TUGAS BESAR
Studi Rancang Bangun Simulasi Sistem Telekomunikasi Berbasis Konstelasi Satelit LEO
untuk Wilayah Indonesia
Disusun oleh
MELA KARTIKA DEWI 19101007
Kelas: S1 TT – 07 A
Dosen Pengampu: Imam Muhammadi P.B. S.T., M.T.
PROGRAM STUDI S1 TEKNIK TELEKOMUNIKASI FAKULTAS TEKNIK TELEKOMUNIKASI DAN ELEKTRO
INSTITUT TEKNOLOGI TELKOM PURWOKERTO JL. D.I. PANJAITAN 128 PURWOKERTO
2023
ii
DAFTAR ISI
DAFTAR ISI ... ii
BAB I PENDAHULUAN ... 1
1.1 LATAR BELAKANG ... 1
1.2 RUMUSAN MASALAH ... 2
1.3 TUJUAN ... 2
1.4 SISTEMATIKA PENULISAN ... 2
BAB II DASAR TEORI... 4
DASAR TEORI ... 4
2.1 Pengertian Satelit LEO ... 4
2.2 Perancangan Sistem Komunikasi Satelit di Orbit LEO dengan Software STK 5 BAB III HASIL DAN PEMBAHASAN... 7
BAB IV 9 KESIMPULAN DAN SARAN ... 9
A.Kesimpulan ... 9
DAFTAR PUSTAKA ... 10
1
BAB I PENDAHULUAN PENDAHULUAN
1.1 LATAR BELAKANG
Sejumlah 7 (tujuh) satelit telekomunikasi di orbit geostasioner (GEO) milik perusahaan Indonesia beroperasi meliput wilayah Indonesia; walaupun cakupan footprint beberapa satelit telekomunikasi geostasioner yang dioperasikan operator telekomunikasi Indonesia sudah meliput seluruh luas wilayah Indonesia secara sempurna, akan tetapi tetap saja konektivitas sebagian populasi masyarakat di Indonesia belum terakomodasi, terutama wilayah 3T (terluar, tertinggal, terdepan), terpencil dan/atau pulau-pulau kecil.
Alasan kapasitas satelit nasional yang sudah penuh adalah sebab Pemerintah cq. Kominfo menyewa satelit asing untuk penambahan kapasitas penyediaan layanan satelit komunikasi agar konektivitas sebagian populasi masyarakat bisa dipenuhi. Solusi alternatif mengatasi kekurangan konektivitas dan kapasitas tersebut adalah diversifikasi sistem komunikasi satelit di orbit LEO selain satelit di orbit GEO. Alasannya karena biaya investasi konstelasi satelit LEO lebih rendah dibanding satelit GEO, selain harga end-user terminalnya juga lebih kecil dan murah, selain itu keunggulan berupa delay propagasi yang rendah dan daya transmisi yang lebih rendah. Studi perancangan simulasi konstelasi satelit LEO untuk menambah konektivitas dan kapasitas satelit nasional digagas untuk populasi masyararakat tadi saja. Harapannya konstelasi satelit LEO dapat menyediakan konektivitas berupa layanan internet bagi populasi masyarakat yang kepadatan penduduknya (user density) 500 – 1000 orang per-km persegi dan wilayah terpilih adalah pulau-pulau kecil di wilayah Timur Indonesia..
Asia Development Bank (ADB) dalam laporannya tentang “Digital Connectivity & Low Earth Orbit Satellite Constellations” tanggal 28 April 2021 menyebutkan konektivitas adalah sesuatu yang esensial bagi pertumbuhan ekonomi dan perkembangan sosial suatu negara, selain untuk keuletan/ketabahan (resilience) dan kesembuhan (recovery) yang terkadang diperlukan juga oleh bangsa tersebut [1]. Indonesia sebagai negara kepulauan dengan jumlah pulau-pulau tersebar dipisahkan lautan menghadapi masalah
2
konektivitas. Hal ini sudah sejak lama dicoba diatasi dengan pembangunan sistem komunikasi satelit sejak Satelit Palapa generasi A yang dioperasikan PT. Telkom hingga Satelit Telkom 3S yang dioperasikan oleh PT. TelkomSat dan Satelit Nusantara Satu yang dioperasikan swasta (Pasifik Satelit Nusantara), dan kesenjangan konektivitas tetap saja ada. Terlepas pada usaha- usaha yang dilakukan pemerintah cq. Kominfo menyelesaikan masalah konektivitas ini dengan cara membolehkan penggunaan satelit asing untuk mendukung penyediaan layanan satelit yang belum sepenuhnya dapat dipenuhi oleh kapasistas satelit nasional [2] maka opsi pembuatan / pengoperasian satelit LEO untuk pemenuhan komunikasi di Indonesia dipelajari dan diteliti.
1.2 RUMUSAN MASALAH
Adapun rumusan masalah yang menjadi focus pembahasan pada makalah ini adalah:
1) Apa pengertian dari satelit LEO?
2) Bagaimana cara merancang sistem komunikasi satelit pada orbit LEO?
3) Bagaimana hasil perancangan sistem komunikasi satelit pada orbit LEO pada software STK?
1.3 TUJUAN
Adapun tujuan penulisan pada makalah ini adalah sebagai berikut:
1) Mengetahui pengertian dari satelit LEO.
2) Mengetahui cara perancangan sistem komunikasi satelit pada orbit LEO.
3) Mengetahui hasil perancangan sistem komunikasi satelit pada orbit LEO pada software STK
1.4 SISTEMATIKA PENULISAN
Sistematika penulisan penelitian ini dibagi manjadi 3 bagian diataranya : 1) BAB I : PENDAHULUAN
Bagian pendahuluan berisi mengenai latar belakang, rumusan masalah yang diangkat, manfaat dan tujuan penelitian.
3
2) BAB II : ANALISA DAN PEMBAHASAN
Pada bagian ini membahas tentang pengertian SIG, analisa, dan perbandingan uji sistem.
3) BAB III : PENUTUP
Pada bagian ini membahas mengenai kesimpulan dan saran.
4 BAB II DASAR TEORI 2.1 Pengertian Satelit LEO
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 di atas 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.
5
2.2 Perancangan Sistem Komunikasi Satelit di Orbit LEO dengan Software STK
Langkah pertama adalah membuat spesifikasi satelit LEO dari sisi orbitnya.
Ketinggian satelit LEO dirancang antara 600 Km hingga 1500 Km, tetapi untuk menghindari radiasi medan elektromagnet Van Allen belt yang bisa merusak sensor, komponen elektronik dan solar sel maka rancang bangun ketinggian satelit LEO biasanya dibatasi tidak lebih dari 1400 Km [3].
Berdasarkan ketinggian tersebut maka coverage atau luas liputan yang mungkin berdasar ketinggian satelit LEO bisa ditentukan dengan nilai sudut elevasi ground station yang diinginkan; hal ini dirumuskan pada persamaan 1 [3].
6 Ket :
β0 = Central Angel Re = 6378 x 103 m
Ket :
• H = Ketinggian satelit diatas permukaan bumi
• Untuk 𝑑 2 = 𝐻 (𝐻 +𝑅𝐸 ) menghasilkan nilai 𝜀0 = 00 ,
• sedangkan nilai 𝑑 = 𝐻 menghasilkan nilai 𝜀0 = 900 .
Berdasarkan persamaan-persamaan diatas maka diimplementasikan kedalam software STK dengan beberapa asumsi diantaranya orbit satelit LEO adalah lingkaran sempurna (circular). Selain itu pembuatan konstelasi satelit LEO menggunakan Rosette untuk meliput seluruh wilayah Indonesia selama 24 jam terus menerus [6].
Umumnya notasi perancangan konstelasi satelit dengan menggunakan Walker code dinotasikan dengan (𝑁, 𝑃, 𝑚) dimana 𝑁 melambangkan jumlah total satelit dalam satu konstelasi, 𝑃 melambangkan jumlah bidang orbit dalam satu konstelasi dan 𝑚 melambangkan faktor harmonik. Dalam penelitian ini konstelasi Rosette diambil 𝜀0 sudut inklinasi tidak kurang dari 100 dan Walker code (9,4,3). Untuk mengoptimasi coverage secara berkesinambungan luas wilayah Indonesia tanpa putus akibat pergerakan satelit maka didefinisikan daerah tumpang tindih (over-lapping) berupa swatch area antara 10% hingga 30%.
7
BAB III METODE PENELITIAN HASIL DAN PEMBAHASAN
Dengan 𝜀0 sudut inklinasi tidak kurang dari 100 maka luas cakupan SCoverage satelit LEO [5] berupa spot beam di muka bumi dengan berbagai ketinggian satelit LEO diperlihatkan pada tabel 1 dengan asumsi 𝜀0 ≥ 100 dan 𝛼0 bervariasi serta gambar berikut sebagai ilustrasinya..
Gambar Geometri Satelit
Luas SCoverage perlu di simulasikan karena seperti pada gambar 3 diatas:
luas yang diperlihatkan adalah luas bidang horizontal. Dengan bantuan software
8
STK maka simulasi ini dibuat. Simulasi bisa dilihat di situs https://www.youtube.com/watch?v=KT0eC4nY700.
9 BAB IV
KESIMPULAN DAN SARAN A. Kesimpulan
Berdasarkan hasil dan pembahasan sebelumnya, maka kesimpulan yang dapat diambil adalah sebagai berikut :
1. Simulasi bisa memperlihatkan SCoverage secara utuh dari konstelasi satelit LEO yang terdiri dari 9 satelit LEO untuk meliput Indonesia secara berkesinambungan 24jam. Dengan mengasumsikan orbit satelit LEO berbentuk circular lingkaran sempurna maka daerah swath penampakan luasannya cenderung terlihat tetap.
2. Selain itu variasi ketinggian satelit LEO memperlihatkan variasi daerah cakupan akan semakin luas walaupun tidak terlalu signifikan. Lebih dari pada itu, keuntungan Indonesia terletak di daerah khatulistiwa perlu digunakan utamanya dalam pembuatan serta penggunaan satelit diorbit LEO maupun MEO.
10
DAFTAR PUSTAKA
[1] A. Prakasa, “Studi Rancang Bangun Sistem Telekomunikasi Berbasis Konstelasi Satelit LEO Untuk Wilayah Indonesia,” J. Surya Energy, vol. 6, no. 2, p. 67, 2022, doi: 10.32502/jse.v6i2.4598.