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