makalah sistem komunikasi satelit
TRANSCRIPT
MAKALAH SISTEM KOMUNIKASI SATELIT
AUTO TRACKING PADA POINTING SATELIT PALAPA-D DI KAPAL
LAUT
DISUSUN OLEH :
Ghina Fahira
(16101054)
Dosen Praktikum : Imam MPB, S.T.,M.T
FAKULTAS TEKNIK TELEKOMUNIKASI DAN ELEKTRO (FTTE)
INSTITUT TEKNOLOGI TELKOM
JL. D.I. PANJAITAN 128 PURWOKERTO
2018
I. LATAR BELAKANG
Teknologi secara umum dewasa ini berkembang sangat pesat. Pesatnya
perkembangan didasari kebutuhan manusia yang terus meningkat. salah satu bentuk
kebutuhan manusia adalah dalam berkomunikasi. Permasalahan komunikasi terkadang
terkendala oleh jarak, karena pada dasarnya manusia berbicara normal tidak akan terdengar
suaranya hingga ratusan kilometer. Sistem telekomunikasi yang ada dan dikembangkan
mampu mengatasi berbagai masalah seseuai dengan kebutuhannya. Salah satu produk dalam
sistem telekomunikasi adalah dengan menggunakan sistem telekomunikasi satelit yang
didalamnya melibatkan peralatan satelit sebagai pemantul dan repeater sinyal sehingga ketika
di bumi bisa melakukan komunikasi dengan jarak yang cukup jauh.
Dalam mekanisme kerja satelit, untuk dapat digunakan digunakan perangkat di bumi
berupa antena terminal yang langsung mengarah ke satelit. Di Indonesia, penggunaan
infrastruktur jaringan telekomunikasi satelit VSAT merupakan teknologi yang umum
digunakan, mengingat Indonesia terdiri dari banyak pulau yang tersebar sehingga sulit
dijangkau oleh teknologi komunikasi microwave maupun jaringan kabel. Pemakaian
teknologi VSAT sudah berkembang pesat dikalangan perusahaan-perusahaan atau industri-
industri khususnya pada industri kelautan untuk komunikasi telepon (voice), data, gambar
(video).
Untuk dapat digunakan, VSAT terlebih dahulu dikonfigurasi agar dapat melakukan
pointing menuju satelit tujuan dan mampu melakukan transmisi. Dalam makalah ini dibahas
mengenai cara kerja VSAT dan salah satu pengembangan VSAT terutama dalam pointing.
II. DASAR TEORI
A. Prinsip Kerja Sistem Komunikasi Satelit
Pada dasarnya satelit memiliki fungsi sebagai repeater (penguat) yang merupakan
stasiun pengulang. Satelit komunikasi adalah sebuah pesawat ruang angkasa yang
ditempatkan pada orbit di sekeliling bumi dan di dalamnya terdapat peralatan-peralatan
penerima dan pemancar gelombang mikro yang mampu merelay (menerima dan
memancarkan kembali) sinyal dari satu titik ke titik lain di bumi.
Gambar.1 Arsitektur Komunikasi Satelit
B. Perangkat Stasiun Bumi
Perangkat stasiun bumi terdiri atas antena, High Power Amplifier (HPA), Low Noise
Amplifier (LNA), modulator/demodulator, encoder/decoder, dan up/down converter.
Bentuk diagram dari perangkat stasiun bumi dapat dilihat pada gambar berikut.
Gambar.2 Blok Diagram Stasiun Bumi
Berikut ini adalah beberapa perangkat yang terdapat pada stasiun bumi:
1. Antena, yang digunakan pada jaringan VSAT pada umumnya adalah antena parabola
yang mudah dipasang dan dipindahkan sesuai dengan keinginan pemakai. Antena
merupakan suatu komponen utama dari stasiun bumi, mengingat pengaruhnya akan
kemampuan untuk memancarkan dan menerima, dan juga gainyang berpengaruh
pada perhitungan interferensi. Perangkat Pemancar, terdiri atas Encoder, Modulator,
Up Converter, High Power Amplifier (HPA), Decoder
C. Orbit Satelit
Gambar.3 Orbit Satelit
1. LEO (Low Earth Orbit)
Satelit jenis LEO merupakan satelit yang mempunyai ketinggian 320 – 800
km di atas permukaan bumi. Karena orbit mereka yang sangat dekat dengan bumi,
satelit LEO harus mempunyai kecepatan yang sangat tinggi supaya tidak terlempar
ke atmosfer. Kecepatan edar satelit LEO mencapai 27.359 Km/h untuk mengitari
bumi dalam waktu 90menit. Delay Time LEO sebesar 10 ms (Waktu perambatan
gelombang dari stasiun bumi ke satelit dan kembali lagi ke stasiun bumi).
2. MEO (Medium Earth Orbit)
Satelit pada orbit ini merupakan satelit yang mempunyai ketinggian di atas
10000 km dengan aplikasi dan jenis yang sama seperti orbit LEO. Satelit jenis
MEO ini mempunyai delay sebesar 60 – 80 ms. MEO, Medium Earth Orbit Satelit
dengan ketinggian orbit menengah dengan ketinggian 9656 km hingga 19312 km
dari permukaan bumi.
3. GEO (Geostationery Earth Orbit)
Satelit GEO merupakan sebuah satelit yang ditempatkan dalam orbit yang
posisinya tetap dengan posisi suatu titik di bumi. Posisi orbit satelit GEO sejajar
dengan garis khatulistiwa atau mempunyai titik lintang nol derajat. Sebuah orbit
geostasioner, atau Geostationary Earth Orbit (GEO), adalah orbit lingkaran yang
berada 35.786 km (22.236 mil) di atas ekuator bumi dan mengikuti arah rotasi
bumi.
D. VSAT (Very Small Aperture Terminal)
1. Pengertian VSAT
Very Small Aperature Terminal (VSAT) adalah suatu istilah yang digunakan
untuk menggambarkan terminal-terminal stasiun bumi satelit kecil yang
menggunakan antena berbentuk lingkaran atau parabola, dengan diameter 0,9
hingga 3,8 meter, yang digunakan untuk melakukan pengiriman data, gambar
maupun suara via satelit.
2. Konsep Komunikasi VSAT
Prinsip komunikasi VSAT yaitu satelit mengirimkan dan menerima sinyal
dari computer yang terdapat pada stasiun bumi yang berfungsi sebagai hub
system. Hub mengendalikan semua operasi pada jaringan. Semua transmisi untuk
komunikasi antar pengguna harus melewati sebuah stasiun penghubung
(Hub Station), kemudian hub akan meneruskannya ke satelit untuk selanjutnya
satelit meneruskan ke pengguna VSAT yang lain.
3. Jenis VSAT
Berdasarkan teknologi komunikasi yang digunakan, VSAT dibagi menjadi
tiga jenis, yaitu :
– VSAT Net
Pada VSAT Net menggunakan antena parabola yang memiliki diameter
sekitar 1,8 meter. Stasiun induk mengendalikan VSAT Net sepenuhnya.
VSAT Net mempunyai dua jenis sistem layanan.
– VSAT Link
VSAT Link memberikan bandwidth pribadi yang memerlukan komunikasi
dalam jumlah besar dan terus menerus dengan lokasi yang tidak tercakup oleh
kabel. Layanan ini dapat digunakan untuk komunikasi data, suara maupun
video.
– VSAT IP
VSAT IP merupakan layanan komunikasi data dengan menggunakan media
akses satelit dengan teknologi Time Division Multiplex (TDM)/Time Division
Multiple Access (TDMA) yang berbasis pada standar Internet Protocol (IP).
2. Perangkat VSAT
a) Outdoor Unit (ODU)
– Antena
Antena yang digunakan dalam jaringan VSAT adalah
antena solid disc antena yang berbentuk parabola berjenis offset. Fungsi
antena pada komunikasi VSAT adalah sebagai berikut:
Memancarkan gelombang radio RF dari stasiun bumi ke satelit yang
mana besar frekuensinya antara 5,925 GHz hingga 6,425 GHz.
Menerima gelombang radio RF dari satelit ke stasiun bumi yang mana
besar frekuensinya 3,7 GHz sampai dengan 4,2 GHz.
Gambar.4 Antena parabola VSAT
– LNA (Low Noise Amplifier)
Low Noise Amplifier (LNA) berfungsi memberikan penguatan kepada
sinyal yang dikirimkan dari satelit melalui antena dengan noise yang cukup
rendah dengan lebar pita (bandwidth) yang sangat besar. Sebuah LNA
bekerja pada band frekuensi antara 3,7 GHz sampai 4,2 GHz
(Bandwidth 500 MHz).
– SSPA (Solid State Power Amplifier)
SSPA mempunyai fungsi sebagai penguat daya sinyal sehingga sinyal
dapat dipancarkan pada jarak yang jauh. SSPA merupakan penguat akhir
pada rangkaian sisi pemancar (transmit side) yang merupakan penguat daya
berfrekuensi sangat tinggi.
-Up/Down Converter
Up Converter berfungsi sebagai pengkonversi
sinyal Intermediatefrequency (IF) atau sebuah sinyal yang memiliki
frekuensi menengah menjadi sebuah sinyal RF Up link (5,925 GHz – 6,425
GHz). Sedangkan Down Converter berfungsi untuk mengkonversi sinyal
RF Down link (3,7 Mhz – 4,2 MHz) menjadi
sinyal Intermediate frequency (IF) dengan frekuensi center sebesar 70
MHz).
b) Indoor Unit (IDU)
Indoor unit merupakan interface ke terminal pelanggan. Indoor unit ini
terdiri dari modem (modulator – demodulator) dan terminal pelanggan.
Perangkat indoor unit ini berfungsi menerima data dari pelanggan,
memodulasi serta mengirimkan ke outdoor RF unit untuk ditransmisikan dan
menerima data termodulasi dari outdoor RF unit, mendemodulasikan lalu
mengirimkan kembali data tersebut ke pelanggan.
c) Transponder Satelit
Satelit berfungsi sebagai stasiun relay yang menerima, memproses dan
memancarkan kembali sinyal komunikasi radio. Pada setiap satelit
terdapat transponder yang berfungsi sebagai pembawa sinyal informasi
berupa suara, gambar dan video. Setiap transponder satelit mempunyai
lebar bandwidth yang berbeda-beda.
3. Keuntungan Teknologi VSAT
Sistem komunikasi tidak melihat jarak atau lokasi tempat pengiriman data.
Perkembangan infrastrukturnya relatif cepat untuk daerah yang sangat luas,
jika dibandingkan dengan daerah terestrialnya.
Komunikasi dapat dilakukan baik titik ke titik maupun dari satu titik ke
banyak titik.
Memiliki kecepatan bit akses tinggi dan memiliki bandwidthlebar, selain itu
VSAT bisa dipasang dimana saja selama masih masuk dalam jangkauan
satelit.
4. Kelemahan Teknologi VSAT
Semakin tinggi frekuensi sinyal yang dipakai maka akan semakin tinggi
redaman karena curah hujan.
Sun Outage, adalah kondisi yang terjadi pada saat bumi, satelit dan matahari
berada dalam satu garis lurus. Satelit yang mengorbit bumi secara
geostasioner pada garis tetap dan mengalami dua kali sun outagesetiap
tahunnya.
Untuk melewatkan sinyal TCP/IP, besarnya throughputakan terbatasi
karena delay propagasi satelit geostasioner.
III. PEMBAHASAN DAN ANALISA
A. Membangun Jaringan VSAT
Untuk membangun sebuah jaringan VSAT (Very Small Aperture Terminal) sehingga
bisa melakukan komunikasi jarak jauh ada dua cara yang harus di lakukan adalah
sebagai berikut:
– Pointing
Pointing Antena VSAT merupakan suatu proses untuk mengarahkan atau mencari posisi
satelit yang akan kita tuju. Sebelum melakukan pointing antena, ada beberapa hal yang
perlu kita ketahui yaitu letak/ posisi satelit yang fungsinya untuk menentukan kemana
antena akan diarahkan. Istilah Dalam Pointing adalah sebagai berikut :
o Elevasi
Sudut elevasi adalah arah sudut dari permukaan satelit terhadap permukaan bumi, atau
disebut juga pengarahan sudut antena secara vertical.
o Azimuth
Azimuth adalah pengarahan posisi antenna secara horizontal, agar satelit tepat pada
arah reflector antena.
o Polarisasi
Polarisasi adalah sinkronisasi antara posisi feedhorn dengan posisi transponder di satelit.
Posisi transponder yang dimaksud adalah kondisi transponder yang dijadikan
tujuan feedhorn. Terdapat dua pilihan polarisasi, yaitu vertical dan horizontal.
B. GPS
GPS (Global Positioning System) adalah sistem satelit navigasi dan penentuan posisi
yang dimiliki dan dikelola oleh Amerika Serikat dan diatur dengan format NMEA
(National Marine Electronics Association). Sistem ini didesain untuk memberikan posisi
dan kecepatan tiga-dimensi serta informasi mengenai waktu, secara kontinyu di seluruh
dunia tanpa bergantung waktu dan cuaca, bagi banyak orang secara simultan. Sistem GPS
dibagi tiga bagian yaitu satelit, pengontrol, dan pemakai.
Prinsip penentuan posisi dengan GPS yaitu menggunakan metode reseksi jarak, dimana
pengukuran jarak dilakukan secara simultan ke beberapa satelit yang telah diketahui
koordinatnya. Pada pengukuran GPS, memiliki empat parameter yang harus ditentukan :
yaitu 3 parameter koordinat X,Y,Z atau L,B,h dan satu parameter kesalahan waktu akibat
ketidaksinkronan jam osilator di satelit dengan jam di receiver GPS. Oleh karena
diperlukan minimal pengukuran jarak ke empat satelit
Prinsip kerja digital compass dipresentasikan sebagai bahanferromagnetic permaalloy
(20% Fe dan 80% Ni), diasumsikan ketika tidak ada pengaruh medan magnet dari luar
(H) maka magnetisasi dari permaalloy akan sejajar dengan arus sehingga resistansinya
akan tergantung sepenuhnya dengan besar arus, namun ketika ada pengaruh medan
magnet dari luar maka permaalloy akan membentuk sudut a. sehingga resistansinya
berubah menjadi :
R = Ro +Ro cos2a
Dimana Ro dan Ro adalah parameter permaalloy yang diatur saat pembuatan bahan.
Sistem navigasi yang cukup baik, efektif, mudah digunakan dan murah meriah adalah
dengan kompas digital. Banyak jenis kompas digital yang diproduksi khusus untuk
keperluan robotika, salah satu yang sangat populer adalah CMPS03 Magnetic Compass
buatan Devantech Ltd. CMPS03 yang berukuran 4 x 4 cm ini menggunakan sensor medan
magnet Philips KMZ51 yang cukup sensitif untuk mendeteksi medan magnet bumi
dengan tingkat akurasi 3-4 derajat dan resolusi 1 derajat.
C. Satelite finder
Satfinder merupakan suatu transducer yang mengubah radio frequency menjadi tegangan
dc. Sinyal dari antena penerima diterima pada transistor BFG65, lalu sinyal dikonversi
menjadi energi listrik DC untuk dialirkan ke IC LM 358. Energi listrik DC yang diterima
oleh IC LM 358 dibalik (inverting) untuk kemudian dilanjutkan ke Level Meter.
D. Motor Servo
Motor servo dikendalikan dengan memberikan sinyal modulasi lebar pulsa (Pulse
Wide Modulation / PWM) melalui kabel kontrol. Lebar pulsa sinyal kontrol yang
diberikan akan menentukan posisi sudut putaran dari poros motor servo. Sebagai
contoh, lebar pulsa dengan waktu 1,5 ms (mili detik) akan memutar poros motor
servo ke posisi sudut 90⁰. Bila pulsa lebih pendek dari 1,5 ms maka akan berputar
ke arah posisi 0⁰ atau ke kiri (berlawanan dengan arah jarum jam), sedangkan bila
pulsa yang diberikan lebih lama dari 1,5 ms maka poros motor servo akan
berputar ke arah posisi 180⁰ atau ke kanan (searah jarum jam). Lebih jelasnya
perhatikan gambar dibawah ini.
Ketika lebar pulsa kendali telah diberikan, maka poros motor servo akan bergerak
atau berputar ke posisi yang telah diperintahkan, dan berhenti pada posisi tersebut
dan akan tetap bertahan pada posisi tersebut. Jika ada kekuatan eksternal yang
mencoba memutar atau mengubah posisi tersebut, maka motor servo akan
mencoba menahan atau melawan dengan besarnya kekuatan torsi yang
dimilikinya (rating torsi servo). Namun motor servo tidak akan mempertahankan
posisinya untuk selamanya, sinyal lebar pulsa kendali harus diulang setiap 20 ms
(mili detik) untuk menginstruksikan agar posisi poros motor servo tetap bertahan
pada posisinya. E. Cara Pointing pada Satelit Palapa-D
Cara mudah untuk lock satelit Palapa D yaitu kita harus mengetahui frekuensi
terkuatnya dan arah posisi parabola dan lnbnya.
1. pastikan posisi lnb nya sudah benar
2. atur kedalaman lnb nya ke angka 40
3. jika posisi lnb dan kedalaman lnbnya sudah benar, kita lanjut ke langkah
selanjutnya yaitu sebelum tracking masukin dulu frekuensi terkuatnya ke receiver
yaitu 4040 V 30000 ( Frekuensi terkuat dari skynindo )
4. jika sudah di masukkan maka geserlah arah parabolanya sedikit ke arah barat
secara perlahan sampai sinyalnya ketemu
5. kalau sinyal nya sudah dapat paling tidak 70 % maka scan otomatislah
receivernya
6. setelah itu jika channel dari satelit palapa d seperti Mnc TV, TV One, RCTI, dll
sudah sapat maka anda sudah sukses tracking satelit Palapa D.
F. Sample Nilai Azimuth dan Elevasi pada Posisi Kapal Laut Bergerak
Diketahui
θi = Latitude Stasiun Bumi
θL = Longitude Stasiun Bumi
θs = Longitude Satelit Target (113o)
Posisi 1
θi = -6,655o
θL = 112,571o
Posisi 2
θi = -6,175o
θL = 113,0323o
Posisi 3
θi = -5.366o
θL = 113,537o
Posisi 4
θi = -4,622o
θL = 113,845o
Posisi 5
θi = -3,899o
θL = 114,1973o
Azimuth
A = tan-1 (
( )
)
Elevasi
E = tan-1 (
( ( )
√ ( ( )) )
Posisi1
A = tan-1 (
( )
) = -3,6
o
E = tan-1 (
( ( ) ( ( )
√ ( ( ) ( ( ) ) = 80,34
o
Posisi2
A = tan-1 (
( )
) = 0,3
o
E = tan-1 (
( ( ) ( ( )
√ ( ( ) ( ( ) ) = 80,44
o
Posisi3
A = tan-1 (
( )
) = 5,78
o
E = tan-1 (
( ( ) ( ( )
√ ( ( ) ( ( ) ) = 83,9
o
Posisi4
A = tan-1 (
( )
) = 10,37
o
E = tan-1 (
( ( ) ( ( )
√ ( ( ) ( ( ) ) = 84,59
o
Posisi5
A = tan-1 (
( )
) = 17,08
o
E = tan-1 (
( ( ) ( ( )
√ ( ( ) ( ( ) ) = 85,27
o
IV. KESIMPULAN
Kesimpulan :
Teknologi sistem telekomunikasi satelit dengan menggunakan VSAT merupakan salah satu
bentuk solusi dalam mengatasi kebutuhan manusia dalam melakukan komunikasi jarak jauh.
Sistem telekomuniasi dengan melibatkan satelit memiliki kelebihan salah satunya adalah
jangkauan yang cukup jauh dan sistem yang mudah digunakan. Kesulitan dalam sistem
telekomunikasi satelit yaitu pada proses pointing dapat diselesaikan lebih mudah dengan
bantuan teknologi auto tracking agar sistem telekomunikasi satelit lebih mudah dalam
penggunaannya. Auto tracking digunakan pada satelit dengan menggabungkan antena, data,
kontroller, satelite finder, kompas digita serta GPS. Dengan perpaduan komponen-komponen
tersebut terciptalah sebuah sistem telekomunikasi satelit dengan menggunakan auto tracking
yang baru.
Teknologi VSAT membutuhkan waktu yang cukup cermat untuk dilakukan konfigurasi, salah
satu permasalahannya adalah saat pointing antena. Sehingga dengan menggunakan sistem
auto tracking pada VSAT akan memperbaiki serta mempermudah kinerja engineer dalam
melakukan pointing.
V. DAFTAR PUSTAKA
1. Setyadi, Rizky. “Analisis Kinerja Komunikasi Terminal Penerima TV Satelit Dengan
Pendekatan Link Budget Pada Pengguna Satelit Telkom-1”. Program Studi Teknik
Elektro. Universitas Pakuan.
2. Ranggakusuma, Rama. “Analisis Kinerja Jaringan VSAT Pada Stasiun Klimatologi
Badan Meteorologi Klimatologi Dan Geofisika Semarang”. Fakultas Teknik Informatika.
Universitas Dian Nuswantoro. 2014.
3. La Gapo.; M.E.I. Najoan.; R. Sengkey.; J.R. Robot. “Analisa Koneksi Jaringan Komputer
Di PTI (Pusat Teknologi Informasi) UNSRAT Dengan VSAT (Very Small Aperture
Terminal)”. Teknik Elektro. UNSRAT Manado. 2012.
4. Fachrul H, Ifaz. “Autotracking Pada Pointing VSAT”. 17 Januari 2017.
5. Megasakti muhammad cakra, “Rancang Bangun Auto Tracking Dengan Menggunakan
Microcontroller, Gps, Sat Finder Dan Digital Compass Untuk Sinkronisasi Azimuth
Antena Terhadap Satelit Cakrawarta-2”. Skripsi universitas indonesia. 2010