44
Introduction To Satellite Communications Makassar, 6 November 2006

Dasar-Dasar Sistem Komunikasi Satelit 3

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Dasar-Dasar Sistem Komunikasi Satelit 3

Introduction To Satellite CommunicationsIntroduction To Satellite CommunicationsMakassar, 6 November 2006Makassar, 6 November 2006

Page 2: Dasar-Dasar Sistem Komunikasi Satelit 3

PSN proprietary@ 2006 2

Agenda Agenda

Pendahuluan

Komponen Sistem Komunikasi Satelit Space segment

Ground segment

Link Budget : overview

PSN VSAT Network

Pendahuluan

Komponen Sistem Komunikasi Satelit Space segment

Ground segment

Link Budget : overview

PSN VSAT Network

Page 3: Dasar-Dasar Sistem Komunikasi Satelit 3

PSN proprietary@ 2006 3

Definisi dan Konfigurasi Sistem Satelit Definisi dan Konfigurasi Sistem Satelit

• Definisi : Objek artifisial yang berputar mengelilingi bumi dengan periode tertentu dan tujuan tertentu.

• Prinsip operasional : equilibirium gaya centrifugal dan gravitasi.

• Tipe orbit :• Low Earth Orbit (LEO) : 200 – 1400 km di

atas permukaan bumi• Medium Earth Orbit (MEO) : 5000 km di atas

permukaan bumi.• Geostationary Orbit (GEO) : 36000 km di

atas permukaan bumi• High Eliptical Orbit

• Definisi : Objek artifisial yang berputar mengelilingi bumi dengan periode tertentu dan tujuan tertentu.

• Prinsip operasional : equilibirium gaya centrifugal dan gravitasi.

• Tipe orbit :• Low Earth Orbit (LEO) : 200 – 1400 km di

atas permukaan bumi• Medium Earth Orbit (MEO) : 5000 km di atas

permukaan bumi.• Geostationary Orbit (GEO) : 36000 km di

atas permukaan bumi• High Eliptical Orbit

Page 4: Dasar-Dasar Sistem Komunikasi Satelit 3

PSN proprietary@ 2006 4

Band Frekuensi SatelitBand Frekuensi Satelit

BAND FREKUENSI DOWNLINK (GHz) UPLINK (GHz)

L 1.425 - 1.525 1.550 - 1.625S 0.975 - 1.225 1.905 - 2.115

Ext C 3.402 - 3.638 6.427 - 6.663C 3.700 - 4.200 5.925 - 6.425X 7.250 - 7.750 7.900 - 8.400

Ku 11.7 - 12.2 14.0 - 14.5K 17.7 - 20.2 27.5 - 30.5

Ka 20.2 - 21.2 30.5 - 31.0

Page 5: Dasar-Dasar Sistem Komunikasi Satelit 3

PSN proprietary@ 2006 5

Mengapa menggunakan satelit?Mengapa menggunakan satelit?

• Tidak mengenal batasan jarak. • bandwidth yang lebar, untuk 1 transponder Ext.C Band tersedia

bandwidth 36 MHz.• Tidak dibatasai oleh pegunungan, keadaan geografi yang sulit.• Fasilitas layanan yang sama baik untuk daerah padat atau pun

remote. • Menjangkau daerah yang belum mempunyai infrastruktur

terrestrial : cable, microwave, fiber optic.• Support aplikasi multimedia : data, voice & video.

• Tidak mengenal batasan jarak. • bandwidth yang lebar, untuk 1 transponder Ext.C Band tersedia

bandwidth 36 MHz.• Tidak dibatasai oleh pegunungan, keadaan geografi yang sulit.• Fasilitas layanan yang sama baik untuk daerah padat atau pun

remote. • Menjangkau daerah yang belum mempunyai infrastruktur

terrestrial : cable, microwave, fiber optic.• Support aplikasi multimedia : data, voice & video.

Page 6: Dasar-Dasar Sistem Komunikasi Satelit 3

PSN proprietary@ 2006 6

Cakupan sinyal satelitCakupan sinyal satelit

• Luas permukaan bumi yang bisa terlihat dari satelit GEO (36000 km)• Luas permukaan bumi yang bisa terlihat dari satelit GEO (36000 km)

17.35º 35,870 km

42% Visib le area

17.35º

N

S

162.65

17.34°

G lobal C overageBeam width: 17.34°Earth C overage: 42.5%

Spot BeamCovers a specific region

Page 7: Dasar-Dasar Sistem Komunikasi Satelit 3

PSN proprietary@ 2006 7

Arsitektur Sistem Komunikasi Satelit BackArsitektur Sistem Komunikasi Satelit Back

TX ANTENNAMODEMIF TO RF

CONV.POWER

AMPLIFIER

OtherBasebandequiptment

L WG

G tx e/sP tx e/sC/IM e/sC/Ix e/s

G Rx satT sat

FSL up

Rain loss-up

TWTA/SSPA curve

FECcoder

R X A N TE N N A

F S L d n

C /IMC /Ix sa tG T x sa tP tx sa t

R a in lo ss -d o w n

G R x e /sT e /sC /Ix e /s

M O D E MR F TO IF

C O N V .

O therB asebandequip tm ent

FE Cdecoder

LN A

Page 8: Dasar-Dasar Sistem Komunikasi Satelit 3

PSN proprietary@ 2006 8

Komponen Sistem Komunikasi SatelitKomponen Sistem Komunikasi Satelit

Space Segment :• Power Supply• Altitude Control• Station Keeping• Thermal Control• TT&C Sub System• Transponder

- Wideband receivers- Input demultiplexer- Power amplifier

• Antenna Sub System

Space Segment :• Power Supply• Altitude Control• Station Keeping• Thermal Control• TT&C Sub System• Transponder

- Wideband receivers- Input demultiplexer- Power amplifier

• Antenna Sub System

Page 9: Dasar-Dasar Sistem Komunikasi Satelit 3

PSN proprietary@ 2006 9

Anatomi spacecraftAnatomi spacecraft

Page 10: Dasar-Dasar Sistem Komunikasi Satelit 3

PSN proprietary@ 2006 10

Transponder :Komponen satelit yang berfungsi untuk menerima sinyal uplink, mentranslasikannya ke frekuensi downlink, dan memperkuat sinyal tersebut untuk ditransmisikan kembali ke stasiun bumi.

• Blok diagram transponder:

Transponder :Komponen satelit yang berfungsi untuk menerima sinyal uplink, mentranslasikannya ke frekuensi downlink, dan memperkuat sinyal tersebut untuk ditransmisikan kembali ke stasiun bumi.

• Blok diagram transponder:

Band PassFilter

RX Antenna TX Antenna

Low NoiseAmplifier

Local Oscillator

Mixer

High PowerAmplifier

IMUX

Page 11: Dasar-Dasar Sistem Komunikasi Satelit 3

PSN proprietary@ 2006 11

Detail TransponderDetail Transponder

Wideband receiver :- Pre amplifier- Mixer- Amplifier

Wideband receiver :- Pre amplifier- Mixer- Amplifier

Page 12: Dasar-Dasar Sistem Komunikasi Satelit 3

PSN proprietary@ 2006 12

Input demultiplexer• Memisahkan input frekuensi pita

lebar dengan rentang 3.7 – 4.2 GHz

• Penomoran Ganjil dan Genap untuk pemisahan frekuensi antara channel yang berdekatan.

Power Amplifier• Secara terpisah menyediakan

keluaran daya untuk masing-masing channel transponder.

• Dilengkapi dengan input attenuator (adjustable), dikontrol melalui stasiun TT&C.

Input demultiplexer• Memisahkan input frekuensi pita

lebar dengan rentang 3.7 – 4.2 GHz

• Penomoran Ganjil dan Genap untuk pemisahan frekuensi antara channel yang berdekatan.

Power Amplifier• Secara terpisah menyediakan

keluaran daya untuk masing-masing channel transponder.

• Dilengkapi dengan input attenuator (adjustable), dikontrol melalui stasiun TT&C.

Page 13: Dasar-Dasar Sistem Komunikasi Satelit 3

PSN proprietary@ 2006 13

Ground Segment :• Antenna

- LNA/LNB- Controller Unit

• Amplifier- TWTA (Traveling Wave Tube Amplifier)- SSPA (Solid State Power Amplifier)

• Up/Down Converter• Modem (Modulator/Demodulator)• Interface• Power Supply Unit• Accessories.

Ground Segment :• Antenna

- LNA/LNB- Controller Unit

• Amplifier- TWTA (Traveling Wave Tube Amplifier)- SSPA (Solid State Power Amplifier)

• Up/Down Converter• Modem (Modulator/Demodulator)• Interface• Power Supply Unit• Accessories.

Page 14: Dasar-Dasar Sistem Komunikasi Satelit 3

PSN proprietary@ 2006 15

Modulasi Digital :

Sinyal analog dikonversi menjadi sinyal digital terlebih dahulu : Analog to Digital Converter (Pulse Code Modulation @ 64 kbps).

Sinyal analog disampling pada periode tertentu dan dikonversi menjadi kode biner.

Quantisasi : level sinyal analog yang kontinyu dikodekan ke level tegangan yang diskrit.

Modulasi Digital :

Sinyal analog dikonversi menjadi sinyal digital terlebih dahulu : Analog to Digital Converter (Pulse Code Modulation @ 64 kbps).

Sinyal analog disampling pada periode tertentu dan dikonversi menjadi kode biner.

Quantisasi : level sinyal analog yang kontinyu dikodekan ke level tegangan yang diskrit.

t

V

Page 15: Dasar-Dasar Sistem Komunikasi Satelit 3

PSN proprietary@ 2006 16

Modulasi Digital :Modulasi Digital :

Data

ASK

PSK

FSK

1 1 1 1 1

0 0 0 0 0 0

Page 16: Dasar-Dasar Sistem Komunikasi Satelit 3

PSN proprietary@ 2006 17

Phase Shift Keying :- BPSK (Binary Phase Shift Keying)- QPSK (Quadrature Phase Shift Keying)- 8-PSK

Modulasi dengan orde yang lebih tinggi akan menghemat BANDWIDTH, tetapi memerlukan POWER yang lebih besar

Phase Shift Keying :- BPSK (Binary Phase Shift Keying)- QPSK (Quadrature Phase Shift Keying)- 8-PSK

Modulasi dengan orde yang lebih tinggi akan menghemat BANDWIDTH, tetapi memerlukan POWER yang lebih besar

0 1

00

01

11

10

000

001

010

011

100

101

110

111

BPSK QPSK 8PSK

Page 17: Dasar-Dasar Sistem Komunikasi Satelit 3

PSN proprietary@ 2006 18

Phase Shift Keying : Bit Rate vs BandwidthBit Rate : bps, kbps, Mbps

Bandwidth : Hz, kHz, MHz

BW = ( Bi / (m x FEC) ) x SF

BW = bandwidth

Bi = Bit Rate

M = index modulasi

FEC = forward error correction rate

SF = spacing factor

Contoh :

Bit Rate : 2048 kbps, Modulasi : QPSK (2), FEC : Sequential ¾, Spacing : 1,3.

Bandwidth ?

Bandwidth = (2048/(3 x ¾)) x 1,3 ≈ 1800 kHz

Phase Shift Keying : Bit Rate vs BandwidthBit Rate : bps, kbps, Mbps

Bandwidth : Hz, kHz, MHz

BW = ( Bi / (m x FEC) ) x SF

BW = bandwidth

Bi = Bit Rate

M = index modulasi

FEC = forward error correction rate

SF = spacing factor

Contoh :

Bit Rate : 2048 kbps, Modulasi : QPSK (2), FEC : Sequential ¾, Spacing : 1,3.

Bandwidth ?

Bandwidth = (2048/(3 x ¾)) x 1,3 ≈ 1800 kHz

Bit per symbol

Page 18: Dasar-Dasar Sistem Komunikasi Satelit 3

PSN proprietary@ 2006 19

BER : Bit Error Ratio

• Merupakan probabilitas terjadinya error pada saat sinyal melalui kanal transmisi.

• Dalam kanal transmisi, terdapat thermal noise yang mengakibatkan fluktuasi tegangan yang sifatnya random dengan nilai terdistribusi normal.

• Hal ini bisa menyebabkan terjadinya kesalahan deteksi bit/simbol yang diterima.

BER : Bit Error Ratio

• Merupakan probabilitas terjadinya error pada saat sinyal melalui kanal transmisi.

• Dalam kanal transmisi, terdapat thermal noise yang mengakibatkan fluktuasi tegangan yang sifatnya random dengan nilai terdistribusi normal.

• Hal ini bisa menyebabkan terjadinya kesalahan deteksi bit/simbol yang diterima.

Untuk mengurangi error, jarak antar simbol harus lebih besar : power diperbesar.

Page 19: Dasar-Dasar Sistem Komunikasi Satelit 3

PSN proprietary@ 2006 20

Forward Error Correction :

Menambahkan bit-bit pada aliran data dengan algoritma tertentu agar receiver bisa melakukan error detection dan error recovery.

Tipe-tipe Forward Error Correction :- Viterbi- Sequential- Turbo Coding- LDPC (Low Density Parity Check)

• FEC akan mengurangi kebutuhan power untuk mencapai BER yang sama, tetapi akan menambah bit rate sehingga memperbesar kebutuhan bandwidth.

• Link Budget akan menentukan kompromi antara kebutuhan power dan bandwidth.

Forward Error Correction :

Menambahkan bit-bit pada aliran data dengan algoritma tertentu agar receiver bisa melakukan error detection dan error recovery.

Tipe-tipe Forward Error Correction :- Viterbi- Sequential- Turbo Coding- LDPC (Low Density Parity Check)

• FEC akan mengurangi kebutuhan power untuk mencapai BER yang sama, tetapi akan menambah bit rate sehingga memperbesar kebutuhan bandwidth.

• Link Budget akan menentukan kompromi antara kebutuhan power dan bandwidth.

Page 20: Dasar-Dasar Sistem Komunikasi Satelit 3

PSN proprietary@ 2006 21

Page 21: Dasar-Dasar Sistem Komunikasi Satelit 3

PSN proprietary@ 2006 22

Amplifier :– Salah satu properti amplifier yang paling penting adalah linearitas.– Untuk aplikasi multicarrier, amplifier harus bekerja di daerah linear supaya tidak

terjadi Intermodulasi.

TWTA vs SSPA• TWTA bisa bekerja pada bandwidth yang lebar ( 800 MHz )

• Konsumsi daya lebih efisien untuk TWTA.

• Tanpa menggunakan linearizer, TWTA harus beroperasi pada 7 dB backoff ( 20% dari kapasitas output maksimum ).

Misal, HPA 700 Watt sebaiknya dioperasikan pada keluaran 150 Watt untuk aplikasi multi carrier.

• SSPA bisa beroperasi pada 3 dB backoff ( 50% dari kapasitas output maksimum ).

Jika Amplifier bekerja pada daerah non-linear, maka akan menimbulkan produk intermodulasi (IM Product).

Amplifier :– Salah satu properti amplifier yang paling penting adalah linearitas.– Untuk aplikasi multicarrier, amplifier harus bekerja di daerah linear supaya tidak

terjadi Intermodulasi.

TWTA vs SSPA• TWTA bisa bekerja pada bandwidth yang lebar ( 800 MHz )

• Konsumsi daya lebih efisien untuk TWTA.

• Tanpa menggunakan linearizer, TWTA harus beroperasi pada 7 dB backoff ( 20% dari kapasitas output maksimum ).

Misal, HPA 700 Watt sebaiknya dioperasikan pada keluaran 150 Watt untuk aplikasi multi carrier.

• SSPA bisa beroperasi pada 3 dB backoff ( 50% dari kapasitas output maksimum ).

Jika Amplifier bekerja pada daerah non-linear, maka akan menimbulkan produk intermodulasi (IM Product).

Page 22: Dasar-Dasar Sistem Komunikasi Satelit 3

PSN proprietary@ 2006 23

• Kurva Linearitas :• Kurva Linearitas :

Daerah non-linear : titik 1 dB kompresi dibawah garis interpolasi dari kurva daerah linear.

Page 23: Dasar-Dasar Sistem Komunikasi Satelit 3

PSN proprietary@ 2006 24

Antena

• Interface antara saluran transmisi dengan ruang bebas (free space).• Antena tidak memperkuat sinyal, hanya memfokuskan sinyal ke arah

tertentu.

Antena Isotropis :Hanya ada di level konsep, merupakan antena yang meradiasikan energi sama besar ke semua arah (umumnya menjadi referensi dalam perhitungan Gain antena).Di level praktis, pola radiasi antena cenderung terkonsentrasi ke arah tertentu.

Gain Antena :Rasio antara intensitas radiasi maksimum terhadap intensitas radiasi rata-rata dengan input daya yang sama.Semakin fokus antena, beamwidthnya akan semakin kecil / coverage semakin kecil.Antena dengan gain yang tinggi, mempunyai beamwidth yang kecil.Gain antenna merupakan fungsi dari diameter dan frekuensi kerja.

Antena

• Interface antara saluran transmisi dengan ruang bebas (free space).• Antena tidak memperkuat sinyal, hanya memfokuskan sinyal ke arah

tertentu.

Antena Isotropis :Hanya ada di level konsep, merupakan antena yang meradiasikan energi sama besar ke semua arah (umumnya menjadi referensi dalam perhitungan Gain antena).Di level praktis, pola radiasi antena cenderung terkonsentrasi ke arah tertentu.

Gain Antena :Rasio antara intensitas radiasi maksimum terhadap intensitas radiasi rata-rata dengan input daya yang sama.Semakin fokus antena, beamwidthnya akan semakin kecil / coverage semakin kecil.Antena dengan gain yang tinggi, mempunyai beamwidth yang kecil.Gain antenna merupakan fungsi dari diameter dan frekuensi kerja.

Page 24: Dasar-Dasar Sistem Komunikasi Satelit 3

PSN proprietary@ 2006 25

Pola Radiasi & Gain Antena : Pola Radiasi & Gain Antena :

G = 10 * log [ η ( π D / λ )2 ]G = Gain

η = effisiensi

D = Diameter antena

λ = panjang gelombang

Rumus approximasi :

G = 27000 / (HPBW)2

HPBW = degree

Note : akurat untuk Beamwidth yang kecil (diameter antena besar) dengan efisiensi 60 %.

Page 25: Dasar-Dasar Sistem Komunikasi Satelit 3

PSN proprietary@ 2006 26

Contoh perhitungan Gain antena : [Konversi decibel]

Diameter : 4.5 m

Frekuensi : 6.5 GHz = 6.5 x 109 Hz

λ : c/f = 3.108/6.5.109 = 0.046

Efisiensi : 0.6 atau 60%

Gain antena ?

Cara 1 :

G = 10 * log [ η ( π D / λ )2 ]

= 10 * log [ η ] + 20 * log ( π D / λ )

= 10 * log [ 0.6 ] + 20 * log ( 3.14 * 4.5 / 0.046 )

= ………………… dB

Cara 2 :

Untuk antena 4.5 m (tipe Suman), HPBW = 0.710 ,

G = 27000 / (HPBW)2

= 10 * log [ 27000 / (0.71)2 ]

= ……………….. dB.

Contoh perhitungan Gain antena : [Konversi decibel]

Diameter : 4.5 m

Frekuensi : 6.5 GHz = 6.5 x 109 Hz

λ : c/f = 3.108/6.5.109 = 0.046

Efisiensi : 0.6 atau 60%

Gain antena ?

Cara 1 :

G = 10 * log [ η ( π D / λ )2 ]

= 10 * log [ η ] + 20 * log ( π D / λ )

= 10 * log [ 0.6 ] + 20 * log ( 3.14 * 4.5 / 0.046 )

= ………………… dB

Cara 2 :

Untuk antena 4.5 m (tipe Suman), HPBW = 0.710 ,

G = 27000 / (HPBW)2

= 10 * log [ 27000 / (0.71)2 ]

= ……………….. dB.

Page 26: Dasar-Dasar Sistem Komunikasi Satelit 3

PSN proprietary@ 2006 27

Antena : Azimuth, Elevasi, Polarisasi.Perhitungan Azimuth, Elevasi, dan Polarisasi, merupakan fungsi dari lokasi koordinat stasiun bumi dan lokasi orbit satelit.

Antena : Azimuth, Elevasi, Polarisasi.Perhitungan Azimuth, Elevasi, dan Polarisasi, merupakan fungsi dari lokasi koordinat stasiun bumi dan lokasi orbit satelit.

1A

2A

3A

4A1B

2B

3B

Vertical

Horizontal

E

N=00

S=1800

W

Azimuth

Elevasi

Polarisasi

Page 27: Dasar-Dasar Sistem Komunikasi Satelit 3

PSN proprietary@ 2006 28

Link BudgetLink Budget

• Perhitungan link-power budget; transmit power, received power, dan perhitungan selisih power di antara keduanya.

• Berkaitan dengan perangkat yang akan digunakan : ukuran antena, amplifier, modem, dsb.

• Output dari link budget : capacity, quality, cost. [arsitektur sistem komunikasi satelit]

Parameter link budget :Space Segment :

- EiRP- SFD, G/T- Transponder bandwidth.

Ground Segment :- Antena diameter- Amplifier- Bit rate, modulasi, FEC bandwidth.

Transmisi :- Free space loss- Rain attenuation- Pointing loss

Interferensi :- Adjacent satellite- Adjacent channel (multicarrier)- crosspol interference

• Perhitungan link-power budget; transmit power, received power, dan perhitungan selisih power di antara keduanya.

• Berkaitan dengan perangkat yang akan digunakan : ukuran antena, amplifier, modem, dsb.

• Output dari link budget : capacity, quality, cost. [arsitektur sistem komunikasi satelit]

Parameter link budget :Space Segment :

- EiRP- SFD, G/T- Transponder bandwidth.

Ground Segment :- Antena diameter- Amplifier- Bit rate, modulasi, FEC bandwidth.

Transmisi :- Free space loss- Rain attenuation- Pointing loss

Interferensi :- Adjacent satellite- Adjacent channel (multicarrier)- crosspol interference

Page 28: Dasar-Dasar Sistem Komunikasi Satelit 3

PSN proprietary@ 2006 29

Bandwidth vs Power Limited :

– Bandwidth / Power merupakan faktor pembatas kapasitas link per transponder.– Perangkat yang digunakan harus disesuaikan agar diperoleh kualitas link yang

diinginkan (modulasi, FEC, antena, ODU).

Contoh perhitungan :Link IDR Telkomsel,

Bit rate : 2048 kbps, modulasi : QPSK, FEC rate : ¾, spacing : 1,3.

Bandwidth : 1800 kHz.

Transponder bandwidth : 36 MHz = 36000 kHz.

Maka, kapasitas link : 36000 kHz / 1800 kHz = 20 link = 10 E1 (full duplex)

Setelah dilakukan perhitungan secara keseluruhan, maka bisa diperoleh hasil berupa parameter kualitas link yang dinyatakan dalam EbNo (BER). Jika perangkat yang digunakan sudah ditentukan, maka bisa diketahui cost yang diperlukan untuk membangun satu link komunikasi satelit.

Bandwidth vs Power Limited :

– Bandwidth / Power merupakan faktor pembatas kapasitas link per transponder.– Perangkat yang digunakan harus disesuaikan agar diperoleh kualitas link yang

diinginkan (modulasi, FEC, antena, ODU).

Contoh perhitungan :Link IDR Telkomsel,

Bit rate : 2048 kbps, modulasi : QPSK, FEC rate : ¾, spacing : 1,3.

Bandwidth : 1800 kHz.

Transponder bandwidth : 36 MHz = 36000 kHz.

Maka, kapasitas link : 36000 kHz / 1800 kHz = 20 link = 10 E1 (full duplex)

Setelah dilakukan perhitungan secara keseluruhan, maka bisa diperoleh hasil berupa parameter kualitas link yang dinyatakan dalam EbNo (BER). Jika perangkat yang digunakan sudah ditentukan, maka bisa diketahui cost yang diperlukan untuk membangun satu link komunikasi satelit.

Page 29: Dasar-Dasar Sistem Komunikasi Satelit 3

PSN proprietary@ 2006 30

Link BudgetLink Budget

Power Requirement (EiRP uplink):• Total power from all link must be 6 dB

below saturated point.• Limited by SFD values, may vary for

different location. • SFD relate with G/T

Power Requirement (EiRP uplink):• Total power from all link must be 6 dB

below saturated point.• Limited by SFD values, may vary for

different location. • SFD relate with G/T

Apstar-VI- SFD setting

- 6 dB Back-off

- Nr of carriers

- Spreading loss 162.1 dB

- Other losses 0.5 dB

EiRP

EiRP

EiRP EiRP

Antenna gain : 47.5 dB

Pt = EiRP – G – Line Loss

Page 30: Dasar-Dasar Sistem Komunikasi Satelit 3

PSN proprietary@ 2006 31

Link Budget (Cont.)Link Budget (Cont.)

Example :- SFD = -90 dBW/m2 - Carrier = 30 = 14.77 dB

EiRP = -90 – 6 – 14.5 – 162.1 – 0.5 = 51.8 dBW

Pt = EiRP – G – line loss = 51.8 – 47.5 – 1

= 5.3 dBW

= 3.5 Watt

Example :- SFD = -90 dBW/m2 - Carrier = 30 = 14.77 dB

EiRP = -90 – 6 – 14.5 – 162.1 – 0.5 = 51.8 dBW

Pt = EiRP – G – line loss = 51.8 – 47.5 – 1

= 5.3 dBW

= 3.5 Watt

Page 31: Dasar-Dasar Sistem Komunikasi Satelit 3

PSN proprietary@ 2006 32

Link Budget (Cont.)Link Budget (Cont.)

Total link (including rain loss and other interference)Total link (including rain loss and other interference)

Apstar-VI

Rain loss Rain loss

EiRP up

FSL up

iBO

FSL down

oBO

EiRP down

Interferences:

- Adjacent satellite

- X Pol

- IM product

- Adjacent channel

Calculation :

C/N up, C/N down

C/N total

EbNo

Page 32: Dasar-Dasar Sistem Komunikasi Satelit 3

PSN proprietary@ 2006 33

LINK BUDGET FORMULALINK BUDGET FORMULA

C/N required = Eb/No +10*LOG(DR) -10LOG(Occ_bw)

-10*LOG(1-OH/TR)

C/N required = Carrier to Noise ration required by modem Eb/No = Energy per-bit over noise density DR = data rate Occ_BW = TR/m OH = Not-protected Overhead bits TR = transmission rate

C/N required = Eb/No +10*LOG(DR) -10LOG(Occ_bw)

-10*LOG(1-OH/TR)

C/N required = Carrier to Noise ration required by modem Eb/No = Energy per-bit over noise density DR = data rate Occ_BW = TR/m OH = Not-protected Overhead bits TR = transmission rate

Page 33: Dasar-Dasar Sistem Komunikasi Satelit 3

PSN proprietary@ 2006 34

C/N uplink = ES_EIRP - FSLup - PTLup -RLup + satG/T + 228.6 -10*LOG(Occ_bw)

ES_EIRP = earth station EIRP = power + Gtx RLup = Rain loss, uplink (see training book chapt. VII) PTLup = transmit earth station pointing loss k=konstanta Boltzman, 1.38 x10-23 J/K =-228.6 dB G/T=Gain over Temperature, dB/K Bw=Allocated Bandwidth (Hz)

C/N UPLINK

Page 34: Dasar-Dasar Sistem Komunikasi Satelit 3

PSN proprietary@ 2006 35

C/N DOWNLINKC/N DOWNLINK

C/Ndownlink= EIRPdn- FSLdn- RLdndn n+G/Tdn-k-Bw

EIRPdn=EIRPsatelit

G/Tdn=Gain antenna over temperature dari earth station penerima, dB/K

k=konstanta Boltzman, 1.38 x10-23 J/K Bw=Allocated Bandwidth (Hz)

C/Ndownlink= EIRPdn- FSLdn- RLdndn n+G/Tdn-k-Bw

EIRPdn=EIRPsatelit

G/Tdn=Gain antenna over temperature dari earth station penerima, dB/K

k=konstanta Boltzman, 1.38 x10-23 J/K Bw=Allocated Bandwidth (Hz)

Page 35: Dasar-Dasar Sistem Komunikasi Satelit 3

PSN proprietary@ 2006 36

(C/N) TOTAL

Dari perhitungan (C/N)uplink dan (C/N)downlink,

maka dapat dihitung C/N total sbb:

Page 36: Dasar-Dasar Sistem Komunikasi Satelit 3

PSN proprietary@ 2006 37

INTERFERENSI

(C/I) inter-system : Interferensi dari adjacent satellite (C/I sat) Interferensi dari terrestrial system (C/I terr)

(C/I) intra-system: Cross-polarisasi (C/Ix) Intermodulasi (C/Im) Interfernsi dari adjacent channel (C/Ia)

Page 37: Dasar-Dasar Sistem Komunikasi Satelit 3

PSN proprietary@ 2006 38

SUN OUTAGE SUN OUTAGE

Sun outage terjadi pada saat posisi bumi, satelit, dan matahari berada pada satu garis lurus.

Sun Outage terjadi dua kali dalam setahun , yaitu di bulan Maret dan September ( vernal equinox dan autumn equinox).

Degradasi yang terjadi dapat mengakibatkan putusnya link sesaat.

Sun outage terjadi pada saat posisi bumi, satelit, dan matahari berada pada satu garis lurus.

Sun Outage terjadi dua kali dalam setahun , yaitu di bulan Maret dan September ( vernal equinox dan autumn equinox).

Degradasi yang terjadi dapat mengakibatkan putusnya link sesaat.

Page 38: Dasar-Dasar Sistem Komunikasi Satelit 3

PSN proprietary@ 2006 39

Satellite Communication ServicesSatellite Communication Services

• Mobile Satellite Service– Voice Communication, Data

Communication

• Mobile Satellite Service– Voice Communication, Data

Communication

• Fixed Satellite Service– TV Broadcasting, Voice

Communication, Video Conference, Data Communication

• Fixed Satellite Service– TV Broadcasting, Voice

Communication, Video Conference, Data Communication

Page 39: Dasar-Dasar Sistem Komunikasi Satelit 3

PSN proprietary@ 2006 40

PSN Satellite SystemPSN Satellite System

Page 40: Dasar-Dasar Sistem Komunikasi Satelit 3

PSN proprietary@ 2006 41

PSN Fixed Satellite Systems

Page 41: Dasar-Dasar Sistem Komunikasi Satelit 3

PSN proprietary@ 2006 42

PSN Fixed Satellite Services

XPress Connection

Rural public telephone services

XPress Connection

Rural public telephone services

Private Line

Close user group Voice & data services

Bina

Broadband IP over DVB data services

SCPC Services

Satellite backbone services

Page 42: Dasar-Dasar Sistem Komunikasi Satelit 3

PSN proprietary@ 2006 43

Page 43: Dasar-Dasar Sistem Komunikasi Satelit 3

PSN proprietary@ 2006 44

Quiz :Quiz :

1. Sebutkan komponen-komponen space segment.2. Hitung gain antena parabola 3.7 m pada frekuensi 6.5 GHz

dengan efisiensi 60%.3. Apa saja faktor yang membatasi kapasitas link pada

transponder ?4. Apa tujuan dari perhitungan link budget ?5. Sebutkan parameter-parameter dalam perhitungan link

budget ! Minimal 4.

1. Sebutkan komponen-komponen space segment.2. Hitung gain antena parabola 3.7 m pada frekuensi 6.5 GHz

dengan efisiensi 60%.3. Apa saja faktor yang membatasi kapasitas link pada

transponder ?4. Apa tujuan dari perhitungan link budget ?5. Sebutkan parameter-parameter dalam perhitungan link

budget ! Minimal 4.

Page 44: Dasar-Dasar Sistem Komunikasi Satelit 3

PSN proprietary@ 2006 45

Konversi Watt – Logaritmik unitKonversi Watt – Logaritmik unit

Decibel [ dB ] : rasio relatif terhadap suatu nilai dalam satuan logaritmik.- dBW : decibel relatif terhadap 1 Watt

- dBm : decibel relatif terhadap 1 miliWatt

Contoh :

10 Watt = 10000 miliWatt

[dBW] = 10 * log [ 10 ] = 10 dBW

[dBm] = 10 * log [ 10000 ] = 40 dBm

[ previous ]

Decibel [ dB ] : rasio relatif terhadap suatu nilai dalam satuan logaritmik.- dBW : decibel relatif terhadap 1 Watt

- dBm : decibel relatif terhadap 1 miliWatt

Contoh :

10 Watt = 10000 miliWatt

[dBW] = 10 * log [ 10 ] = 10 dBW

[dBm] = 10 * log [ 10000 ] = 40 dBm

[ previous ]