Mengingat indonesia yang terdiri dari banyak pulau sehingga sulit
dijangkau oleh jaringan komunikasi yang menggunakan kabel ataupun yang
menggunakan teknologi microwave, menyebabkan teknologi VSAT menjadi
pilihan yang banyak diambil baik oleh perusahaan-perusahaan swasta
maupun pemerintah. Untuk itu mempelajari VSAT adalah hal yang penting
bagi para pelajar yang berminat pada bidang telekomunikasi ataupun bagi
siapa saja yang menggeluti dunia telekomunikasi ataupun IT secara
umum, dimana kemungkinan besar kelak mereka akan berhadapan dengan
teknologi ini. Untuk itu di
belajar VSAT ini, kita coba
pelajari mengenai apa itu VSAT, apa saja komponen jaringan VSAT, apa itu
Hub VSAT, bagaimana cara bekerjanya, bagaimana teknik pengaksesannya,
bagaimana melakukan instalasi VSAT, seperti apa aplikasi VSAT yang
sesungguhnya, dan hal-hal lainnya yang berhubungan dengan teknologi
VSAT.
Apa sih sebenarnya VSAT itu?
VSAT atau
“Very Small Aperture Terminal ”
adalah suatu istilah yang digunakan untuk menggambarkan
terminal-terminal stasiun bumi satelit kecil yang menggunakan antena
berdiameter antara 0,9 sampai dengan 3,8 meter yang digunakan untuk
melakukan pengiriman data, gambar maupun suara via satelit.
Pada awalnya teknologi satelit membutuhkan antena-antena besar dan hanya dapat menghubungkan
point-to-point.
Komunikasi satelit pada saat itu masih sangat terbatas untuk kapasitas
besar saja, sehingga biayanya sangat mahal dan hanya digunakan untuk
keperluan tertentu seperti untuk operator telekomunikasi,
trunking,
microwave back-up, dan pelayanan telekomunikasi pada daerah terpencil.
Dengan munculnya VSAT, sistem komunikasi satelit saat ini selain
melayani pengguna bisnis juga dapat melayani pengguna personal (rumah).
VSAT masuk pertama kali ke Indonesia tahun 1989 seiring dengan
bermunculannya bank-bank swasta yang sangat membutuhkan sistem
komunikasi
online seperti ATM (
Automated Teller Machine).
Penggunaan infrastruktur jaringan telekomunikasi VSAT oleh perusahaan
ataupun instansi pemerintah yang memiliki kantor cabang yang tersebar
di seluruh wilayah Indonesia dirasakan lebih efektif dibanding
teknologi
microwave maupun jaringan kabel. Selain kurang efektif, jaringan
microwave
maupun kabel juga kurang efisien karena instalasinya memakan waktu lama
dan menelan biaya besar. Keduanya sangat rentan terhadap gangguan,
sedangkan cakupan areanya pun sangat terbatas karena kendala geografis.
Teknologi VSAT merupakan solusi dengan
cost efektif untuk hubungan jaringan komunikasi independen dengan jumlah besar dengan
site-site yang tersebar. VSAT menawarkan
value added service berbasis satelit seperti: Internet, data, LAN,
voice/
fax dan dapat menyediakan jaringan komunikasi
private/public serta layanan multimedia.
Pada umumnya VSAT diletakan langsung di
site pengguna. Seorang
end user VSAT memerlukan perangkat untuk menghubungkan komputernya dengan antena luar yang mempunyai
transceiver.
Transceiver
menerima atau mengirim sinyal ke transponder satelit di angkasa.
Satelit menerima sinyal dari bumi, menguatkan dan mengirimkan kembali
sinyal ke bumi.
JARINGAN VSAT
Arsitektur Jaringan VSAT terdiri dari:
1.
Ground Segment (Segmen Bumi)
2.
Space Segment (Segmen Angkasa)
- Arsitektur Jaringan VSAT
VSAT memiliki kemampuan untuk menerima maupun mengirimkan sinyal
melalui satelit kepada VSAT lain pada jaringan tersebut. Bergantung pada
teknologi apa yang digunakan, sinyal akan dikirimkan lewat satelit ke
hub station yang juga berfungsi sebagai pusat monitor, atau sinyal
langsung dikirimkan ke VSAT lain dan hub digunakan hanya untuk mengawasi
dan mengontrol, atau juga sinyal dikirimkan dari VSAT yang satu ke
VSAT lainnya secara langsung tanpa menggunakan Hub. VSAT dapat mendukung
kebutuhan komunikasi apapun, baik berupa suara, data, ataupun
konferensi video.
Desember 2, 2008 · 3:17 am
Komponen Jaringan VSAT
A. HUB STATION
Hub mengontrol seluruh operasi jaringan komunikasi. Pada hub terdapat
sebuah server Network Management System (NMS) yang memberikan akses
pada operator jaringan untuk memonitor dan mengontrol jaringan
komunikasi melalui integrasi perangkat keras dan komponen-komponen
perangkat lunak. Operator dapat memonitor, memodifikasi dan mendownload
informasi konfigurasi individual ke masing-masing VSAT. NMS workstation
terletak pada user data center.
Stasiun hub terdiri atas Radio Frequency (RF), Intermediate Frequency
(IF), dan peralatan baseband. Stasiun ini mengatur multiple channel
dari inbound dan outbond data. Pada jaringan private terdedikasi, hub
ditempatkan bersama dengan fasilitas data-processing yang dimiliki user.
Pada jaringan hub yang dibagi-bagi, hub dihubungkan ke data center atau
peralatan user dengan menggunakan sirkuit backhaul terrestrial.
Peralatan RF terdiri atas antenna, low noise amplifier (LNA),
down-converter, up-converter, dan high-power amplifier. Kecuali untuk
antena, subsistem RF hub pada umumnya dikonfigurasi dengan redundancy
1:1. Peralatan IF dan baseband terdiri dari IF combiner/divider,
modulator dan demodulator, juga peralatan pemroses untuk antarmuka
channel satelit dan antarmuka peralatan pelanggan. Unit antarmuka
satelit menyediakan kontrol komunikasi menggunakan teknik multiple akses
yang sesuai.
Sistem Hub VSAT
Unit peralatan pelanggan menyediakan antarmuka ke peralatan host
pelanggan dan emulasi protokol. Peralatan baseband pada hub dirancang
dalam gaya modular untuk mendapatkan pertumbuhan jaringan yang mudah dan
pada umumnya diberikan dengan skala 1:1 atau 1:N redundant
configuration.
Berdasarkan keperluannya, HUB terbagi menjadi dua jenis :
1.Dedicated Hub
-
Hub dimiliki dan digunakan sepenuhnya oleh jaringan sebuah perusahaan.
-
Jaringan VSAT merupakan aset perusahaan dan sepenuhnya dikontrol dan diatur oleh perusahaan.
-
Letak Hub biasanya dikantor pusat perusahaan.
- Biaya yang dikeluarkan oleh perusahaan sangat mahal.
2.. Shared Hub
Penjelasan lebih detail mengenai Hub Station akan dilanjutkan pada bagian tersendiri.
B. REMOTE STATION
Sebuah remote VSAT memiliki komponen-komponen sebagai berikut.
Outdoor Unit (ODU)
Terdiri atas antena dan Radio Frequency Transmitter (RFT).
a. Antena
Antena berfungsi untuk memancarkan dan menerima gelombang radio RF. Antena yang dipakai dalam komunikasi VSAT yaitu sebuah
solid dish antenna yang memiliki bentuk parabola.
Fungsi antena pada komunikasi VSAT adalah sebagai berikut :
-
Memancarkan gelombang radio RF dari stasiun bumi ke satelit yang mana besar frekuensinya dari 5,925 GHz sampai dengan 6,425 GHz.
-
Menerima gelombang radio RF dari satelit ke stasiun bumi yang mana besar frekuensinya dari 3,7 GHz sampai dengan 4,2 GHz.
Bagian antena terdiri atas reflektor,
feedhorn, dan penyangga. Ukuran piringan antena atau
dish VSAT berkisar antara 0,6 – 3,8 meter. Ukuran dish sebanding dengan kemampuan antena untuk menguatkan sinyal.
Antena VSAT
Feedhorn dipasang pada frame antena pada titik fokusnya dengan
bantuan lengan penyangga. Feedhorn mengarahkan tenaga yang
ditransmisikan ke arah piringan antena atau mengumpulkan tenaga dari
piringan tersebut. Feedhorn terdiri atas sebuah larik komponen pasif
microwave.
b. RFT
RFT dipasang pada frame antena dan dihubungkan secara internal ke feedhorn. RFT terdiri atas:
o
Low Noise Amplifiers (LNA)
LNA berfungsi memberikan penguatan terhadap sinyal yang datang dari
satelit melalui antena dengan noise yang cukup rendah dan bandwidth yang
lebar (500 MHz).
Lemahnya sinyal dari satelit yang diterima oleh LNA disebabkan oleh faktor berikut:
-
Jauhnya letak satelit, sehingga mengalami redaman yang cukup besar disepanjang lintasannya.
-
Keterbatasan daya yang dipancarkan oleh satelit untuk mencakup wilayah yang luas.
Untuk dapat memberikan sensitivitas penerimaan yang baik, maka LNA
harus memiliki noise temperatur yang rendah dan mempunyai penguatan /
gain yang cukup tinggi (Gain LNA = 50 dB). LNA harus sanggup bekerja
pada band frekuensi antara 3,7 GHZ sampai dengan 4,2 GHz (bandwidthnya
500 MHz).
Salah satu jenis LNA yaitu Parametrik LNA. Parametrik LNA yaitu LNA
yang menggunakan penguat parametrik untuk penguat pertamanya dan penguat
transistor biasa pada tingkat keduanya. Penguatan pertama (parametric
amplifier) memberikan penguatan 15 sampai dengan 20 dB dan penguatan
transistor memberikan penguatan 35 sampai dengan 40 dB, sehingga total
penguatannya sebesar 55 dB.
o
Solid State Power Amplifier (SSPA)
SSPA berfungsi untuk memperkuat daya sehingga sinyal dapat
dipancarkan pada jarak yang jauh. SSPA ini merupakan penguat akhir dalam
rangkaian sisi pancar (transmit side) yang merupakan penguat daya
frekuensi sangat tinggi dalam orde Gega Hertz.
Tujuan penggunaan SSPA adalah untuk memperkuat sinyal RF pancar pada
band frekuensi 5,925 GHz sampai dengan 6,425 GHz dari Ground
Communication Equipment (GCE) pada suatu level tertentu yang jika
digabungkan dengan gain antena akan menghasilkan daya pancar (EIRP) yang
dikehendaki ke satelit.
Ada hal yang perlu diperhatikan dalam mengoperasikan penguat daya frekuensi tinggi , diantaranya :
-
Besar daya output yang dihasilkan
-
Lebar band frekuensi yang harus dicakup
-
Pengaruh intermodulasi yang muncul
-
Input dan output Back – off
Up / Down Converter
Perangkat ini dikemas dalam satu kemasan tetapi memiliki dua fungsi yaitu sebagai up converter dan sebagai down converter.
1. Up Converter
Berfungsi untuk mengkonversi sinyal Intermediate frequency (IF) atau
sinyal frekuensi menengah dengan frekuensi centernya sebesar 70 MHz
menjadi sinyal RF Up link (5,925 – 6,425 GHz).
Up Converter
2. Down Converter
Berfungsi untuk mengkonversi sinyal RF Down link (3,7 MHz – 4,2 MHz)
menjadi sinyal Intermediate Frequency dengan frekuensi center sebesar 70
MHz.
Down Converter
Indoor Unit (IDU)
Modem VSAT merupakan perangkat indoor yang berfungsi sebagai
modulator dan demodulator. Modulasi adalah proses penumpangan sinyal
informasi kedalam sinyal IF pembawa yang dihasilkan oleh synthesiser.
Frekuensi IF besarnya mulai dari 52MHz sampai 88MHz dengan frekuensi
center 70 MHz. Sedangkan demodulasi adalah proses memisahkan sinyal
informasi digital dari sinyal IF dan meneruskannya ke perangkat
teresterial yang ada. Teknik Modulasi yang dipakai dalam modem satelit
yaitu modulasi dengan sistem PSK ( Phase Shift keying ).
Contoh Modem Satelit
Lebih jauh lagi fungsi dari Modulator dan Demodulator yakni:
Modulator
Modulator berfungsi untuk mencampurkan sinyal informasi digital dari
perangkat teresterial kedalam sinyal IF 70MHz yang dihasilkan dari dalam
modem.
Diagram Blok Modulator
Pada proses modulasi sinyal data masuk melalui port
Interface kemudian diteruskan ke bagian
Digital to Analog Converter dan
diubah menjadi sinyal analog I dan sinyal Q. Sinyal I dan sinyal Q
mempunyai amplitude yang sama tetapi memiliki fase yang berbeda. Sinyal I
& Q diperkuat, difilter kemudian dicampur dengan sinyal IF dari
sinthesizer sehingga dihasilkan sinyal IF termodulasi. Sinyal IF
kemudian dikuatkan dan diatur powernya oleh bagian TX control dan
kemudian diteruskan ke port IF Output di bagian belakang modem.
Demodulator
Demodulator menerima sinyal dari RFT dalam range frekuensi IF dan
melakukan demodulasi pada sinyal untuk memisahkan user traffic signal
dari carrier.
Digram blok Demodulator
Pada proses demodulasi, sinyal IF yang diterima di masukan ke
rangkain AGC. Rangkaian AGC ini berfungsi untuk mengatur kekuatan sinyal
IF yang akan didemodulasi. Rangkain AGC dikontrol oleh bagian A/D
converter.
Sinyal IF yang sudah disesuaikan levelnya
kemudian dicampur dengan sinyal dari sintisiser sehingga menghasilkan
sinyal I dan sinyal Q. Kemudian sinyal ini dikuatkan dan difilter,
setelah itu sinyal I & Q masuk ke bagian A/ D converter sehingga
didapatkan sinyal data digital, kemudian sinyal data digital diteruskan
ke bagian interface dan diteruskan ke port interface.
Pemilihan modem VSAT menentukan jenis teknologi
VSAT yang digunakan. Sebuah modem dispesifikasikan berdasar teknik
akses, protokol-protokol yang dapat ditangani, dan banyak interface port
yang dapat didukung.
Beberapa istilah yang berkaitan dengan modem sebagai berikut:
- Link Budgets. Meyakinkan bahwa perlengkapan RF akan menyediakan
kebutuhan topologi jaringan dan modem satelit yang digunakan link Budget
memperkirakan stasiun bumi dan satelit EIRP yang dibutuhkan.
- Equivalent Isotropically Radiated Power (EIRP), yaitu tenaga yang
ditransmisikan dari objek yang ditransmisikan. Satelit EIRP dapat
didefinisikan sebagai jumlah dari tenaga output amplifier satelit, dan
tenaga output dari antena satelit (selisih antara tenaga masuk dan
tenaga keluar)
Perhitungan level sinyal melalui sistem ( Stasiun bumi asal – satelit
– stasiun bumi penerima ) untuk memastikan kualitas layanan yang harus
dilakukan terutama untuk pembentukan link satelit.
Proses Transmisi Sinyal Satelit
1. Data yang akan ditransmisikan dari perangkat
remote/user, terlebih dahulu memasuki modem. Dalam modem ini data
dimodulasi. Proses modulasi ini menggunakan teknik PSK. Modulasi ini
bertujuan untuk mentranslasikan gelombang frekuensi informasi ke dalam
gelombang lain pada frekuensi yang lebih tinggi untuk dibawa ke media
transmisi.
2. Setelah data tersebut dimodulasi,
selanjutnya akan memasuki perangkat yang disebut RFT ( RF Transceiver)
atau driver. Dalam RFT ini terdapat Up dan Down Converter. Untuk proses
transmit yang digunakan adalah Up Converter. Up Converter ini berfungsi
untuk mentranslasikan sinyal dari frekwensi menengah IF (Intermediate
Frequency) menjadi suatu sinyal RF (Radio Frequency). Output sinyal yang
dihasilkan adalah 5925 – 6425 MHz.
3. Proses selanjutnya adalah memasuki SSPA
(Solid State Power Amplifier) yang berfungsi sama dengan HPA yaitu untuk
memperkuat sinyal RF agar dapat diterima oleh satelit.
4. Sinyal masuk ke dalam feedhorn, sinyal dari feedhorn dipantulkan ke satelit dengan antena.
Blok Diagram IDU-ODU
Proses Receive Sinyal Satelit
1. Antena menerima sinyal dari satelit, sinyal yang diterima antena kemudian dipantulkan ke feedhorn.
2. Dari Feedhorn, sinyal diteruskan memasuki
LNA (Low Noise Amplifier). Dimana LNA ini berfungsi untuk menekan noise
dan memperkuat sinyal yang diterima.
3. Dari LNA sinyal diteruskan memasuki Down Converter yang berfungsi untuk mentranslasikan sinyal RF menjadi sinyal IF.
4. Setelah memasuki Down Converter, maka sinyal
IF memasuki perangkat modem untuk melakukan proses demodulasi, dimana
prose demodulasi itu dimaksudkan untuk memisahkan antara sinyal carrier
dengan informasi yang ada di dalamnya.
5.Informasi yang sudah terpisah dari sinyal carrier kemudian
diteruskan ke perangkat user seperti Router , Multiplexer, dan
sebagainya.
C. SATELIT
Satelit Geostasioner merupakan segmen angkasa pendukung layanan VSAT.
Orbit ideal untuk satelit komunikasi adalah geostasioner, atau yang
relatif statis terhadap bumi. Satelit yang digunakan untuk komunikasi
hampir selalu berada pada orbit geostasioner secara eksklusif, berlokasi
sekitar 36.000 km diatas permukaan bumi. Oleh karenanya disebut Satelit
geostasioner karena satelit tersebut selalu berada di tempat yang sama
sejalan dengan perputaran bumi pada sumbunya.
Gambaran Visual Satelit Indonesia
Sesuai dengan kesepakatan International Telecommunication Union
(ITU), untuk menghindari terjadinya interferensi, setiap satelit
ditempatkan dengan jarak dua derajat terpisah sehingga jumlah satelit
maksimum yang dapat dioperasikan sebanyak 180 satelit.
Bagaimana pun, dengan pandangan untuk memaksimalkan penggunaan slot
orbital, penempatan satelit secara bersama-sama dilakukan secara
menyebar. Penempatan satelit secara bersama-sama dipisahkan 0,1 derajat
di angkasa atau hampir sekitar 30 km. Interferensisinyal dari penempatan
satelit bersamaan dicegah dengan menggunakan polarisasi ortogonal. Pada
saat bersamaan perlengkapan stasiun bumi dapat menerima sinyal dari dua
lokasi satelit tanpa orientasi ulang dari antena. Sinyal dapat
di-diferensiasikan berdasarkan polarisasinya.
Segmen angkasa tersedia dari organisasi yang telah mendapatkan
satelit, mengatur peluncuran, dan memimpin tes awal dalam orbit dan
kemudian mengoperasikan satelit-satelit ini secara komersial.
Fungsi utama satelit dikerjakan oleh transponder. Ada beberapa
transponder atau repeater dalam badan satelit. Transponder ini memiliki
fungsi-fungsi sebagai berikut:
Transponder menerima sinyal yang di uplink oleh VSAT atau Hub.
Frekuensi dari sinyal yang diterima ditranslasikan ke
frekuensi yang berbeda, dikenal sebagai frekuensi downlink. Translasi
frekuensi meyakinkan bahwa tidak ada feedback positif dan juga
menghindari interferensiisu yang terkait.
Transponder juga menguatkan sinyal downlink.
Sejumlah transponder menentukan kapasitas satelit. Kapasitas
transponder satelit untuk satelit generasi Palapa B yaitu terdiri dari
24 transponder yang terbagi atas 12 transponder untuk polarisasi
horizontal dan 12 transponder untuk polarisasi vertikal. Tiap
transponder memiliki bandwith 40 MHz.
Jenis band frekuensi Satelit sebagai berikut:
Frequency Band |
Uplink (GHz) |
Downlink (GHz) |
C-Band |
5.925 sampai 6.425 |
3.700 sampai 4.200 |
Ext- C-Band |
6.725 sampai 7.025 |
4.500 sampai 4.800 |
Ku-Band |
14.000 sampai 14.500 |
10.950 sampai 11.700 |
Pada komunikasi VSAT ada yang disebut up link dan down link. Up link
adalah sinyal RF yang dipancarkan dari stasiun bumi ke satelit. Down
link adalah sinyal RF yang dipancarkan dari satelit ke stasiun bumi .
Up Link dan Down Link
Di dunia Internasional, KU-Band adalah band frekuensi yang populer. KU-Band dapat mendukung trafik dengan ukuran antena yang
lebih kecil dibandingkan C-Band atau Ext-C-Band. Tapi Ku-Band tidak
tahan terhadap curah hujan tinggi sehingga tidak sesuai untuk digunakan
di daerah Asia Tenggara. Keunggulan dan kekurangan masing-masing band frekuensi tersebut secara rinci adalah seperti berikut:
Frekuensi
|
Keunggulan
|
Kekurangan
|
C-Band |
· World wide availability
· Teknologi yang termurah
· Tahan dari redaman hujan |
· Antena berukuran relatif lebih besar
· Rentan terhadap interferensi dari satelit tetangga dan terrestrial microwave |
Ku-Band |
· Kapasitas relatif besar
· Antena berukuran relatif lebih kecil (0,6 – 1,8 m) |
· Rentan dari redaman hujan
· Availability terbatas (faktor regional) |
Pada intinya satelit menyediakan dua sumber daya, yaitu bandwidth dan
tenaga amplifikasi. Pada kebanyakan jaringan VSAT, tenaga memiliki
sumber daya yang lebih terbatas dibandingkan dengan bandwidth dalam
transponder satelit.
Anatomi Satelit