HIGH THROUGHPUT SATELLITE (HTS)
MAKALAH
Disusun sebagai Tugas Besar pada Mata Kuliah Komunikasi Satelit
Oleh : Khansa Nabilah
NIM. 17101143 Dosen Pengampu : Imam MPB, S.T., M.T
PROGRAM STUDI S1 TEKNIK TELEKOMUNIKASI FAKULTAS TEKNIK TELEKOMUNIKASI DAN ELEKTRO
INSTITUT TEKNOLOGI TELKOM PURWOKERTO
2020
BAB I PENDAHULUAN
I. Latar Belakang Masalah
Di era globalisasi ini, perkembangan teknologi sangatlah pesat.
Termasuk perkembangan teknologi telekomunikasi, yang semakin meningkat beriringan dengan meningkatnya pengguna komunikasi satelit. Dalam perkembangannya, teknologi telekomunikasi terus menciptakan teknologi terbaru yang tentu ditujukan untuk meningkatkan kualitas layanan dan memenuhi kebutuhan pengguna komunikasi satelit, yang membuat teknologi ini dekat dengan para penggunanya bahkan masuk dalam semua aspek kehidupan. Teknologi-teknologi dalam telekomunikasi juga harus disesuaikan dengan kebutuhan fungsionalitas penggunanya.
Dalam sistem komunikasi satelit, kemampuannya dalam menyelenggarakan telekomunikasi yang meliputi wilayah yang lebih luas, dengan waktu yang relatif pendek dinilai mampu menjangkau seluruh kepulauan yang terdapat di Indonesia, terutama pulau-pulau terpencil di Indonesia yang tidak dapat dijangkau oleh sistem komunikasi lainnya. Komunikasi satelit juga dinilai sangat cocok digunakan di Indonesia, mengacu pada kondisi geografis yang beragam seperti banyaknya pegunungan dan laut yang sulit diakses oleh jaringan nirkabel lainnya.
Tak hanya jangkauannya yang luas, namun kebutuhan akan kecepatan dalam proses komunikasi atau pengiriman data harus semakin ditingkatkan. Kecepatan pengiriman data ditentukan oleh banyak faktor seperti besarnya bandwidth yang disediakan dan juga throughput yang dihasilkan oleh komunikasi satelit. Kedua faktor tersebut memiliki peranan penting dalam setiap proses transmisi data, baik di komunikasi satelit maupun komunikasi lainnya.
Teknologi satelit dengan kecepatan tinggi tersebut dikenal dengan nama High Throughput Satellite (HTS). Jika teknologi satelit
pada umumnya hanya mampu mengirimkan informasi dengan kecepatan 155Mbps per transponder, High Throughput Satellite dapat mengirimkan informasi dengan kecepatan sampai 10Gbps per transponder. High Throughput Satellite nantinya diharapkan dapat menjadi salah satu solusi untuk menjawab kebutuhan akan kecepatan dalam proses komunikasi atau pengiriman data. High Throughput Satellite juga bisa menjadi solusi untuk memenuhi kebutuhan pemerintah akan broadband internet akses untuk kantor-kantor pemerintahan, sekolah-sekolah maupun instansi militer diseluruh Indonesia, terutama pada daerah-daerah terpencil di Indonesia.
II. Rumusan Masalah
a. Apa yang membedakan High Throughput Satellite dengan satelit pada umumnya?
b. Bagaimana cara High Throughput Satellite dalam memproses transmisi data?
BAB II PEMBAHASAN
I. KAJIAN TEORI
Dalam dunia telekomukasi dikenal 2 jenis sistem komunikasi, yaitu sistem telekomunikasi terrestrial dan sistem telekomunikasi satelit.
Sistem telekomunikasi terrestrial adalah sistem telekomunikasi yang dibangun dan dijalankan dipermukaan bumi dan menggunakan infrastruktur di darat untuk transmisi datanya baik itu melalui kabel, fiber optik, maupun gelombang radio. Contohnya adalah ADSL seperti Speedy, Fiber Optik seperti IndiHome dan GSM/CDMA seperti Telkomsel, Indosat, XL dan lain-lain.
Sementara sistem telekomunikasi satelit adalah sistem telekomunikasi yang menggunakan satelit di angkasa untuk transmisi datanya. Sistem telekomunikasi satelit biasanya memiliki area cakupan yang lebih luas dibanding terrestrial, bisa digunakan dimana saja bahkan di daerah yang tidak terjangkau oleh telekomunikasi terrestrial.
Satelit dapat mengatasi beberapa hal yang dapat menjadi kendala pada sistem telekomunikasi terrestrial, baik dari segi waktu, jarak atau kompleksitas konten[1].
A. Pengertian Satelit
Kata satelit berasal dari kata latin satelles yang diartikan pelayan, atau seseorang yang mematuhi atau melayani pihak lain.
Sedangkan secara ilmiah, satelit adalah suatu benda yan bergerak mengitari benda lain—biasanya lebih besar— dalam jalur yang dapat diprediksi yang disebut orbit, atau singkatnya setiap benda angkasa yang bergerak mengitari sebuah planet membentuk jalur lingkaran atau eliptikal. Satelit sendiri secara sederhana dibagi menjadi 2 jenis, yaitu satelit alami Dan satelit buatan.
Dengan satelit, daerah yang jauh dapat dengan mudah memiliki sistem komunikasi yang sama dengan di kota dan dapat
menghubungkan dengan daerah lain dengan lebih cepat. Satelit memiliki area cakupan yang luas sehingga, bandwidth yang besar dan instalasi yang lebih cepat dengan karakteristik layanan yang seragam. Indonesia membutuhkan satelit karena terdiri dari beberapa pulau dan kontur geografisnya yang beraneka ragam, dimana akan sangat sulit untuk sistem komunikasi terrestrial untuk dapat menjangkau seluruh wilayahnya. Satelit juga menjadi solusi untuk pemerataan akses telekomunikasi hingga ke pelosok nusantara[1].
a.) Macam-macam Satelit
Satelit sendiri terdiri dari berbagai macam bentuk dan memiliki kegunaannya tersendiri. Satelit buatan dapat dibedakan menjadi sebagai berikut:
1.) Satelit Pengindraan Jarak Jauh (Remote Sensing Satellite) Dirancang khusus untuk mengamati bumi dari orbit ditujukan untuk penggunaan non militer seperti pengawasan lingkungan, meteorologi, peta dan lain-lain.
2.) Satelit cuaca (Weather Satellite)
Adalah satelit yang digunakan berfungsi untuk memonitor kondisi cuaca dan iklim bumi.
3.) Satelit komunikasi (Communication Satellite)
Adalah satelit yang digunakan untuk sistem komunikasi jarak jauh, baik itu untuk layanan telepon, data dan internet.
4.) Satelit navigasi (Navigation Satellite)
Sistem satelit yang menyediakan posisi geospasial secara mandiri dengan jangkauan global biasa juga disebut satelit GPS yang digunakan untuk navigasi darat, laut, dan udara.
5.) Satelit militer (Military Satellite)
Digunakan untuk kepentingan militer seperti intelligence gathering pengamatan intelejen berbasis satelit, navigasi dan komunikasi militer.
6.) Satelit ilmiah (Scientific Research Satellite)
Satelit yang menyediakan informasi meteorologi, data survei tanah (remote sensing), radio amatir dan berbagai aplikasi riset ilmiah lainnya[1].
b.) Slot Orbit Satelit
Orbit satelit merupakan sebuah jalur atau lintasan di angkasa yang dilalui oleh pusat massa satelit. Sedangkan istilah slot orbit satelit sendiri menunjukkan lokasi tertentu pada orbit satelit. Di dunia satelit, setiap satelit di luar angkasa akan memiliki slot orbitnya sendiri-sendiri agar tidak saling bertabrakan.
Satelit bergerak di angkasa mengelilingi bumi (revolusi) dengan kecepatan tinggi agar tidak jatuh ke permukaan bumi.
Satelit juga mengalami gaya gravitasi, terutama gaya gravitasi bumi, bulan dan matahari. Berdasarkan ketinggian dari garis edarnya (orbit), satelit dibedakan menjadi 3 jenis, antara lain:
1.) Geostationary Earth Orbit (GEO)
GEO merupakan satelit yang mengorbit pada ketinggian kurang lebih 36.000 kilometer di atas bumi. Di orbit ini satelit bergerak dengan kecepatan kira-kira 3 km/detik. Secara tidak langsung bisa dibilang satelit tersebut bergerak dengan kecepatan yang sama persis dengan kecepatan rotasi bumi, sehingga satelit terlihat seolah-olah diam jika di lihat dari permukaan bumi. Contoh satelit pada orbit GEO antara lain Satelit Palapa, Satelit Telkom, Garuda, IndoStar dan PSN.
Satelit yang mengorbit pada GEO memiliki karakteristik sebagai berikut :
1. Satelit akan mengelilingi orbit dalam waktu selama 23,9 jam hampir sama dengan rotasi bumi.
2. Karena kecepatannya di orbit yang sama dengan kecepatan rotasi bumi, maka satelit pada orbit GEO
seakan diam dan selalu pada posisinya. Jadi apabila satelit berada di atas Indonesia atau negara lainnya, satelit tersebut akan selalu di atas negara tersebut.
3. Latency–waktu yang dibutuhkan untuk perambatan gelombang dari bumi ke satelit dan kembali lagi ke bumi membutuhkan waktu selama 250ms hingga 1 detik.
4. Memiliki area cakupan yang luas. Hanya perlu beberapa satelit untuk meng-cover seluruh bumi.
5. Satelit yang berada pada orbit GEO berada dalam 1 ring tunggal di atas ekuator/khatulistiwa, sehingga slot untuk satelit GEO sangat terbatas[1].
2.) Medium Earth Orbit (MEO)
MEO merupakan satelit yang mengorbit mulai pada ketinggian 2.000 – 35.000 kilometer dari bumi, lebih rendah dari orbit GEO. Karena lebih dekat dengan permukaan bumi, periode satelit dalam mengelilingi orbit akan semakin tinggi.
Sehingga jika dilihat dari permukaan bumi satelit akan tampak terus bergerak. Orbit MEO ini biasanya digunakan untuk satelit-satelit penginderaan (pengolahan citra, cuaca dan lain- lain) termasuk juga sistem satelit GPS (Global Positioning Satellite) milik Amerika yang berada di ketinggian 20.000 km atau GLONASS(Global Navigation Satellite System) milik Rusia yang berada di ketinggian 19.000 km .
Berikut ini beberapa karakteristik satelit yang mengorbit pada MEO:
1. Satelit akan selesai mengelilingi orbit lebih cepat dari rotasi bumi, dalam waktu 5 – 12 jam per 1 kali putar.
Karena kecepatan satelit pada orbit MEO sekitar 19.000 km/jam.
2. Karena kecepatan orbitnya lebih cepat dari rotasi bumi, maka satelit akan tampak bergerak jika dilihat dari bumi.
3. Latency yang lebih rendah dibanding GEO.
4. Memiliki area cakupan yang lebih kecil dibanding GEO, sehingga jumlah satelit yang dibutuhkan untuk meng- cover bumi bisa puluhan satelit.
5. Satelit yang berada pada orbit MEO dapat memiliki lintasan yang berbeda, tidak harus berada di atas ekuator, dapat menyilang, atau bahkan melewati kutub utara dan kutub selatan[1].
3.) Low Earth Orbit (LEO)
LEO merupakan orbit satelit dengan ketinggian yang paling rendah diantara yang lain. Ketinggian satelit pada orbit ini sekitar 500 – 2000 kilometer (di bawah orbit MEO) dari bumi. Memiliki karakteristik yang mirip dengan orbit MEO, dimana peiode satelit dalam mengelilingi orbit lebih cepat dari rotasi bumi. Orbit LEO ini biasanya digunakan untuk satelit dengan sistem telekomunikasi bergerak pada mobile, seperti sistem satelit Iridium dan Global Star.
Satelit yang mengorbit pada LEO memiliki karakteristik sebagai berikut :
1. Satelit akan selesai mengelilingi bumi dalam waktu 1,5 jam, atau sekitar 16 kali dalam sehari. Dengan kecepatan 27.000 km/jam.
2. Dengan kecepatan tersebut, satelit ini akan tampak bergerak jika dilihat dari bumi.
3. Latency paling rendah diantara satelit GEO dan MEO 4. Area cakupan paling kecil jika dibandingkan GEO dan
MEO. Membutuhkan jumlah satelit yang lebih banyak untuk area yang sama dengan dengan satelit GEO.
5. Satelit yang berada pada orbit LEO juga dapat memiliki lintasan yang berbeda, tidak harus berada di atas ekuator,
dapat menyilang, atau bahkan melewati kutub utara dan kutub selatan[1].
c.) Layanan pada Satelit
Pada umunya, satelit memiliki layanan yang berbeda-beda.
Layanan pada satelit dapat dibedakan menjadi sebagai berikut:
1.) Fixed Satellite Service (FSS)
Fixed Satellite Service menyediakan link untuk jaringan telepon dan juga untuk pentransmisian sinyal televisi ke perusahaan tv kabel, untuk kemudian didistribusikan melalui jaringan kabel. Contoh FSS yaitu DTH (Direct To Home), akses internet, Video Conferencing, Satelit New Gathering (SNG), Frame Relay, Digital Audio broadcasting (DAB).
2.) Broadcasting Satellite Service (BSS)
Broadcasting Satellite Service diperuntukkan untuk broadcast langsung ke rumah-rumah masyarakat sehingga sering juga disebut DBS (Direct Broadcast Satellite)
3.) Mobile Satellite Service (MSS)
Mobile Satellite Service ini dapat digunakan sebagai solusi komunikasi nirkabel bergerak (mobile) untuk wilayah yang sulit atau tidak memungkinkan dibangunnya jaringan terestrial kabel, fixed VSAT ataupun Radio IP. Kecepatan data mencapai 432 Kbps
4.) Navigational Satellite Service
Navigational satellite service melayani GPS (Global Positioning System)
5.) Meteorological Satellite Service
Satelit ini melayani riset dan layanan penyelamatan (rescue)[1].
B. Pengertian High Throughput Satellite (HTS)
Gambar 1.3 Perbedaan HTS dengan satelit pada umumnya
High Throughput Satellite merupakan teknologi dimana kapasitas akses data melalui satelit bisa jauh lebih besar dari kapasitas yang saat ini banyak digunakan. Teknologi High Throughput Satellite membagi area cakupan beberapa spot beam dengan penggunaan frekuensi yang lebih efesien (frequency re-use), menjadikan kapasitas bandwidth menjadi jauh lebih besar dibandingkan dengan satelit konvensional untuk alokasi spektrum yang sama. Jika saat ini kapasitas maksimal Throughput adalah 155 Mbps, melalui teknologi High Throughput Satellite, kecepatan akses data bisa mencapai 100Gbits. Implementasi sistem High Throughput Satellite dapat diterapkan pada semua jenis transponder, seperti Ka-Band, KuBand, dan C-Band.
High Throughput Satellite adalah klasifikasi untuk satelit komunikasi yang menyediakan setidaknya dua kali, meskipun biasanya dengan faktor 20 atau lebih, total throughput satelit FSS klasik untuk jumlah yang sama dialokasikan spektrum orbital sehingga secara signifikan mengurangi biaya per bit. ViaSat-1 dan EchoStar XVII (juga dikenal sebagai Jupiter-1) menyediakan kapasitas lebih dari 100 Gbps, yang lebih dari 100 kali kapasitas yang ditawarkan oleh satelit Ku-band konvensional. Ketika diluncurkan bulan Oktober 2011 ViaSat-1 memiliki kapasitas yang lebih (140 Gbps)[2].
High Throughput Satellite berbeda dengan satelit konvensional pada umumnya walaupun sama-sama mengorbit di orbit GeoStasioner yang berjarak 35.800 km dari permukaan bumi. Pada satelit konvensional, daerah cakupan terdiri dari 1 beam spot yang luas sedangkan untuk High Throughput Satellite daerah cakupan terdiri dari beberapa beam spot dengan daerah cakupan yang lebih sempit. High Throughput Satellite memiliki banyak throughput dari satelit FSS tradisional untuk jumlah frekuensi yang sama dialokasikan pada orbit. Satelit ini memanfaatkan frekuensi re-use atau penggunaan frekuensinya kembali sebagai beam spot sehingga tidak semua beam spot menggunakan frekuensi yang berbeda-beda.
Sistem High Throughput Satellite menyediakan jenis pelayanan yang sama seperti satelit biasa Meskipun sistem High Throughput Satellite dirancang untuk memberikan layanan konektivitas bandwidth tinggi, mengingat peningkatan yang signifikan dalam throughput sistem yang dapat dicapai, mereka dapat memberikan berbagai layanan dalam cara yang sama dengan satelit terdahulu.
Namun, biasanya kurang relevan dengan menggunakan satelit High Throughput Satellite untuk menyiarkan televisi di daerah yang luas, karena akan menyiratkan penggunaan beberapa blok transmisi informasi yang sama untuk menutupi negarayang cukup besar besar. Sebuah satelit sederhana dapat memberikan layanan dengan biaya yang lebih rendah (atau sinar yang lebih luas pada sistem lain)[3].
II. ANALISIS MASALAH
Sebagaimana yang sudah dijelaskan pada kajian teori bahwa sistem High Throughput Satellite merupakan teknologi dimana kapasitas akses data melalui satelit bisa jauh lebih besar dari kapasitas yang saat ini banyak digunakan. Teknologi High Throughput Satellite membagi area cakupan beberapa spot beam dengan penggunaan frekuensi yang lebih efesien (frequency re-use), menjadikan kapasitas bandwidth menjadi jauh lebih besar dibandingkan dengan satelit konvensional untuk alokasi spektrum yang sama. Penemuan terbaru dari satelit, mampu memberikan throughput yang besar bila dibandingkan dengan FSS konvensional, BSS dan sistem satelit MSS.
Kinerja dalam proses transmisi data High Throughput Satellite dianggap masih sama dengan satelit biasa, yang membedakan hanya bandwidth yang lebih besar. Adanya sistem spot beam pada High Throughput Satellite ini menyebabkan bandwidth yang dihasilkan menjadi lebih besar dibandingkan dengan satelit konvensional.
Sehingga throughput yang dihasilkan pada High Throughput Satellite pun juga tinggi. Satelit ini memanfaatkan frekuensi re-use dan beberapa blok untuk meningkatkan throughput dan mengurangi biaya per bit, hal ini pun terlepas dari pilihan spektrum.
Satu perbedaan mendasar dalam arsitektur sistem High Throughput Satellite dibandingkan dengan sistem sebelumnya adalah penggunaan beberapa spot beam untuk menjangkau area layanan yang diinginkan, oleh karena itu frekuensi reuse dapat digunakan dalam sistem High Throughput Satellite. Penggunaan frekuensi yang sama dapat diletakan dengan jarak yang berjauhan, hal tersebut bertujuan untuk menghindari adanya interferensi. Penggunaan frekuensi reuse menyebabkan High Throughput Satellite ini memiliki jumlah transponder yang tersedia lebih banyak dibandingkan dengan satelit konvensional.
Kelebihan yang dimiliki oleh High Throughput Satellite ini diharapkan dapat memenuhi kebutuhan pengguna dalam proses transmisi data yang membutuhkan kecepatan tinggi atau layanan
internet broadband. Dengan bandwidth dan kecepatan tranmisi data yang tinggi (throughput) maka dari segi biaya tentunya lebih mahal dibandingkan dengan satelit konvensional. Akan tetapi, hal tersebut sebanding dengan layanan yang diberikan oleh High Throughput Satellite. High Throughput Satellite biasanya bekerja pada spektrum Ku- band dan Ka-band, karena pada Cband sudah banyak digunakan bisa dikatakan untuk slot frekuensi sudah menipis. Perbedaan performansi pada High Throughput Satellite pada band spektrum Ku-band dan Ka- band terdapat pada Tabel dibawah ini.
Tabel 3.1 Perbandingan Link Budget HTS pada Ku-band dan Ka-band Ku-Band Ka-Band
EIRP0 (dBW/Hz) -13 -19 GSAT (dBi) 40.1 40.1
L (dB) 207.3 213.7
TSAT (K) 432 711
(C/N)UL (dB) 22.0 7.5 C/(N+I) (dB) 14.1 6.4
ɛ (bps/Hz) 2.8 1.5
Berdasarkan hasil dari analisa, teknologi High Throughput Satellite yang baru ini memang belum banyak dimanfaatkan di Indonesia, meski teknologi ini dapat membantu pemerataan akses internet di Indonesia.
Frekuensi merupakan sumber daya alam yang sangat terbatas, maka dari itu jumlah frekuensi sangat terbatas. Pada saat ini, untuk frekuensi yang masih banyak tersedia di Indonesia adalah frekuensi Ka-Band yaitu pada frekuensi 26.5 GHz sampai dengan 40 GHz. Untuk tantangan High Throughput Satellite mengenai rain fading sendiri masih dapat menggunakan teknik mitigasi. Saat ini teknik untuk mengatasi redaman curah hujan sudah sangat berkembang, sehingga apabila diterapkan di Indonesia yang memiliki iklim tropis tidak perlu menjadi hambatan besar bagi sistem di frekuensi tinggi tersebut. High Throughput Satellite memiliki cakupan yang luas yang luasnya sama dengan satelit
konvensional karena High Throughput Satellite dengan beberapa spot beam yang menggunakan frequency reuse, sehingga dapat menjangkau seluruh wilayah Indonesia dan lebih efisien dalam penggunaan frekuensi.
High Throughput Satellite ini diharapkan mampu untuk memenuhi permintaan koneksivitas secara global dan mampu memenuhi permintaan akan akses internet kecepatan tinggi, agar dapat mendorong pertumbuhan ekonomi dan dapat menjadi infrastruktur dibagian telekomunikasi. High Throughput Satellite di Indonesia sendiri nantinya akan memiliki beberapa fungsi yaitu sebagai akses broadband untuk daerah terluar yang belum mampu dijangkau oleh teknologi sebelumnya, backhoul mobile operator untuk daerah terpencil atau terluar, sebagai media transmisi untuk layanan broadcast oleh penyelenggara layanan televisi, dan juga sebagai media akses untuk jaringan privat atau virtual private network (vpn) antar lembaga pemerintahan.
BAB III PENUTUP
A. KESIMPULAN
1. Teknologi High Throughput Satellite merupakan teknologi pada satelit yang dapat memberikan throughput lebih cepat dibandingkan dengan satelit pada umumnya.
2. High Throughput Satellite mampu memberikan throughput yang besar bila dibandingkan dengan FSS konvensional, BSS dan sistem satelit MSS
3. Penggunaan frekuensi re-use pada High Throughput Satellite lebih efektif dan efisien dibandingkan dengan satelit konvensional.
B. SARAN
Penulis menyadari bahwa makalah diatas banyak sekali kesalahan dan jauh dari kesempurnaan. Penulis menyarankan kepada pembaca agar melakukan penelitian dan pengkajian lebih dalam mengenai cara kerja dari satelit High Throughput Satellite.
DAFTAR PUSTAKA
[1] Ubiqu. (2019, Maret) Satelit. [Online]. https://ubiqu.id/blog/apa-itu-satelit/
[2] DTP Connect. (2015, juni) High Throughput Satellites. [Online].
[3] B. G. Richard Swinford, "High Throughput Satellites," Athur D Litle.
