DASAR KOMUNIKASI SATELIT DAN PRINSIP KOMUNIKASI SATELIT

DASAR KOMUNIKASI SATELIT

Telekomunikasi adalah suatu proses hubungan. tukar-menukar informasi yang dibutuhkan untuk keperluan tertentu melalui suatu jarak yang relatif jauh. Sejalan dengan perkembangan penduduk dunia, diperlukan sarana perhubungan yang dapat memungkinkan orang untuk berhubungan dengan jarak yang semakin jauh.

Telekomunikasi, terutama komunikasi radio, meneruskan informasi dari satu tempat ke tempat lain, sehingga dalam telekomunikasi ini ada unsur-unsur :

Informasi

Dapat berupa telegraf, telex, suara, musik, televisi, dan data yang mempunyai spektrum frekuensi dan bentuk bentuk yang berbeda.

Yang harus diteruskan

Dengan cara telekomunikasi melalui media pembawa seperti : saluran dua kawat sejajar, koaksial, bumbung gelombang, ionosphere, troposphere.

Dalam suatu sistem modulasi : CW, AM, FM, PM.

Dengan cara yang sesuai

Terutama bentuk akhir harus seserupa mungkin dengan bentuk asli dalam batas-batas distorsi yang bisa ditolerir, hal ini akan menentukan persyaratan S/N ataupun delay.

Dalam jumlah maupun kecepatan yang semakin meningkat

Yang berarti lebar band yang diperlukan, semakin besar dengan sistem modulasi yang semakin canggih.

Melalui jarak yang semakin jauh

Jarak mempengaruhi distorsi serta amplifikasi yang diperlukan.

Dengan biaya yang seekonomis mungkin

Biaya mempengaruhi kegunaan sistem, sehingga harus dicari titik optimum antara cara-cara maupun peralatan yang paling sederhana dan murah tetapi yang dapat meneruskan informasi dengan cara yang sebaik dan semudah mungkin.

Dalam menyalurkan sinyal, dalam sistem transmisi biasanya akan terjadi redaman dan akan timbul distorsi sebagai akibat ketidaklineran sistem transmisi serta adanya noise. Komunikasi radio merupakan sistem komunikasi yang menggunakan udara atau ruang antariksa sebagai bahan antara (medium).

Gelombang radio dari antena dapat dibedakan dalam :

• Gelombang Tanah yang menjalar sepanjang permukaan bumi
• Gelombang Langit yang terpancar ke udara dan dipantulkan ke arah bumi oleh lapisan ionosphere
• Gelombang Angkasa yang menjalar lurus seperti gelombang cahaya

Gelombang VLF, LF dan MF cenderung untuk merambat sebagai gelombang tanah. Sedang gelombang HF lebih menonjol penjalarannya sebagai gelombang langit. Gelombang Radio di atas 30 MHz, hanya merambat sebagai gelombang angkasa, sehingga komunikasi radio dalam daerah gelombang ini hanya bisa terjadi dalam keadaan “line of sight (LOS)”, dengan pengertian antena-antena pemancar dan penerimanya harus “saling melihat”.

Komunikasi radio dalam seluruh gelombang radio, ditandai oleh besarnya kehilangan (loss) antara pemancar dan penerima, tingginya tambahan noise dari “luar” oleh udara, angkasa dan daerah cakupannya.

Telekomunikasi dengan gelombang mikro harus memenuhi persyaratan LOS, sehingga dalam jaringan gelombang mikro diperlukan stasiun-stasiun pengulang yang dipasang di tempat-tempat yang tinggi. Jika stasiun pengulang bisa ditempatkan di loksai yang tinggi sekali, jumlah stasiun pengulang akan lebih sedikit.

Seorang penulis “science fiction” Arthur C.Clarke pada tahun 1945 membayangkan, andaikata dengan bantuan roket, dapat ditempatkan satelit sedemikian sehingga letaknya cukup tinggi dan satelitnya mempunyai kecepatan mengelilingi bumi yang sama dengan perputaran bumi mengelilingi sumbunya. Hanya diperlukan tiga buah satelit untuk memungkinkan komunikasi antara dua titik dimanapun di muka bumi ini. Keberhasilan peluncuran satelit Sputnik pada 1957 memperlihatkan bahwa impian ini dapat diwujudkan[4].

Satelit komunikasi adalah sebuah pesawat ruang angkasa yang ditempatkan pada orbit di sekeliling bumi, dan yang didalamnya membawa peralatan-peralatan penerima dan pemancar gelombang mikro yang mampu menyiarkan kembali sinyal-sinyal dari satu titik ke titik-titik yang lain dibumi. Frekuensi-frekuensi gelombang mikro harus digunakan untuk menembus ionosfer, karena semua orbit satelit yang praktis terletak pada ketinggian yang jauh di atas ionosfer. Lagipula, frekuensi-frekuensi gelombang mikro yang diperlukan untuk menangani sinyal-sinyal berjalur lebar yang banyak dijumpai dalam jaringan komunikasi masa kini, serta untuk memungkinkan penggunaan antena-antena dengan perolehan tinggi yang diperlukan di pesawat ruang angkasa tersebut.

Sistem satelit dapat bersifat domestik, regional (daerah), atau global (untuk seluruh dunia). Jangkauan pelayanan dari suatu sistem satelit domestik adalah terbatas pada negara yang memiliki sistem tersebut.

Kordinasi dari pelayanan satelit ini dilakukan oleh International Telecommunication Union yang berpusat di Geneva. Konprensi-konprensi yang dikenal sebagai World Administrative Radio Conference (WARC) dan Regional Administrative Radio Conferences (RARC) diadakan secara teratur, dan pada waktu-waktu tertentu dikeluarkan rekomendasi mengenai daya radiasi, frekuensi, dan posisi orbit dan berbagai satelit.

Satelit-satelit yang digunakan sekarang adalah satelit aktif, yang berarti bahwa sinyal yang diterima satelit akan dipancarkan kembali, dan bukan hanya dipantulkan kembali ke bumi. Ini berarti bahwa didalam satelit harus mempunyai antena pemancar dan penerima yang sangat terarah, serta rangkaian-rangkaian interkoneksi yang kompleks. Juga diperlukan mekanisme pengatur posisi dan kontrol yang teliti bagi satelit. Keperluan daya bagi peralatan tersebut biasanya diperoleh dari susunan sel solar, dengan batere nikel-kadmium cadangan untul pelayanan pada saat terjadinya gerhana.

Prinsip Komunikasi Satelit

Telekomunikasi dengan gelombang mikro harus memenuhi persyaratan LOS (Line of Sight), sehingga dalam jaringan gelombang mikro diperlukan stasiun-stasiun pengulang yang dipasang di tempat-tempat yang tinggi. Andaikata stasiun pengulang bisa ditempatkan yang tinggi sekali, jumlah stasiun pengulang akan lebih sedikit.

Sinyal radio yang masuk dengan frekuensi sekitar 6 GHz diperkuat, lalu diturunkan frekuensinya ke sekitar 4 GHz, diperkuat lagi untuk kemudian dipancarkan kembali ke arah bumi.

Secara umum gambar dari sistem komunikasi satelit dapat dilihat pada gambar berikut:

Gambar  Sistem komunikasi satelit

Seperti terlihat pada gambar  link komunikasi terdiri dari dua komponen utama yaitu sisi uplink (pemancar) dan komponen sisi downlink (penerimaan).

Secara umum satelit dapat dibedakan atas dua jenis yang pertama adalah satelit alam, dan yang kedua adalah satelit buatan manusia. Satelit alam mempunyai ukuran yang beragam dan mengitari primary celestial bodies. Contohnya, bulan merupakan suatu satelit dari bumi dan bumi merupakan satelit dari matahari. Satelit buatan manusia diluncurkan ke orbit sekeliling suatu celestial body seperti bumi ataupun bulan.

Kegunaan satelit buatan adalah untuk :

• Komunikasi antar titik-titik di permukaan bumi, seperti untuk komunikasi radio dan TV
• Menjadi suatu titik acuan (point of reference) untuk menetapkan lokasi di ruang angkasa
• Mengamati bumi dan lingkungannya, dan
• Mengumpulkan dan melaporkan informasi ilmiah

Satelit komunikasi menerima, memperkuat, dan mentransmit sinyal suara, musik, TV, telepon dan data dari satu titik ke titik lain di bumi. Dengan kata lain, satelit komunikasi adalah repeater atau pengulang sinyal-sinyal tadi.

Keuntungan telekomunikasi satelit :

1. Untuk mencakup telekomunikasi suatu daerah (misal Indonesia) hanya diperlukan satu stasiun pengulang alias satu satelit.
2. Pengembangan jaringan bisa cepat, mudah dalam instalasi, karena tinggal memasang stasiun bumi dalam daerah cakupan satelit dan segera dapat berhubungan dengan stasiun-stasiun bumi lainnya. 
3. Mempunyai spectrum frekuensi yang lebar
4. Stasiun bumi yang semakin murah
5. Baik untuk jenis :

• Titik ke titik

• Titik ke banyak titik

• Banyak titik ke satu titik

Kekurangan telekomunikasi satelit :

• Besarnya kehilangan antara satelit dan stasiun buminya (± 200 dB pada frekuensi 6 GHz)
• Sistem penerima di bumi memerlukan penerima yang sangat peka (low noise receiver) dan pemancar yang relatif kuat
• Karena seluruh sistem bertumpu kepada satu satelit, sistem sangat peka terhadap umur satelit. Untuk ini biasanya ada satelit cadangan,sehingga biaya menjadi cukup mahal.

Roket Pendorong

Dengan perkembangan teknologi, roket pendorong untuk menempatkan satelit di orbitnya pun bertambah kuan dan semakin canggih. Sekarang ini sudah ada roket pendorong yang jumlah roket pendorongnya dapat disesuaikan dengan berat satelitnya. Juga ada sistem bahwa dua satelit yang berbeda dapat diluncurkan sekaligus untuk ditempatkan di dua lokasi yang berbeda pula.

Salah satu cara untuk mencapai ketinggian 35.900 Km (geosynchronous), adalah sebagai berikut :

• Roket menempatkan satelit dalam suatu transfer orbit dengan titik terendah (perigee) sekitar 230 Km dan titik tertinggi (apogee) sekitar 36.100 Km (lebih tinggi dari ketinggian geosyinchronous).
• Setelah satelit “recheck” dan dinyatakan sehat, apabila satelit mendekati posisi tertinggi dan lintasannya memotong khatulistiwa, roken AKM (Apogee Kick Motor) dinyalakan sehingga satelit menempuh lintasan yang synchronous.
• Operasi berikutnya akan menempatkan satelit betul-betul di lokasi yang ditentukan dalam suatu lintasan yang geosyncrhonous.

Orbit Satelit

Sebuah satelit yang mengorbit di bumi tetap berada pada posisinya karena gaya sentripetal pada satelit diimbangi oleh gaya tarikan gravitasi dari bumi. Lagi pula, hambatan atmosfer haruslah dapat diabaikan, dan ini menghendaki bahwa satelit berada pada ketinggian yang lebih dari kira-kira 600 km. Pilihan orbit ini adalah hal yang sangat penting dan mendasar, karena ini menentukan rugi dan waktu (delay time) keterlambatan alur transmisi, daerah lingkup bumi (earth coverage area), dan selang waktu dimana satelit dapat terlihat dari setiap daerah tertentu.

Waktu periodik adalah waktu yang diperlukan untuk satu orbit lengkap, dan sebuah orbit sinkhron ialah yang waktu periodiknya adalah suatu kelipatan bilangan bulat atau pecahan dari periode putaran bumi. Orbit geostationer (geostationary) adalah orbit sinkhron yang paling banyak digunakan. Periode rotasi bumi pada sumbunya adalah 23 jam 56 menit, dan sebuah satelit dalam orbit geostationer yang bergerak menurut arah yang sama seperti rotasi bumi, akan menyelesaikan satu revolusi (putaran) pada sumbu bumi pada waktu yang sama. Karena itu bagi seorang pengamat di bumi, satelit akan tampak diam (stationer), dari sinilah diberikan nama geostationer.

Pada masa permulaan komunikasi satelit, satelit yang berorbit synchronous maupun yang non-synchronous sama-sama dikembangkan. Dalam perkembangannya, satelit dengan orbit geosynchronous boleh dikatakan merupakan satu-satunya sistem yang digunakan untuk tujuan komunikasi global.

Beberapa faktor yang menghalangi pilihan terhadap satelit yang nonsynchronous antara lain : 

• Karena waktu edar yang lebih pendek, satelit hanya “terlihat”, dari suatu titik di muka bumi, untuk waktu yang terbatas. Sehingga untuk komunikasi yang kontinyu perlu prosedur “serah terima” antara 2 satelit yang berurutan.
• Karena satelitnya “terbit” dan “terbenam”, disetiap lokasi stasiun bumi minimal harus ada 2 antena yang “fully steerable”, satu aktif “berhubungan” dan satu lagi siap-siap untuk “menangkap” satelit yang berikutnya.
• Situasi pada waktu itu juga kurang mendukung, mengingat daya satelit yang masih kecil, antena stasiun bumi masih harus besar, juga prosedur “serah-terima” untuk adanya komunikasi yang kontinyu masih harus dikembangkan. Sehingga memang pilihan jatuh ke satelit yang geosyncrhonous. Namun, perkembangan komunikasi satelit justru semakin menonjolkan kekurangan satelit-satelit geostationer, antara lain :
• Terbatasnya “slot” di lintasan stationer yang hanya 360º. Walapun jarak setiap satelit yang semula 5º diperkecil 2º dan bahkan sekarang pada posisi yang sama daerah frekuensi, footprint dan lailn-lain, diperkirakan orbit GEO tetep tidak mencukupi.
• Karena tingginya lintasan satelit, freespace loss cukup tinggi, sehingga pemanfaatn terbatas hanya untuk komunikasi yang tetap (fixed communication).
• Keterbatasan satelit yang geosynchronous ini justru merupakan sifat yang inherent dalam satelit nonsynchronous, antara lain :

1. Bidang lintasan tidak harus berhimpit dengan bidang khatulistiwa.
2. Ketinggian yang lebih rendah dari geosynchronous, menyebabkan stasiun di bumi bisa kecil hingga ukuran yang bisa dijinjing.

Keunggulan-keunggulan ini juga didukung oleh perkembangan teknologi antar lain daya pancar satelit yang semakin besar dan lain-lain. Sehingga satelit berorbit rendah atau LEO (Low Earth Orbit) dapat digunakan untuk komunikasi, terutama cukup menarik untuk sistem komunikasi bergerak (Mobile Satellite Communication System, MSCS).

Namun karena untuk sistem komunikasi satelit LEO diperlukan cukup banyak satelit untuk mencakupi permukaan bumi ini, dengan pertimbangan-pertimbangan tertentu dikembangkan juga komunikasi satelit dengan ketinggian garis edar yang menengah atau MEO (Medium Earth Orbit) bahkan berorbit GEO (Geostationary Earth Orbit).

• LEO = Low Earth Orbit ( 100-300 miles dari permukaan bumi)
• MEO = Medium Earth Orbit (6000 – 12000 miles dari permukaan bumi)
• GEO = Geostationary Earth Orbit (22,282 miles dari permukaan bumi)

Gambar  Letak Orbit dipermukaan bumi

Lebar daerah (Band) frekuensi yang ditempati oleh informasi/sinyal untuk satelit komunikasi :

a. L-Band : 1.200 MHz

b. S-Band : 2.200 MHz

c. C-Band : 6.000 MHz/4.000 MHz

d. Ku-Band : 14.000 MHz/11.000 MHz

e. Ku-Band : 17.000 MHz/14.000 MHz

f. Ka-Band : 28.000 MHz/24.000 MHz

g. V-Band : 40.000 MHz/30.000 MHz

DASAR KOMUNIKASI SATELIT DAN PRINSIP KOMUNIKASI SATELIT 2017-03-27T21:08:00-07:00 Rating: 4.5 Diposkan Oleh: frf