overview vsat

VSAT

1

2

Pengenalan Teknologi Komunikasi Satelit / VSAT

Earth StationSatelitePolarisasi

Orbit

Stability

Teknik Akses

Antenna

Perangkat RF

Perangkat BasebandKomunikasi Satelit

Link BudgetGangguan-gangguan

Frek. Kerja

3

Komunikasi Satelit / VSATSistem komunikasi dengan menggunakan satelit (space

segment) untuk menghubungkan satu atau banyak lokasi-lokasi Earth Station (stasiun bumi)

Komunikasi Satelit terdiri dari 2 komponen :

Satelit berfungsi Penguat Sinyal, Konversi Sinyal dan Pembalik Sinyal

Earth Station

HUB sebagai Pusat Pengendali Jaringan VSAT

Remote : Terminal Perangkat VSAT yang terhubung dengan perangkat Pelanggan (Antena, RF, Baseband).

Komunikasi Satelit (cont’d)

Satelit (Space Segment)

Earth Station (Stasiun Bumi) Earth Station (Stasiun Bumi)

36,000 km

42,000 km

Uplink Downlink

42,000 km

4

5

Cara Kerja komunikasi satelit / VSAT

Sumber Cahaya Merah(Senter)

Sumber Cahaya Biru(Senter)

Cermin (Pemantul)

Kertas PutihKertas Putih

Satelit Penguat sinyal, konversi sinyal dan pengarah sinyal

(Horizontal / Vertikal atau sirkular searah jarum jam / sebaliknya)

Tenaga listrik untuk operasi satelit dihasilkan oleh solar array Untuk menjaga antena dari satelit mengarah ke stasiun-

stasiun bumi, satelit memiliki sistem kestabilan. Dalam terminologi bandwidth (Hz), satelit dibagi dalam

beberapa channel frequency atau yang lebih kita kenal sebagai transponder.

6

Orbit Satelit

Berdasarkan Orbit satelit dibagi menjadi 3 :

1. LEO (Low Earth Orbit)

2. MEO ( Medium Earth Orbit)

3. GEO (Geostationary Orbit)

7

Orbit Satelit (Cont’d)

LEO (Low Earth Orbit) Tinggi Orbit 200 – 3.000 KM Periode Orbit 1.5 Jam Kecepatan 27.000 KM/Jam Delay 10 ms Aplikasi Satelit Citra, Cuaca, Mata-mata

8

Orbit Satelit (Cont’d)

MEO (Medium Earth Orbit) Tinggi Orbit 6.000 – 12.000 KM Periode Orbit 5 – 12 Jam Kecepatan 19.000 KM/Jam Delay 80 ms Aplikasi Satelit Citra, Cuaca, Mata-mata

9

Orbit Satelit (Cont’d)

GEO (Geostationary Earth Orbit) Tinggi Orbit 36.000 KM Periode Orbit 24 Jam Kecepatan 11.000 KM/Jam Delay 250 ms Aplikasi Komunikasi digital

10

Sistem Stabilitas Satelit

Berdasarkan sistem stabilitasnya satelit dibagi menjadi 2 :

1. Spin satellite

2. Three Axis Satellite

3- Axis SatelliteSpin Satellite

11

Polarisasi Satelit

Berdasarkan polarisasinya satelit dibagi menjadi 3 :

1. Linear Polarisasi Vertikal dan horisontal

2. Circular Polarisasi Clock Wise Counter Clock Wise

3. Eleptical Polarisasi Clock Wise Counter Clock Wise

12

Frekuensi Kerja Satelit

Berdasarkan frekuensi kerjanya, satelit dibagi menjadi :

1. C – Band

2. Extended C – Band

3. Ku – Band

4. Ka – Band

5. L – Band

6. S – Band

13

Frekuensi Kerja Satelit (Cont’d)

C – Band : Digunakan oleh banyak satelit di orbit GEO Up-link BW : 5.925 Mhz – 6.425 Mhz Down-link BW : 3.700 Mhz – 4.200 Mhz

Ext. C – Band : Digunakan oleh banyak satelit di orbit GEO Up-link BW : 6.425 Mhz – 6.650 (225 Mhz) Down-link BW : 3.400 Mhz – 3.625 Mhz (225 Mhz)

14

Frekuensi Kerja Satelit (Cont’d)

Ku – Band : Digunakan oleh banyak satelit di orbit GEO Up-link BW : 13.750 Mhz – 14.500 Mhz Down-link BW : 11.700 – 12.750 Mhz

Ka – Band : Up-link BW : 30 GHz Down-link BW : 20 Ghz

15

Frekuensi Kerja Satelit (Cont’d)

L – Band : Up-link BW : 1.6 GHz Down-link BW : 1.5 Ghz

S – Band : Up-link BW : 1.9 GHz Down-link BW : 2.5 Ghz

16

Teknik Akses Satelit

PAMA (Permanent Assigned Mutliple Access) Kanal satelit diduduki secara terus menerus oleh satu

pasang stasiun bumi walaupun belum tentu ada traffic.

DAMA (Demand Assigned Multiple Access) Kanal satelit digunakan secara bersama dan bergantian

oleh beberapa stasiun bumi, dan hanya diduduki jika ada traffik yang dilewatkan

17

Teknik Akses Satelit

FDMA (Frequency Division Mutliple Access) Teknik akses dengan metoda pembagian frekuensi.

TDMA (Time Division Multiple Access) Teknik akses dengan metoda pembagian waktu

18

Teknik Akses Satelit (Cont’d)

1 3 L2wastedsatelite

capacityfrequency

time

bit rate R c

1active

2no trafic

3active

Lactive

FDMA

19

Teknik Akses Satelit (Cont’d)

frequency

time

bit rate R c

1active

2no trafic

3active

1

2

3

L

wasted satellite capacity

TDMA frameduration

Lactive

TDMA

20

Satellite Name Palapa A Palapa B TELKOM 1Type HS - 333 HS - 376 LM – A2100Capacity 12 Xpdr C-Band 24 Xpdr C-band 36 Xpdr C & Ex CEIRP 30 dBW 33 dBW 41 dBWG/T 1 dB/K 1 dB/K 1 dB/KReliability 0.7 0.7 0.8Life time 7 years 9 years 15 yearsRocket Delta 2914 Space Shutle Ariane 4

21

Generasi Satelit Telkom

22

Standar C – Band Transponder

23

Earth Station Secara garis besar Earth Station dibagi menjadi 2 bagian :

1. Terminal RF Antena, High Power Amplifier, Up/Down Converter, ,

LNA, FDMA (Frequency Division Mutliple Access)

2. Terminal Baseband Modulator/Demodulator , Encoder/Decoder

24

HUB Sistem

LNA RedundancySwitch Controller

1:1 HPA

System

Upconverter Protection Switch

Downconverter Protection Switch

St/by U/C

U/C 1

U/C 2

U/C 3

U/C 4

St/by D/C

D/C 1

D/C 2

D/C 3

D/C 4

Tx R.F.

Rx R.F.

Tx I.F. 1

Rx I.F. 1

7.2M Antenna

Modem Protection SW.(to be installed upon availability)

St/by Modem

Modem 1

Modem 2

Modem N

Data I/O

Modem Subsystem 1

Modem Subsystem 2

Modem Subsystem 3

Modem Subsystem 4

Tx I.F. 2

Tx I.F. 3

Rx I.F. 2

Rx I.F. 3

1 : 4

Data I/O

Data I/O

Data I/O

Tx I.F.

Rx I.F.

Rx I.F. 4

Tx I.F. 4

Antenna Tracking System

1:2LNA System

RF O/P

RF I/P

25

Earth Station/ Remote Terminal

Bas

eban

d eq

uipm

entTerestrial

network

Encoder Modulator

Decoder Demodulator

Upconverter

Down-converter

High-power

amplifier

Low-noiseamplifier

Antenna

Baseband

RF

26

Antena Antena berfungsi sebagai pemancar (uplink) dan penerima

(downlink) sinyal RF ke/dari arah satelit Horn Reflector Mounting

Parameter antena Gain antena Tipe antena Diameter Antena

Feedhorn

Reflektor

Mounting

27

Antena Tipe-tipe antena :

Cassegrain Offset Prime focus

28

Antena Tes akses ke satelit :

Test Pattern : diameter antena > 4.5 M Cross Poll : seluruh antena

Minimal nilai cross poll isolation > 30 dB

29

Terminal RF Power Amplifier

Transmit Power Amplifier HPA TWTA SSPA

Receive Amplifier LNA LNB ( L Band Freq )

30

Terminal RF Up Converter

Berfungsi untuk mentranslasikan signal dari frekuensi menengah (IF, Intermediate Frequency) menjadi suatu sinyal Radio Frequency (RF)

IF 70 ± 18 Mhz atau 140 ± 36 Mhz RF ( C Band) 6 Mhz

Down Converter Berfungsi untuk mentranslasikan Radio Frequency (RF)

menjadi suatu sinyal frekuensi menengah (IF, Intermediate Frequency)

IF 70 ± 18 Mhz atau 140 ± 36 Mhz RF ( C Band) 4 Mhz

31

Terminal Baseband Modem (Modulator Demodulator)

Modulator berfungsi memodulasi sinyal baseband menjadi sinyal frekuensi menengah (IF), demodulator berfungsi mendemodulasi sinyal IF menjadi sinyal baseband

Menyediakan forward error correction scheme sesuai dengan coding yang digunakan contoh : convolution coding (Viterbi, Sequential), Reed Solomon, Turbo Codec

Concatenated Coding : mengabungkan 2 sistem codec untuk meningkatkan performance, Eb/No dan Bandwidth utilisasi yang lebih efisien

Interfacing dengan teresterial interface atau data interface

32

Link Budget Link budget :

Dalam komunikasi satelit linkbudget adalah perhitungan dari rugi-rugi transmisi (transmission losses) dan noise

Perhitungan untuk menentukan parameter-parameter seperti : diameter antena, transmit power amplifier supaya mendapatkan kualitas link dari satu Earth Station ke Earth Station lain via satelit yang bebas error.

33

Link Budget Parameter Link budget :

1. EIRP and Saturated Flux Density dari transponder.2. The satellite G/T figure 3. Bandwidth dari transponder.4. Output Back Off dari transponder 5. Input Back Off dari transponder6. Latitude dan longitude dari uplink and downlink Earth Station. 7. Information rate (kbps). 8. Tipe Modulasi (BPSK, QPSK, 8-PSK) 9. Forward error correction rate (1/2 , ¾, 7/8 ) 10. Frekuensi Uplink and Downlink11. Diameter Antena 12. Efisiensi uplink dan downlink antena13. Minimum digital signal strength (EB/No) sesuai dengan Bit Error Rate

(BER) yang diinginkan

34

Gangguan-gangguan dalam komunikasi satelit

Gangguan alam Sun Outage

Kondisi dimana posisi matahari dan satelit dalam satu garis lurus. Sehingga menaikan noise thermal dari satelit hingga 40 dB. Hal ini berlangsung 10 – 15 menit, 2 x dalam setahun

Scintillation Kondisi dimana terjadi perubahan komposisi di

atmosfir yang menyebabkanperubahan level pada sinyal. Sinyal akan naik turun sepanjang waktu tertentu. Kondisi ini jarang terjadi

35

Gangguan-gangguan dalam komunikasi satelit

Gangguan dari sistem lain (interferensi) Interferensi dari satelit lain (ASI, adjacent Satellite

Interference) Interferensi dari cross poll sinyal Interferensi dari intermodulasi product

Cepat dan Mudah Instalasi : selama tidak terhalang ke arah satelit VSAT dapat dibangun

Mempunyai kemampuan teknologi informasi terbaru (IP/Web Base, Broadband and DVB ) dan dapat diperluas secara mudah dan gampang (upgradable)

Sangat baik untuk aplikasi broadcast dan multicast Kemudahan untuk dimonitor dan dikontrol Tingkat Security Tinggi Sangat kompatibel dengan PSTN (Jaringan Kabel) dan

Jaringan Wireless (Nirkabel) Sangat ekonomis untuk negara kepulauan dan

memiliki daratan yang luas. Delay propagasi yang cukup tinggi +/- 250 ms

36

Karakteristik Teknologi VSAT

Cepat dan Mudah Instalasi : selama tidak terhalang ke arah satelit VSAT dapat dibangun

Mempunyai kemampuan teknologi informasi terbaru (IP/Web Base, Broadband and DVB ) dan dapat diperluas secara mudah dan gampang (upgradable)

Sangat baik untuk aplikasi broadcast dan multicast Kemudahan untuk dimonitor dan dikontrol Tingkat Security Tinggi Sangat kompatibel dengan PSTN (Jaringan Kabel) dan

Jaringan Wireless (Nirkabel) Sangat ekonomis untuk negara kepulauan dan

memiliki daratan yang luas. Delay propagasi yang cukup tinggi +/- 250 ms

37

Karakteristik Teknologi VSAT

LinkStar Platform

38

39

Star Network Architecture

LinkS tar

RCST

RCST

LinkS tar

LinkS tar

RCST

LinkS tar

RCSTLinkS tar

RCSTLinkS tar

RCST

G PS R eceiver2100 TD M A

D em od

R outer

TD M M od

M P EG M U X

Encapsula tor

R ef

M PEG PC RTS

C ontent & Control

SORF

M PEG IPTS

: : :

2100 TD M AD em od

2100 TD M AD em od

C ontent&

C ontrol

CustomerCustomer

C onfig

OB

/IB

Con

trol

OB

/IB

Con

tent

Ext

erna

lN

etw

ork

LinkStar HUB

RNCCNCC

NMS

CorporateLAN

LinkS tar

LinkS tar

RCST

LinkS tar

RCST

LinkStar can start small – but is easily scalable to large networks◦ 80,000 remotes per hub◦ Up to 580Mbps outbound (10 *

58Mbps)

40

LinkStar Details

LinkStar HUB

DVB-S Open standards compliant TDM outlink per ETSI DVB EN 301192 v 1.2.1

MF-TDMA return link with turbo coding for excellent space segment efficiency

DVB-RCS Field upgradeable (through Optional Software)

Ka, Ku, C-band and Ext. C Band terminals

41

LinkStar System Features

42

TDMA vs MFTDMA

TDMA MF-TDMA

TDMA

MFTDMA

High speed IP data transmissions on both -◦ Outlink: 1-36 Msym/sec (up to 58 Mbps)◦ Returnlink: 208, 416, 833, and 1667,Kbps

IP QoS and Multicast in BOTH directions, Outlink and Returnlink

Comsat Labs’ TCP accelerator for high speed traffic in both directions

VOIP Capability with IP Header Compression

Web/HTTP Accelerator with Cache and Firewall◦ Hub only solution, no RCST/Client requirements

43

LinkStar System Features

Advanced Bandwidth-on-Demand Algorithms for optimum return channel bandwidth usage◦ “CIR”: for guaranteed bandwidth◦ “BOD”: assigns bandwidth when needed from

common pool◦ “CIR Reallocation”:

Provides guaranteed bandwidth when needed Bandwidth available for common pool when not

needed◦ “Multi-Frame Traffic Burst” allocates small bandwidth

for thin-route applications to remote terminals in CIR or BOD mode

◦ “Slotted Aloha” for random and bursty traffic

44

Advanced Bandwidth Management

IPv4, TCP, UDP, FTP & Telnet◦ Universal IP traffic support

Routing Information Protocol (RIP) v1 & v2◦ Automatically update routing information

VLAN Tagging 802.1Q◦ Support multiple LANs from each terminal◦ Supports duplicate/overlapping IP Addressing◦ True MPLS-VPN Compatible at the backbone

Address Resolution Protocol (ARP)◦ Map an IP address to a physical machine address

Internet Control Message Protocol (ICMP)◦ Handle error & control messages

Internet Group Management Protocol (IGMP)v1 &v2◦ Support IP multicast applications

Differential Services (DiffServ)◦ Offer guaranteed Quality of Service

45

IP Routing Capabilities

Two-way TCP acceleration Maximum TCP traffic between 10 to 17 Mbps based on

Packet length, (20 Mbps of UDP/RTP) to the VSAT LAN Improves response time & bandwidth utilization Features:

◦ Spoofing: Reduces ACK channel bandwidth by approximately 50%

◦ Faster Connection Start, Connection Setup, and Window Recovery

◦ Adaptive congestion control under changing conditions in both satellite and terrestrial sides.

◦ Effective Flow Control and Fairness. Optimized for multi-site, dynamic BOD networks

46

TCP Acceleration

Mandatory for time sensitive applications like voice over IP (VoIP) and videoconferencing

DiffServ based – an industry standard Prioritization for both satellite access and IP layers LinkStar can set priority, or honor priority set by external

device

◦ ensures end-to-end QoS 6 classes of service

◦ Expedited forwarding

◦ Assured forwarding (4 classes)

◦ Best effort Integrated into LinkStar remote terminal

48

Quality of Service

Embedded Control Channel Encryption◦ Prevents unauthorized access by rogue

terminals◦ Provides secure communication over

control channel◦ Uses AES standard encryption algorithm

Accelerates encrypted TCP data conforming to-◦ Selective Layer Encryption (SLE)◦ Secure Socket Layer (SSL)

Supports data encryption by peripheral appliances◦ Hardware solutions (e.g. Encore)◦ Software solutions (e.g. Nortel 3050,

Aventail)49

Security

50

Remote LinkStar Terminal

TDMAMOD

TDMA & BPUw/TURBO

CODERF/PA

DRO LNBCOTS DVB

DEMODDVB DEMUX

EXTERNALFIFO

BUSINTERFACE

10/100BaseT

ETHERNETPROCESSOR

POW ERSUPPLY

SDRAM

ExternalNetwork

Term inalIDU

Term inalODU