Bab Xi

Komunikasi Satelit

Sistem Satelit

Pada dasarnya merupakan ‘repeater’ microwave di angkasa Diluncurkan pertama tahun 1962 Station bumi – perangkat komunikasi yang berada di bumi Uplink – transmissi dari stasiun bumi ke satelit Downlink – transmisi dari satelit ke stasiun bumi (beda dgn uplink, biasanya lebih cepat, dapat disebarkan) • Transponder – komponen elektronik di dalam satelit yang mengubah/menguatkan sinyal uplink menjadi sinyal downlink (terdapat 16 sampai 20 per satelit, masingmasing dgn BW: 36-50 MHz) • • • • •

Kategori Satelit Komunikasi • Berdasarkan luasan cakupan (Coverage area) – Global, regional, nasional – Beam Transponder dapat mengkover : 250 km2 (sempit) sampai dengan 10,000 km2 (lebar) – Tiap antena ditujukan ke tiap transponder, mengirim beberapa frame informasi, dan selanjutnya disebarkan ke area lain.

• Berdasarkan Tipe Layanan – Fixed service satellite (FSS) - point to point – Broadcast service satellite (BSS) – untuk perumahan – Mobile service satellite (MSS) – Pengirim/penerima bergerak

• Berdasarkan Penggunaan Umum – Komersial, militer, amatir, experimental

Klasifikasi Orbit Satelit • Orbit Sirkular dan Elip • Orbit pada bidang yang berbeda – Equatorial: orbit terletak diatas ekuator – Polar: orbit melintasi kedua kutub bumi – Inklinasi : orbit selain diatas

• Kedudukan satelit – GEO (Geostationary Earth Orbit) – MEO (Medium Earth Orbit) – LEO (Low Earth Orbit)

• VSAT (Very Small Aperture Terminals) – antena sta bumi relatif kecil, berdiamater 1 meter uplink :19.2 Kbps downlink : 512 kbps

LEO

MEO

LEO

- Ketinggian : 700-2000 km - Ketinggian : 8000-12000 km - Ketinggian : 35.780 km - Periode rotasi : 90 menit - Periode rotasi : 5-12 jam

- Periode rotasi : 24 jam

- Waktu LOS dgn

- Waktu LOS dgn

Sta. Bumi : 15 menit

- Waktu LOS dgn Sta. Bumi : 2-4 jam

Sta. Bumi : 24 jam

Contoh Sistem Satelit  Teledesic, didanai oleh Microsoft dan McCaw Cellular,  Proyek jaringan satelit LEO bernilai $9 billion  Dioperasikan pada laju 64 Mbps downlink dan 2 Mbps uplink.  Iridium, dirintis oleh Motorola, merupakan proyek jaringan LEO  Tujuan: mengkover seluruh permukaan bumi ditambah 50 mile diatas bumi (pesawat) •

Contoh lainnya (GE, Hughes, AT&T, IBM)

•

Penggunaan Orbit diatur oleh FCC dan agen lainnya – FCC dibentuk th. 1934. Satelite dikontrol oleh Communications Satellite Act sejak 1962

Istilah Geometri A • Sudut elevasi (A) – sudut dari garis horizontal ke titik tengah main beam antena saat antena diarahkan langsung ke satelit • Sudut Cakupan – ukuran bagian permukaan bumi yang memungkinkan komunikasi satelit • Sudut elevasi minimum : Beberapa hal yang mempengaruhi sudut elevasi minimum dari antena sta. bumi (>0o) – Gedung-2, pohon-2, dan object lain yang menghalangi sistem LOS terrestrial – Redaman atmosphere akan lebih besar pada sudut elevasi rendah. – Darau listrik yang dibangkitkan oleh panas bumi dekat permukaannya mempengaruhi penerimaan sinyal info.

Orbit GEO dan Satelit GEO • Kedudukan satelit stationer (berputar mengikuti bumi)

• Keunggulan – – – –

Tidak ada masalah perubahan frekuensi Tracking satelit mudah dan sederhana Area cakupan lebar 3 satelit dapat mengkover seluruh permukaan bumi.

• Kerugian

– Sinyal menjadi lemah, setelah menempuh jarak 35,000 km. – Layanan untuk daerah kutub sedikit. – Delay pengiriman sinyal besar.

Contoh : GEO

Kategori LEO • Little LEO – – – –

Frekuensi dibawah 1 GHz Bandwidth 5 MHz Laju data sampai 10 kbps Ditujukan untuk paging, tracking, dan low-rate messaging

• Big LEO – Frekuensi diatas 1 GHz – Mendukung laju data sampai beberapa megabit per det. – Memberikan layanan yang sama dengan little LEO ditambah dengan layanan voice dan positioning.

LEO

MEO

GEO

LEO

MEO

HEO

Tipe Layanan LEO - Low Earth Orbit Pager, wireless e-mail, mobile telephone, spying, video conferencing MEO - Middle Earth Orbit GPS dan pemerintahan GEO - Geosynchronous Orbit Cuaca, televisi, dan pemerintahan

Band Frekuensi yang Tersedia untuk Komunikasi Satelit

Band Frekuesi • L/S

1.6/2.4 GHz

• C

4/6 GHz

• Ku

14/12 GHz

• Ka

30/20 GHz

• V

40-75 GHz

military

Faktor Kinerja Link Satelit • Jarak antara antena stasiun bumi dan antena satelit. • Kuat sinyal untuk arah downlink (jarak terrestrial antara antena stasiun bumi dan “titik fokus satelit”, berbeda (lihat gambar slide berikutnya) • Redaman atmosphere – Dipengaruhi oleh oksigen, air, sudut elevasi dan frekuensi.

Satellite Footprint

Konfigurasi Jaringan Satelit

Strategi Alokasi Kapasitas • • • • •

Umumnya GEO mempunyai BW : 500MHz Dibagi menjadi kanal-kanal (misal: 40 MHz) Frequency division multiple access (FDMA) Time division multiple access (TDMA) Code division multiple access (CDMA)

Frequency-Division Multiplexing • Alternatif penggunaan kanal dalam konfigurasi point-to-point – – – – – – –

1200 voice-frequency (VF) kanal suara Satu aliran data sebesar 50-Mbps 16 kanal, masing-2 1.544 400 kanal masing-masing 64 kbps 600 kanal masing-masing 40 kbps Satu sinyal video analog 6/9 sinyal video digital

• Factor yang membatasi jumlah subkanal yang sapat disediakan dalam kanal satelit menggunakan FDMA – Derau Thermal, Derau Intermodulation, Crosstalk

Typical Satellite Transponder Frequency Plan untuk Kanal Downlink

Bentuk-bentuk FDMA • Fixed-assignment multiple access (FAMA) – Penggunaan kapasitas oleh beberapa stasiun didistribusikan secara tetap. – Permintaan dapat berfluktuasi – Mengakibatkan adanya kapasitas yang tak terpakai

• Demand-assignment multiple access (DAMA) – Penggunaan kapasitas berubah sesuai kebutuhan untuk merespon perubahan kebutuhan beberapa stasiun bumi.

FAMA-FDMA • FAMA – digunakan logical link antara stasiun • FAMA – beberapa stasiun mengakses satelit menggunakan frekuensi yang berbeda • Menggunakan bandwidth yang telah ditentukan

DAMA-FDMA • Single channel per carrier (SCPC) – bandwidth dibagi menjadi kanal VF individual – Menarik untuk daerah yang jauh dengan pengguna – Tidak efisien karena penggunaan kanal fixed

• DAMA – kumpulan subkanal dalam kanal yang disediakan sesuai permintaan – Untuk full-duplex antara dua sta. bumi , sepasang subkanal secara dinamik disediakan berdasarkan permintaan

Alasan Penggunaan Teknik TDM • Biaya komponen digital semakin menurun • Kelebihan dari komponen digital – Penggunaan koreksi kesalahan

Operasi FAMA-TDMA • Meningkatkan efisiensi TDM – Sangat dipengaruhi derau intermodulasi

Contoh Format Frame TDMA

Operasi FAMA-TDMA • Transmisi dalam bentuk pengulangan deretan frame – Tiap frame dibagi menjadi sejumlah slot waktu – Tiap slot disediakan untuk pemanncar tertentu

• Sta. Bumi mengirim informasi menggunakan kanal uplink – Mengirim data dalam slot waktu yang telah disediakan

• Satelit mengulang pengiriman (transmisi) yg datang – Menyebarkan (Broadcast) ke semua stasiun

• Station-2 harus tahu slot yang mana yang digunakan untuk pengiriman dan untuk penerimaan.

FAMA-TDMA Uplink

FAMA-TDMA Downlink