Mengenal VSAT

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)

• Hub Station / Master Earth Station

• Network Management System(NMS).

• Remote Earth Station

2. Space Segment (Segmen Angkasa)

• Transponder Satelit

 

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.

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

• Jaringan VSAT dimiliki dan dioperasional oleh operator VSAT.

• Sebuah Hub digunakan bersama oleh beberapa perusahaan kecil.

• Perlu koneksi ke Hub karena lokasi Hub diluar perusahaan.

• Biaya yang dikeluarkan oleh perusahaan pengguna jaringan VSAT relatif murah karena cukup mengeluarkan biaya sewa saja.

Penjelasan lebih detail mengenai Hub Station akan dilanjutkan pada bagian tersendiri.

B. REMOTE STATION

 

Komponen Remote VSAT

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:

• Penerima sinyal

Transponder menerima sinyal yang di uplink oleh VSAT atau Hub.

• Translasi frekuensi

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.

• Penguatan

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