5
BAB II
SATELIT GARUDA -1
2.1 PRINSIP DASAR SISTEM KOMUNIKASI SATELIT
Prinsip dasar sistem komunikasi satelit adalah sistem komunikasi radio dengan menggunakan satelit sebagai stasiun pengulang atau repeater. Konfigurasi dari sistem komunikasi satelit secara umum dapat dilihat pada gambar 2.1 dibawah ini : STASIUN BUMI TX STASIUN BUMI RX UPLINK DOWNLINK SATELIT REDAMAN PROPAGASI Gambar 2.1
Konfigurasi Sistem Komunikasi Satelit
Beberapa keuntungan satelit sebagai sarana komunikasi adalah: - Cakupannya luas.
- Dapat menjangkau daerah-daerah terpencil yang selama ini belum terjangkau oleh sistem komunikasi lain.
- Dapat mendukung sistem point to multipoint (broadcast)
Bagian utama dari sistem komunikasi satelit adalah ruas bumi dan ruas angkasa. Ruas bumi terdiri dari beberapa stasiun bumi yang berfungsi sebagai stasiun bumi pengirim dan stasiun bumi penerima. Sedangkan ruas angkasa berupa satelit yang menerima sinyal yang dipancarkan dari stasiun bumi pengirim
kemudian memperkuatnya dan mengirimkan sinyal tersebut ke stasiun bumi penerima.
Jalur pada setiap kanal transponder pada satelit dari antena penerima ke antena pemancar disebut transponder. Transponder merupakan salah satu sub sistem satelit yang berfungsi memperkuat sinyal yang diterima, menggeser frekuensinya, dan memperkuat sinyal yang telah digeser frekuensinya itu yang kemudian disalurkan ke antena untuk dipancarkan kembali. Selain untuk single carrier, transponder satelit juga digunakan untuk pentransmisian multiple carrier. Pentransmisian ini mempengaruhi daya keluaran transponder. Untuk memberikan daya keluaran yang baik, transponder menggunakan suatu sistem penguatan TWTA (Travelling Wave Tube Amplifier) atau SSPA (Solid State Power Amplifier).
2.2 SATELIT GARUDA-1 2.2.1 Umum
Dalam rangka untuk memenuhi kebutuhan akan sarana telekominasi yang semakin berkembang dari waktu ke waktu yang pada kenyataannya karena berbagi kendala tidak dapat ditangani oleh layanan PSTN ataupun sistem terestrial konvensional maka PT ACeS (ASIA Cellular Satellite) yang merupakan konsersium dari Lockheed Martin Global Telecommunications, Pasifik Satelit Nusantara, Jasmine International Overseas Company Ltd. dan the Philippines Long Distance Telephone Company meluncurkan satelit Garuda-1. Satelit Garuda-1 merupakan satelit GEO pertama yang dirancang khusus untuk melayani sistem mobile comunication diluncurkan pada tanggal 12 Februari 2000 melalui Pusat Ruang Angkasa Khrusnichev, Rusia, yang berada di padang pasir Baikanor, Kazakhstan.
2.2.2 Struktur Fisik
Satelit Garuda-1 merupakan produksi faktor Lockheed Martin dengan type A2100AX2 yang menempati slot orbit 1230 BT memiliki coverage area 60% bumi. Satelit Garuda-1 dengan bobot 2623.9kg memiliki 2 antena L-band
berdiameter 12 meter untuk komunikasi dengan UT, daerah cakupan Asia-pasifik dengan 140 spotbeam dan antenna C-band berdiameter 4 meter untuk komunikasi dengan Gateway & NCC (Network Control Center). Satelit yang memiliki life time hingga 12 tahun dan daya pancar 14 kilowatt memiliki sumber power dari battery dan solar array.
Gambar 2.2
Struktur Fisik Satelit Garuda-1
Dengan sistem stabilisasi tiga sumbu satelit Garuda-1 berfungsi sebagai media perantara komunikasi antara:
UT (User terminal) dengan UT untuk voice UT dengan NCC untuk signalling
UT dengan Gateway untuk voice & signalling
NCC dengan masing-masing Gateway untuk signalling Gateway dengan Gateway lain untuk signalling
Satelit Garuda-1 melaju dengan kecepatan 10.728 Km/jam dengan ketinggiaan orbit sekitar 36.000 Km, satelit tersebut serasa diam relatif terhadap bumi.
2.2.3 Payload Satelit Garuda-1
Satelit Garuda-1 memiliki 2 alokasi frekuensi yaitu L-band dan C-band untuk komunikasi dengan NCC, Gateway serta UT.
Spesifikasi pada komunikasi C-band (Feeder link):
– Transmit spectrum (Rtn) 3400 MHz to 3700 MHz Vertical – Receive Spectrum (Fwd) 6425 MHz to 6725 MHz Horizontal
– Sub-bands 14 subbands masing-masing dengan
bandwidth 12.8 MHz bandwidth, ditambah 3 subbands untuk redundancy.
– Transmit EIRP 34.4 dBW (2754 W) min over coverage area
– Receive G/T -6.5 dB/0K
– Cross Polarization Isolation > 25 dB at all locations in the coverage area.
– Saturation Flux Density -85.4 dBW/m2(2.9 nW/ m2) – Command Frequencies 6428 & 6433.6 KHz
– Total Transponder 7 Transponder ext C-band dengan
bandwidth masing-masing 40 MHz Spesifikasi pada komunikasi L-band (Mobile link):
– Transmit spectrum (Fwd) 1525 MHz to 1559 MHz – Receive spectrum (Rtn) 1626.5 MHz to 1660.5 MHz
– Subbands 9.6 MHz bandwidth per beam
with doubling capability to 19.2 MHz – Transmit Aggregate EIRP 73 dBW (20MW) over service area
of 140 beams
– Receive G/T 13.3 dB/0K min over 100% coverage area
14.5 dB/0K min over 90% of coverage area 15.3 dB/0K min over 85% of coverage area 15.3 dB/0K min over 50 km circle centered on Bangkok, Jakarta and Manila
– Saturation Flux Density -129.6 dBW/m2(0.1 pW/ m2)
Dengan melihat parameter - parameter teknis satelit Garuda-1 tersebut diatas diharapkan bahwa satelit Garuda-1 mampu menjadi andalan utama bisnis PT. Aces dalam memasuki era informasi globalisasi di abad 21. Selain itu dengan beberapa keunggulan satelit Garuda-1 dalam memberikaan layanan komunikasi yang tidak mengenal blank spot dalam coverage area nya diharapkan dapat melayani kebutuhan pelanggan yang semakin meningkat baik pelanggan dalam negeri maupun pelanggan dari luar negeri. Parameter- parameter teknis satelit Garuda-1 yang lebih lengkap dapat dilihat pada lampiran.
2.2.4 Coverage area Garuda-1
Cakupan satelit Garuda-1 sangat luas yang meliputi 60% wilayah bumi memiliki service area Indonesia, Asia Tenggara, Asia Selatan, Hongkong, Taiwan, Papua Nugini, China, Korea dan Jepang. Kemampuan ini merupakan permulaan yang baik bagi tumbuhnya minat informasi yang penting bagi masyarakat modern. Dengan luasnya cakupan satelit Garuda-1 ini diharapkan akan dapat memberikan pelayanan yang luas bagi pelanggan di seluruh wilayah Indonesia dan bahkan meluas sampai ke luar negeri.
China Pakistan Indonesia PNG INDONESIA PHILIPPINES THAILAND INDIA + BANGLADESH + SRI LANKA TAIWAN PAKISTAN NON-NSP COUNTRIES China Pakistan Indonesia PNG INDONESIA PHILIPPINES THAILAND INDIA + BANGLADESH + SRI LANKA TAIWAN PAKISTAN NON-NSP COUNTRIES INDONESIA PHILIPPINES THAILAND INDIA + BANGLADESH + SRI LANKA TAIWAN PAKISTAN NON-NSP COUNTRIES Gambar 2.3
2.2.5 Sistem Modulasi
Modulasi adalah proses menumpangkan kelakuan sinyal informasi sedemikian hingga mempengaruhi pola kelakuan – kelakuan parameter – parameter (amplituda, frekuensi, fasa) suatu sinyal pembawa. Tujuan modulasi ini adalah untuk mentransformasikan sifat sinyal informasi agar sesuai dengan keadaan medium transmisi sehingga menghasilkan kualitas yang maksimum dan efisiensi transmisi.
Proses modulasi ini mempunyai beberapa pertimbangan dan keuntungan antara lain :
Meningkatkan efisiensi penggunaan media karena satu media dapat digunakan sekaligus oleh banyak informasi.
Pengiriman di daerah frekuensi tertentu kadang kala lebih menguntungkan karena karakteristik medianya lebih sesuai.
Dalam kaitannya dengan gangguan alam yang kita kenal sebagai derau atau noise, modulasi memberikan tambahan kekebalan terhadap gangguan tersebut. Modulasi digital merupakan proses penumpangan sinyal digital (bit stream) ke dalam sinyal carrier. Phase Shift Keying (PSK) merupakan salah satu teknik modulasi dimana sinyal informasi digital yang akan dikirimkan ditumpangkan pada fasa dari sinyal pembawa. Sedangkan Amplitude Shift Keying (ASK) merupakan teknik modulasi dimana informasi digital yang akan dikirimkan ditumpangkan pada sinyal pembawa dengan mengubah – ubah amplituda dari sinyal pembawa.
2.2.5.1 BPSK (Binary Phase Shift Keying)
Pada modulasi BPSK (Binary Phasse Shift Keying) sinyal pembawa mempresentasikan dua keadaan fasa untuk menyatakan dua simbol. Satu simbol BPSK terdiri dari satu bit yaitu ”0”, ”1”. Setiap satu bit akan mengalami perubahan fasa sebesar 1800 sedangkan kecepatan bit informasinya sebesar satu kali kecepatan simbolnya. Pada modulasi BPSK, besarnya m = 1 (2m= 2) sehingga bandwidth yang dibutuhkan untuk perubahan fasa tiap detik adalah :
dimana : α = roll of factor yang menyatakan unjuk kerja sebuah modulator. Rt= kecepatan transmisi (bit/s)
Sedangkan probability of bit error (BER) dari modulasi BPSK dapat dirumuskan sebagai berikut :
PB( )e Q 2Eb No
……..………...(2.2) dimana : Eb = energi per bit (W/bit)No= rapat daya derau sistem (W/Hz)
2.2.5.2 QPSK (Quadrature Phase Shift Keying)
Pada modulasi QPSK (Quadrature Phase Shift Keying) sinyal pembawa mempresentasikan empat keadaan fasa untuk menyatakan empat simbol. Satu simbol QPSK terdiri dari dua bit yaitu ”00”, ”01”, ”10”, dan ”11”. Setiap dua bit akan mengalami perubahan fasa sebesar 900 sedangkan kecepatan bit informasinya sebesar dua kali kecepatan simbolnya. Pada modulasi QPSK, besarnya m = 2 (2m= 4) sehingga bandwidth yang dibutuhkan untuk perubahan fasa tiap detik adalah :
BWQPSK Rt 2
1
……….(2.1)dimana : α = roll of factor yang menyatakan unjuk kerja sebuah modulator. Rt= kecepatan transmisi (bit/s)
Sedangkan probability of bit error (BER) dari modulasi QPSK dapat dirumuskan sebagai berikut :
PB( )e Q 2Eb No
……..………...(2.2) dimana : Eb = energi per bit (W/bit)No= rapat daya derau sistem (W/Hz)
Pada modulasi 8PSK (Eight-state Phase Shift Keying) sinyal pembawa mempresentasikan delapan keadaan fasa untuk menyatakan delapan simbol. Satu simbol 8PSK terdiri dari tiga bit yaitu ”000”, ”001”, ”011”, ”010”, ”110”, ”111”, ”101”, dan ”100”. Setiap tiga bit akan mengalami perubahan fasa sebesar 450 sedangkan kecepatan bit informasinya sebesar tiga kali kecepatan simbolnya. Pada modulasi 8PSK, besarnya m = 3 (2m = 8) sehingga bandwidth yang dibutuhkan untuk perubahan fasa tiap detik adalah :
BW8PSK Rt 3
1
………...(2.3) dimana : α = roll of factor yang menyatakan unjuk kerja sebuah modulator.Rt= kecepatan transmisi (bit/s)
Sedangkan probability of bit error (BER) dari modulasi 8PSK dapat dirumuskan sebagai berikut :
PB( )e 1 12
Q 6Eb No
sin 8
...………(2.4) dimana : Eb = energi per bit (W/bit)No= rapat daya derau sistem (W/Hz)
Perbedaan efisiensi bandwidth untuk masing – masing jenis modulasi dapat dilihat pada tabel 2.1 dibawah ini sebagai berikut :
Tabel 2.1 Perbedaan Efisiensi Bandwidth
Modulation Bandwidth Bandwidth
Format (BW) Efficiency
BPSK (R) x [1+α] 1 bit/second/Hz
QPSK (R/2) x [1+α] 2 bit/second/Hz
2.3 Gateway dan NCC (Network Control Center)
Pada ACeS system sebagai pendukung satelit Garuda-1 disisi stasiun bumi dibagi atas dua system yaitu gateway dan NCC dimana masing-masing memiliki fungsi yang berbeda.
C-Band Tracking & Telemetry System Inter-Station Signaling C-Band C-Band C-Band L-Band User Terminals Gateway PSTN National Service Provider Gateway PSTN National Service Provider Gateway PSTN National Service Provider NCC & SCF
Traffic Channels and In-Band Signaling ACeS Facilities at Batam Island Indonesia User Terminals L-Band C-Band Tracking & Telemetry System Inter-Station Signaling C-Band C-Band C-Band L-Band User Terminals User Terminals Gateway PSTN National Service Provider Gateway PSTN National Service Provider Gateway PSTN National Service Provider NCC & SCF
Traffic Channels and In-Band Signaling ACeS Facilities at Batam Island Indonesia User Terminals User Terminals L-Band Gambar 2.4 AceS System 2.3.1 Gateway
Masing-masing Gateway adalah National Service Provider atau “operator” sistem ACeS di negaranya masing-masing. Setiap Gateway memiliki kode negara dan struktur penomoran sendiri-sendiri sesuai peraturan di negaranya. Selain nomor telepon, pelanggan juga memiliki nomor identitas yang disebut IMSI (International Mobile Subs. Identity) yang tersimpan dalam SIM-Card Gateway Feartures yaitu :
• Sebagai titik interkoneksi dengan jaringan telekomunikasi teresterial (PSTN/PLMN) di negara masing-masing
• Memproses suara, data, dll sehingga kompatibel untuk dikirimkan ke jaringan PSTN/PLMN
• Tiap Gateway memiliki pelanggannya masing-masing dan menyimpan database pelanggannya tsb
• Melakukan otentikasi/verifikasi secara elektronis pada awal tiap panggilan untuk memastikan SIM-Card yang digunakan tidak palsu
• Mencatat pemakaian tiap pelanggannnya (berupa CDR: Call Detail Record) sehingga dapat dihasilkan tagihan (retail) ke masing-masing pelanggan PLMN • INDOSAT • TELKOMSEL • EXCELCOM • ESIA • MOBILE 8 PSTN • TELKOM IDD • INDOSAT • TELKOM ACeS Gateway (PSN - Cikarang) MSC Coverage Area ACeSPSN subscriber PLMN • INDOSAT • TELKOMSEL • EXCELCOM • ESIA • MOBILE 8 PSTN • TELKOM IDD • INDOSAT • TELKOM ACeS Gateway (PSN - Cikarang) MSC Coverage Area ACeSPSN subscriber Coverage Area Coverage Area ACeSPSN subscriber Gambar 2.5
Interconnection Network Configuration
2.3.2 NCC (Network Control Center)
NCC pada system ACeS berada di Pulau Batam, Indonesia, adapun feature dari NCC yaitu :
Mengatur pembagian resource antara Gateway Mengatur & memonitor kerja tiap Gateway Menangani set-up setiap panggilan
Memilih Gateway mana yang menangani tiap panggilan keluar Mengirim sinyal panggilan untuk UT melalui satelit jika ada
panggilan masuk sesuai permintaan Gateway
Mencatat pemakaian airtime satelit untuk tiap Gateway sehingga dapat dihasilkan (wholesale) tagihan ke masing-masing Gateway.
