya biasanya berupa kabel dengan jenis koaksial dan biasanya menggunakan konektor jenis BNC (Bayonet Neill-Concelman).

                                Sumber : http://rizalsemplaks.blogspot.com