1

Pengenalan Teknologi Komunikasi Satelit / VSATOrbitStability Polarisasi Frek. Kerja Teknik Akses Komunikasi Satelit

Gangguan-gangguan

Link Budget

Antenna

Satelite

Earth Station

Perangkat RF

Perangkat Baseband

2

Komunikasi Satelit / VSATSistem komunikasi dengan menggunakan satelit (space segment) untuk menghubungkan satu atau banyak lokasi-lokasi Earth Station (stasiun bumi) Komunikasi Satelit terdiri dari 2 komponen : Satelit berfungsi Penguat Sinyal, Konversi Sinyal dan Pembalik Sinyal Earth Station HUB sebagai Pusat Pengendali Jaringan VSAT Remote : Terminal Perangkat VSAT yang terhubung dengan perangkat Pelanggan (Antena, RF, Baseband).3

Komunikasi Satelit (contd)Satelit (Space Segment)

Uplink42,000 km

Downlink

42,000 km

36,000 km

Earth Station (Stasiun Bumi)

Earth Station (Stasiun Bumi)

4

Cara Kerja komunikasi satelit / VSATCermin (Pemantul)

Sumber Cahaya Biru (Senter)

Sumber Cahaya Merah (Senter)

Kertas Putih

Kertas Putih

5

Satelit

Penguat sinyal, konversi sinyal dan pengarah sinyal (Horizontal / Vertikal atau sirkular searah jarum jam / sebaliknya) Tenaga listrik untuk operasi satelit dihasilkan oleh solar array Untuk menjaga antena dari satelit mengarah ke stasiunstasiun bumi, satelit memiliki sistem kestabilan. Dalam terminologi bandwidth (Hz), satelit dibagi dalam beberapa channel frequency atau yang lebih kita kenal sebagai transponder.

6

Orbit Satelit

Berdasarkan Orbit satelit dibagi menjadi 3 : 1. LEO (Low Earth Orbit) 2. MEO ( Medium Earth Orbit) 3. GEO (Geostationary Orbit)

7

Orbit Satelit (Contd)

LEO (Low Earth Orbit) Tinggi Orbit 200 3.000 KM Periode Orbit 1.5 Jam Kecepatan 27.000 KM/Jam Delay 10 ms Aplikasi Satelit Citra, Cuaca, Mata-mata

8

Orbit Satelit (Contd)

MEO (Medium Earth Orbit) Tinggi Orbit 6.000 12.000 KM Periode Orbit 5 12 Jam Kecepatan 19.000 KM/Jam Delay 80 ms Aplikasi Satelit Citra, Cuaca, Mata-mata

9

Orbit Satelit (Contd)

GEO (Geostationary Earth Orbit) Tinggi Orbit 36.000 KM Periode Orbit 24 Jam Kecepatan 11.000 KM/Jam Delay 250 ms Aplikasi Komunikasi digital

10

Sistem Stabilitas Satelit

Berdasarkan sistem stabilitasnya satelit dibagi menjadi 2 : 1. Spin satellite 2. Three Axis Satellite

Spin Satellite

3- Axis Satellite

11

Polarisasi Satelit

Berdasarkan polarisasinya satelit dibagi menjadi 3 : 1. Linear Polarisasi Vertikal dan horisontal 2. Circular Polarisasi Clock Wise Counter Clock Wise 3. Eleptical Polarisasi Clock Wise Counter Clock Wise

12

Frekuensi Kerja Satelit

Berdasarkan frekuensi kerjanya, satelit dibagi menjadi : 1. C Band 2. Extended C Band 3. Ku Band 4. Ka Band 5. L Band 6. S Band

13

Frekuensi Kerja Satelit (Contd)

C Band : Digunakan oleh banyak satelit di orbit GEO Up-link BW : 5.925 Mhz 6.425 Mhz Down-link BW : 3.700 Mhz 4.200 Mhz Ext. C Band : Digunakan oleh banyak satelit di orbit GEO Up-link BW : 6.425 Mhz 6.650 (225 Mhz) Down-link BW : 3.400 Mhz 3.625 Mhz (225 Mhz)

14

Frekuensi Kerja Satelit (Contd)

Ku Band : Digunakan oleh banyak satelit di orbit GEO Up-link BW : 13.750 Mhz 14.500 Mhz Down-link BW : 11.700 12.750 Mhz Ka Band : Up-link BW : 30 GHz Down-link BW : 20 Ghz

15

Frekuensi Kerja Satelit (Contd)

L Band : Up-link BW : 1.6 GHz Down-link BW : 1.5 Ghz S Band : Up-link BW : 1.9 GHz Down-link BW : 2.5 Ghz

16

Teknik Akses Satelit

PAMA (Permanent Assigned Mutliple Access) Kanal satelit diduduki secara terus menerus oleh satu pasang stasiun bumi walaupun belum tentu ada traffic. DAMA (Demand Assigned Multiple Access) Kanal satelit digunakan secara bersama dan bergantian oleh beberapa stasiun bumi, dan hanya diduduki jika ada traffik yang dilewatkan

17

Teknik Akses Satelit FDMA (Frequency Division Mutliple Access) Teknik akses dengan metoda pembagian frekuensi. TDMA (Time Division Multiple Access) Teknik akses dengan metoda pembagian waktu

18

Teknik Akses Satelit (Contd)FDMAbit rate Rc

time 1 frequency 2 wasted satelite capacity 3 L

1 active 2 no trafic 3 active L active

19

Teknik Akses Satelit (Contd)TDMA3 2 1 time TDMA frame duration wasted satellite capacity L bit rate Rc

frequency

1 active 2 no trafic 3 active L active

20

Satellite N am e T ype Capacity EIRP G/T Reliability Life tim e Rocket

Palapa A H S - 333 12 Xpdr C-Band 30 dBW 1 dB/K 0.7 7 years D elta 2914

Palapa B H S - 376 24 Xpdr C-band 33 dBW 1 dB/K 0.7 9 years Space Shutle

T ELKO M 1 LM A2100 36 Xpdr C & Ex C 41 dBW 1 dB/K 0.8 15 years Ariane 4

21

22

Secara garis besar Earth Station dibagi menjadi 2 bagian :1.

Terminal RF Antena, High Power Amplifier, Up/Down Converter, , LNA, FDMA (Frequency Division Mutliple Access)

2.

Terminal Baseband Modulator/Demodulator , Encoder/Decoder

23

Modem Subsystem 1 7.2M AntennaSt/by Modem Modem 1 Modem 2Tx I.F. Tx I.F. 1

St/by U/C

1:1 HPA System

U/C 1Tx I.F. 2 Tx I.F. 3

U/C 2 U/C 3

Data I/OModem NRx I.F.

RF O/P

Tx R.F.

Tx I.F. 4

U/C 4

Modem Protection SW. (to be installed upon availability)

Upconverter Protection Switch

Rx R.F.

Data I/O

Modem Subsystem 2Rx I.F. 1

LNA Redundancy Switch Controller

1:2 LNA System

Data I/O

Modem Subsystem 3St/by D/CRF I/P

Data I/O

Modem Subsystem 4Rx I.F. 2 Rx I.F. 3 Rx I.F. 4

D/C 1 D/C 2 D/C 3 D/C 4

1:4

Downconverter Protection Switch

Antenna Tracking System 24

Baseband equipment

Terestrial network

Encoder

Modulator

Upconverter

Highpower amplifier

Antenna Decoder Demodulator Downconverter Low-noise amplifier

Baseband

RF

25

Antena berfungsi sebagai pemancar (uplink) dan penerima (downlink) sinyal RF ke/dari arah satelit Horn Reflector Mounting Parameter antena Feedhorn Gain antena Tipe antena Reflektor Diameter AntenaMounting

26

Tipe-tipe antena :

Cassegrain

O ffset

Prim e focus

27

Tes akses ke satelit : Test Pattern : diameter antena > 4.5 M Cross Poll : seluruh antena Minimal nilai cross poll isolation > 30 dB

28

Power Amplifier Transmit Power Amplifier HPA TWTA SSPA

Receive Amplifier LNA LNB ( L Band Freq )

29

Up Converter Berfungsi untuk mentranslasikan signal dari frekuensi menengah (IF, Intermediate Frequency) menjadi suatu sinyal Radio Frequency (RF) IF 70 18 Mhz atau 140 36 Mhz RF ( C Band) 6 Mhz Down Converter Berfungsi untuk mentranslasikan Radio Frequency (RF) menjadi suatu sinyal frekuensi menengah (IF, Intermediate Frequency) IF 70 18 Mhz atau 140 36 Mhz RF ( C Band) 4 Mhz

30

Modem (Modulator Demodulator) Modulator berfungsi memodulasi sinyal baseband menjadi sinyal frekuensi menengah (IF), demodulator berfungsi mendemodulasi sinyal IF menjadi sinyal baseband Menyediakan forward error correction scheme sesuai dengan coding yang digunakan contoh : convolution coding (Viterbi, Sequential), Reed Solomon, Turbo Codec Concatenated Coding : mengabungkan 2 sistem codec untuk meningkatkan performance, Eb/No dan Bandwidth utilisasi yang lebih efisien Interfacing dengan teresterial interface atau data interface

31

Link budget : Dalam komunikasi satelit linkbudget adalah perhitungan dari rugi-rugi transmisi (transmission losses) dan noise Perhitungan untuk menentukan parameter-parameter seperti : diameter antena, transmit power amplifier supaya mendapatkan kualitas link dari satu Earth Station ke Earth Station lain via satelit yang bebas error.

32

Parameter Link budget :1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. EIRP and Saturated Flux Density dari transponder. The satellite G/T figure Bandwidth dari transponder. Output Back Off dari transponder Input Back Off dari transponder Latitude dan longitude dari uplink and downlink Earth Station. Information rate (kbps). Tipe Modulasi (BPSK, QPSK, 8-PSK) Forward error correction rate (1/2 , , 7/8 ) Frekuensi Uplink and Downlink Diameter Antena Efisiensi uplink dan downlink antena Minimum digital signal strength (EB/No) sesuai dengan Bit Error Rate (BER) yang diinginkan

33

Gangguan alam Sun Outage Kondisi dimana posisi matahari dan satelit dalam satu garis lurus. Sehingga menaikan noise thermal dari satelit hingga 40 dB. Hal ini berlangsung 10 15 menit, 2 x dalam setahun Scintillation Kondisi dimana terjadi perubahan komposisi di atmosfir yang menyebabkanperubahan level pada sinyal. Sinyal akan naik turun sepanjang waktu tertentu. Kondisi ini jarang terjadi

34

Gangguan dari sistem lain (interferensi) Interferensi dari satelit lain (ASI, adjacent Satellite Interference) Interferensi dari cross poll sinyal Interferensi dari intermodulasi product

35

Cepat dan Mudah Instalasi : selama tidak terhalang ke arah satelit VSAT dapat dibangun Mempunyai kemampuan teknologi informasi terbaru (IP/Web Base, Broadband and DVB ) dan dapat diperluas secara mudah dan gampang (upgradable) Sangat baik untuk aplikasi broadcast dan multicast Kemudahan untuk dimonitor dan dikontrol Tingkat Security Tinggi Sangat kompatibel dengan PSTN (Jaringan Kabel) dan Jaringan Wireless (Nirkabel) Sangat ekonomis untuk negara kepulauan dan memiliki daratan yang luas. Delay propagasi yang cukup tinggi +/- 250 ms

36

Cepat dan Mudah Instalasi : selama tidak terhalang ke arah satelit VSAT dapat dibangun Mempunyai kemampuan teknologi informasi terbaru (IP/Web Base, Broadband and DVB ) dan dapat diperluas secara mudah dan gampang (upgradable) Sangat baik untuk aplikasi broadcast dan multicast Kemudahan untuk dimonitor dan dikontrol Tingkat Security Tinggi Sangat kompatibel dengan PSTN (Jaringan Kabel) dan Jaringan Wireless (Nirkabel) Sangat ekonomis untuk negara kepulauan dan memiliki daratan yang luas. Delay propagasi yang cukup tinggi +/- 250 ms

37

38

LinkStar LinkStar

RCSTLinkStar

RCST RCST

LinkStar

LinkStar HUBGPS Receiver 2100 TDMA Demod 2100 TDMA Demod : : : 2100 TDMA DemodOB/IB ControlRef

TDM ModMPEG PCRTS

LinkStar LinkStar

MPEG MUXS O R F MPEG IPTS Content & Encapsulator Control Content & Control

RCST

RCST

RouterOB/IB Content

RNCCLinkStar

ConfigLinkStar

NCC

RCST RCSTLinkStar

Customer Customer NMS

RCST

External Network

Corporate LAN

39

LinkStar can start small but is easily scalable to large networks

80,000 remotes per hub Up to 580Mbps outbound (10 * 58Mbps)

LinkStar HUB40

DVB-S Open standards compliant TDM outlink per ETSI DVB EN 301192 v 1.2.1 MF-TDMA return link with turbo coding for excellent space segment efficiency

DVB-RCS Field upgradeable (throughOptional Software) Ka, Ku, C-band and Ext. C Band terminals41

T D M A

M F T D M AMF-TDMA42

TDMA

High speed IP data transmissions on both Outlink: 1-36 Msym/sec (up to 58 Mbps) Returnlink: 208, 416, 833, and 1667,Kbps

IP QoS and Multicast in BOTH directions, Outlink and Returnlink Comsat Labs TCP accelerator for high speed traffic in both directions VOIP Capability with IP Header Compression Web/HTTP Accelerator with Cache and Firewall

Hub only solution, no RCST/Client requirements

43

Advanced Bandwidth-on-Demand Algorithms for optimum return channel bandwidth usage CIR: for guaranteed bandwidth BOD: assigns bandwidth when needed from common pool CIR Reallocation: Provides guaranteed bandwidth when needed Bandwidth available for common pool when not needed Multi-Frame Traffic Burst allocates small bandwidth for thin-route applications to remote terminals in CIR or

BOD mode

Slotted Aloha for random and bursty traffic44

IPv4, TCP, UDP, FTP & Telnet Routing Information Protocol (RIP) v1 & v2 Universal IP traffic support Automatically update routing information

VLAN Tagging 802.1Q

Address Resolution Protocol (ARP) Handle error & control messages Support IP multicast applications

Support multiple LANs from each terminal Supports duplicate/overlapping IP Addressing True MPLS-VPN Compatible at the backbone

Internet Control Message Protocol (ICMP) Internet Group Management Protocol (IGMP)v1 &v2

Map an IP address to a physical machine address

Differential Services (DiffServ) Offer guaranteed Quality of Service

45

Two-way TCP acceleration Maximum TCP traffic between 10 to 17 Mbps based on Packet length, (20 Mbps of UDP/RTP) to the VSAT LAN Improves response time & bandwidth utilization Features: Spoofing: Reduces ACK channel bandwidth by approximately 50% Faster Connection Start, Connection Setup, and Window Recovery Adaptive congestion control under changing conditions in both satellite and terrestrial sides. Effective Flow Control and Fairness. Optimized for multi-site, dynamic BOD networks

46

Mandatory for time sensitive applications like voice over IP (VoIP) and videoconferencingDiffServ based an industry standard Prioritization for both satellite access and IP layers

LinkStar can set priority, or honor priority set by external device ensures end-to-end QoS 6 classes of service Expedited forwarding Assured forwarding (4 classes) Best effort

Integrated into LinkStar remote terminal48

Embedded Control Channel Encryption Prevents unauthorized access by rogue terminals Provides secure communication over control channel Uses AES standard encryption algorithm Accelerates encrypted TCP data conforming to Selective Layer Encryption (SLE) Secure Socket Layer (SSL) Supports data encryption by peripheral appliances Hardware solutions (e.g. Encore) Software solutions (e.g. Nortel 3050, Aventail)49

RF/PA

TDMA MOD

TDMA & BPU w/TURBO CODE

DRO LNB

COTS DVB DEMOD

DVB DEMUX

EXTERNAL FIFO

BUS INTERFACE

10/100 PROCESSORBaseT ETHERNET

External Network

Terminal ODU

POWER SUPPLY

SDRAM

Terminal IDU

50