Pesaatnya kebutuhan akan pelayanan
akses informasi melalui jaringan internet pada saat ini memerlukan infrastruktur
untuk menunjang kebutuhan tersebut. Satelit sudah banyak dimanfaatkan secara
komersial mulai awal dekade tahun 70. Infrastruktur satelit merupakan salah
satu yang dapat digunakan untuk pelayanan multimedia dengan kecepatan yang tinggi.
Untuk menujang hal tersebut diperlukan peralatan satelit komunikasi yang dapat
memenuhi kebutuhan pelayanan itu.
Karakteristik dan kinerja payload
komunikasi merupakan parameter yang sangat penting. Saat ini karakteristik satelit
yang ada belum optimum untuk mendukung sistem interaktif multimedia broadband.
Untuk itu perlu analisa dan sintesa agar payload yang didisain sesuai dengan
standarisasi DVB IP VSAT yang saat menjadi standart internet IP lewat satelit.
Pada makalah ini akan dibahas karakteristik yang penting pada sistem payload
komunikasi meliputi effisiensi penggunaan daya yang berhubungan dengan linearitas
repeater dan penentuan daerah kerja dari penguat daya
Analisa link satelit dilakukan
untuk menentukan karakteristik satelit yang dibutuhkan yang meliputi parameter
NPR, EIRP,dan G/T serta terminal VSAT . Dari analisa ini direncanakan requirement
payload untuk kebutuhan broadband multimedia.
1.2. Satelit sebagai Jaringan
Multimedia
Jaringan multimedia interaktif menggunakan satelit
mempunyai beberapa kelebihan yaitu:
- Jangkauan cakupannya yang luas baik nasional, regional maupun
global.
Pembangunan infrastrukturnya relatif cepat untuk daerah yang
luas, dibanding teresterial.
- Sangat baik untuk daerah yang kepadatan penduduknya jarang
dan belum mempunyai infrastuktur telekomunikasi.
- Komunikasi dapat dilakukan baik titik ke titik maupun dari
satu titik ke banyak titik secara broadcasting, multicasting.
- Sinyal penerus dan sinyal untuk interaksi dapat dilakukan
secara tidak simetri.
- Mampu mentransmisikan data dengan kecepatan yang tinggi.
Ada beberapa kendala dari pada jaringan lewat
satelit dengan alternatif pemecahannya:
- Biayanya dianggap sama untuk jarak yang jauh maupun dekat.
- Waktu transmisi yang relatif besar dibanding teresterial
1.3. Multimedia Broadcast Interaktif
Untuk memenuhi kebutuhan itu ETSI (European
Telecommunications Standard Institute) telah menerbitkan suatu standar untuk
aplikasi Broadband Multimedia melalui satelit yaitu DVB-S (Digital Video Broadcasting
Satellite) untuk kanal penerus (forward channel) dan untuk kanal permintaan
(Return Channel ) melalui satelit yaitu DVB-RCS (Digital Video Broadcasting-Return
Channel Satellite).
2 Sistem DVB Untuk Jaringan
Multimedia
Selama sepuluh tahun terakhir ini satelit sudah
banyak digunakan sebagai dasar untuk jaringan komunikasi data untuk bank, pusat
penjualan, PSTN dan lain lain dengan menggunakan sistem VSAT (Very Small
Aparture Terminal). Dan pada perkembangan terakhir adalah digunakannya satelit
dengan daya yang tinggi untuk mendistribusikan vidio digital untuk sampai ke
pelanggan dengan menggunakan metoda DVB-S. Dengan peralatan antena yang kecil
dan peralatan penerima yang simple, pelanggan dapat menikmati siaran program
langsung dari satelit dengan jumlah program yang banyak.
2.1. Sistem VSAT
Secara ekonomis sistem VSAT tradisional yang
ada saat ini tidak dapat langsung diterima di rumah dikarenakan faktor harga
terminal yang tinggi. Untuk VSAT dengan kecepatan 2 MBps masih dibutuhkan peralatan
antena dan penguat daya yang besar juga peralatan baseband yang besar dan mahal.
Dengan adanya sistem DVB-S ini, pelanggan dapat mendapatkan informasi dengan
kecepatan tinggi secara broadcasting melalui saluran bersama dengan terminal
yang kecil dan murah. Sedangkan untuk melakukan permintaan (request)
dilakukan dengan saluran sendiri dangan kecepatan yang dapat diatur sesuai dengan
kebutuhan pelanggan, sehingga sifat multimedia secara interaktif dapat terjadi.
Untuk menerapkan sistem seperti ini ETSI sudah mempublikasikan standarisasi
yaitu EN300 421, EN301 201, EN 301 192 untuk kanal penerus dan EN 301 790 untuk
kanal permintaan .
Gambar 1 Konfigurasi Star pada VSAT
Konfigurasi VSAT yang banyak dipakai dan diterapkan
dalam sistem multimedia adalah berbentuk Star. Dalam konfigurasi ini ada tiga
komponen utama yaitu Stasiun Hub. Satelit dan Terminal VSAT. Dengan cakupan
antena yang luas maka Hub akan mentransmisikan sinyal ke satelit dan satelit
merelay dan mendistribusikannya dalam cakupan antena satelit yang kemudian diterima
oleh terminal dimasing masing pelanggan. Terminal melakukan permintaan pelayanan
dengan mentransmisikan sinyal ke satelit dan diteruskan oleh satelit ke Hub.
Untuk itu di satelit setidaknya ada dua kanal transponder, satu untuk merelay
sinyal forward dari Hub ke terminal dan satu transponder lagi untuk merelay
sinyal return yang dikirim dari terminal ke Hub.
Dalam konfigurasi star ini, karakteristik satelit
yang dipergunakan sangat berpengaruh terhadap kinerja sistem VSAT DVB. Makin
baik karakteristik dari satelit terutama dari daya dan pengaruh derau maka akan
makin murah dan simple di sisi terminal VSAT.
2.2. Satelit
Elemen yang ketiga dari fungsi jaringan yang
berbasis satelit ini adalah satelit komunikasi. Kinerja yang utama dari pada
sistem satelit untuk aplikasi ini adalah Receive G/T, EIRP dan
Linieritas Penguat Daya. Besarnya nilai G/T dan EIRP akan sangat menentukan
sekali besarnya ukuran terminal VSAT, yang pada akhirnya menentukan nilai ekonomisnya.
Namun penambahan EIRP dan G/T akan menyebabkan harga satelit menjadi naik. Oleh
karena itu penentuan karakteristik payload transponder merupakan salah satu
kunci sukses agar sistem multimedia dapat berjalan dengan baik. Pada bagian
selanjutnya kita akan membahas tentang kerakteristik dari pada payload transponder
satelit yang merupakan inti dari pembahasan ini.
Sistem satelit yang banyak dipakai pada saat ini
adalah satelit yang non regenerative yaitu
hanya melakukan fungsi merelay tanpa ada pemrosesan sinyal baik itu modulasi
dan demodulasi. Penggunaan sistem satelit regenaratif akan menyebabkan harga
dari satelit itu akan naik dikarenakan teknologi yang dipergunakan untuk aplikasi
di ruang angkasa belum banyak dipakai untuk mencapai nilai ekonomisnya.
Pada bagian selanjutnya kita akan banyak membahas
karakteristik dari payload komunikasi agar kinerja link satelit yang dipakai
dapat uptimum untuk mentrasmisikan sinyal yang mengandung aplikasi multimedia.
Hal ini akan membantu operator untuk memilih satelit yang ada atau juga melakukan
pertimbangan dalam mendisain sistem satelit yang baru untuk memenuhi kebutuhan
aplikasi multimedia interaktif melalui satelit.
2.3. Standar DVB
2.3.1. Kanal Penerus
Untuk mentransmisikan sinyal DVB-S maka sinyal
data pada physical layer akan dilakukan proses pengkodean menggunakan Reed Solomon
dan Forward Error Correcting (FEC) yang dilanjutkan dengan proses modulasi QPSK.
Setelah itu baru sinyal digeser frekuensinya ke frekuensi yang lebih tinggi
untuk dikuatkan dan ditransmisikan melalui antena . Sinyal penerus ini yang
bersifat broadcasting dibawa oleh satu sinyal pembawa ke kanal transponder.
Hub untuk menstrasmisikan sinyal ini akan mengunakan
penguatan dan antena yang besar sehingga transponder dapat mencapai nilai EIRP
yang diharapkan.
2.3.2 Laju data DVB-S
Parameter yang sangat berpengaruh terhadap quality
of service dari jaringan adalah throughput data. Throughput dalam
hal ini total bandwidth yang dipergunakan atau kecepatan data yang dihasilkan
dari jaringan ini. Kecepatan data ini akan berpengaruh terhadap jumlah pelanggan
yang dapat mengakses jaringan. Secara teoritis bila kita menggunakan 36 MHz
Bandwidth transponder dengan menggunakan modulasi QPSK maka kecepatan data yang
tesedia adalah 72 Mbps. Namun pada DVB-S ini bila menggunakan untuk 1 transponder
36 MHz hanya akan mencapai kecepatan maksimu 45.2 Mbps setelah RS Coding dan
FEC 7/8 dengan modulasi QPSK.
2.3.3. Kanal Permintaan
Seperti pada Hub maka pada terminal sinyal yang
akan dikirim ke Hub melalui satelit sebelum dikirim akan melalui proses pengkodean
dan modulasi QPSK. Hanya saja sinyal yang dikirimkan oleh masing masing terminal
hanya menggunakan band frekuensi yang terbatas. Sehingga satu transponder dengan
lebar pita frekuensi 36 MHz dapat dibagi atas band frekuensi yang lebih kecil.
Sehingga setiap transponder satelit akan dipenuhi oleh banyak sinyal pembawa.
Karena terminal umumnya kecil baik dari sisi
penguatan dan antena maka di sisi hub yang akan menerima sinyal diperlukan karakteristik
G/T yang baik agar sinyal yang kecil dari terminal mempunyai BER yang baik.
Juga karena sinyal ini dalam jumlah banyak diterima oleh satelit maka transponder
pada satelit dapat merelay dengan degradasi yang minimum pada saat penguatan.
2.3.4. MF-TDMA
Sinyal yang dikirim dari terminal untuk mengaksesnya
mengunakan sistem MF-TDMA ( Multi Frequency – Time Division Multiplexing
Access). Dimana setiap terminal mengirim burst dengan kecepatan maksimum
2 Mbps. Setiap terminal melakukan secara bergantian. Hub melakukan koordinasi
kapan tiap tiap terminal melakukan pengiriman burst data.
MF-TDMA dibagi atas dua macam Fixed
MF-TDMA dan Dynamic MF-TDMA. Fixed MF-TDMA adalah bandwidth dan waktu
pengiriman dilakukan secara tetap tidak berubah ubah., seperti diperlihatkan
pada gambar 2. Sedangkan pada dynamic lama pengiriman dan bandwidth nya berubah
ubah
Gambar 2 Sistem MF TDMA
2.4. Kinerja Link Satelit
Gambar 3 memperlihatkan faktor faktor yang dapat
mempengaruhi link satelit dari Hub ke terminal atau sebaliknya.
Gambar 3 Faktor Link Satelit
Pemilihan frekuensi akan berpengaruh terhadap
kinerja jaringan VSAT DVB ini. Sistem satelit yang mengunakan transmisi sinyal
frekuensi radio akan banyak mengalami gangguan. Semakin tinggi frekuensi sinyal
yang dipakai maka akan semakin tinggi redaman karena curah hujan. Saat ini band
frekuensi yang banyak dipakai untuk aplikasi broadcasting adalah S-band, C-Band
dan Ku-Band. Untuk daerah seperti Indonesia dengan curah hujan yang tinggi penggunaan
Ku-band akan sangat mengurangi availability link satelit yang diharapkan.
Sedangkan untuk daerah daerah sub tropis dengan curah hujan yang rendah penggunaan
Ku-Band akan sangat baik. Pemilihan frekuensi ini akan berpengaruh terhadap
ukuran terminal yang akan dipakai oleh masing masing pelanggan.
3 Sistem Satelit Komunikasi
Sistem satelit dibagi atas dua kelompok besar
yaitu wahana ruang angkasa (Spacecraft Bus) dan Payload Komunikasi. Spacecraft
Bus merupakan wahana yang dipakai untuk membawa peralatan komunikasi agar misi
sebagai satelit komunikasi dapat tercapai.
Spacecraft Bus terbagi atas bagian: subsistem
struktur, subsistem sumber daya listrik (EPS), subsistem pengaturan sikap
satelit (ADAC), subsistem propulsi, subsistem pengaturan temperatur,
dan subsistem pemrosesan dan komputasi. Gambar 4 memperlihatkan bagian bagian
sistem satelit
Gambar4 Sistem Satelit Komunikasi
Sedangkan Payload Komunikasi dibagi lagi atas
subsistem komunikasi repeater, subsistem antena, subsistem telemetri traking
command dan ranging (TTC&R)
3.1. Payload Komunikasi
Karakteristik dari pada payload komunikasi sangat
menentukan terhadap besarnya wahana pembawa. Semakin besar daya yang
dipakai oleh peralatan payload komunikasi maka akan semakin besar daya yang
harus disediakan oleh bagian subsistem sumber daya listrik untuk mensuplai daya
ke peralatan payload komunikasi.
Sebagian besar daya yang dipergunakan untuk
sebuah satelit dipakai untuk memberikan catu daya pada peralatan payload komunikasi
terutama pada bagian komponen aktif dari repeater yaitu penguat daya besar.
Daya dalam jumlah besar yang harus disediakan diperoleh dari solar panel. Untuk
ukuran solar panel dan bateri yang semakin besar maka diperlukan penunjang struktur,
pengaturan temperatur, pengendalian sikap satelit dan pada akhirnya ukuran dan
berat wahana ruang angkasa akan bertambah. Tentu saja biaya baik untuk pembuatan
wahana maupun untuk peluncurannya akan bertambah mahal.
3.2. Konfigurasi Payload
Secara umum sebuah payload komunikasi dari suatu
satelit non regeneratif dapat digambarkan pada gambar 5. Bagian-bagian payload
komunikasi secara fungsi dibagi atas lima bagian yaitu:
Pembagian Kanal Transponder,
sinyal yang yang keluar dari penggeser masih pita lebar kemudian dibagi atas
bagian pita frekuensi yang lebih kecil dalam satu transponder dan melakukan
pemindahan hubungan antara bagian cakupan antena.
Gambar 5 Konfigurasi Dasar Komunikasi Payload
Pengaturan Kanal dan Penguat Daya Besar,
menguatkan daya sinyal oleh penguat daya besar dan melakukan pengaturan terhadap
level daya yang akan ditransmisikan.
Penggabungan Kanal
Transponder, sinyal yang telah mengalami penguatan pada tiap kanal transponder
kemudian dikumpulkan lagi menjadi sinyal dengan pita frekuensi yang lebih lebar.
Antena Pengirim dan
Penerima, sinyal yang pita frekuensi yang lebar kemudian di ubah menjadi
gelombang radio dan di transmisikan. Perubahan ini juga berlaku sebaliknya pada
bagian penerimaan.
3.3. Parameter
Hal yang menentukan dari kinerja dari suatu
komunikasi satelit pada peralatan payload adalah karakteristiknya. Secara umum
parameter utama yang menentukan karakteristik untuk mencapai kinerja yang diharapkan
adalah sebagai berikut:
Effective Isotropic
Radiated Power (EIRP) merupakan total daya yang dipancarkan oleh suatu
pemancar yang merupakan daya keluaran penguat dalam dBW ditambah penguatan antenna
terhadap antena isotropic dalam dBi, dengan difinisi EIRP = Pt
(dBW) + Gt (dBi)
Saturated Flux Density
(SFD) adalah rapat daya sinyal dalam dBW per m2 yang diterima
suatu satelit agar cukup untuk mensaturasi penguatan daya besar pada EIRP maksimum
Respon Amplitudo pada
Pita Frekuensi adalah response ampiltudo pada pita frekuensi kanal transponder.
Umumnya ditentukan oleh filter pada Input Multiplexer dan Output Multiplexer.
Semakin datar respon amplitudonya maka semakin baik agar sinyal tidak mengalami
degradasi karena penguatan kanal yang berbeda beda.
Respon Amplitudo di
Luar Kanal Transponder adalah response amplitudo diluar pita frekuensi
transponser. Semakin besar redamannya maka semakin baik. Parameter ini akan
berpengaruh terhadap interfrensi antara kanal transponder berdekatan.
Respon Group Delay
merupakan response group delay pada pita frekuensi kanal trasnponder. Paremeter
ini umumnya ditentukan dari karakteristik pada filter sebelum penguatan dan
setelah penguatan.
Stabilitas Frekuensi
adalah stabilitas frekuensi yang umumnya berubah karena pengaruh dari variasi
temperatur.
Frekuensi Sinyal Palsu
adalah sinyal sinyal palsu yang terjadi karena proses pergeseran frekuensi.
Sinyal palsu ini bila terletak di pita frekuensi akan menyebabkan gangguan berupa
derau. Bila level nya cukup besar akan menyebabkan kapasitas daya maksimum untuk
penguatan daya sinyal akan berkurang..
Linieritas Penguat
Daya. adalah pengaruh ketidak linieran penguat. Ketidak linieran ini
terjadi pada daerah yang mendekati saturasi. Pengaruh ketidaklineran ini menghasilkan
produk intermodulasi apa bila pada satu penguat daya ada lebih dari satu sinyal
pembawa.
Pergeseran Fasa
adalah pergeseran fasa yang terjadi pada repeater. Pergeseran ini umumnya terjadi
pada penguat daya yang tidak linier. Semakin dekat ke daerah saturasi penguat
daya pergeseran fasa semakin besar.
Parameter yang dikemukan diatas adalah parameter
yang utama dari suatu sistem repeater, ada beberapa perameter lain yang tidak
dibahas seperti: produk intermodulasi di pasif unit, derau pengirim yang masuk
ke sistem penerima, respon amplitudo pada pita frekuensi yang lebar.
3.4. Karakteristik Penguat Daya
Penguat daya besar merupakan komponen yang sangat
kritikal pada repeater. Besarnya penguat daya ini merupakan komponen utama untuk
menghasilkan EIRP yang besar disamping penguatan antena. EIRP merupakan parameter
utama yang berpengaruh terhadap kualitas link sistem satelit. EIRP ini juga
yang menentukan besar kecilnya terminal yang ada di bumi agar sinyal yang dikirimkan
dapat diterima. Pengaruh ini juga yang menentukan availibilitas link yang ditentukan
oleh besarnya margin dari suatu link satelit
3.4.1. Efisiensi Penguat Daya
Sebagian besar daya yang dipakai pada suatu
sistem satelit dipakai untuk mencatu penguat daya. Sehingga besar kecilnya suatu
satelit banyak ditentukan dari besarnya daya yang dikonsumsi oleh penguat daya
pada suatu satelit komunikasi.
Tidak semua daya listrik yang dikonsumsi oleh
penguat menjadi daya RF, sebagian berubah menjadi panas. Hal ini pula yang merupakan
efisiensi dari suatu penguat daya. Umumnya penguat yang dipakai pada repeater
satelit adalah TWTA (Travelling Wave Tube Amplifier) atau SSPA (Solid
State Power Amplifier). efisiensi yang ada berkisar 55 % sampai 60 %.
Daya listrik yang berubah menjadi panas harus
dapat didisipasikan ke bagian lain yang lebih dingin agar temperatur dapat merata
dan menjaga temperatur dari semua komponen satelit tetap pada daerah kerjanya.
3.4.2. Daerah Kerja Penguat Daya
Penguat daya mempunyai daerah kerja yang bergantung
besarnya daya masukan. Daerah yang daya keluarannya konstan meskipun besarnya
daya yang masuk bertambah disebut daerah limiter (tidak linier), daerah
ini merupakan titik saturasi penguat daya. Pada titik saturasi daya keluaran
sinyal RF merupakan titik yang maksimum, namun pada titik ini juga perbandingan
penguatan antara sinyal masuk dan daya keluar merupakan nilai penguatan yang
terendah.
Daerah dimana sinyal masuk mengalami penguatan
daya sampai titik dimana penguatan antara sinyal masukan dan keluaran tetap
disebut daerah linier. Bila daya masukan ditambah lagi sampai melewati
daerah linier maka penguatan akan mulai berkurang, daerah ini disebut daerah
kompresi. Pada titik ini sinyal yang dikuatkan akan mengalami degradasi kualitas
karena pengaruh ketidaklinieran dari penguat.
Secara efisiensi untuk mendapatkan EIRP yang
maksimum maka hendaknya daerah kerja dari pada suatu penguat adalah bekerja
di saturasi. Tapi pada daerah ini terjadi degradasi sinyal yang sangat besar
yang menyebabkan intermodulasi sinyal dan pergeseran fasa yang besar. Untuk
itu daya masukan harus diturunkan sampai mencapai daerah yang optimum antara
efisiensi yang tinggi dengan degradasi yang minimum.
Sebagai contoh bila suatu penguat daya besar
daerah liniernya akan mulai bila keluaran dayanya berkurang sampai 10 dB dari
titik saturasi (OBO-output backoff). Ini berarti daya yang dipakai hanya
berkisar 1 % dari total daya yang disediakan, hal ini sangat tidak effisien.
Untuk itu diperlukan metoda lain untuk meningkatkan linieritas suatu penguat.
3.4.3. Intermodulasi
Pada satelit repeater bila sejumlah sinyal pembawa
f1, f2, f3 .. fN masuk pada penguat
yang tidak linier, maka keluarannya tidak hanya N frekuensi saja tapi merupakan
kombinasi dari N frekuensi. Sifat ini yang disebut produk intermodulasi.
Maka akan keluar frekuensi yang merupakan hasil dari intermodulasi yang frekuensinya
merupakan kombinasi dari frekuensi sinyal masukan yang dapat dinyatakan dengan:
FIM = m1f1
+ m2f2 + ….. +mNfN (3.1)
Gambar 6 Produk Intermodulasi Pada Penguat
Tak Liniear[8]
Dimana m1, m2 dan mN
merupakan bilangan bulat positif atau negatif. Orde produk intermodulasi merupakan
penjumlahan dari bilangan bulat:
M = [m1] + [m2] + …..+
[mN] (3.2)
Karena pada sistem satelit frekuensi tengah
dari suatu kanal transponder jauh lebih besar dari pada lebar pita transponder,
maka hanya produk intermodulasi orde yang ganjil saja yang jatuh pada daerah
kerja frekuensi. Semakin besar orde maka dayanya semakin kecil. Secara praktis
hanya orde ke 3 yang sangat diperhatikan, orde ke 5 sebagai referensi.. Gambar
3-4 memperlihatkan pengaruh ketidak linieran penguat yang me nghasilkan intermodulasi.
Apabila sinyal yang masuk merupakan sinyal yang
mempunyai modulasi maka intermodulasi tidak berbentuk frekuensi tunggal, tapi
banyak frekuensi dan dayanya menyebar. Produk intermodulasi yang dihasilkan
dari sejumlah banyak sinyal sinyal pembawa dengan modulasi berjumlah N akan
menghasilkan intermodulasi yang berbentuk derau putih. Perbandingan antara sinyal
yang dihasilkan dengan derau yang dihasilkan dari penguat disebut rapat daya
sinyal terhadap produk intermodulasi (C/No IM -carrier
to intermodulation noise spectral density). Sehingga pada suatu kanal transponder
makin banyak sinyal pembawa maka makin rendah (C/No)IM.
3.5. Transponder untuk sinyal
DVB forward
Untuk mengurangi pengaruh intermodulasi karena
ketidak linieran penguat pada pita frekuensi yang lebar, maka pada repeater
satelit penguatan dilakukan dalam kanal pita frekuensi transponder yang lebih
kecil. Umumnya setiap kanal transponder mempunyai lebar pita frekuensi 36 MHz
untuk C-band dan 54MHz atau 72 MHz untuk Ku-band
3.5.1. Pengaruh Penguat Daya Tidak
Linier Terhadap Sinyal dengan Modulasi Digital
Sinyal DVB-S merupakan sinyal penerus yang ditransmisikan
stasiun hub adalah sinyal dengan pembawa tunggal pada satu kanal pita frekuensi
transponder dengan modulasi QPSK. Sehingga hal ini akan mengurangi faktor intermodulasi
karena ketidak linieran penguat
Namun
demikian apabila sinyal QPSK mempunyai amplitudo yang bervariasi maka sinyal
akan mengalami degradasi akibat ketidaklinieran penguat daya. Perbedaan amplitudo
yang dimaksud adalah amplitudo dari pada sinyal pembawa mempunyai selubung yang
tidak konstan. Sinyal DVB yang dipergunakan disini adalah sinyal dengan modulasi
QPSK yang menggunakan modulasi fasa. Jadi bit 0 dan 1 dinyatakan dengan perbedaan
fasa.
Apabila sinyal modulasi QPSK yang ditransmisikan
benar benar ideal tanpa ada perubahan amplitudo terutama pada saat transisi
fasa maka tidak akan terjadi degradasi pada sinyal tersebut. Degradasi hanya
terjadi pada sinyal dengan modulasi PSK dimana pada saat perpindahan fasa amplitudo
sinyal mengecil sehingga keseluruhan sinyal membentuk permukaan seperti pada
modulasi amplitudo. Bila dilihat dari rapat daya sinyal pada pita frekuensi
amplitudanya tidak konstan . Untuk itu juga response frekuensi pada setiap pita
frekuensi kanal transponder haruslah serata mungkin untuk mengurangi faktor
degradasi sinyal pada modulasi digital.
Namun secara praktis operasional, karena pada
kenyataan transmisi sinyal dari stasiun hub, propagasi dan sampai ke sebelum
penguat daya besar sulit menjaga amplitudo selebar pita frekuensi untuk benar
benar konstan maka linearitas dari penguat daya sebaiknya tetap harus dipertimbangkan
untuk menjaga kualitas yang sampai pada terminal VSAT.
3.5.2. Automatic Gain Control
Selain parameter diatas hal yang sangat berpengaruh
terhadap kualitas dari pada sinyal DVB-S adalah kesetabilan link yang disebabkan
redaman curah hujan. Apabila pada daerah stasiun hub sinyal dari stasiun bumi
ditransmisikan terjadi hujan, maka hal ini akan menyebabkan flux density dBW/m2
yang diterima satelit akan menurun. Hal ini akan menyebabkan titik operasi dari
pada penguat daya di repeater akan menurun, yang pada akhirnya EIRP yang ditansmisikan
ke pelanggan akan menurun pula.
Untuk menjaga hal itu maka perlu dilakukan menjaga
agar titik kerja dari penguat daya besar tidak berubah karena adanya redaman
yang disebabkan pengaruh hujan. Untuk itu pada transponder perlu ditambahkan
Automatic Gain Control (AGC), yang berfungsi untuk menjaga agar daerah
kerja dari penguat daya besar tidak berubah-ubah.
Cara kerja suatu AGC adalah dengan mendeteksi
level daya yang masuk pada penguat daya besar, bila levelnya turun maka AGC
akan menambah penguatan dan apa bila daya berlebih maka AGC akan meredam daya
sinyal. AGC ini juga akan menambah proteksi dari terjadinya overdriving (sinyal
terlalu besar) yang dapat merusak transponder.
3.6. Tranponder untuk sinyal DVB-RCS
Sinyal yang berasal dari pengguna DVB-RCS merupakan
sinyal pembawa banyak yang berbentuk MF-TDMA. Setiap sinyal pembawa mempunyai
kecepatan 2 MBps , sehingga untuk satu kanal transponder C-band dengan lebar
36MHz akan digunakan sampai jumlah 23 sinyal pembawa.
Satu sinyal pembawa digunakan secara bergantian
oleh terminal dengan menggunakan burst TDMA. Untuk memperkuat sinyal dengan
jumlah pembawa yang banyak di transponder diperlukan penguat daya besar dengan
linieritas yang baik. Untuk memperbaiki linieritas agar dapat tercapai efisiensi
yang baik maka sebelum sinyal dikuatkan ditambahkan peralatan linearizer (pelinierisasi).
Penambahan linearizer akan berdampak sangat besar pada efisiensi daya yang dipergunakan
dan mengurangi degradasi sinyal karena pengaruh produk intermodulasi. Degradasi
ini menyebabkan bit error rate (BER) akan membesar.
Selain itu pada masing masing kanal transponder
yang ditambahkan peralatan pengontrolan kanal transponder (Channel Control Unit)
yang ditujukan untuk membantu menentukan daerah kerja dari penguat daya besar,
apabila terminal VSAT transmit pada ukuran EIRP yang terlalu besar atau terlalu
kecil, sehingga dengan mengatur redaman yang di perintah dari stasiun pengendali
dapat ditentukan SFD dari masing masing kanal transponder sesuai keperluan.
Lebar dari pengaturan CCU bisa dari 20 sampai 30 dB. Karena pengaturan redaman
dilakukan sebelum penguat daya dan setelah LNA maka perubahan redaman ditransponder
mempunyai pengaruh yang kecil terhadap temperatur noise sistem satelit.
4. Analisa dan Perencanaan
4.1.Analisa Link Untuk Kanal Penerus
Analisa kinerja link satelit untuk kanal penerus
pada sinyal penerus dengan menggunakan pembawa tunggal pada setiap transponder,
menggunakan beberapa assumsi yaitu
- Frekuensinya Extended C-Band dengan frekuensi uplink 6565
MHz dan frekuensi downlink 3540 MHz
- Terminal VSAT menggunakan antena dengan ukuran 180 cm
- Forward Error Correcting Code (FEC) ¾
- Penerima pada terminal VSAT mempunyai Eb/No
6 dB
- Temperatur sistem penerima pada terminal VSAT 30 K
- Hub menggunakan antena ukuran 9 m dengan daya penguat 500
W
- Satelit mempunyai G/T -2,3 dB
Dengan menggunakan asumsi pendekatan tersebut
dan pada beberapa harga EIRP yang ada di satelit yang berbeda beda maka akan
didapat C/N total yang dibandingkan dengan persyaratan Eb/No dari penerima DVB
VSAT maka akan didapat margin yang berbeda beda. Pada analisa ini juga diperhitungkan
gangguan karena redaman hujan di uplink 0,5 dB dan di downlink 0,25 dB. Juga
diperhitungkan juga pengaruh terhadap kesalahan ponting dari antena baik di
uplink maupun di arah downlink.
Tabel -1 Link Margin Satelit untuk kanal penerus
Tabel-1 memperlihatkan total perbandingan level
daya sinyal terhadap derau untuk (C/N) untuk EIRP satelit yang berbeda beda.
Hasil analisa ini menunjukan bahwa untuk minimum EIRP 37 dBW tersedia margin
2.72 dB dan akan semakin membesar dengan EIRP yang semakin besar.

4.2.Analisa Link Untuk Kanal Permintaan
Pada kanal permintaan analisa dilakukan dengan
menggunakan pendekatan yang sama seperti pada kanal penerus. Asumsi yang dipakai
adalah sebagai berikut:
- Frekuensinya Standard C-Band dengan frekuensi uplink 6165
MHz dan frekuensi downlink 3940 MHz
- Terminal VSAT menggunakan antenna dengan ukuran 180 cm
- Forward Error Correcting Code (FEC) ¾
- Penerima pada terminal VSAT mempunyai Eb/No
6 dB
- Temperatur sistem penerima pada Hub 15 K

- Hub menggunakan antena ukuran 9 m
- Satelit mempunyai G/T -2,11 dB
Tabel -2 Noise Power Ratio (NPR) Penguat Daya
pada frekuensi C-Band
Berdasarkan asumsi perameter diatas maka dapat
dianalisa link satelit untuk beberapa variabel yang ada di satelit berdasarkan
daerah operasi penguat daya besar yang ada di repeater. Analisa juga dilakukan
dengan membandingkan kinerja bila pada penguat daya besar dipergunakan pelinearisasi
maupun tanpa pelinerisasi. Karakteristik pelinearisasi dengan memperhitungan
perbandingan daya sinyal terhadap derau hasil intermodulasi (NPR) untuk pembawa
dalam jumlah banyak.
Karakteristik NPR dari suatu penguat dipakai
berdasarkan tipikal pelinearisasi yang didapat dari Alcatel Space [11]
untuk daerah operasi yang berbeda seperti pada Tabel -2.
Dengan menggunakan data NPR diatas maka akan
didapat C/N untuk EIRP satelit yang berbeda beda. Hasil nya didapat margin yang
diperlihatkan pada tabel 4-3.
Dari analisa link satelit untuk kanal permintaan
ini bila data dari tabel -3 diperlihatkan dalam bentuk grafik maka yang terlihat
pada gambar 7
Dari grafik diatas terlihat bahwa margin akan
semakin besar bila daerah kerja menjauh dari daerah saturasi yang kemudian margin
akan mulai mengecil bila derah kerja dibawah SAT-7.
Dari analisa ini terlihat jelas bahwa margin
akan mempunyai nilai yang mendekati sama pada daerah kerja SAT-5 untuk penguat
daya besar yang mengunakan pelinearisasi (L-TWTA) pada daya EIRP 36 dBW dengan
penguat daya tanpa pelinearisasi (TWTA) pada EIRP 41 dBW.
Tabel -3 Margin untuk Kanal Permintaan untuk
EIRP dan daerah kerja yang berbeda
Gambar 7 Margin untuk Kanal Permintaan untuk
EIRP dan daerah kerja yang berbeda
Dengan nilai EIRP ini bila menggunakan antena
dengan penguatan 25.5 dBi maka daya yang diperlukan untuk L-TWTA adalah 30 watt,
dan bila hanya TWA maka daya yang dibutuhkan adalah 70 Watt. Bila daya ini diperhitungkan
dengan efisiensi TWTA dan EPC (Electronic Power Conditioner) maka akan
didapat total penggunaan daya seperti yang terlihat pada Tabel 4-4.
Tabel -4 Perbandingan pengunaan daya
Dari Tabel-4 diatas maka terlihat penggunaan
daya total bila tanpa pelinierisasi dibutuhkan daya yang besarnya 133% lebih
tinggi.
Pada analisa dengan parameter NPR penggunaan
pita frekuensi dapat dioptimalkan untuk seluruh pita frekuensi seleber 36 MHz,
dengan kecepatan data sebesar 2 Mbps akan dapat dipakai untuk 23 sinyal pembawa.
4.3. Perencanaan Payload Komunikasi
Untuk Multimedia
Dari analisa yang diatas maka perencanaan untuk
menentukan karakteristik payload komunikasi untuk aplikasi multimedia. Perencanaan
ini dengan mempertimbangkan karakteristik payload yang sudah ada terutama yang
menjangkau wilayah Indonesia yaitu satelit Palapa C2 dan Telkom-1. Konfigurasi
dan karakteristiknya adalah sebagai berikut.
4.3.1 Perencanaan Kanal Penerus
- Tranponder untuk kanal penerus digunakan frekuensi Extended
C-band dan untuk kanal permintaan menggunakan frekuensi standard C-Band
- Maksimum EIRP untuk kanal penerus adalah 41 dBW
- G/T untuk Kanal penerus adalah –2.3 dB/K
- Menggunakan Automatic Gain Contol (AGC) di satelit dengan
jangkauan minimal 20 dB, dengan nilai nominal SFD –95 dBW/m2
4.3.2 Perencanaan Kanal Permintaan
- Transponder untuk kanal permintaan digunakan frekuensi standard
C-Band
- Minimal EIRP untuk kanal penerus adalah 36 dBW
- G/T untuk Kanal penerus adalah –2.11 dB/K
- Menggunakan pengaturan penguatan di repeater (CCU-Channel
Control Unit ) dengan jangkauan 20 dB, dengan nilai SFD –95 dBW/m2 pada
redaman 0 dB
- Produk Intermodulasi dinyatakan dengan parameter NPR dengan
nilai yang dinyatakan pada Tabel -2
5. Kesimpulan
- Pemilihan satelit dan karakteristik payload sangat berpengaruh
besar terhadap kinerja sistem VSAT DVB IP ini, terutama karakteristik G/T,
EIRP dan linierisasi penguat daya besar
- Penambahan linearizer didepan penguat daya besar sangat berpengaruh
pada efisiensi penggunaan daya yang ada pada sistem satelit dan perbaikan
kinerja link satelit. Sebagai perbandingan, link satelit dengan kinerja yang
sama akan dicapai pada TWTA dengan EIRP 41 dBW dan Linearizer-TWTA dengan
EIRP 36 dBW pada daerah operasi keluaran 5 dB dari titik saturasi. Pengunaan
linearizer ini akan menghemat daya di satelit sebesar 57%.
- Analisa kinerja link satelit pada pembawa sinyal banyak untuk
kanal permintaan sebaiknya digunakan parameter NPR agar mendekati karakteristik
penguat daya yang sebenarnya
- Untuk menambah marjin link satelit pada kanal permintaan,
kinerja G/T satelit dapat diperbaiki dengan menggunakan antena spot beam pada
bagian penerimaan satelit
- Untuk menjaga stabilitas kanal penerus terutama karena gangguan
redaman hujan perlu ditambahkan AGC pada satelit sebelum penguat daya besar
pada repeater
- Untuk mempermudah menentukan daerah kerja penguat daya besar
di repeater perlu ditambahkan pengatur kanal (CCU-Channel Control Unit) dibagian
sebelum penguat daya besar.
Sumber: http://www.elektroindonesia.com/elektro/assi_jan03.html