Selasa, 27 Mei 2008

ANTENA

1. Jenis-jenis Antena

Beberapa Jenis Antena untuk Stasiun Bumi.

1. Prime Focus Feed

Antena yang paling banyak dipergunakan, karena memiliki efisiensi yang bagus. Akan tetapi agak sulit dalam pengaturan OMT-nya (Isolasi CrossPolar) pada tipe Polarisasi Linier Orthogonal, oleh karena itu antena jenis ini hanya praktis sampai dengan ukuran diameter 4.5 meter saja.

2. Off-set Feed

Sistem Offset Feed pada dasarnya adalah Prime Focus juga, tapi dengan efisiensi yang lebih baik, karena blocking (obstruksi) berkurang. Relatif ringan/praktis digelar (deployed), misalnya untuk Antena S.B.Fly Away dan yang transportable Isolasi CrossPolar-nya jauh lebih mudah dibanding jenis pertama.

Berkenaan dengan desain mekanika, antara lain pada Feed Support-nya yang harus memiliki kekokohan tertentu, maka yang umum diproduksi, ialah ukuran 1.8 hingga 3.8 meter.

3. Cassegrain /Gregorian.

Biasanya sistem Feed jenis ini dimanfaatkan untuk Antena berukuran 4.6 Mtr atau lebih. Agak terpaksa 4.6 Mtr atau lebih, sebab bila diameter Main Reflector lebih kecil dari itu, maka Sub-Reflector akan mulai memblok sinyal dan berakibat pelemahan atau dengan kata lain gain berkurang (efisiensi turun). Direkomendasikan oleh TelKom dan Satelindo, karena aman dan relatip mudah dalam pengaturan Isolasi Cross Polar untuk memperoleh hasil yang maksimal.

2. Pondasi dan Pedestial

Main Reflector sebuah Antena untuk Stasiun Bumi, haruslah terpasang pada Konstruksi yang cukup kuat agar tahan dari segala cuaca, panas, hujan maupun angin sedapat mungkin tidak menyebabkan instalasi (Sistem) antena tersebut mengalami perubahan seperti posisi agak berubah, bergetar atau bergoyang.

Untuk menjamin hal tersebut, jenis Pedestal (Support) yang paling umum dipergunakan ialah : Sistim AZ (imuth) & EL(evasi).

Pedestal sistem ini selalu memiliki 2 Axis/Sumbu-putar, ialah:

a. Axis Vertikal, yaitu untuk pengaturan sudut/arah Azimuth umumnya besar dan kuat, merupakan King Post, karena ia menopang atau menyangga struktur antena diatasnya yang berat maka pada waktu mengerjakan pondasi dan instalasi pedestal jenis ini, mutlak perlu diperhatikan ketegaklurusannya terhadap bidang datar. Jadi harus benar-benar vertikal.

b. Axis Horisontal, yaitu untuk pengaturan sudut/arah elevasi, biasanya sudah datar dengan sendirinya, bila sewaktu pengerjaan awal tadi, pondasi antena sudah benar-benar datar dengan perkataan lain King-Post akan sudah benar-benar tegak-lurus / vertikal.

3. LNB (Low Noise Block)

LNB merupakan gabungan antara LNA (Low Noise Amplifier) dan pengubah frekuensi (frequency translator) yang mempunyai keluaran L-band, dengan rincian frekuensi (950 - 1450) MHz untuk polarisasi horisontal dan (1550 -2050) MHz untuk polarisasi vertikal. Spesifikasi lain pada LNB pada umumnya adalah noise figure, gain ripple, gain flatness, LO stability, dan phase noise. Biasanya untuk noise figure dan phase noise menunjukan nilai yang relatif bagus dan sebanding dengan perangkat komunikasi satelit yang umum.

Akan tetapi, untuk parameter gain ripple, gain flatness dan stabilitas frekuensi perlu diperhatikan dan dipilih yang terbaik mengingat bila nilainya terlalu tinggi maka dapat menyebabkan error rate yang tinggi (terutama perubahan AM/PM). Akan tetapi hal ini dapat sedikit diatasi dengan mempersempit lebar pita transmisi yang juga berarti menurunkan kecepatan transmisi data ke pelanggan (bit per detik) dengan harapan pengaruh ketiga parameter tersebut akan berkurang.

SATELIT

Dengan semakin meningkatnya jumlah sentral-sentral internasional, maka diperlukan cara-ara perhubungan yang dapat menampung kapasitas besar. Dengan pengulangan internasional pada sistem microwave, maka penyaluran aluran berkapasitas tinggi dimungkinkan dengan teknologi satelit buatan.

Agar satelit bisa tetap mengorbit tanpa jatuh (tertarik) ke bumi, ia perlu ketinggian-orbit dan periode tertentu. Apabila periode edar yang kita inginkan 24 jam, agar sinkronus dengan Rotasi bumi pada sumbunya maka tinginya harus 35900 Km.

Pada tahun 1945, Arthur C. Clarke (seorang penulis fiksi pengetahuan inggris) menyatakan bahwa sebuah satelit dengan orbit lingkaran pada bidang equator dengan radius 42,242 Km (=ketinggian 35,864 Km dari permukaan bumi) akan memiliki periode yang sama dengan periode rotasi bumi sehingga satelit tersebut selalu berada tetap diatas suatu tempat di muka bumi. Lingkaran Orbit diatas Khatulistiwa dengan ketinggian 3,864 Km dari permukaan bumi, kini disebut orang dengan istilah “Clarke Belt”, atau “Cincin Clarke”.

1. Berbagai macam satelit

Di angkasa terdapat beratus-ratus satelit yang yang mengorbit disekitar bumi kita, yang ragamnya dapat dibedakan antara lain dari jenis:

1.1. Orbitnya

Berdasarkan orbitnya satelit dapat dibedakan menjadi beberapa jenis antara lain:

a. Sistem Satelit Tidak Teratur (Random)

Sistem ini juga disebut sebagai “Sistem Satelit Tidak Terkendali”, yaitu dengan peluncuran sejumlah satelit pada berbagai ketinggian orbit dari ratusan km atau 10.000 km. Gerakan saelit ini akan diikuti oleh 2 stasiun bumi yang dapat melihatnya dan dengan menggunakan cara saling perpindahan (switching) antara dua buah antenna yang dapat berputar pada tiap stasiun, akan daapat dikurangi waktu terputusnya perhubungan. Meskipun mekanisme tracking (penjejakan) pada sistem ini sangat sulit, keuntungannya terletak pada mudahnya peluncuran dan medan terimanya yang cukup kuat.

b. Phased Satellite System (Sistem Satelit Bertahap)

Sistem ini terdiri dari berbagai jenis orbit, seperti orbit khatulistiwa, orbit dengan sudut inklinasi 300, orbit kutub dan sistem orbit campuran. Jenis ini dapat menjalin perhubungan dengan meluncurkan beberapa satelitperhubungan pada jarak waktu (interval) yang sama pada orbit dan memindahkannya secara teratur bagi 2 stasiun bumi.

Oleh sebab itu sistem ini juga disebut sebagai “Sistem Satelit Terkendali”. Yang termasuk jenis ini adalah sistem satelit Stasioner yang akan dijelaskan pada bagian c.

Umumnya jenis ini menggunakan orbit khatulistiwa untuk perhubungan selatan-utara dan orbit kutub untuk perhubungan timur barat, yang maksudnya untuk dapat mengurangi jumlah satelit yang diperlukan.

Lebih lanjut akan ditinjau sistem orbit khatulistiwa dengan orbit relatip tinggi yang cukup praktis dan satelit meluncur dengan gerakan ke timur. Dimisalkan masa perputaran orbit khatulistiwa T jam, masa perputaran bumi adalah P yang lebih besar dari T sbb:

c. Sistem Satelit Stasioner

Apabila satelit diluncurkan pada ketinggian 35.860 km ke timur di atas khatulistiwa, dia akan mempunyai kedudukan yang statis terhadap bumi yang mempunyai T=24 jam dan P=∞. Oleh sebab itu perhubungan dapat dilaksanakan seperti halnya perhubungan tetap dengan satu set antena.

Untuk satelit stasioner, sudut pancaran antenna satelit ke bumi yang diperlukan kira-kira 17,340 dan jari-jariuntuk perhubungan yang masih dapat dilaksanakan kira-kira 760 (dengan sudut elevasi antenna stasiun bumi lebih besar dari 50). Dengan cara ini maka peluncuran 3 atau 4 satelit berkapasitas besar sesuai dengan keperluannya, memungkinkan terlaksananya perhubungan untuk seluruh dunia. Sistem ini dinamakan “Sistem Satelit Stasioner” Jenis ini pada saat sekarang dianggap paling baik, ditinjau dari segi ekonomi dan fungsinya, untuk perhubungan satu hop didalam daerah lingkup saatelit. Kelemahan sistem ini adalah waktu tunda yang untuk perhubungan telepon kira-kira 0,6 sec. Pada saat ini sistem perhubungan satelit internasional terdiri dari sistem satelit stasioner yang dapat dipergunakan bersama dalam bentuk multiple access.

Mengingat untuk perhubungan 2 hop dengan satelit stasioner, praktis tidak dapat dipergunakan untuk sirkit telepon berhubung lamanya waktu tunda yang ternyata lebih besar dari 0,1 sekon, maka dikehendaki agar pelaksanaanya dilakukan dengan penggabungan satu hop satelit diteruskan dengan sistem lain misalnya kabel laut, sistem microwave terrestrial, untuk keperluan perhubungan yang sangat jauh di luar daerah lingkup satelit.

Satelit stasioner juga memerlukan teknologi yang tinggi misalnya untuk Despun antenna, bagi sistem antenanya, tetapi ada keuntungannya yaitu realisasi penempatan satelit berkapasitas tinggi , mengingat dimungkinkannya pemasangan antenna berkas sempit yang jurusan diagram pancarannya hanya beberapa derajat.

1.2. Fungsinya

Berdasarkan fungsinya satelit dapat dibedakan menjadi beberapa jenis antara lain:

a. Satelit Mata-mata, termasuk jenis Armed Forces and Defense Satellite lainnya

b. Satelit Cuaca dan Navigasi (Weather and Navigation)

c. Satelit Penginderaan Jarak Jauh dari Pemetaan Bumi, (Remote Sensing, Earth Resources & Mapping)

d. Satelit Scientific/Penyelidikan/Research

e. Satelit untuk telekomunikasi.

2. Satelit Komunikasi

Pada dasarnya Satkom (Satelit Komunikasi) akan berfungsi sebagai repeater seperti pada komunikasi radio terestrial, seperti Mobile-Radio, Handphone, HT/Handy-Talky atau juga radio trunking yang pada umumnya beroperasi bersama beberapa repeater. Hanya saja satkom ini letaknya sangat jauh dan tinggi, sekitar 36000 Km.

Kemiripan fungsi terebut perlu kita resapi, karena beberapa kesamaan utama dengan komunikasi satelit antara lain:

a. Sinyal input ke antena repeater (Fin = Frx) relatip sangat lemah, dan datang dari salah satu unit atau arah.

b. Terjadi mixing dengan local Oscillator sehingga menghasilkan Translasi Frekwensi (Fout tidak sama dengan Fin).

c. Fout (F Tx) Repeater diamplify dan filter, lalu kemudian dengan daya yang relatif sangat kuat dipancarkan antena untuk arah atau daerah jangkauan (coverage) yang yang jauh dan luas.

d. Memiliki Band-Width tertentu, dengan alokasi kanal-kanalnya.

e. Letak/Site Repeater yang selalu ditempatkan pada ketinggian agar efektivitas jangkauannya terjamin dan terselenggara dengan baik.

3. Satelit Telkom 1

Satelit tersebut berbentuk paralel epipedum dengan ukuran kira-kira 1.8m x 1.8m x 3.0 m dan dindingnya terbuat dari bahan graphite epoxy composite. Pada kedua sisinya yang saling berhadapan (Timur dan Barat) terpasang masing-masing sebuah antena parabola dari bahan kevlar dengan diameter 2.159m, sedangkan pada kedua sisi lainnya (Utara-Selatan) tergantung dua panel surya masing-masing empat sektor dari bahan Galium Arsenid dan Silikon effisiensi tinggi yang secara total dapat memberikan daya sebesar 4.5 kW pada akhir umurnya.

Gambar 1. Satelit Telkom 1

Dengan sistem stabilisasi tiga sumbu, pesawat tersebut tak henti-hentinya berfungsi sebagai repeater di atas ekuator pada posisi 108 derajat BT, menerima dan mengirimkan kembali jutaan bit informasi per detik dari/ke puluhan ribu stasiun bumi VSAT (Very Small Apperture Terminal ) yang terletak dalam cakupannya. Satelit tersebut melaju dengan kecepatan 10.728 km/jam tetapi dengan ketinggian orbit sekitar 36000 km, satelit tersebut serasa diam relatif terhadap bumi

Gambar 2. Daerah Cakupan Satelit Telkom 1

Kamis, 22 Mei 2008

Modulasi Digital

Modulasi digital merupakan proses penumpangan sinyal digital (bit stream) ke dalam sinyal carrier. Modulasi digital sebetulnya adalah proses mengubah-ubah karakteristik dan sifat gelombang pembawa (carrier) sedemikian rupa sehingga bentuk hasilnya (modulated carrier) memeiliki ciri-ciri dari bit-bit (0 atau 1) yang dikandungnya. Berarti dengan mengamati modulated carriernya, kita bisa mengetahui urutan bitnya disertai clock (timing, sinkronisasi).
Melalui proses modulasi digital sinyal-sinyal digital setiap tingkatan dapat dikirim ke penerima dengan baik. Untuk pengiriman ini dapat digunakan media transmisi fisik (logam atau optik) atau non fisik (gelombang-gelombang radio).
Pada dasarnya dikenal 3 prinsip atau sistem modulasi digital yaitu: ASK, FSK, dan PSK
1. Amplitude Shift Keying
Amplitude Shift Keying (ASK) atau pengiriman sinyal berdasarkan pergeseran amplitude, merupakan suatu metoda modulasi dengan mengubah-ubah amplitude. Dalam proses modulasi ini kemunculan frekuensi gelombang pembawa tergantung pada ada atau tidak adanya sinyal informasi digital.
Keuntungan yang diperoleh dari metode ini adalah bit per baud (kecepatan digital) lebih besar. Sedangkan kesulitannya adalah dalam menentukan level acuan yang dimilikinya, yakni setiap sinyal yang diteruskan melalui saluran transmisi jarak jauh selalu dipengaruhi oleh redaman dan distorsi lainnya. Oleh sebab itu meoda ASK hanya menguntungkan bila dipakai untuk hubungan jarak dekat saja.
Dalam hal ini faktor derau harus diperhitungkan dengan teliti, seperti juga pada sistem modulasi AM. Derau menindih puncak bentuk-bentuk gelombang yang berlevel banyak dan membuat mereka sukar mendeteksi dengan tepat menjadi level ambangnya.
2. Frequncy Shift Keying
Frequency Shift Keying (FSK) atau pengiriman sinyal melalui penggeseran frekuensi. Metoda ini merupakan suatu bentuk modulasi yang memungkinkan gelombang modulasi menggeser frekuensi output gelombang pembawa. Pergeseran ini terjadi antara harga-harga yang telah ditentukan semula dengan gelombang output ang tidak mempunyai fasa terputus-putus.
Dalam proses modulasi ini besarnya frekuensi gelombang pembawa berubah-ubah sesuai dengan perubahan ada atau tidak adanya sinyal informasi digital.
FSK merupakan metode modulasi yang paling populer. Dalam proses ini gelombang pembawa digeser ke atas dan ke bawah untuk memperoleh bit 1 dan bit 0. Kondisi ini masing-masing disebut space dan mark. Keduanya merupakan standar transmisi data yang sesuai dengan rekomendasi CCITT.
FSK juga tidak tergantung pada teknik on-off pemancar, seperti yang telah ditentukan sejak semula. Kehadiran gelombang pembawa dideteksi untuk menunjukkan bahwa pemancar telah siap.
Dalam hal penggunaan banyak pemancar (multi transmitter), masing-masingnya dapat dikenal dengan frekuensinya. Prinsip pendeteksian gelombang pembawa umumnya dipakai untuk mendeteksi kegagalan sistem bekerja.
Bentuk dari modulated Carrier FSK mirip dengan hasil modulasi FM. Secara konsep, modulasi FSK adalah modulasi FM, hanya disini tidak ada bermacam-macam variasi /deviasi ataupun frekuensi, yang ada hanya 2 kemungkinan saja, yaitu More atau Less (High atau Low, Mark atau Space). Tentunya untuk deteksi (pengambilan kembali dari kandungan Carrier atau proses demodulasinya) akan lebih mudah, kemungkinan kesalahan (error rate) sangat minim/kecil.
Umumnya tipe modulasi FSK dipergunakan untuk komunikasi data dengan Bit Rate (kecepatan transmisi) yang relative rendah, seperti untuk Telex dan Modem-Data dengan bit rate yang tidak lebih dari 2400 bps (2.4 kbps).
3. Phase Shift Keying
Phase Shift Keying (PSK) atau pengiriman sinyal melalui pergeseran fasa. Metoda ini merupakan suatu bentuk modulasi fasa yang memungkinkan fungsi pemodulasi fasa gelombang termodulasi di antara nilai-nilai diskrit yang telah ditetapkan sebelumnya. Dalam proses modulasi ini fasa dari frekuensi gelombang pembawa berubah-ubah sesuai denganperubahan status sinyal informasi digital.
Sudut fasa harus mempunyai acuan kepada pemancar dan penerima. Akibatnya, sangat diperlukan stabilitas frekuensi pada pesawat penerima.
Guna memudahkan untuk memperoleh stabilitas pada penerima, kadang-kadang dipakai suatu teknik yang koheren dengan PSK yang berbeda-beda. Hubungan antara dua sudut fasa yang dikirim digunakan untuk memelihara stabilitas. Dalam keadaan seperti ini , fasa yang ada dapat dideteksi bila fasa sebelumnya telah diketahui. Hasil dari perbandingan ini dipakai sebagai patokan (referensi).
Untuk transmisi Data atau sinyal Digital dengan kecepatan tinggi, lebih efisien dipilih system modulasi PSK. Dua jenis modulasi PSK yang sering kita jumpai yaitu :
3.1. BPSK
BPSK adalah format yang paling sederhana dari PSK. Menggunakan dua yang tahap yang dipisahkan sebesar 180° dan sering juga disebut 2-PSK. Modulasi ini paling sempurna dari semua bentuk modulasi PSK. Akan tetapi bentuk modulasi ini hanya mampu memodulasi 1 bit/simbol dan dengan demikian maka modulasi ini tidak cocok untuk aplikasi data-rate yang tinggi dimana bandwidthnya dibatasi.
3.2. QPSK
Kadang-Kadang dikenal sebagai quarternary atau quadriphase PSK atau 4-PSK, QPSK menggunakan empat titik pada diagram konstilasi, terletak di sekitar suatu lingkaran. Dengan empat tahap, QPSK dapat mendekode dua bit per simbol. Hal ini berarti dua kali dari BPSK. Analisa menunjukkan bahwa ini mungkin digunakan untuk menggandakan data rate jika dibandingkan dengan sistem BPSK. Walaupun QPSK dapat dipandang sebagai sebagai suatu modulasi quaternary, lebih mudah untuk melihatnya sebagai dua quadrature carriers yang termodulasi tersendiri. Dengan penafsiran ini, maka bit yang digunakan untuk mengatur komponen phase pada sinyal carrier ketika digunakan untuk mengatur komponen quadrature-phase dari sinyal carrier tersebut. BPSK digunakan pada kedua carrier dan dapat dimodulasi dengan bebas.

PLC (Programmable Logic control)

Sebuah PLC (Programmable Logic control) adalah sebuah alat yang digunakan untuk menggantikan rangkaian sederetan relay yang dijumpai pada sistem kontrol proses konvensional. PLC bekerja dengan cara mengamati masukan (melalui sensor-sensor terkait), kemudian melakukan proses dan melakukan tindakan sesuai yang dibutuhkan, yang berupa menghidupkan atau mematikan keluarannya (logika 0 atau 1, hidup atau mati). Pengguna membuat program (yang umumnya dinamakan diagram tangga atau ladder diagram) yang kemudian harus dijalankan oleh PLC yang bersangkutan, Dengan kata lain, PLC menentukan aksi apa yang harus dilakukan pada instrumen keluaran berkaitan dengan status suatu ukuran atau besaran yang diamati.
PLC banyak digunakan pada aplikasi-aplikasi industri, misalnya pada proses pengepakan, penanganan bahan, perakitan, otomatis dan sebagainya. Dengan kata lain, hampir semua aplikasi yang memerlukan kontrol listrik atau elektronik membutuhkan PLC. Penggunaan kontroler PLC memiliki beberapa kelebihan dibandingkan dengan sistem kontrol konvesional, antara lain:
  • Dibandingkan dengan sistem kontrol proses konvensional, jumlah kabel yang dibutuhkan bisa berkurang hingga 80 %
    PLC mengkonsumsi daya lebih rendah dibandingkan dengan sistem control proses konvensional (berbasis relay)
  • Fungsi diagnostik pada sebuah kontroler PLC membolehkan pendeteksian kesalahan yang mudah dan cepat
  • Perubahan pada aurutan operasional atau proses atau aplikasi dapat dilakukan dengan mudah, hanya dengan melakukan perubahan atau penggantian program, baik melalui terminal konsol maupun komputer PC
  • Tidak membutuhkan spare part yang banyak
  • Lebih murah dibandingkan dengan sistem konvensional, khususnya dalam kasus penggunaan instrumen I/O yang cukup banyak dan fungsi operasional prosesnya cukup kompleks
  • Ketahanan PLC jauh lebih baik dibandingkan dengan relay auto-mekanik

Sejarah PLC
PLC pertama kali diperkenalkan pada tahun 1960-an. Alasan utama perancangan PLC adalah untuk menghilangkan beban ongkos perawatan dan penggantian sistem kontrol mesin berbasis relay. Bedford Associate (Bedford, MA) mengajukan usulan yang diberi nama MODICON (Modular Digital controller) untuk perusahaan-perusahaan mobil di Amerika. Sedangkan perusahaan lain mengajukan sistem berbasis komputer (PDP-8). MODICON 084 merupakan PLC pertama didunia yang digunakan pada produk komersil.
Pada pertengahan tahun 1970-an, teknologi PLC yang dominan adalah sekuenser mesin-kondisi dan CPU berbasis bit-slice. Prosesor AMD 2901 dan 2903 cukup populer digunakan dalam MODICON dan PLC A-B. Mikroprosesor konvensional kekurangan daya dalam menyelesaikan secara cepat logika PLC untuk semua PLC, kecuali PLC kecil. Setelah mikroprosesor konvensional mengalami perbaikan dan pengembangan, PLC yang besar-besar mulai banyak menggunakan-nya.
Kemampuan komunikasi pada PLC mulai muncul pada awal-awal tahun 1973. Sistem yang pertama adalah Modbus-nya MODICON. Dengan demikian PLC bias berkomunikasi dengan PLC lain dan bisa ditempatkan lebih jauh dari lokasi mesin sesungguhnya yang dikontrol. Sekarang kemampuan komunikasi ini dapat digunakan untuk mengirimkan dan menerima berbagai macam tegangan untuk membolehkan dunia analog ikut terlibat. Sayangnya, kurangnya standarisasi
mengakibatkan komunikasi PLC menjadi mimpi buruk untuk protokol-protokol dan jaringa-jaringan yang tidak kompatibel. Tetapi bagaimanapun juga, saat itu merupakan tahun yang hebat untuk PLC. Pada tahun 1980-an dilakukan usaha untuk menstandarisasi komunikasi dengan protokol otomasi pabrik milik General Motor (General Motor's Manufacturring Automation Protocol (MAP)). Juga merupakan waktu untuk memperkecil ukuran PLC dan pembuatan perangkat lunak pemrograman melalui pemgromaman simbolik dengan komputer PC daripada terminal pemrogram atau penggunaan pemrogram genggam (handled programmer). Sekarang PLC terkecil seukuran dengan sebuah kontrol relai tunggal (seperti produk ZEN Programmable Relay dari Omron). Tahun 1990 dilakukan reduksi protokol baru dan modernisasi lapisan fisik dari protokol-protokol populer yang bertahan pada tahun 1980-an. Standar terakhir (IEC 1131-3), berusaha untuk menggabungkan bahasa pemrograman PLC dibawah satu standar internasional. Sekarang bisa dijumpai PLC-PLC yang diprogram dalam diagram fungsi blok, daftar instruksi, C dan teks terstruktur pada saat bersamaan.