LABORATORIUM SWTICHING &TRANSMISI

MODUL PRAKTIKUM

KOMUNIKASI SATELIT

DISUSUN OLEH:

WAHYU PAMUNGKAS, ST

AKADEMI TEKNIK TELEKOMUNIKASI SANDHY PUTRA

PURWOKERTO

2005

MODUL PRAKTIKUM UNIT I

KOMUNIKASI SATELIT

I TUJUAN PRAKTIKUM

1. Mahasiswa dapat mengetahui prinsip kerja Digital Video Broadcasting Return

Channel Satellite

2. Mahasiswa dapat memasang antena mengarah ke suatu antena satelit tertentu

3. Mahasiswa dapat membuat suatu manajemen transponder sebuah satelit

II. ALAT DAN BAHAN

1. Kompas

2. Antena Parabola

3. Seperangkat LNA

4. Receiver Parabola Digital

5. Pesawat Televisi

6. Kompas

III. DASAR TEORI

ANTENA PARABOLA

Fungsi Antena

Antena adalah suatu tranducer ( pengubah ) yang dapat merubah besaran

listrik menjadi gelombang elektromagnetik untuk kemudian dipancarkan ke

angkasa, dan sebaliknya.

Dengan kata lain antena dapat berfungsi sebagai penguat daya dan

mengubah dari gelombang RF terbimbing menjadi gelombang ruang bebas.

Persyaratan Utama ANTENA :

☯

☯

☯

☯

Antena harus memiliki gain pengarahan yang tinggi level side lobe yang

rendah.

Antena harus memiliki noise temparatur yang rendah

Antena harus memiliki efisiensi dan cross poll yang tinggi.

Antena harus dapat mudah digerakkan.

Gbr. 2.1 Blok Subsistem antena parabola

Bagian-bagian Penting Antena

a. Main Reflektor

Berfungsi untuk memantulkan sinyal yang datang dari satelit menuju satu titik

fokus (sub reflector) serta memantulkan sinyal yang dipancarkan dari titik fokus

(sub reflector) menuju satelit agar diperoleh gain yang cukup besar.

b. Sub Reflector

Berfungsi untuk memantulkan kembali sinyal dari main reflector menuju titik api

(feed horn), dan sebaliknya.

c. Feed Horn

Pada sisi penerima bagian ini berfungsi untuk menangkap sinyal dari satelit yang

telah dikumpulkan oleh main reflector dan sub reflector untuk diteruskan ke LNA.

Sebaiknya pada sisi pemancar berfungsi untuk melepaskan sinyal dari HPA yang

selanjutnya dipancarkan ke satelit.

d. Duplexer

Adalah komponen wave guide yang mempunyai fungsi sebagai pemisah antara

sinyal transmisi dan sinyal receive.

e. Polarizer

Adalah komponen wave guide yang mempunyai fungsi untuk memilih polaritas

sinyal sesuai dengan bidang polaritas yang dikehendaki.

f. Manual Jack

Merupakan bagian antena yang digunakan untuk mengatur arah antena secara

manual.

Jenis-jenis Antena Parabola

Ada empat jenis antena parabola yang popular digunakan yaitu:

a. Focal Point Feed ( Prime Focus )

Pada antena type ini sinyal yang diterima dari satelit dipantulkan oleh reflektor

paraboloid dan langsung diterima oleh feed horn yang diletakkan tepat pada titik

fokus.

Sebaliknya sinyal yang dipancarkan dari feed horn langsung dipantulkan oleh

reflektor menuju satelit.

b.Cassegrain

Berbeda dengan antena prime focus, pada antena cassegrain memiliki dua

reflektor yang berbentuk paraboloid dan sebuah sub reflektor yang berbentuk

hiperboloid. Sinyal yang diterima dari satelit dipancarkan oleh reflektor utama (

main reflektor ) menuju feed horn. ( Pada umumnya dipakai di stasiun bumi PT.

TELKOM ).

c. Gregorian

Pada prinsipnya jenis antena ini memiliki konstruksi yang sama dengan jenis

cassegrain, namun pada antena Gregorian sub reflektornya berbentuk ellipsoidal

yang terletak di sebelah titik fokus.

d.Antena Offset

Berbeda dengan tiga jenis antena di atas yang memiliki sistem reflektor asimetris

dimana baik feed horn maupun sub reflektor terletak di luar cakupan reflektor,

sehingga baik sinyal yang datang maupun yang dikirim ke satelit tidak mengalami

halangan apapun.

☯

a.

b.

c.

d.

e.

f.

☯

Keuntungan antena dual reflektor dibanding dengan antena single reflektor :

Memiliki efisiensi yang lebih tinggi.

Noise temparatur yang lebih rendah.

Level side lobe yang rendah.

Crosspoll isolation lebih tinggi.

Lebih fleksibel dalam desain.

G / T lebih baik.

Keuntungan sistem antena Offset :

a. Tidak ada halangan ( No Blockage ).

b. Memiliki side lobe yang rendah.

c. Crosspoll isolation yang lebih tinggi.

d. Penempatan feed yang lebih ideal.

e. Diameter antena lebih kecil untuk gain yang sama.

Parameter-parameter Antena

Gain Antena Parabola

Gain secara umum didefinisikan sebagai suatu kekuatan dalam menggandakan (

multiplier ) sesuatu. Gain antena merupakan salah satu perameter penting dalam sistem

komunikasi satelit, sebab hal ini akan berpengaruh secara langsung dalam perhitungan

EIRP yang telah ditentukan.

Secara matematis gain antena parabola dapat ditulis sebagai berikut :

n 4 π

Dimana :

G = Gain Antena ( dB )

n = Efisiensi antena ( n < 1 )

λ = panjang gelombang

A = luas aperture antena ( m2 ) untuk antena parabola.

A = π ( D / 2 )2

D = diameter antena.

Maka dapat dituliskan :

n 4 π

G = π ( D / 2 )2

λ2

n 4 π2 D2

=

4λ2

n π2 D2

=

λ2

π D

= n ( )2

n 4 π G = λ2

λ

Jika ditulis dalam satuan dB

πD

G = 10 log n dB

λ

πD

= 10 log n + 10 log ( )2

λ

π D

= 10 log n + 20 log

λ

π

= 10 log n + 20 log D + 20 log

λ

dimana λ = c / f, f dalam GHz

λ = 0,3 / f, maka

π

= 10 log n + 20 log D + 20 log

0,3 / f

= 10 log n + 20 log D + 20 log f + 20 log π / 0,3

G = 20,4 + 20 log D + 20 log f + 10 log n

G = 20,4 + 10 log n + 20 log D + 20 log f

dimana :

n = efisiensi ( n < 1 )

D = diameter antena ( m )

f = frekuensi yang digunakan ( GHz )

Beam width Antena

Besarnya Beam Width antena parabola dihitung dari puncak main lobe sampai 3 dB di

bawah puncak tersebut. Beam width menyatakan sudut pada main lobe pada batas-batas

ke kiri dan ke kanan pada titik 3 dB down dan puncak main lobe. Besarnya beam width

antena parabola dirumuskan sebagai berikut:

21,1 Bw = derajat f . D

dimana :

Bw = 3 dB beam width

D = diameter antena

f = frekuensi perasi yang digunakan dalam GHz

Untuk lebih jelasnya lihat gambar

Gambar 2.2

Kerugian Gain Antena ( Antenna Gain Roll-Off )

Kerugian Gain antena akan terjadi bila arah bore sight antena

menyimpang dari batas-batas yang ditentukan.

Kerugian Gain antena ini dipengaruhi oleh besarnya beam width dari

antena. Semakin sempit beam width suatu antena berarti semakin tajam main

lobe-nya sehingga perubahan arah antena sedikit saja menimbulkan kerugian gain

yang cukup besar.

Besarnya gain ( roll-off ) dapat dirumuskan sebagai berikut :

( 2b )2

G = - 10 log2 dB

Bw2

12, 04 b2

G = - dB

Bw2

G = -12,04 . b2 ( f . D / 21,1 ) 2 dB

G = -0,027 ( b . f . D ) 2

dimana :

G = kerugian Gain ( dB )

b = besarnya sudut simpang

f = frekuensi kerja ( GHz )

D = diameter antena ( m )

Gambar 2.3

Azimuth-Elevasi

Azimuth adalah sudut yang dihasilkan dengan memutar sebuah sumbu

tegak lurus dengan bidang horizontal searah putaran jarum jam, dengan titik utara

sejati sebagai titik referensi ( nol hitungan ).

Elevasi adalah sudut yang dihasilkan dengan memutar sebuah sumbu yang

sejajar dengan didang horizontal, dengan bidang horizontal sebagai titik referensi

( nol hitungan ).

Untuk menentukan besarnya sudut Azimuth dan sudut elevasi harus

diketahui titik koordinat stasiun bumi ( bujur dan lintang ) serta posisi satelit.

Secara matematis dapat dirumuskan sebagai berikut:

Azimuth

A = arctan ( tan b / sin c )

Dimana :

A = Azimuth ke arah satelit

b = longitude SB – longitude satelit

c = latitude SB

Harga c positif bila SB pada posisi LU

Harga c negatif bila SB pada posisi LS.

Gambar 2 . 4

Contoh perhitungan :

Stasiun Bumi X = longitude 130° .000 BT

= latitude 9° .000 LS

Satelit Telkom-1 = longitude 108° .000 BT

Maka :

b = 130° .000 - 108° . 000 - 22° .000

c = -9° .000

A = arc tan [ tan 22 / sin -9 ]

= -68,834 atau

= 360 – 68,834

= 291,166.

Elevasi

E = arc [ (cos d – 0,151269) / sin d ]

Dimana :

d = arc cos ( cos ccos b )

E = sudut elevasi

b = longitude SB – longitude satelit

c = latitude SB

Contoh perhitungan, seperti soal di atas maka :

d = arc cos ( cos – 9 cos 22 )

= 23,685

E = arc tan [ (cos 23,685 – 0,151269) / sin 23,685 – 62,280

III. LANGKAH PRAKTIKUM

A. INSTALASI ANTENA PARABOLA

1. Dieketahui sebuah antena parabola dengan lokasi di Akatel Purwokerto ( 7,25 LS

dan 109,14 BT ) mempunyai 4 buah LNB yang akan dipointing ke 4 buah satelit

yaitu Telkom 1 ( 108 ), Palapa B4 (118) , Asiasat2 (105) dan Asiasat3S ( 105,5 ).

Designlah sebuah sudut Azimuth dan Elevasi yang mampu menangkap keempat

satelit tersebut !

2. Gambarkanlah instalasi pemasangan Antenanya !

3. Jika Antena parabola menggunakan diameter 10 feet ( ….. m), carilah Gain

antena parabola tersebut dengan menggunakan frek down link C Band !

4. Jika dalam pemasangan pointing ke suatu satelit, antena bergeser 3 derajat,

hitunglah besarnya kerugian Gain Antenanya !

B. MANAGEMENT TRANSPONDER

1. Aktifkan televisi yang sudah terhubung dengan Receiver Parabola Digital

2. Lakukan Scanning Program secara otomatis pada semua stasiun televisi dan radio

dari keempat satelit yang dimaksud.

3. Isikanlah tabel management transponder pada lampiran dengan mengisi bidang Nama

Televisi, Nama Satelit, Frek Transponder, Symbol Rate, Jenis Polarisasi, Video PID,

Audio PID, TTX PID, PCR PID untuk masing-masing satelit yang dapat diterima.

4. Buatlah Management Transponder seperti yang terdapat di lampiran untuk masing-

masing satelit yang terdeteksi.

C. DIGITAL VIDEO BROADCASTING CARD ( Optional )

1. Hubungkan komputer yang sudah dipasang DVB Card pada Receiver Parabola

Digital

2. Jalankan program SETUP4PC dan lakukan penambahan satelit yang akan dipointing,

contohnya adalah PalapaB4 (118)

3. Ikuti petunjuk pemilihan dan scanning transponder dari manual book DVB Card yang

ada

LEMBAR PENGAMATAN PRAKTIKUM

KOMUNIKASI SATELIT

A. INSTALASI ANTENA PARABOLA

1. Sudut Azimuth = ………………………………….

Sudut Elevasi = ……………………………………

2. Gambar instalasi pemasangan

3. Gain Antena = …………………………………………….. 4. Rugi Gain Antena = …………………………………………………

TABEL SIARAN TELEVISI BERDASARKAN TRANSPONDER DALAM SATELIT

NO SIARAN TV SATELIT POLARISASI SYMBOL

RATE

FREK

TRANSPONDER

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

MODUL PRAKTIKUM UNIT II

APLIKASI GPS ( GLOBAL POSITIONING SYSTEM)

I. TUJUAN PRAKTIKUM

1. Mahasiswa mampu mengetahui prinsip kerja dari GPS

2. Mahasiswa mampu menerapkan prinsip kerja GPS untuk navigasi

3. Mahasiswa mampu mengetahui satelit yang terdeteksi dengan GPS

4. Mahasiswa mampu mencari route berdasarkan posisi bujur dan lintang

5. Mahasiswa mampu mengukur kecepatan gerak menggunakan GPS

II. ALAT DAN BAHAN

1. Kompas penunjuk arah

2. GPS merk Garmin for 12 channel satellite

III. DASAR TEORI

Global Positioning System (GPS) merupakan system navigasi ruang

angkasa yang dapat menentukan posisi benda dimana saja pada bumi. Teknologi ini

dapat digunakan dan dimanfaatkan untuk semua orang di mana saja, siang dan malam

hari sekalipun tanpa biaya tambahan untuk data navigasi. System navigasi GPS

menggunakan kumpulan dari 24 satelit pada ketinggian orbit sekitar 11.000 mil di

atas bumi dengan 4 satelit pada masing- masing 6 orbit yang berbeda. Satelit tersebut

mengitari bumi secara konstan sebanyak 2 kali dengan waktu kurang dari 24 jam

Gambar 1.1 Kumpulan 24 Satelit GPS dengan 4 satelit masing- masing

Pada 6 bidang orbit yang berbeda (Peter H. Dana 9/22/1998)

Pemanfaatan Teknologi GPS

Pemanfaatan teknologi GPS ini dapat dibagi menjadi dua bagian:

a) Keperluan Militer dan Pertahanan Keamanan.

Penggunaan GPS untuk keperluan militer antara lain digunakan sebagai alat

navigasi bagi tentara saat melakukan operasi militer pada daerah yang sangat

sukar untuk mendapatkan patokan arah atau posisi dimana mereka berada,

contohnya pada padang pasir. GPS ini juga digunakan pada beberapa kendaraan

militer seperti pada tank, mobil perang,helikopter, pesawat tempur, kapal perang

dan sebagainya.

b) Keperluan Masyarakat Sipil.

Untuk keperluan sipil GPS digunakan untuk beberapa keperluan seperti:

• Kegiatan Outdoor

Digunakan sebagai alat navigasi untuk menunjukkan posisi dan arah dari

suatu titik tempat kita berada pada muka bumi, navigasi bagi pecinta alam,

saat ini pada beberapa tempat seperti di Amerika dan Eropa digunakan juga

pada kendaraan bermotor yang dapat memberi petunjuk arah dan peta jalan

yang akan dilalui dan tujuan, pada olahraga otomotif yaitu reli mobil yang

melalui padang pasir seperti reli Paris-Dakkar dan sebagainya.

• Maritim / Kelautan

Untuk keperluan di bidang kelautan, GPS dipasang pada perahu motor atau

kapal yang digunakan sebagai alat navigasi laut yang dapat menunjukkan arah

dan posisi kapal tersebut pada muka bumi, dipakai juga untuk keperluan

penangkapan ikan dengan tambahan bantuan alat sonar, untuk keperluan

budidaya kerang mutiara agar letak dari kerang- kerang tersebut dapat

diketahui dengan tepat bila hendak diambil dan sebagainya.

• Mapping/ GIS (Geoghraphics Information System)/ Surveying

Selain hal tersebut di atas GPS dimanfaatkan secara khusus untuk

memperoleh data untuk pembuatan peta survey suatu daerah berupa contour

dan juga untuk keperluan data geografi/GIS.

Gambar 1.2. sketsa pemanfaatan penggunaan

GPS (Peter H. Dana 8/17/1994)

IV. LANGKAH PRAKTIKUM

1. Mendeteksi Satelit GPS

Global Positioning System ( GPS ) yang dihidupkan otomatis akan mencari sinyal

satelit yang tertangkap pada daerah tertentu. Asalkan kita berada di luar ruangan

maka sinyal satelit GPS ini akan dengan mudah terdeteksi. Untuk dapat

mengaplikasikan sebuah GPS minimal kita harus mendapatkan 3 sinyal dari setelit

GPS yang berjumlah 24 buah. Yang harus dilakukan adalah menghidupkan perangkat

GPS dan mencatat satelit yang sinyalnya terdeteksi di perangkat GPS kita.

2. Mendeteksi lokasi berdasarkan bujur dan lintang (longitude dan latitude)

Setelah minimal ada 3 buah satelit yang sinyalnya terdeteksi dengan menggunakan

penerima GPS, maka kita dengan mudah dapat mencari lokasi di mana kita berada

sekarang. Catat posisi bujur (longitude) dan lintang ( latitude).

3. Mendeteksi informasi penting lainya

Selain posisi longitude dan latitude maka GPS juga dapat mengetahui beberapa posisi

seperti:

− Elevation ( ketinggian lokasi di atas permukaan laut)

− Sun rise ( Waktu matahari terbit dilihat dari lokasi)

− Sunset ( Waktu matahari terbenam dilihat dari lokasi)

Catatlah inforamsi tersebut berdasarkan lokasi anda berada saat ini dan gambarkan

lokasi anda berdasarkan peta kompas yang ada pada GPS.

4. Mendeteksi Route

GPS juga dapat digunakan untuk mendeteksi route yang akan kita jalankan. Untuk

memulainya maka kita harus membuat titik referensi awal ( mark way point),

selanjutnya ikuti petunjuk sebagai berikut:

− Catat titik referensi (way point) dalam lintang dan bujur, elevation, sun rise

dan sun set.

− Pada posisi Ready to Navigate bergeraklah menuju ke sebuah posisi yang

jaraknya minimal 300 meter dari titik referensi anda. Anda bisa berjalan atau

naik kendaraan ( sepeda motor ) untuk mencoba item ini.

− Saat anda bergerak, amatilah route yang berupa garis yang menunjukan

pergerakan anda dari way point pertama menuju ke tujuan. Catatlah kecepatan

rata-rata anda bergerak yang ditunjukan melalui GPS

− Setelah anda bergerak cukup jauh (minimal berada di luar lingkungan akatel),

hentikan posisi ready to navigate dan jadikan titik berhenti anda menjadi way

point yang ke 2.

− Bandingkan way point ke 1 dan ke 2 dengan cara:

menghitung jarak pergerakan anda dari way point ke 1,

catatlah route yang telah anda lalui,

gambarkan peta way point yang ke 2 berdasarkan kompas GPS,

catatlah rata2 kecepatan anda bergerak

catatlah jarak pergerakan anda dari way point ke 1 menuju way point ke 2

catatlah data way point ke 2 seperti bujur, lintang, elevasi,sunrise, sun set

LEMBAR PENGAMATAN PRAKTIKUM UNIT II

APLIKASI GLOBAL POSITIONING SYSTEM ( GPS )

1. Mendeteksi Satelit GPS

Catat Nomor Satelit yang sinyalnya terdeteksi GPS:

Satelit 1 =

Satelit 2 =

Satelit 3 =

Satelit 4 =

Satelit 5 =

……..

……

2. Mendeteksi Lokasi Berdasarkan bujur dan lintang

Posisi Bujur =

Posisi Lintang =

3. Mendeteksi informasi penting lainya

Elevation =

Sun Rise =

Sun Set =

Peta lokasi saat ini:

4. Mendeteksi Route

Way Point I :

Lintang ( laititude) =

Bujur ( Longitude) =

Elevation =

Sun Rise =

Sun Set =

Kecepatan saat gerak =

Way Point II :

Lintang ( laititude) =

Bujur ( Longitude) =

Elevation =

Sun Rise =

Sun Set =

Kecepatan rata2 akhir =

Jarak Pergerakan =

Gambar Peta way point ke 2 dari way point ke 1: