TUGAS AKHIR
Analisa Interferensi Antara Dua Satelit Yang Berdekatan
Diajukan Guna Melengkapi Sebagian Syarat Dalam mencapai gelar Sarjana Strata Satu (S1)
Disusun Oleh :
Nama : Syafrul Syafaat
NIM : 41407120065
Jurusan : Teknik Elektro
Peminatan : Telekomunikasi
PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI
UNIVERSITAS MERCU BUANA
JAKARTA
LEMBAR PERNYATAAN
Yang bertanda tangan di bawah ini, N a m a : Syafrul Syafaat
N.I.M : 41407120065
Jurusan : Teknik Elektro
Fakultas : Teknologi Industri
Judul Skripsi : Analisa Interferensi Antara Dua Satelit yang Berdekatan
Dengan ini menyatakan bahwa hasil penulisan Skripsi yang telah saya buat ini merupakan hasil karya sendiri dan benar keasliannya. Apabila ternyata di kemudian hari penulisan Skripsi ini merupakan hasil plagiat atau penjiplakan terhadap karya orang lain, maka saya bersedia mempertanggungjawabkan sekaligus bersedia menerima sanksi berdasarkan aturan tata tertib di Universitas Mercu Buana.
Demikian, pernyataan ini saya buat dalam keadaan sadar dan tidak dipaksakan.
Penulis,
LEMBAR PENGESAHAN
Analisa Interferensi Antara Dua Satelit yang Berdekatan
Disusun Oleh :
Nama : Syafrul Syafaat
NIM : 41407120065
Program Studi : Teknik Elektro
Peminatan : Telekomunikasi
Mengetahui,
Pembimbing Koordinator TA
( Ir. A.Y. Syauki, MBAT ) ( Yudhi Gunadhi ST . MT)
Mengetahui, Ketua Program Studi Teknik Elektro
ABSTRAKSI
Wilayah Indonesia yang terdiri atas ribuan pulau yang masing-masing terpisahkan oleh lautan yang luas memerlukan suatu metode transmisi yang tidak hanya mampu menjangkau semua wilayah tersebut, namun juga mampu memberikan layanan yang memuaskan bagi para pelanggan. Kebutuhan layanan telekomunikasi yang bervariasi tidak hanya berkisar pada layanan komunikasi suara saja, namun sudah meluas pada layanan komunikasi data yang bersifat tetap maupun bergerak. Sistem komunikasi satelit domestik merupakan solusi yang tepat dalam menjawab semua tantangan tersebut. Dengan sistem komunikasi satelit semua wilayah Indonesia dapat terjangkau dengan kualitas yang tinggi dan merata. Keunggulan lainya adalah mampu menghadirkan layanan yang lebih beragam dibanding komunikasi terestrial (Gelombang-Mikro, Fiber Optic), dan dengan kualitas yang lebih tinggi.
Sistem komunikasi satelit tidak hanya dipakai di Indonesia saja, namun hampir seluruh negara juga mempunyai satelit sendiri untuk menangani layanan komunikasi di dalam negara mereka. Oleh karena itu, jumlah satelit yang berada di angkasa luar, pada orbit GEO khususnya juga semakin banyak. Keberadaan masing-masing satelit di orbit GEO akan saling menginterferensi satelit yang lain, meskipun ITU-T telah mengatur jarak minimum antar satelit adalah sebesar 2° - 4° supaya tidak saling ganggu, namun pada kenyataanya gangguan berupa interferensi dari satelit terdekat kerap kali terjadi. Dua buah satelit yang mempunyai jarak tertentu tidak akan menginterferensi satu sama lain dengan memperhatikan faktor–faktor berikut:
Frekuensi kerja yang sama
Mempunyai daerah cakupan (foot print) yang saling silang Antenna Pointing dan karaktersitiknya
ABSTRACT
Indonesian region, consist of thousand island which each of them separate by wide ocean which is need one transmission methode that’s not only cover all of that region, but it just give satistied service for all the costumer. The variety of telecommunication services doesn’t just cover for voice communication services, but it goes wide with fixed data communication and cellular. Sattelite communications system answer all of that challenge. With sattelite communications system, all of Indonesian region could be covered with the high quality and can be spread evenly. Other services offering such varieth services compare to terrestrial communication such as optical fiber and microwave communication.
Sattelite communication system not only used in Indonesia but almost all of country have their own sattelite to service their telecommunication neede in their country. Thus, the population sattelite in GEO become more complex. One sattelite become the source interference to the other, although ITU-T has arranged the minimum separate distanct between two sattelite for 2 so they do not interference to each other, but in reality the noise come from adjacent sattelite interference often happened in this time. Two sattelite that has the distance between them will not interfere to each other by considering this point:
The same working frequency Have crossing coverage area
Pointing antena with their characteristic
KATA PENGANTAR
Syukur alhamdulillah penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas segala rahmat, nikmat dan hidayah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan laporan Tugas Akhir ini.
Penulisan Tugas Akhir ini merupakan salah satu syarat kelulusan untuk memperoleh gelar sarjana strata satu (S1) di Jurusan Teknik Elektro Universitas Mercu Buana. Adapun judul Tugas Akhir ini adalah “ANALISA INTERFERENSI ANTARA
DUA SATELIT YANG BERDEKATAN“. Keberhasilan penulisan laporan ini tidak
lepas dari bimbingan, dukungan serta bantuan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, dalam kesempatan ini dengan segala kerendahan hati, penulis menyampaikan ucapan terima kasih kepada :
1. Bapak Yudhi Gunadhi ST MT selaku Ketua Program Studi Teknik Elektro.
2. Bapak Ir. A.Y Syauki MBAT selaku dosen pembimbing yang telah memberikan bimbingan dalam pengerjaan Tugas Akhir ini.
3. Bapak Al Jufri selaku Manager Technical Operation PT Karyamegah Adijaya yang selalu memberikan dukungan kepada penulis.
4. Rekan-rekan kerja di PT Karyamegah Adijaya.
5. Kedua orang tua yang selalu memberikan dorongan untuk maju.
6. Rekan-rekan mahasiswa Universitas Mercu Buana khususnya angkatan XII Teknik Elektro .
7. Semua pihak yang telah membantu dalam membuat laporan yang tidak bisa disebutkan satu persatu.
Penulis menyadari bahwa laporan ini masih jauh dari sempurna. Oleh karena itu, segala kritik dan saran yang membangun diharapkan. Akhir kata semoga laporan ini dapat bermanfaat bagi kita terutama bagi pihak yang ingin belajar lebih lanjut tentang komunikasi satelit, bagi perkuliahan di Jurusan Teknik ELektro di Universitas Mercu Buana pada khususnya dan pengembangan ilmu pengetahuan pada umumnya.
Jakarta, September 2009
Penulis
DAFTAR ISI
Halaman Judul i
Lembar Pernyataan ii Lembar Pengesahan iii Abstraksi iv Abstract v Kata Pengantar vi Daftar Isi vii Daftar Tabel x Daftar Gambar xi Daftar Lampiran xii BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Masalah 1
1.2 Rumusan Masalah 2
1.3 Batasan Masalah 2
1.4 Tujuan Penelitian 2
1.5 Metode Penellitian 3
1.6 Sistematika Penulisan 3
BAB II LANDASAN TEORI 2.1 Umum 5
2.2 Sistem Satelit 7
2.2.1 Subsistem Komunikasi 9
2.2.2 Telemetry Tracking and Command (TT&C) 11
2.2.3 Subsistem Kendali Sikap 11
2.2.4 Subsistem Catu Daya 11
2.3 Orbit Geostasioner 12
2.4 Sudut Azimuth dan Elevasi 12
2.5 Sudut Cakupan dan Daerah Kemiringan 16
2.6 EIRP (Effective Isotropic Radiated Power) 18
2.8 G/T 18
2.9 SFD (Saturated Flux Density) 20
2.10 Carrier To Noise Ratio (C/N) 20
2.10.1 C/IM 20
2.10.2 C/I Satelit yang Berdekatan 21
2.10.3 C/Xpoll 21
2.10.4 C/N Uplink C/N Downlink 21
2.10.5 Perhitungan C/N Total 22
2.10.6 Jalur Satelit 23
2.11 Interferensi Antar Satelit 23
2.12 Metode Perhitungan Interferensi Antar Satelit 25
2.13 KriteriaInterferensi Single Entry 26
2.14 Sudut Toposentris Antara Dua Satelit Geostasioner 26
2.15 Penguatan (Gain) Antena 28
2.16 Bentuk Radiasi Antena 28
2.17 Lebar Berkas gelombang (AngularBeamwidth) 29
2.18 Penguatan Side Lobe Antena Stasiun Bumi 30
BAB III METODE PENELITIAN 3.1 Data Pendukung 31
3.2 Variabel Penelitian 31
3.3 Desain Penelitian 34
BAB IV ANALISIS DATA DAN PEMBAHASAN 4.1 Analisis Data 35
4.1.1 Umum 35
4.1.2 Menghitung Sudut Azimuth 36
4.1.3 Menghitung Sudut Elevasi 39
4.1.4 Jarak Satelit Sebenarnya 40
4.1.5 Menentukan Daerah Kemiringan (Slant Range) Stasiun Bumi dengan Satelit 42
4.1.6 Menentukan Jarak Pisah Satelit Dilihat dari Stasiun Bumi 43
4.1.7 Menentukan Gain Antena 45 4.1.8 Menentukan Lebar Berkas (Beam Width) 3dB
46
4.1.9 Menentukan Besar Side Lobe Antena Stasiun Bumi 46
H n 51 BAB V .2 Saran 59 AKA AMPIRAN 62
4.1.10 Analisis asil Perhitu gan 48
4.2 Bahasan PENUTUP 5.1 Kesimpulan 59 5 DAFTAR PUST 61 L
DAFTAR TABEL
6. Tabel 4.6 Hasil Pengukuran Tes Interferensi I 55
1. Tabel 4.1 Nilai Gain Antena Berdasarkan Diameter 45
2. Tabel 4.2 Nilai Lebar Berkas Antena Berdasarkan Diameter 46
3. Tabel 4.3 Nilai Side Lobe Antena berdasarkan diameter 47
4. Tabel 4.4 Input Data Dari Satelit PALAPA-B4 53
DAFTAR GAMBAR
g munikasi Satelit
s
13. ambar 4.2 Tes Interferensi 52
1. Gambar 2.1 Tempat-tempat Kedudukan Pasangan Ti a Satelit Geostasioner 6
2. Gambar 2.2 Konfigurasi Sistem Ko 8
3. Gambar 2.3 Orbit Stasioner 12
4. Gambar 2.4 Azimuth Elevasi 15
5. Gambar 2.5 Daerah Cakupan dan Daerah Kemiringan 17
6. Gambar 2.6 Konfigurasi Penerima 19
7. Gambar 2.7 Kurva Karakteristik Tran ponder 23
8. Gambar 2.8 Interferensi Dua Satelit 25
9. Gambar 2.9 Posisi Satelit Dari Bumi 27
10. Gambar 2.10 Bentuk Radiasi Antena Dalam Koordinat Polar 29
11. Gambar 2.11 Bentuk Radiasi Antena Dalam Koordinat Kartesius 29
12. Gambar 4.1 Jarak Pisah Dua Satelit Dilihat Dari Stasiun Bumi 42 G
DAFTAR LAMPIRAN
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 La
dirkan layanan yang lebih beragam dib
lemahan wak
ion Un
tar Belakang Masalah
Teknologi telekomunikasi dari tahun ke tahun mengalami perkembangan yang sangat cepat, seiring dengan kebutuhan layanan telekomunikasi yang semakin bervariasi. Sistem komunikasi satelit merupakan salah satu sub-sistem telekomunikasi yang berbasis teknologi terkini, dan aplikasinya bagi sistem telekomunikasi baru berkembang beberapa dasawarsa terakhir. Melalui sistem telekomunikasi satelit, Indonesia semakin kokoh mengembangkan telekomunikasi nasional. Hal ini dikarenakan dengan menggunakan sistem komunikasi satelit semua wilayah Indonesia dapat terjangkau dengan kualitas yang tinggi dan merata. Keunggulan lainnya adalah mampu mengha
andingkan dengan komunikasi terrestrial.
Keuntungan dengan menggunakan komunikasi satelit selain tidak tergantung pada jarak, thermal noise relative lebih sedikit daripada gelombang mikro darat. Hal ini disebabkan karena gelombang mikro darat terdiri dari beberapa stasiun pengulang (repeater), sednagkan pada komunikasi satelit hanya membutuhkan satu
repeater. Akan tetapi komunikasi satelit juga memiliki kekurangan yaitu ke
tu (time delay), khususnya untuk komunikasi suara dan data interaktif
Dengan berbagai keunggulan yang dimiliki oleh sistem komunikasi satelit, menyebabkan banyak negara-negara selain Indonesia yang menggunakan teknologi tersebut. Sateli-satelit tersebut mayoritas berada di lintasan orbit Geostationary
Orbit (GEO), karena pada orbit tersebut dapat mencakup darerah yang luas. Hal ini
menyebabkan jumlah satelit yang berada di orbit tersebut semakin banyak. Keberadaan masing-masing satelit di orbit GEO akan saling mengganggu (interference) satelit yang lain, meskipun International Telecommunicat
ion (ITU) telah mengatur jarak minimum antar satelit adalah sebesar 2° - 4°.
Atas dasar tersebut di atas, penulis mengambil judul “ANALISA INTERFERENSI ANTARA DUA SATELIT YANG BERDEKATAN “. Penulis
menggunakan data-data pendukung yang didapatkan dari buku-buku dan studi lapangan yang didapatkan di lokasi penelitian yaitu SUBDIVSAT PT. TELKOM Cibinong.
1.2 Ru
ian di atas terdapat beberapa permasalahan yang perlu dikaji dapat menyebabkan interference antara dua satelit yang
rence tersebut ?
3. agaimanakah cara pengukuran interference tersebut ?
1.3 Bat
p dan batasan masalah yang dianalisa dalam tugas PALAPA B4 dan
ecara global, sehingga beberapa data hanya merupakan asumsi atau pendekatan.
1.4 Tuj
patkan dari tes pengukuran interferensi antara dua satelit yang berdekatan tersebut.
1.5 Me
musan Masalah
Berdasarkan ura lebih lanjut, yaitu : 1. Hal-hal apa saja yang
berdekatan tersebut ?
2. Bagaimanakah cara untuk mengurangi terjadinya interfe B
asan Masalah
Dalam tugas akhir ini dilakukan pembatasan agar masalah yang dibahas menjadi lebih tearah. Adapun ruang lingku
akhir ini adalah sebagai berikut :
1. Pengukuran interference yang dilakukan adalah antara satelit THAICOM-1A milik Thailand yang terjadi pada tahun 2004.
2. Pengukuran dan perhitungan hanya dibatasi untuk nilai C/N up-link.
3. SUBDIVSAT PT. TELKOM, Tbk tidak membolehkan data dengan sangat terbuka dan hanya memberikan gambaran data s
uan Penelitian
Adapun tujuan dari penulisan tugas akhir ini adalah untuk membandingkan nilai C/N up-link dari hasil perhitungan secara manual dengan nilai C/N up-link hasil yang dida
Metode penelitian yang dilakukan dalam tugas akhir ini adalah dengan mel
1.
ture yang diperoleh dari buku-buku dan 2.
engumpulan data dilakukan melalui pengukuran interference yang hasilnya data-data yang diperoleh melalui perhitungan matematis.
1.6
ir ini akan dibagi menjadi lima bab bahasan, daftar istilah yang diperlukan. Dengan penjelasan sebagai ber
BAB I :
kang masalah, rumusan masalah, batasan BAB II :
eter-parameter yang digunakan si satelit sebagai penunjang, yang akan BAB III :
an pengolahan data dengan BAB IV :
hasilnya akan dibandingkan, serta g cara-cara untuk mengurangi terjadinya interference antara
BAB V : ENUTUP
Pada bab ini akan memuat kesimpulan dan saran dari tugas akhir ini. akukan :
Studi Pustaka
Pembahasan teoritis melalui studi litera
jurnal ilmiah yang berkaitan dengan sistem komunikasi satelit dan interference. Pengumpulan data dengan pengukuran
P
dibandingkan dengan
Sistematika Penulisan
Secara umum keseluruhan tugas akh ditambah dengan lampiran dan
ikut :
PENDAHULUAN Bab ini berisi latar bela
masalah, tujuan penulisan dan metode penelitian. LANDASAN TEORI
Bab ini berisi teori dasar tentang sistem komunikasi satelit dan beberapa masalah yang dialami satelit serta param
dalam sistem komunika
digunakan dalam pembahasan masalah. METODE PENELITIAN
Pada bab ini berisi cara pengambilan d menggunakan alat-alat analisis yang ada. ANALISIS DATA DAN PEMBAHASAN
Bab ini berisi data-data hasil pengukuran yang sebenarnya dan perhitungan secara matematis yang
berisi tentan
dua satelit yang berdekatan. P
B A B II
LANDASAN TEORI
2.1
eberapa satelit
rmukaan bumi. Tempat kedudukan satelit-satelit ini dinyatakan dengan AOR (Atlantic Ocean Region), IOR (Indian Ocean Region) dan POR ( Pacific Ocean Region).
Umum
Satelit-satelit komunikasi mengelilingi bumi dalam suatu orbit yang berbentuk bulat atau elips. Apabila bidang orbit tepat sama dengan bidang garis katulistiwa, maka bisa didapat orbit geostasioner berketinggian tepat ( 36.000 km). Dengan orbit ini kira-kira sepertiga bagian bumi dapat dihubungkan secara tetap dengan satu satelit. Satelit jenis ini berputar dalam suatu orbit yang berbentuk bulat dan berada dalam suatu titik yang tetap di atas katulistiwa. Untuk negara-negara yang terletak di belahan bumi paling utara dan paling selatan, satelit-satelit geostasioner sulit dilihat lagi dari stasiun buminya. Karena itu digunakan juga b
nonstasioner dalam orbit elips (misalnya dengan sudut inklinasi 65°) agar secara
periodis satelit dihubungkan bergantian dari yang satu ke yang lain.
Dengan tiga satelit yang mengorbit secara geostasioner yang terletak di keliling orbit yang terbagi sama, dapat diliput sebagian besar pe
G
Atlantik. Dari Indonesia dapat dicapai satelit-satelit di
berlaku untuk daya yang dikirim dan daya yang diterima, pola pemancaran dan
AOR W N R Orbit GEO H=35786 17° POR
ambar 2.1 Tempat-tempat kedudukan pasangan tiga satelit geostasioner
Sebagai gambaran, dari negeri Belanda dapat dicapai satelit-satelit di atas samudera Hindia dan samudera
IOR dan POR. Satelit-satelit ini penting terutama untuk telefoni jarak-jauh, dan juga untuk penyaluran televisi.
Di samping satelit-satelit untuk hubungan-hubungan antar benua, satelit-satelit dalam negeri atau domestik juga semakin penting. Khusus untuk Indonesia dilihat dari struktur geografisnya, sistem satelit sangat penting. Makin banyak satelit yang diluncurkan, terutama untuk pertukaran data yang khusus antara perusahaan-perusahaan di berbagai negara dan untuk hubungan radio di dalam suatu negeri. Walaupun kebanyakan dipergunakan modulasi FM/FDM, bentuk-bentuk modulasi digital seperti PSK makin banyak digunakan. Satelit dan stasion bumi, frekuensi, dan bentuk modulasi apapun yang digunakannya, harus selalu diselaraskan satu sama lain, sehingga dapat dianggap sebagai satu kesatuan sistem. Hal ini juga
bentuk polarisasi antena-antena, kestabilan orbit satelit dan pengaturan arah stasiun bumi. Oleh sebab itu, dibentuk organisasi-organisasi khusus yang mengatur tentang sistem-sistem satelit.
2.2 Sis
yal yang kemudian dikirim ke pengguna telekomunikasi melalui jaringan terestrial.
tem Satelit
Sebuah sistem komunikasi satelit pada umumnya terdiri atas satu satelit yang berada di ruang angkasa yang mempunyai jalur hubungan komunikasi dengan banyak stasion bumi di bawah. Para pengguna jalur komunikasi akan membangkitkan sinyal bidang dasar yang dikirmkan ke stasiun bumi melalui jaringan terestrial. Jaringan terestrial dapat berupa sentral telepon ataupun jalur khusus ke stasion bumi. Pada sisi stasion bumi, sinyal baseband diproses dan dikirimkan dengan memodulasi frekuensi carrier RF ke arah satelit. Satelit di ruang angkasa dapat berlaku seperti stasion pengulang (repeater) yang besar. Satelit akan menerima frekuensi RF yang telah dimodulasi pada spektrum frekuensi up-link , menguatkan, kemudian mengirim kembali ke arah stasion bumi melalui spektrum frekuensi down-link yang besarnya dibedakan dengan frekuensi up-link untuk menghindari interferens. Sisi stasion bumi akan menerima frekuensi RF yang termodulasi dan menurunkan dalam level baseband sin
Satellite
Stasiun Bumi Stasiun Bumi
Uplink Downlink
Gambar 2.2 Konfigurasi sistem komunikasi satelit
Kebanyakan satelit komunikasi komersial saat ini, menggunakan bandwidth sebesar 500 MHz pada sisi up-link dan 500 MHz pada sisi down-link. Spektrum frekuensi yang paling banyak digunakan adalah pada 6/4 GHz, artinya dengan frekuensi up-link dari 5,725 GHz sampai 7,7025 GHz dan downlink dari 3,4 sampai 4,8 GHz. Untuk band frekuensi 6/4 GHz, yang disebut bidang C, untuk satelit geostationer menjadi sangat terganggu, karena level frekuensi ini juga digunakan dalam komunikasi gelombang-mikro. Komunikasi satelit sekarang beroperasi dalam level frekuensi 14/12 dengan menggunakan frekuensi up-link 12,75 sampai 14,8 GHz dan frekuensi downlink 10,7 sampai 12,3 atau 12,5 sampai 12,7 GHz, yang disebut bidang Ku. Level spektrum frekuensi ini akan banyak digunakan pada masa mendatang secara intensif, namun satu masalah yang masih ada, yaitu adanya
attenuasi karena pengaruh hujan yang lebih besar daripada level 6/4 GHz. Level
spektrum frekuensi 30/20 GHz juga banyak digunakan satelit komersial dengan frekuensi up-link 27,5 sampai 31 GHz dan frekuensi downlink 18,1 sampai 21,2 GHz, yang disebut bidang S, namun penggunaan level spektrum frekuensi ini masih memerlukan peralatan yang sangat mahal.
2.2.1 Subsistem Komunikasi
Subsistem komunikasi berfungsi untuk pengiriman dan penerimaan sinyal pada satelit yang terdiri atas antena komunikasi dan pengulang (repeater). Antena komunikasi berfungsi sebagai antarmuka (interface) antara stasion bumi dengan berbagai macam subsistem satelit selama beroperasi. Fungsi utama antena satelit adalah untuk menerima (up-link) dan memancarkan kembali (downlink) sinyal komunikasi dari stasion bumi. Antena juga dapat dipergunakan untuk menyediakan jalur sinyal telemetri satelit, komando yang menghubungkan dengan subsistem kendali sikap dan yang lainya.
Antena pada satelit dapat menentukan pola radiasi pola pancar satelit, pola pancar satelit adalah :
1. Pola pancar sederhana berbentuk kontur sirkuler atau elips,
2. Pola pancar berbentuk kontur disesuaikan dengan area geografis, berbentuk tetap atau dapat dikonfigurasi
3. Pola pancar jamak, dengan masing-masing pola pancar berbentuk pola pancar bintik.
Antena satelit dapat berbentuk reflektor atau susunan sebagai berikut : 1. Antena Reflektor
Digunakan untuk membentuk pola pancar sederhana atau pola pancar berbentuk, pola pancar tersebut dikarakteristikan oleh satu atau beberapa reflektor, menggunakan teknik pencatuan sederhana atau pencatuan jamak, beroperasi pada satu atau beberapa band frekuensi. Pada sistem reflektor, satu reflektor parabolid akan dihubungkan dengan pencatu di fokusnya.
2. Antena Susunan
Digunakan untuk mendapatkan pola pancar sederhana, pola pancar sebentuk atau pola pancar jamak. Pola pancar tersebut, dikarakteristikan oleh sebuah peradiasi langsung, satu peradiasi primer dihubungkan dengan satu reflektor dengan jumlah pencatu yang beradiasi.
Pada antena pola pancar sebentuk, pola radiasi ini didapat dari sederetan distribusi permukaan medan. Distribusi permukaan medan didefinisikan dalam amplitude dan fase yang didapat dari sekumpulan koefisien eksitasi yang ditempatkan pada susunan.
Pada antena pola pancar-jamak, terminal yang jauh dapat dihubungkan dengan menggunakan pola pancar-jamak yang terpisah, masing-masing memiliki keuntungan, yaitu penguatan antena yang tinggi, tetapi interkoneksi antara pola pancar membutuhkan arsitektur muatan satelit yang kompleks.
Untuk menambah kapasitas komunikasi satelit, frekuensi re-use sering digunakan dengan polarisasi yang berbeda, sehingga antena komunikasi memerlukan dua pemantul, satu untuk masing-masing polarisasi.
Bagian kedua subsistem komunikasi adalah bagian pengulang (repeater) yang menghubungkan kanal-kanal transponder. Bagian pengulang ini secara umum terdiri atas tiga bagian berikut.
1. Receiver Downconverter
Bagian ini dirancang beroperasi pada lebar-bidang 500 MHz untuk bidang C1 fungsinya untuk menerima sinyal up-link kemudian memancarkan kembali sebagai sinyal downlink dengan frekuensi berbeda.
2. Input Multiplexer
Digunakan untuk membagi bidang frekuensi 500 MHz menjadi beberapa kanal transponder dengan lebarbidang tergantung pada misi satelit, sebagai contoh lebar bidang 500 MHz dapat dibagi menjadi 8 transponder.
3. Traveling Wave Tube Amplifier (TWTA)
TWTA berfungsi untuk menguatkan sinyal downlink yang keluar dari
kembali ke stasion bumi. TWTA harus beroperasi di bawah titik jenuhnya agar tidak terjadi distorsi dan tetap linear terhadap masukannya.
2.2.2 Telemetry Tracking and Command (TT&C)
Subsistem Telemetry memonitor seluruh subsistem satelit dan secara terus menerus mengirimkan informasi yang cukup untuk menentukan sikap satelit, status dan unjuk-kerja seperti yang diharapkan.
Subsistem komando, mengendalikan keutuhan sistem operasi satelit dan semuanya dikendalikan dari bumi. Subsistem komando menerjemahkan sinyal perintah dari stasion bumi dan menelusuri semua peralatan yang akan ditentukan, karena sikap satelit mungkin berubah.
2.2.3 Subsistem Kendali Sikap
Fungsi utama subsistem kendali sikap adalah untuk menjaga keakuratan posisi satelit dan arah antena komunikasi, sehingga pengarahanya tetap tinggi dan mengurangi rugi-rugi akibat pointing antena. Bila sewaktu-waktu kedudukan satelit bergeser dari orbitnya dan arah antena satelit berubah maka dapat segera dikembalikan dalam kedudukan semula.
2.2.4 Subsistem Catu Daya
Subsistem catu daya memberikan daya pada muatan satelit. Elemen utama pada subsistem ini adalah sumber daya yang berasal tenaga matahari dan konverter yang berfungsi untuk mengubah tenaga matahari menjadi tenaga listrik menggunakan sel surya.
Besarnya daya listrik yang dibutuhkan wahana satelit ditentukan oleh misi satelit, makin besar daya yang dibutuhkan maka akan semakin luas permukaan panel surya yang digunakan, dan hal tersebut akan berpengaruh terhadap berat wahana satelit, kestabilannya dan faktor lainya.
2.3 Orbit Geostasioner
Orbit geostasioner memerlukan persyaratan kritis agar satelit benar-benar relatif stasioner (tetap) terhadap setiap titik permukaan bumi. Satelit yang berada pada orbit ini disebut satelit geostasioner (geosinkron). Orbit geostasioner tepat berada di atas ekuator, yaitu mempunyai inklinasi orbit nol derajat. Selain itu satelit juga harus mengorbit mengelilingi bumi dalam arah yang sama dengan arah putaran bumi dan dengan kecepatan yang sama.
Re
H
Gambar 2.3 Orbit Stasioner
Gambar 2.3 di atas menunjukan posisi orbit satelit geostasioner dengan Re adalah jari-jari permukaan bumi (Re = 6.378,14 km) dan H adalah ketinggian orbit di atas permukaan bumi ( H = 35.786 km).
2.4 Sudut Azimuth dan Elevasi
Sebagaimana telah diketahui sebelumnya bahwa satelit pada orbit geostasioner tampak relatif tetap bila dilihat dari bumi, oleh karena itu bila stasion bumi berada di daerah cakupan satelit, maka dapat saling berkomunikasi dengan cara mengarahkan antena pengirim atau penerima ke satelit.
Posisi stasiun bumi baik stasion bumi pemancar AutoOpen penerima memegang peranan penting dalam komunikasi satelit, sedangkan satelit hanya berperan sebagai
pengulang (repeater ) untuk itu stasion bumi harus diletakan pada posisi yang tepat dan berada pada daerah cakupan satelit agar sinyal yang dikirim dapat diterima satelit dan dipancarkan kembali pada station penerima.
Untuk meletakan station bumi pada posisi yang tepat agar bisa berkomunikasi dengan satelit, harus diketahui sudut elevasinya sehingga rug-rugi yang mungkin terjadi khususnya rugi-rugi pancaran antena dapat diminimalkan dan daya yang dipancarkan atau yang diterima bisa optimal.
Sudut elevasi (E) adalah sudut yang dihasilkan oleh perpotongan bidang horisontal TMP dan bidang TSO dengan garis pandang antara stasiun bumi dan satelit. Sudut azimut A teoritis berada diantara 0 dan 360°, tergantung dari lokasi station bumi dengan mengambil titik acuan pada titik subsatelit, sudut azimut didapat:
1. Sebelah Utara Khatulistiwa
Stasiun bumi berada di barat satelit : A = 180° - A’ Stasiun bumi berada di timur satelit : A = 180 + A’ 2. Sebelah Selatan Khatulistiwa
Stasiun bumi berada di barite satelit : A = A’ Stasiun bumi berada di timur satelit : A = 360 – A’
Dengan A’ adalah sudut positf yang ditunjukan dalam Gambar2.4. Sudut elevasi E adalah sudut yang dihasilkan oleh perpotongan garis horisontal TMP dan TSO dengan garis pandang antara stasion bumi dan satelit dengan asumsi bahwa bumi memiliki bentuk yang bulat dengan jari-jari Re. Untuk menghitung A’:
A’ = tan –1 MT MP = tan –1
1 tan Re tan s ll MO = tan –1
1 tan Re tan 1 cos Re/ s l = tan –1 1 sin tan s l (2.1)Untuk menghitung sudut elevasi E, dengan melihat segitiga TSO seperti dalam proyeksi gambar, maka dipakai persamaan:
E = β + δ - 90°
= ( 90° - γ ) + δ - 90°
= δ – γ (2.2) Sudut γ dapat dihitung dengan melihat segitiga TPO sebagai berikut :
OP Re 1 cos
dengan OP = MO / cos [ θs – θL ] = Re / cos θ1 cos [ θs – θL ],
(2.3)
nghitung sudut δ maka dipakai cara: δ =
selanjutnya dari segitiga MPO dan TMO maka didapat :
γ = tan –1 (cos θ1 cos[ θs – θL ])
Untuk me 1 SB tan TB = tan-1 sin Re cos Re r = tan-1
Resincos1cos1cossL
rRecos1cossL (2.4) ma enggunakan cara : E = tan
ka sudut elevasi E dapat dihitung dengan m
-1
Resincos1cos1cossL - cos-1 ( cos θ1 cos[ θs – θL ])
.5) rRecos1cossL (2
-jari orbit geostasioner dan setara d
Gambar 2.4 Azimuth Elevasi Satelit S
Dengan mengasumsikan bahwa r adalah jari engan 42,164 Km. N Kutub utara Subsatelit point Puncak T Stasion Bumi Utara A A” O Equator P ΘL ΘS E S O r Selatan M Kutub selatan T B γ Re β δ
2.5
EMin antena stasion bumi dapat dihitung.
sud ele t
dihitung me
Sudut Cakupan dan Daerah Kemiringan
Satelit dapat berkomunikasi dengan stasion bumi menggunakan daerah cakupan antena jika stasion bumi tersebut berada pada daerah cakupan dari satelit yang berbentuk fungsi waktu kecuali untuk satelit geostasioner. Berdasarkan Gambar 2.4 sudut cakupan bumi 2αMaks adalah sudut total daerah yang tercakup. Sudut ini sangat penting dalam perancangan daerah cakupan antena satelit dan tergantung pada sikap satelit di ruang angkasa. Sudut cakupan sebesar 2α biasanya sudah ditentukan, lalu sudut elevasi minimum
Untuk ut vasi antena stasion bumi, sudut cakupan komunikasi 2α dapa
nggunakan rumus berikut:
H E H E Re cos Re ) 90 sin Re sin (2.6) Dengan R adalah jari-jari bumi yang dianggap bulat dan H adalah sikap dari nilai H adalah 35,786 km. Maka,orbit satelit sebagai fungsi waktu, kecuali untuk satelit dengan orbit geostasioner,
2α = 2 sin-1 Re cosE (2.7)
H
untuk menghitung sudut cakupan, maka nilai E dianggap bernilai 0°, Re 2αMaks = 2 sin-1 H Re Re (2.8) Untuk sebuah orbit yang geostasioner dengan Re bernilai 6378 km, maka nilai da
E = 0° yang akan menghasilkan su
sudut cakupan bumi adalah 2αMaks = 17,4°. Sudut pusat θ, adalah jari-jari angular ri cakupan satelit bernilai:
θ = 180° - (90° + E + α) = 90° - E – α (2.9) Untuk orbit geostasioner, sudut pusat θ berhubungan dengan sudut cakupan bumi αMaks yang diatur dengan α = αMaks dan nilai
dut θ = 81,3°. Jika sudut elevasi minimum sebesar 5° diaplikasikan pada antena stasion bumi, maka akan menghasilkan θ = 76,3°.
Selain sudut cakupan, akan sangat penting untuk diketahui daerah kemiringan dari satelit dan stasiun bumi. Daerah kemiringan ini akan menentukan penundaan ari Gambar 2.5 dapat ditentukan daerah
D2
= (Re + H)
waktu total perjalanan satelit relatif terhadap stasion bumi. D kemiringan d sebagai :
= (Re + H)2 + Re2 – 2 Re(Re +H) cos θ 2+ Re2 – 2 Re(Re +H) x sin E H E cos Re Re 1 sin (2.10) Untuk orbit geostasioner dan sudut elevasi minimum Emin = 5°, maksimum daerah kemiringan d = satelit d Re θ E α Αm H
41,127 Km yang menghasilkan sebuah tunda waktu perjalanan satelit sebesar 2d / c dengan c = 2,997925 x 108 km/s yang merupakan kecepatan rambat cahaya.
2.6
rkan / mengirim sinyal pembawa s(t) dengan daya keluar
i mempunyai penguatan GT is
EIRP adalah:
f (dBW) (2.11)
GT= penguatan antena pemancar (dB)
2.7
i berupa antena parabola, dengan efisiensi
EIRP (Effective Isotropic Radiated Power)
Analisis up-link dimulai dari sinyal yang dikirim stasion bumi ke satelit. Stasion bumi pengirim memanca
total PT . Jika antena stasiun bum maka daya isotrop
ekuivalen
EIRP = PT + GT - L dengan:
PT= besar daya pancar (dBW) Lf= redaman saluran transmisi (dB)
Penguatan Antena Stasiun Bumi
Pada umumnya antena stasiun bum ,
n antena stasiun bumi GT adalah: dan apertur A, maka penguata
G D fD c T 2 2 (2.12) m na D dan frekuensi
nakan f, atau jika dinyatakan dalam dB:
aka penguatan antena parabola bergantung pada diameter ante yang digu
GT 20 4 20. logf GHz 20logD m 10log (2.13)
dengan: = efisiensi antena D= diameter antena (m) kuensi (Hz) 2.8 f= fre G/T
Performansi suatu stasiun bumi dinyatakan dalam istilah yang dikenal dengan
titik referens pada input (penerima) Low Noise Amplifier (LNA) penerima. Temperatur derau penerima merupakan penjumlahan atas temperatur derau subsistem antena (TA) dan temperature derau subsistem penerima (Tr). Tem erature derau antena tergantung pada seluruh redaman (loss) yang m
mperatur derau angkasa (sky noise t mperat ), dengan an sebagai :
p
input referens LNA dan te
enuju e ure dirumusk T la A la1 290Tsky (2.14)
la= redaman total menuju input LNA.
TS
dengan:
KY= temperatur derau angkasa, tergantung dari frekuensi dan sudut
elevasi antena penerima.
Temperatur derau subsistem penerima ditentukan atas temperatur derau efektif dan penguatan dari masing-masing blok. Sistem penerima umumnya terdiri atas susunan blok penguat seperti digambarkan berikut ini.
Antena
Tx
Bumbung Gelombang
LNA D/C
Lf, Te1 G2, Te2 Te3
Gambar 2.6 Konfigurasi Penerima
emperoleh temperatur derau ekuivalen subsistem penerima Persamaan untuk m
T Te Te3 G r 2 2 (2.16) Te )
peratur derau sistem penerima menjadi: dengan:
2= Temperatur derau LNA (K) Te3= Temperatur derau Down Converter G2= Penguatan LNA
(K
Dengan demikian tem
T T la Te la Te G SYS SKY 0 2 2 (2.16)Temperature noise ratio atau Figure of merit pada
sis
.17)
2.9
lai ke antena
terd ai
eter SFD menyatakan besarnya kerapatan daya pancar stasiun bumi untuk njenuhkan/saturasi transponder. Para
(sensitivitas) dari suatu transponder, dan dirumuskan sebagai berikut:
1 29 3
Sehingga diperoleh Gain-to tem penerima yaitu:
G/T = G - TSYS (dB/K) (2
SFD (Saturated Flux Density)
Untuk antena isotropis pada kondisi ruang bebas, daya yang disup istribusi secara seragam dalam bidang bola dengan antena sebag pusat. Param
me meter ini menunjukkan tingkat kepekaan
4d2
PAD (dBW/m2) (2.18)EIRPsaturasi= EIRP stasion bumi untuk menjenuhkan TWTA SATELIT (dBw)
aman transponder satelit (dB) SF
2.10 2.10.1
SFD dBPAD0 EIRPsaturasi10log
dengan:
D= jarak stasion bumi ke satelit (m) PAD= red
D(n dBPAD) = SFD (0 dBPAD) + n dB PAD
CARRIER TO NOISE RATIO C/IM
C/IM adalah perbandingan antara sinyal pembawa terhadap sinyal
carrier).
al (pada daerah nonlinear) :
sin (2.19)
gandung kom[ponen-A1.Vi + A2.Vi + A3.Vi + ....
ko
intermodulasi. C/IM terjadi karena sifat ketidaklinieran transponder satelit, pada saat diduduki oleh dua carrier atau lebih (multi
Jika suatu transponder satelit diberi masukan siny
Vi Ac sin1t t
maka keluaran penguat TWTA transponder akan men komponen Vo =
mponen orde I, A1.Vi = A1.Ac(sin1t +sin2t )
komponen orde II, A2.Vi = A1.Ac (sin2 1t +sin2t )2
komponen orde III, A3.Vi = A1.Ac2(sin1t +sin2t )3
dan seterusnya.
Jika persamaan yang mengandung (sin1t +sin2t )3 di atas diuraikan, maka
dari komponen orde-III akan diberikan pengaruh cukup besar, karena beberapa frekuensi harmonis dekat dengan frekuensi carriernya.
gantung pada besar back off dan ketidaklinearan tra
2.10
iki antena dengan gain side lobe cukup besar, maka akan bisa menerima sinyal dari satelit lain yang letaknya berdekatan.
terjadi pada hubungan lintas-atas maupun lintas-bawah. Dalam pe
.10.3 C/Xpoll
disebabkan oleh polarisasi antena. C/Xpoll ter
Besar noise intermodulasi ter
nsponder. PT Telkom Divnet SPU Cibinong merekomendasikan bahwa untuk
multi-carrier besar C/IM berkisar antara 16 dB sampai dengan 18 dB.
.2 C/I Satelit yang berdekatan
Jika stasiun bumi memil C/I akan
rencanaan besarnya nilai C/I telah ditentukan pembuat sistem yang disesuaikan dengan rekomendasi CCIR.
2
C/Xpoll adalah interferens yang
jadi akibat isolasi antara polarisasi vertikal dan horizontal pada sistem feed horn antena kurang bagus.
2.10.4
alah perban ngan ya carrier (gelombang pembawa) (2.20) adalah:
(2.21) sehingga hubungan antara C dengan N dapat ditulis:
C/N Uplink dan C/N Downlink
Carrier to Noise ratio ad di da
dengan daya derau. Daya derau dirumuskan sebagai: N = k.T.B
Daya gelombang pembawa suatu pesawat pe C = EIRP + GRX + Loss
nerima
Untuk arah uplink
C N EIRP L Loss G T k B u SB fs s s (dB) (2.22)Untuk arah downlink
C GN d EIRPsat Lfs Loss T k B SB
SB
(dB) (2.23)
EIRPSB = EIRP stasion bumi (dB)
ima satelit (dB/oK) k= ss 2.10.5 ua nilai (C/N)u, (C/N)d, C/IM, dengan:
Gs/Ts= Figure of merit pener Konstanta Boltzman B= Free Space Lo
Perhitungan C/N Total
Nilai C/N total diperoleh dari penjumlahan sem
C/I, dan C/Xpoll.
C
1 C I 1 C Xpol
1 (2.25)(C/N)down = Carrier to Noise downlink
(C/IM) = Carrier to Intermodulasi
(C/I) = Carrier to Interferensi
(C/Xpol) = Isolasi polarisasi vertikal dan horizontal
C N tot 1 N u 1 C N d 1 C IM
dengan:
2.10
k carrier. Oleh sebab itu untuk operasi multicarrier, penguat transponder tidak dapat bekerja pada keadaan saturasi. Besarnya derau intermodulasi bergantung pada besarnya back off dan ketidaklinearan transponder.
Back off padaFDMA umumnya dalam atas 3 - 10 dB dan ditentukan oleh level carrier uplink pada satelit.
2.11
.6 Jalur Satelit
EIRP yang dipancarkan oleh satelit merupakan fungsi level carrier uplink (Cu) yang diterima pada input penerima satelit. Pada umumnya penguat yang digunakan pada transponder satelit menggunakan Traveling Wave Tube (TWT) yang memiliki karakteristik tidak linear untuk hubungan input-output nya. Ketidaklinearan tersebut dapat mengakibatkan timbulnya derau intermodulasi, apabila transponder tersebut diakses oleh banya
b
Gambar 2.7 Kurva karakteristik transponder
Interferensi didefinisikan sebagai pengaruh dari sinyal yang tidak diinginkan pada penerimaan pada sinyal yang diinginkan. Interferensi ini dapat terjadi dalam keadaan yaitu jika kedua satelit menggunakan frekuensi satelit yang sama pada
up-link dan downup-link. Pada keadaan ini, interferensi dapat terjadi pada lintasan up-up-link
(in
i satelit pengganggu yang be
bagian besar sinyal yang dikirimkan hilang di pe
t diterima dengan baik.
ngga yang masuk ke pe
ak hanya diterima oleh satelit tujuan, tetapi juga diterima oleh satelit tetangganya dan mengganggu penerimaan normal.
terferensi link) maupun lintasan down (interferensi downlink). Interferensi
up-link terjadi ketika satelit menerima sinyal yang tidak diinginkan dari stasion bumi
pengganggu yang berfrekuensi sama. Interferensi downlink terjadi ketika stasiun bumi menerima sinyal yang tidak diinginkan dar
rfrekuensi sama.
Dalam keadaan tersebut di atas, satelit Palapa B4 menggunakan frekuensi uplink 6 GHz dan frekuensi downlink 4 HGz, begitu juga satelit Thaicom sebagai pembanding. Dalam pembahasan, sistem satelit Palapa B4 merupakan satelit referens yang berpotensi menginterferensi Thaicom.
Pada sistem komunikasi satelit, se
rjalanan akibat derau, redaman lintasan dan gangguan lainnya. Hanya sebagian kecil sekali sinyal yang dapat diterima dan diolah menjadi informasi yang berguna. Sinyal yang sampai ke satelit atau ke stasion bumi, umumnya berorde miliwatt. Karenanya dibutuhkan kualitas dan kepekaan peralatan yang memadai agar sinyal tersebut dapa
Gangguan lain yang sering menurunkan kualitas sinyal terima adalah interferensi yang tidak dikehendaki. Sinyal interferensi ini bisa berasal di peralatan lain di tempat penerimaan dan bahkan berasal di peralatan itu sendiri. Beberapa gangguan interferensi yang sering timbul adalah interferensi antar satelit yang berdekatan.
Gangguan interferensi ini bisa berupa sinyal up-link dari stasiun bumi yang masuk ke satelit tetangga, atau sinyal downlink dari satelit teta
nerima stasiun bumi yang tidak dituju. Interferensi ini antara lain disebabkan karena berkas utama (main lobe) pada sistem antena pengirim terlalu leba
berkas sisi (side lobe)-nya terlalu besar dan melewati nilai tertentu. Akibatnya sinyal up-link tersebut tid
Selain itu, ITU - T merekomendasikan jarak m Pt Pt G 2 ' G2 LU LD LD LU G4 G4 G1 g1 e E
inimum antar satelit pada orbit ge
2.12
telit terganggu. Carrier yang diinginkan adalah
carrier yang berasal di sistem satelit itu sendiri, sedangkan carrier yang tak
diinginkan adalah carrier yang berasal di sistem satelit lain sebagai pengganggu. Pada interferens up-link (C’up) yang berasal di sistem satelit tersebut dan C’up berasal dari sistem satelit lain yang mengganggu, dirumuskan (Ref. Wilbur & Joseph. Hal. 350) sebagai berikut :
i dua satelit
ostasioner di ekuator bumi sebesar 2o, dengan akurasi penjejakan sebesar 0 05. o
di sebelah kiri dan kanan. Hal ini dimaksudkan untuk mengurangi kemungkinan interferensi antar satelit.
Metode Perhitungan Interferensi Antar Satelit
Besarnya interferens adalah perbandingan antara daya terima dari carrier yang diinginkan Cup (wanted carrier) dengan carrier yang mengganggu C’up (unwanted
carrier) pada perangkat penerima sa
2.26) de
space loss (downlink) satelit yang diinginkan, dB Carrier C yang diinginkan diperoleh dengan:
C E Ldw G4 ( ) 0 (dB) (
ngan:
C= Carrier power yang diinginkan, dBW E= EIRP yang diinginkan, dBW
L = dw
G ()= Gain stasion bumi satelit yang diinginkan, dB 4 Interferens power carrier I dapat diperoleh dari:
4 di G L e I (dB) (2.27) dengan:space loss (downlink) dalam ukuran dari satelit yang menginterferensi
Maka rumus carrier-to-interference dengan sederhana dapat ditunjukkan: e= EIRP dari satelit yang meng-interferensi, dBW
Ld=
G’4()=Gain stasiun bumi dalam ukuran dari satelit yang menginterferensi
G'4
G4
(dB) (2.28) ata L L e E I C di dw u: 4 G L E I C d (dB) (2.29)Kriteria interferens single entry adalah suatu harga nilai interferensi yang a telah ditetapkan dengan Re
2.14
berbagai macam pelayanan telekomunikasi yang menggunakan tra
2.13 Kriteria Interferensi Single Entry
diizinkan terhadap suatu jenis carrier yang umumny
komendasi ITU. Kriteria interferens untuk carrier digital berdasarkan Rekomendasi ITU-R S.741-2, ditetapkan:
C/I = C/N (BER = 10-7) + 12.2 (dB) (2.30)
Sudut Toposentris Antara Dua Satelit Geostasioner
Dengan adanya
nsmisi gelombang radio, satu sama lain bisa saling berinterferens tak terkecuali pada sistem komunikasi satelit. Khusus pada satelit dengan orbit geostasioner,
lit B
posisi satelit diatur sedemikian rupa sehingga kapasitas orbit dapat meningkat jumlahnya, karena orbit inilah yang paling banyak digunakan dan paling menguntungkan.
Dua buah satelit dapat saling menginterferens bila kedua satelit beroperasi pada frekuensi yang sama (6/4 GHz untuk C band) dan jarak pisah kedu
Sate β α l r Satelit A dA dB Orbit geo 3dB anya me ungkinkan terjadinya saling interferens. Menurut rekomendasi dari ITU-T, jarak pisah dua satelit adalah 2 – 4 derajat dengan tujuan utama untuk meningkatkan kapasitas orbit, dan p entang jarak ini memungkinkan terjadinya
aling interferens antar satelit. Posisi satelit yang saling menginterferens bila dilihat dari stasion bumi untuk menentukan sudut toposentris adalah sebagai berikut :
bumi amaan:
r2- 2r2 cosβ
(2.31)
maka didapat persamaan berikut: m
ada r s
Gambar 2.9 Posisi Satelit dari Bumi
Berdasarkan gambar di atas maka posisi dua buah satelit yang dilihat dari stasion tertentu dapat diketahui berdasar pers
2 + dB2- 2dAdBcosα L2 = dA
L2 = 2
= 2r2 (1 – cosβ ) Bila kedua persamaan di atas diperbandingkan
α=cos-1dA dB 2r
1cos
2 2 2 (2.32) 2dAdBdengan:
α = sudut toposentris antara dua satelit dilihat dari stasiun bumi r= jarak satelit yang terinterferensi ke pusat bumi
d= jarak stasiun bumi ke satelit geostasioner (slant range)
= selisih longitude antara dua satelit (derajat)
Penguatan (Gain) Antena
Penguatan ant
2.15
ena adalah perbandingan antara daya yang diradiasikan atau yang ya
(2.33) bat cahaya yang setara dengan 3 x 108
m/ t dan adala ang e ktrom gnetik (GHz)
da
l sebesar D, maka nilai geometri permukaan A = ehingga:
= (Df/c)2 (2.34)
satuan dBi (nilai gain relatif terhadap antena isotropis),
ga
2.16
antena menunjukan berbagai variasi penguatan (gain). Untuk sebuah antena dengan pemantul sirkuler, mempunyai bentuk yang sim tri dan digambarkan dalam sebuah koordinat polar dan koordinat kartesius seperti gambar di bawah ini. Berkas utama (main lobe) membawa daya terbesar diterima per unit sudut oleh antena pada suatu arah yang ditentukan dengan daya ng diradiasikan atau diterima per unit sudut oleh sebuah antena isotropis dengan daya yang sama. Gain akan maksimal jika nilai radiasi elektromagnetis antena juga maksimal, keadaan ini dikenal dengan istilah boresight dan mempunyai rumus sebagai berikut:
Gmax = (4/2)/ Aeff dengan = c/f dan c adalah cepat ram
de f h frekuensi dari gelomb le a . A eff adalah
erah efektif aperture dari sebuah antena. Untuk sebuah antena dengan nilai diameter aperture atau pemantu
D2/4, A
eff = A dengan adalah efisiensi antena, s Gmax= (D/)2
Jika dirumuskan dalam
in antena sebenarnya adalah:
Gmax,dBi= 10 log(D/)2 (dBi)
= 10 log(Df/c)2 (dBi) (2.35)
Bentuk Radiasi Antena
Bentuk radiasi dari sebuah e
=1 Side Lobe Main Lobe 3dB Stasion Bumi Orbit GEO Satelit Thaicom 1 -3dB 3dB G dBMaz i Orbit GEO Satelit Tha
pada arah ini dari seluruh radiasi antena. Side lobe diusahakan sekecil mungkin untuk menghindari interferensi.
Gambar 2.10 Bentuk radiasi antena dalam koordinat polar
2.17
maksimum gain. Titik 3 dB beamwidth berhubungan dengan perbandingan antara
Gambar 2.11 Bentuk radiasi antena dalam koordinat kartesius
Lebar Berkas Gelombang (Angular Beamwidth)
Diartikan sebagai sudut yang dibentuk dari arah pancar dengan gain fall out dengan mencacu pada nilai maksimum. Lebar berkas sinyal -3 dB (-3 dB beamwidth) didapat dari sudut antara gain pada titik terarah dengan setengah nilai
/D dengan suatu konstanta yang nilainya bergantung pada aturan iluminasi terpilih. Untuk iluminasi pada umumnya, konstanta tersebut mempunyai nilai 58,5o.
Sedangkan ngacu pada atenuasi pada pusat
an nilai dari konstanta sebut. Nil kons
ad
( 2.37)
an ngan mengkombinasikan rumus (3.9) dan (3.11)
ma
fungsi -3 dB beamwidth yang tidak lagi menggunakan variabel frekuensi.
= (70/3dB)2 (2.38)
(2.3
secara praktis di lapangan. ITU-T mempunyai standar khusus nilai penguatan side
lobe, yaitu perhitungan rumus di atas tidak boleh melebihi ketentuan perhitungan side lobe seperti di bawah ini.
Untuk antena dengan
untuk iluminasi khusus, yang me
pemantul, nilai -3 dB beamwidth akan meningkat d
tergantung pada karakteristik aturan iluminasi ter ai tanta tersebut
alah 700 yang selanjutnya akan menghasilkan rumus berikut:
3dB= 70(/D) = 70(c/fD) (derajat) (2.36)
Jika dihubungkan dengan sudut , maka nilai gain adalah:
G()dBi = Gmax,dBi - 12 (/3dB)2 (dBi)
Rumus tersebut di atas hanya berlaku untuk nilai sudut yang kecil berkisar tara 0 sampai dengan 3dB. De
ka dapat dibuat rumus baru yang menyatakan hubungan gain antena dengan
Gmax= (Df/c)2
Jika nilai diambil 0,6 maka:
Gmax= 29000 / ( 3dB)2 9)
2.18 Penguatan side lobe antena stasiun bumi
Besarnya side lobe yang dirumuskan dalam rumus di atas adalah perhitungan
D 100:
G( ) = 29 - 25 log dBi, untuk 20 70
METODE PENELITIAN
3.1
eratkan pada masalah interferensi ant
yaitu data inputan dari satelit PALAPA-B4, data keluaran dari satelit THAICOM-1A il pengukuran interferensi.
D
an
ng ke arah satelit PALAPA-B4 dan dari
Nonthaburi-Thailand me eter 10 meter pointing ke satelit THAICOM-1A.
3.2 Variabel Penelitian
tan tugas akhir ini berupa parameter-parameter yang
dip ung m transmisi satelit. Variabel-variabel tersebut adalah :
a. ghi
tan
BAB III
Data Pendukung
Tugas akhir yang berjudul “Analisa Interferensi Antara Dua Satelit Yang Berdekatan” ini merupakan suatu studi kasus pada jaringan telekomunikasi satelit. Bahasan yang diulas dalam tugas akhir ini dititik b
ara satelit.
Dalam Tugas akhir ini dibutuhkan beberapa data pendukung untuk menentukan apakah terjadi interferensi antara dua satelit yang berdekatan, dalam hal ini adalah antara satelit PALAPA-B4 dengan satelit THAICOM-1A . Data pendukung tersebut serta print out dari has
ata pengukuran interferensi adalah data-data yang didapatkan dari tes interferensi I yaitu pengukuran interferensi dari SPU Cibinong dengan menggunak antena diameter 2,4 meter pointi
nggunakan antena diam
Variabel dalam pembua erhit kan dalam siste
Men tung Sudut Azimuth
A’ = –1 sin1 tansl
Dimana :
A’ : Sudut Azimuth
s
: Posisi Satelit
l : Latitude dari suatu kota
1
: Longitude dari suatu kota b. Menghitung Sudut Elevasi
) cos cos 1 )( ( 2 s 2 2 G E E R h R h er (35786 km)
ish longitude stasiun bumi dengan satelit
c.
engan :
satelit dilihat dari antena stasiun bumi
lihat berdasarkan selisih longitudenya
i i dengan satelit
eostasioner yang panjangnya 42164 km
d. co cos 1 ) (Re cos 2 g h Dengan :
h= orbit satelit geostasion Re= jari-jari bumi (63786) cos= selis
cos= nilai latitude dari stasion bumi Menghitung Jarak Satelit Yang Sebenarnya
D cos 2 2 2 2 B A B A d d d d d ) cos 1 ( 2 cos 2 2 2 2 2 2 r r r d
= jarak pisah antara dua
= jarak pisah antara dua satelit di
slant range antara stasion bum
d = r = orbit g
d = jarak pisah antara dua satelit dalam km. Menghitung Slant Range
D = ) engan : lit geostasioner (35786 km) cos cos 1 )( ( 2 2 G E E R h R h D h = orbit sate
Re = jari-jari bumi (6378 km)
cos = selisish longitude stasiun bumi dengan satelit = nilai latitude dari stasiun bum
cos i
e.
=cos
Menghitung Jarak Pisah Satelit (Sudut Troposentris)
α -1
2dAdB
ara dua satelit dilihat dari stasiun bumi telit yang terinterferensi ke pusat bumi
ak satelit geostasioner (slant range)
dA2dB2 2r21cos
Dengan :
α = sudut toposentris ant r= jarak sa
d= jar stasiun bumi ke
= selisih longitude antara dua satelit (derajat)
max = 1
max = Gain Antena
= Diameter Antena
agnetik
g. ng Beamwidth
jat)
h. g Side Lobe Antena Stasiun Bumi
f. Menghitung Gain Antena
G 0 log (Df/c)2 Dengan : G = Efisieni Antena = 3,14 D
f = Frekuensi dari Gelombang Elektrom
c = Cepat rambat gelombang cahaya = 3 x 108
Menghitu
3dB= 70(/D) = 70(c/fD) (dera Menghitun
G ( )= 8 dBi, untuk 70 9 2. 0
iuplink + G/Tsatelit – 10 log K – 10 log B Dimana ;
- Loss IFL + Gt
Athmosphere attenuationup + Tx pointing lossup
anta Boltzmann = 1,38 x 10-23 J/K
seba 3.
mbahasan teoritis melalui studi literature yang diperoleh dari buku-buku dan rnal ilmiah yang berkaitan dengan sistem komunikasi satelit dan interference. 4. Pengumpulan data dengan pengukuran
Pengumpulan data dilakukan melalui pengukuran interference yang hasilnya dibandingkan dengan data-data yang diperoleh melalui perhitungan matematis.
i. Menghitung C/N Uplink
C/Nuplink = EIRPsb – Loss Propagas
o EIRPsb = Ptx
o Loss Propagasiuplink = Free Space Lossup + Rain attenuationup +
o K = Konst
o B = Bandwith Occupied (Hz)
3.3 Desain Penelitian
Adapun desain penelitian menggunakan beberapa cara pengumpulan data yaitu gai berikut :
Studi Pustaka Pe
4.1
isebabkan satelit Palapa B4 terhadap satelit Th
diletakkan. Diameter antena berhubungan dengan besarnya
main lobe dan side lobe serta daya antena yang terpancar. Semakin besar diameter
B A B IV
ANALISIS DATA DAN PEMBAHASAN
ANALISIS DATA 4.1.1 Umum
Dua satelit yang saling berinterferensi adalah Thaicom dan Palapa B4 mempunyai posisi masing-masing di bujur 120° dan 118° dengan jarak pisah sebesar 2°. Pemetaan EIRP kedua satelit menunjukan bahwa terdapat daerah cakupan yang saling tumpang-tindih pada daerah Sumatera sampai dengan India. Daerah cakupan yang saling tumpang tindih ini memungkinkan adanya interferens antara keduanya, jika memakai frekuensi kerja yang sama. Dari pemetaan EIRP tersebut dapat diketahui pula bahwa EIRP Palapa B4 jauh lebih besar dari EIRP satelit Thaicom. Oleh karena itu, dalam pembahasan ini hanya akan dihitung pengaruh level interferens yang d
aicom. Selain itu pointing loss antena stasion bumi dapat menyebabkan interferens yang akan mengganggu kinerja masing-masing satelit tersebut. Besarnya interferens yang terjadi karena pengaruh wilayah dan karakteristik antena akan berbeda sesuai dengan besarnya sudur azimut dan elevasinya. Antena yang mempunyai side lobe yang besar akan mempunyai potensi yang lebih besar untuk menginterferens satelit di dekatnya.
Untuk dapat memetakan suatu daerah berdasarkan level interferens yang mungkin terjadi, maka diperlukan suatu parameter tetap yang mempengaruhi level interferens tersebut. Kedua parameter tersebut adalah diameter antena dan posisi stasion bumi yang akan
an wilayah tersebut. terhadap garis ghitung sudut nya terhadap tasion bumi tel
ulistiwa, sebelah timur satelit
Pada masing-masing wilayah tersebut akan dihitung nilai sudut Azimuth dan i slant range pada kedua satelit, dan akhirnya da
diameter antena yang digunakan
4.1.2 Menghitung Sudut Azimuth
D an rumus 2.4 maka dapat dicari sudut azimuth berdasarkan
1. sebelah barat satelit
Kota : Aceh Latitude : 4°
tena maka akan menghasilkan side lobe yang kecil, sehingga potensi untuk menginterferens satelit terdekat juga semakin kecil. Posisi stasion bumi berhubungan dengan daerah cakupan antara dua buah satelit yang saling tumpang tindih, sehingga berpotensi saling menginterferens jika stasion bumi diletakkan pada wilayah tersebut.
Pemilihan wilayah untuk memeriksa level interferens antara kedua satelit dilakukan dengan memilih area daratan seperti kota-kota besar tertentu ditambah dengan area lautan di sekitar daratan tersebut. Pemilihan wilayah lautan didasarkan pada kemungkinan jika terdapat suatu kapal yang akan membangun suatu stasion bumi, sehingga perlu diketahui karakteristik interferens pada
Wilayah pemetaan dibagai dalam 4 bagian menurut letak titik khatulistiwa dan satelit. Pembagian ini untuk memudahkan men Azimuth terhadap masing-masing satelit dan untuk melihat pengaruh nilai side lobe G(). Masing-masing tempat yang akan diletakkan s
ah dipetakan akan dibagi menjadi empat wilayah berikut:
(1). Stasiun bumi berada di Utara Khatulistiwa, sebelah barat satelit (2). Stasiun bumi berada di Utara Khatulistiwa, sebelah timur satelit (3). Stasiun bumi berada di Selatan Khatulistiwa, sebelah barat satelit (4). Stasiun bumi berada di Selatan Khat
Elevasi pada arah kedua satelit, nila
pat diketahui sudut toposentrisnya (). Nilai sudut toposentris ini akan menentukan besar side lobe untuk berbagai
sehingga jelas pengaruh interferensnya.
engan menggunak
posisi wilayah seperti yang telah dibagi di atas. tara Khatulistiwa, Posisi wilayah di U
Longitude : 97,5°
Nilai A’ (120) = 4 sin 5 , 97 120 tan tan 1 =80,44° Thaicom : 180 – 80,44 = 99,56° Nilai A’(118) =
Sudut Azimuth terhadap
sin4 tan118 97,5 tan 1 9,83° ap Palapa B4 :180 – 79,83 = 100,57°
2. Posisi wilaya tiwa, sebelah barat satelit
Latitude : 0,92° Longitude : 100,35 Nilai A’ (120) = = 7 Sudut Azimuth terhad
h di Selatan Khatulis ° Kota : Padang
92 , 0 sin 35 , 100 120 tan tan 1 =87,4°
Nilai A’(118) = 1 tan118 100,35 ° sin0,92 tan = 87,13. ur satelit
Longitude : 124,97
Posisi wilayah di Utara Khatulistiwa, sebelah tim Kota : Manado Latitude : 1,35° ° Nilai A’ (120) =
35 , 1 sin 120 97 , 124 tan tan 1 ° =74,84 Thaicom : 180 + 74,84 = 254,84°
Sudut Azimuth terhadap
Nilai A’(118) = 1 tan124,97 1,35 9,09° ap Palapa B4 :180 + 79,09= 259,09° 4. ur satelit Kota : Ambon Latitude : 4,83° Nilai A’ (120) = sin1,35 tan = 7 Sudut Azimuth terhad
Posisi wilayah di Selatan Khatulistiwa, sebelah tim
Longitude : 128,17°
83 , 4 sin 120 17 , 128 tan tan 1 =59,60° Thaicom : 360 – 59,60 = 300,39° Sudut Azimuth terhadap
Nilai A’(118) =
83 , 4 sin 118 17 , 128 tan tan 1 = 64,85° Sudut Azimuth terhadap Palapa B4 :360 – 64,85 = 295,14°
Hasil perhitungan menunjukan bahwa jika posisi stasion bumi semakin mendekati garis khatulistiwa dan menjauhi satelit, maka akan menghasilkan selisih sudut azimuth yang sangat kecil antara azimuth terhadap Palapa B4 dan azimuth terhadap Thaicom. Hasil ini berlaku untuk semua posisi wilayah yang sudah terbagi seperti di atas. Selisih sudut azimuth yang sangat kecil ini sebagai contoh terjadi di kota Padang yang mempunyai posisi latitude 0,92 dan longitude 100,35, yang hanya berselisih 0,3. Selisih sudut azimuth sekecil ini berarti akan mengakibatkan pemasangan antena secara mekanik akan sulit, artinya kemungkinan terjadi kesalahan pemasangan antena dan mengakibatkan interferens akan sangat besar. Oleh karena itu bila diharuskan memasang antena pada wilayah seperti kriteria di ang sangat tinggi. Atau bila diimplementasikan leb
ingga tidak terjadi pointing loss. asing posisi yang memungkinkan
rnya vasi dicari untuk dua arah yang berbeda, yaitu arah satelit Thaicom dan
B4 ng menggunakan rumus yang lebih
sederhana daripada rumus (2.5) sebagai berikut: atas maka diperlukan kecermatan y
ih lanjut dalam hal penugasan, perlu dipilih seseorang yang ahli dan berpengalaman dalam pemasangan antena stasion bumi agar jangan sampai terjadi
pointing loss yang mengakibatkan interferens ke satelit Thaicom.
4.1.3 Menghitung Sudut Elevasi
Sudut Azimuth dan Elevasi diperlukan untuk membantu mengarahkan posisi
antena stasion bumi ke arah antena satelit, seh Nilai sudut elevasi ini akan dicari untuk masing-m
untuk ditempatkanya stasion bumi. Sama seperti nilai sudut Azimuth, besa sudut ele
. Besarnya sudut elevasi dapat dihitu
) cos co G (4.1) den (35786 km) 786)
iun bumi dengan satelit
cos 1 )( ( 2 2 E E R h R h cos cos 1 ) (Re s 2 2 g h gan:
h= orbit satelit geostasioner Re= jari-jari bumi (63 cos= selisish longitude stas
cos= nilai latitude dari stasion bumi
de: 6,57° de:106.75°
Contoh perhitungan adalah sebagai berikut: 1. Posisi Stasiun bumi: Bogor
Nilai Latitu Nilai Longitu Elevasi Ke Thaicom: ) 57 , 6 cos 25 , 13 cos 1 )( 42164 6378 2 ( 35678 x x 57 , 6 cos 25 , 13 cos 1 42164 cos 2 2 2 =74,7° Elevasi ke B4: ) 57 , 6 cos 25 , 11 cos 1 )( 42164 6378 2 ( 35678 57 , 6 cos 25 , 11 cos 1 42164 cos 2 2 2 x x = 72,7°
Hasil perhitungan menunjukan bahwa jika letak stasion bumi semakin mendekati satelit dan menjauhi khatulistiwa, maka selisih nilai sudut elevasi ke satelit Palapa B4 dan Thaicom akan semakin kecil. Namun nilai selisih sudut tersebut masih lebih besar nilainya daripada selisih nilai sudut Azimuth, sehingga bisa dikatakan bahwa untuk memasang antena stasion bumi pada daerah yang mendekati satelit dan menjauhi khatulisitwa, perlu kecermatan yang tinggi agar it Thaicom. Dalam hal pemasangan antena dengan be
4.1
eskip n telah diketahui jarak pisah antara satelit Palapa B4 dengan Thaicom jangan sampai terinterferens satel
rpedoman pada sudut Azimuth dan Elevasi, yang menuntut kecermatan lebih tinggi adalah saat menentukan posisi sudut Azimuth daripada posisi sudut Elevasi yang relatif selisihnya lebih banyak terhadap Thaicom.
.4 Jarak Satelit Sebenarnya
M u
dan posisi derajat masing-masing satelit dalam derajat, namun belum diketahui jarak sebenarnya antara kedua satelit dalam kilometer. Untuk
menentukan jarak tersebut menggunakan rumus berdasarkan Gambar 4.1 berikut
ilihat dari antena stasiun bumi
telit dilihat berdasarkan selisih longitudenya n bumi dengan satelit
it g asioner yang panjangnya 42164 km telit dalam km.
tas, maka dapat dicari jarak pisah antara satelit Thaicom dengan t:
- L
d2 = 2 x 421642 (1 – cos ) d2 = 2165197,98
d = 1471 km
asil perhitungan teknis ini akan selalu berubah-ubah karena satelit akan selalu bergerak menurut orbitnya sehingga jarak pasti pada suatu waktu akan sangat sulit ditentukan. B A ) 3 . 4 ...( ... ... .. ini:
Parameter-parameter di atas didefinisikan dengan: = jarak pisah antara dua satelit d
= jarak pisah antara dua sa di = slant range antara stasio r = orb eost
d = jarak pisah antara dua sa Dari rumus di a
satelit Palapa B4 sebagai beriku ongitude Thaicom 120 ° - Longitude Palapa B4 118° H ) 2 . 4 ( ... ... ... ... ... ... cos 2 2 2 2 d d d d d A B ... )... cos 1 ( 2 cos 2 2 2 2 2 2 r r r d
