Transcript teknologi VSAT

TEKNOLOGI VSAT
SIGIT KUSMARYANTO
1. Umum
Teknologi VSAT merupakan teknologi telekomunikasi yang
memanfaatkan satelit. VSAT atau Very Small Aperture Terminal
adalah teknologi sistem komunikasi satelit yang mempunyai
stasiun bumi dengan antena relatif kecil (0,6 - 2,4) meter, mudah
dipindahkan, dan mudah diinstalasi.
VSAT bekerja melalui perantara sebuah stasiun bumi HUB
yang mempunyai ukuran fisik dan diameter antena yang lebih
besar daripada stasiun bumi pelanggannya. Sistem VSAT ini
mampu mencakup daerah yang sangat luas dalam pelayanan
informasi dan komunikasi dua arah. Siatem VSAT memiliki
keungtungan yang lebih baik dibandingkan dengan sistem
komunikasi melalui jaringan teresterial. Pada Makalah ini akan
dibahas tentang teknologi VSAT dan hubungan satelit.
2. Sistem VSAT
Teknologi VSAT memanfaatkan sistem satelit komunikasi
geostasioner. Di Indonesia menggunakan satelit Palapa Yang
bekerja pada pita frekuensi C yaitu 3,7- 4,2 GHz untuk frekuensi
downlink dan 5,925 GHz untuk frekuensi uplink . Satelit memiliki
24 transponder, 12 transponder berpolarisasi vertikal, dan 12
transponder 36 MHz. Gambar 2.1 berikut ini menunjukkan
konfigurasi fisik sistem VSAT.
Gambar 2.1 Konfigurasi Sistem VSAT
SATELIT
HUB
VSAT
FEP
INDOOR/
OUTDOOR
UNIT
HOST

TERMINAL
Pada ruas bumi terdiri dari beberapa sub-sistem antara lain:
 Stasiun pengendali utama (master control station) atau
disebut stasiun HUB (HUB remote). Stasiun pengendali utama
dihubungkan dengan host processor. Berfungsi sebagai
penghubung antar stasiun antar stasiun bumi menerima data
dari stasiun bumi dan memancarkan kembali data tersebut ke
stasiun tujuan.
 Stasiun bumi pelanggan (remote stasiun). Stasiun bumi
inilah yang menggunakan teknologi VSAT dan dalam keadaan
diam, karena pengarahan antena VSAT terhadap satelit
bersifat tetap.
 Host processor adalah main prosesor atau sistem komputer
yang merupakan komponen paling penting dalam jaringan
VSAT. Fungsi host processor adalah untuk melakukan
pengaturan jalannya informasi, pemakaian dan pengelolaan
hubungan, pusat pengolahan data dan pengontrolan hubungan
komunikasi antara terminal VSAT yang satu dengan lainnya.
 Indooor/Outdoor Unit berfungsi untuk untuk mengontrol
dan sebagai tempat masuk dan keluarnya informasi yang
dikirimkan.
 Front End Processor (FEP) berfungsi untuik melayani semua
komunikasi dan pengolahan informasi sebelum dikirimkan
pada komputer utama.
3. Konfigurasi Jaringan VSAT
Konfigurasi jaringan sistem VSAT berbentuk bintang, stasiun
pengendali utama sebagai HUB melayani seluruh pelanggan. Jadi
data dari stasiun bumi dikumpuilkan pada titik pusat (stasiun
pengendali utama) dan kemudian dikirim ke alamat tujuan. Gambar
3.1 berikut ini menggambarkan konfigurasi jaringan VSAT.
Jalur hubung keluar dari stasiun pengendali utama ke stasiunstasiun bumi pelanggan disebut outbond/outlink. Sedangkan jalur
hubung keluar dari stasiun-stasiun bumi ke stasiun pengendali utama
(HUB) disebut inbound/returnlink.
Komunikasi dari stasiun bumi ke stasiun pengendali utama
disebut komunikasi single hop, sedangkan komunikasi dari stasiun
bumi ke stasiun pengendali utama, kemudian ditransmisikan lagi ke
stasiun bumi tujuan disebut komunikasi double hop.
Satelit
Inbound
Inbound
outbound
outbound
STASIUN
PELANGGAN

STASIUN
PELANGGAN
TERMINAL
STASIUN
PELANGGAN

STASIUN
PELANGGAN
TERMINAL

SENTRAL
KOMPUTER

TERMINAL

TERMINAL
4. Penempatan Frekuensi
Penggunaan spektrum frekuensi diatur oleh ITU (Internasional
Telecommunication Union) dan CCIR (Commite Communication
International Radio), satelit Palapa beroperasi pada lokasi frekuensi
C- Band. Frekuensi yang dipakai yaitu:
Frekuensi uplink dari 5,925 GHz sampai 6,425 GHz.
Frekuensi downlink dari 3,7 GHz sampai 4,2 GHz.
Lebar pita frekuensi total dibagi menjadi beberapa pita frekuensi
yang lebih kecil dengan lebar 36 MHz, disebut Transponder.
Transponder berfungsi sebagai penerima sinyal dari stasiun bumi
pemancar, memperkuat sinyal tersebut, lalu memancarkan sinyal
kembali ke stasiun bumi penerima. Untuk menggambarkan
spektrum frekuensi satelit palapa
Gambar 4.1 Spektrum Frekuensi Satelit Palapa C
Spektrum Frekuensi Satelit 500 KHz
36 MHz
Transponder 1
Carrier 1
120 KHz
Jarak antar carrier 120 KHz
Transponder 2
Carrier 2
120 KHz
Transponder 24
Carrier m
120 KHz
5. Teknik Modulasi
Modulasi adalah proses pengubahan sinyal informasi sinyal
atau ditumpangkan pada gelombang pembawa (carier) untuk
disampaikan ke tempat tujuan. Dalam sistem komunikasi data ada
dua macam teknik modulasi, yaitu:
 Modulasi analog, terdiri dari:
 Modulasi Amplitudo
 Modulasi Frekuensi
 Modulasi Fasa
 Modulasi digital, terdiri dari:
 ASK (Amplitudo Shift Keying)
 FSK (Frekuensi Shift Keying)
 PSK (Phase Shift Keying)
6. Teknik Multiple Acces
Teknik multiple acces adalah suatu sistem yang dirancang
untuk dapat melayani pelanggan dengan cara saling membagi
akses ke pelanggan.Tujuan utama penggunaan sistem multiple
akses adalah untuk memberikan pemanfaatan kanal yang lebih
efisien, sehingga jumlah pelanggan yang dapat mengakses kanal
tunggal menjadi lebih banyak.
Teknik Multiple akses dapat dibedakan menjadi tiga teknik:
 FDMA (Frequency Division Multiple Acces)
 TDMA (Time Division Multiple Acces)
 CDMA (Code Division Multiple Acces)
7. Komunikasi Dengan Hubungan Satelit
Hubungan Uplink antara stasiun bumi dengan satelit dan
hubungan downlink dari satelit ke stasiun bumi menentukan
kualitas transmisi komunikasi satelit. Gambar 7.1 berikut ini
menggambarkan hubungan yang terjadi dan parameter yang
mempengaruhi hubungan satelit secara Uplink dan downlink.
Adapun beberapa parameter yang mempengaruhi hubungan
satelit, antara lain:
 EIRP (Efektif Isotropically Radiated Power)
 Gain Antena
 Perbandingan Daya Sinyal Pembawa Terhadap Daya
Derau (C/N)
 Flux Density
 Noise Temperatur
 Perbandingan Gain Antena Penerima (Gr) terhadap
Temperatur Noise (Tsys)
Gambar 7.1 (a) Hubungan uplink
Gambar 7.1 (b) Hubungan downlink
8. Analisis Perencanaan Sistem VSAT
Dalam perencanaan sistem komunikasi satelit, analisis
perencanaan hubungan satelit merupakan dasar dari perencanaan
jaringan komunikasi satelit. Parameter utama yang menentukan
kualitas transmisi sistem komunikasi satelit antara lain:
 Effective Isotropically Radiated Power (EIRP)
Besaran yang menunjukkkan unjuk kerja sistem pada sistem
pemancar atau daya yang dipancarkan oleh antena (Pt)
dikalikan dengan perolehan daya isotropis antena (Gr).
 Carier to Noise Ratio (C/N)
Perbandingan daya sinyal pembawa (carier) terhadap daya
derau
(noise). Daya carier pada stasiun bumi penerima
bergantung pada EIRP pada satelit, gain antena stasiun bumi,
rugi-rugi lintasan dan rugi-rugi saluran. Daya noise yang
terbentuk pada sistem penerima bergantung pada suhu noise
sistem yang dihasilkan, dinyatakan Tsys.
 Figure of merit (Gr/Tsys)
Parameter yang menunjukkan unjuk kerja dari satelit ke stasiun
bumi penerima. Semakin besar nilai (Gr/Tsys) dari stasiun bumi
maka kemampuan menerima sinyal akan semakin baik.
 Redaman lintasan
Terjadi pada penyaluran informasi dari suatu tempat ke tempat
lain melalui media transmisi. Untuk sistem komunikasi satelit
media berupa ruang bebas, yang dalam perambatannya
gelombang radio akan mengalami peredaman.
Analisis perhitungan dasar komunikasi satelit adalah analisis
pada transmisi uplink dan downlink, akan diketahui nilai (C/N) uplink
dan (C/N) downlink dari kedua nilai tersebut akan diketahui nilai
(C/N) total yang menentukan tingkat kehandalan dari sistem.
8.1 Redaman Lintasan
Pada sistem komunikasi satelit redaman lintasan terdiri dari
redaman ruang bebas, redaman atmosfer, dan redaman hujan.
Untuk redaman hujan nilainya berdasarkan persamaan tersebut:
A= a RbL
A= Redaman hujan (dB)
a Rb = Specific attenuiation (dB/Km)
L = Jarak (Km)
8.2 Atmospheric absorption
Atmospheric absorption dipengaruhi oleh kepadatan partikel
uap air dan oksigen di atmosferm, sebab uap air dan gas O2
merupakan gas yang paling menyerap gelombang elektromagnetik
pada frekuensi tertentu.
Fading
Penurunan level sinyal selain disebabkan oleh redaman lintasan,
juga diakibatkan oleh pengaruh hujan dan gejala sintilasi atmosfer.
8.4 Hubungan Uplink
Parameter yang dicari adalah (C/N) uplink dipengaruhi oleh:
 Penguatan antena
2
 df 
Gr   c  


Bila ditulis dalam dB:
Gr=20 log + 20 log d + 20 log f-20 log c + 10 log n
Gr = Penguatan antena (dB)
 = efisiensi antena
d = Diameter antena parabola (m)
f = Frekuensi kerja (Hz)
c = cepat rambat cahaya (3. 108 m/s)

EIRP stasiun bumi
EIRPsb = Pt .Gt
Dalam satuan dB :
EIRP=10 log Pt+10log Gt
Pt = daya pemancar (watt)
Gt= penguatan antena pemancar
 Redaman ruang bebas uplink
Lfs = (4Df)2
Dalam dB dapat ditulis:
Lfs= 20 log 4 + 20 log D +20 log f-20 log c
Lfs = redaman ruang bebas (dB)
D = jarak yang ditempuh (m)
f = frekuensi carier (Hz)
c = cepat rambat cahaya (3.108 m/s)

Carier to Noise Ratio (C/N) uplink
(C/N)up = EIRPsb - Lfs - L + (G/T)sat - k - B
EIRPsb = daya pancar isotropik efektif stasiun bumi (dBW)
Lfs = rugi ruang bebas (dB)
L
= rugi-rugi atmosfer dan antena pointing eror (dB)
(G/T)sat = figure of merit (dBK-1)
k = konstanta Boltzman, = 1,38.10-23 JK-1
= -228,6 dBWK-1
B = lebar bidang frekuensi (Hz)
8.5 Hubungan Downlink
Karena pada hubungan downlink frekuensi yang digunakan
berbeda dengan frekuensi uplink, maka semua perhitungan pada
hubungan downlink menggunakan frekuensi downlink.
(C/N)dw = EIRPsat -Lfs - L + (G/T)sb - k - B
EIRPsb = daya pancar isotropik efektif stasiun bumi (dBW)
Lfs = rugi ruang bebas (dB)
L
= rugi-rugi atmosfer dan antena pointing eror (dB)
(G/T)sat = figure of merit (dBK-1)
k = konstanta Boltzman, = 1,38.10-23 JK-1
= -228,6 dBWK-1
B = lebar bidang frekuensi (Hz)
Setelah diperoleh nilai (C/N) uplink dan (C/N) downlink maka
akan diketahui nilai (C/N) total yang diperoleh melalui perhitungan
sebagai berikut:
 C  1  C  1 
C
        
 N tot  N up  N  dw 
2
8.6 Interferensi Antar Satelit
Interferensi yaitu gangguan sinyal yang disebabkan tidak
diinginkan pada suatu sistem yang disebabkan oleh energi yang
datang dari sumber luar Interferensi antara sistem satelit.
Interferensi ini disebabkan karena berkas utama (main lobe)
dari sistem antena pengirim terlalu lebar atau berkas sisi (side
lobe) terlalu besar, sehingga sinyal tersebut tidak hanya diterima
oleh satelit tujuan tetapi juga diterima oleh satelit tetangganya dan
mengganggu penerimaan normalnya.
Gambar 6. Menunjukkan interferensi antar satelit.
8.7 Interferensi antar kanal
Besar pengaruh interferensi pada satelit diberikan oleh persamaan sebagai berikut:
carrier-to-interfernce ratio (C/I) :
1
1
 C   C 
C  
        
 I   I up  I  dw 
4
dengan (C/I) adalah perbandingan daya sinyal pembawa terhadap sinyal interferensi
yang timbul pada hubungan satelit (dB).
8.8 Analisis Interferensi pada hubungan satelit
Dalam
sistem
komunikasi,
derau
yang
timbul
biasanya
direpresentasikan sebagai derau putih atau AWGN (Additive White
Gaussian Noise) yang mempunyai kerapatan spektral daya yang
seragam sepanjang lebar pita frekuensi. Baik derau maupun
sinyal interensi diasumsikan mempunyai distribusi yang acak.
Jika derau dan daya sinyal interferensi ditambahkan pada
persamaan uplink dasar, maka kita daaptkan carrier to noise plus
interference ratio yaitu :
Carrier to noise ratio untuk uplink :
 C  1  C  1 
C 
        
  U  N U  I U 
Carrier to noise ratio untuk downlink :
C 
 
  d
 C  1  C  1 
      
 N  d  N  d 
1
1
Carrier to noise ratio untuk keseluruhan sistem :
C 
C 
C












 N T    D    D