Satelit dan Orbitnya

Satelit merupakan alat dalam orbit bumi yang khusus untuk menerima atau menghantarkan data secara nirkabel (tanpa kabel). berkomunikasi melalui frekuensi radio. Komunikasi satelit mirip dengan line-of-sight microwave (transmisi mengikuti garis lurus/LoS), hanya saja salah satu stasiunnya, yaitu satelit, mengorbit di atas bumi. Satelit berfungsi seperti antena dan repeater yang sangat tinggi. Sebagai repeater, berfungsi untuk menerima signal gelombang microwave dari stasiun bumi, ditranslasikan frequensinya, kemudian diperkuat untuk dipancarkan kembali ke arah bumi sesuai dengan coveragenya yang merupakan lokasi stasiun bumi tujuan atau penerima. Dalam komunikasi GEO ( merupakan sistem komunikasi satelite yang paling banyak) posisi satelite adalah sekitar 36.000 km di atas bumi.

Satelit komunikasi merupakan stasiun Relay atau Repeater gelombang microwave yang diletakkan di angkasa. Satelit ini menerima sinyal radio dengan bidang frekuensi tertentu dari bumi setelah diperkuat dan diubah ke bidang frekuensi yang berbeda. Satelit adalah suatu station relay. Satelit menerima pada satu frekuensi, memperkuat atau mengulang sinyal dan transmit pd frekuensi lain. Memerlukan orbit geo-stationary, tinggi 35,784 km (William Stallings, Data and Computer Communications 7th Edition).

Transmisi Data
Media transmisi data dengan menggunakan satellit adalah sebuah interkoneksi komunikasi data dengan menggunakan satelit yang diletakan diluar muka bumi dengan ketinggian tertentu dimana pembawa sinyalnya menggunakan frequensi tertentu yang dipancarkan dari stasiun dimuka bumi dan dipantulkan oleh satellite untuk diarahkan ke permukaan bumi lainnya selama masih dalam coverage area satellite tersebut. Untuk pelaksanaan komunikasi, satelit harus mengorbit atau mengelilingi bumi yang berotasi.

Orbit yang digunakan adalah orbit Geosynchronous dimana dengan menggunakan orbit ini sebuah satelit dapat menjangkau sepertiga bagian bumi dengan ketinggian 36.000 Km (22.300 Miles) dari permukaan bumi, satelit yang mencapai ketinggian seperti ini memiliki lintasan yang mengelilingi bumi selama 24 jam sehingga akan selalu tampak diam terhadap suatu titik di permukaan bumi. Satelit dengan menggunakan orbit ini sangat menguntungkan yaitu biaya untuk mengontrol satelit relatif lebih rendah dan hubungan tidak pernah putus. Satelit Intelsat dan Palapa adalah beberapa contoh satelit yang menggunakan orbit Geosynchronus.

Cara Kerja Satelit
a. Cara kerja satelit secara system konvensional
Yaitu dengan mengirimkan sinyal dari computer dan direlai oleh satelit tanpa di lakukan pemprosesan dalam satelit. Kelemahan metode ini, computer yang ter-hubung langsung pada satelit harus bekerja selama 24 jam. Jika salah satu computer dimatikan maka hubungan ke computer tersebut akan terputus. Keuntungannya satelit komunikasi konvensional dapat digunakan tanpa perlu dimodifikasi. Komputer dalam satelit berfungsi untuk menyimpan sementara informasi yang secara otomatis dapat dilakukan.

b. Cara kerja transmisi data melalui satelit
Pemanfaatan system komunikasi satelit telah memberikan kemampuan bagi manusia untuk berkomunikasi dan mendapatkan informasi dari berbagai penjuru dunia secara simultan tanpa memperhatikan jarak relatifnya.

Komponen dasar dari transmisi satelit adalah :

• Stasiun bumi, digunakan untuk mengirim dan menerima data
• Satelit, disebut juga dengan transponder

PC yang menggunakan jaringan internet dengan jaringan satelit dikatagorikan se-bagai jaringan wireless dengan menggunakan gelombang mikro. Gelombang mikro ini akan ditransmisikan dan diproses oleh stasiun satelit bumi yang kemudian ditransmisikan ke satelit di angkasa luar, dan selanjutnya akan dinerima kembali oleh stasiun sateit bumi tujuan.

Cara kerja transmisi data melalui satelit dengan memperhatikan komponen-komponen tersebut, yaitu satelit menerima sinyal dari stasiun bumi (up-link) kemudian memperkuat sinyal, mengubah frekuensi dan mentransmisikan kembali data ke stasiun bumi penerima yang lain (down-link). Dalam transmisi satelit ter-jadi penundaan atau delay karena sinyal harus bergerak menuju ruang angkasa dan kembali lagi ke bumi, jeda waktu sekitar 0,5 sekon. Satelit menggunakan frek-uensi yang berbeda untuk menerima dan mentransmisikan data.

Jangkauan frekuensi satelit adalah:

• 4-6 giga hertz,disebut dengan C-band
• 12-14 giga hertz, disebut dengan Ku-Band
• 20 giga hertz

Orbit Satelit

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 90 menit. Delay Time LEO sebesar 10 ms (Waktu perambatan gelombang dari stasiun bumi ke satelit dan kembali lagi ke stasiun bumi). Aplikasi dari satelit jenis LEO ini biasanya dipakai pada sistem Remote Sensing dan Peramalan Cuaca karena jarak mereka dengan permukaan bumi yang tidak terlalu jauh. Pada masa sekarang satelit LEO yang mengorbit digunakan untuk aplikasi komunikasi selular.

Karena jarak yang tidak terlalu jauh dan biaya yang murah, satelit LEO sangat banyak diluncurkan untuk berbagai macam aplikasi. Akibatnya bahwa jumlah satelit LEO sudah sangat padat, tercatat sekarang ada 8000 lebih satelit yang mengitari bumi pada orbit LEO. Satelit pada lingkaran low earth orbit ditempakan sekita 161 hingga 483 km dari permukaan bumi. Karena sifatnya yang terlalu dekat dengan permukaan bumi menyebabkan satelit ini akan bergerak sangat cepat untuk mencegah satelit tersebut terlempar keluar dari lintasan orbitnya. Satelit pada orbit ini akan bergerak sekitar 28163 km/jam. Satelit pada orbit ini dapat menyeselaikan satu putaran mengeliling bumi antara 30 menit hingga 1 jam. Satelit pada low orbit hanya dapa terlihat oleh station bumi sekitar 10 menit.

Kelebihan LEO

Latency atau delay rendah.

• Daerah lintang terbesar terdapat pada kutub utara dan selatan.
• Path loss kecil.
• Mudah diaplikasikan pada frekuensi reuse yang lebih besar.
• Pengendalian pada stasiun bumi berdaya kecil.

Kekurangan LEO

• Jumlah satelit banyak ( 50-70 satelit).
• Tidak efektif untuk cakupan nasional atau regional
• Luas cakupan daerah kecil.
• Karena kebutuhan jumlah satelit banyak, biaya peluncuran untuk menyebarkan mahal.
• Sulit dalam peluncuran dan mengoperasian karena jumlah satelit banyak.
• Lifetime orbital jauh lebih pendek daripada GEO dan MEO karena degradasi orbital.

Karakteristik LEO

• Tinggi orbit: 200 – 3000 km, diatas permukaan bumi
• Periode Orbit: 1.5 jam
• Kecepatan putar: 27.000 km/jam
• Waktu Tampak:
• Delay Time: 10 ms ( Waktu perambatan gelombang dari stasiun bumi ke satelit dan kembali lagi ke stasiun bumi)
• Jumlah Satelit: 50 (Global Coverage)
• Penggunaan: Satelit Citra, Cuaca, Mata-mata, sistem telekomunikasi bergerak (mobile) contohnya satelit
• Iridium dan Global Star.

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. Namun karena jarak yang sudah cukup jauh jumlah satelit pada orbit MEO tidaklah sebanyak satelit pada 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. Pada orbit ini satelit dapat terlihat oleh stasiun bumi lebih lama sekitar 2 jam atau lebih. Dan waktu yang diperlukan untuk menyeleseaikan satu putaran mengitari bumi adalah 2 jam hingga 4 jam.

Kelebihan MEO
Latency atau delay lebih rendah daripada GEO (tetapi lebih besar dari LEO).
Penggunaan frekuensi reuse lebih baik dibanding dengan GEO (tetapi kurang dari LEO)
Sedikit satelit untuk menyebarkan dan mengoperasikan dan lebih murah daripada sistem LEO (tapi lebih mahal dibandingkan dengan GEO).
Lifetime satelit pada orbit MEO lebih lama dari sistem LEO (tetapi kurang dari GEO).

Kekurangan MEO

• Jumlah satelit yang dibutuhkan lebih banyak dibandingkan GEO.
• Karena lebih banyak jumlahya, maka biaya peluncuran lebih mahal daripada GEO.
• Antena pengendalinya umumnya lebih mahal dan kompleks.
• Cakupan daerah sempit (yaitu: lautan, padang pasir, hutan)

Karakteristik MEO

• Tinggi orbit: sekitar 6.000 – 12.000 km, diatas permukaan bumi
• Periode Orbit: 5 – 12 jam
• Kecepatan putar: 19.000 km/jam
• Waktu Tampak: 2 – 4 jam per hari
• Delay Time: 80 ms ( Waktu perambatan gelombang dari stasiun bumi ke satelit dan kembali lagi ke stasiun bumi)
• Jumlah Satelit: 10 – 12 (Global Coverage)
• Penggunaan: Satelit Citra, Cuaca, Mata-mata, sistem telekomunikasi bergerak (mobile) misalnya satelit Oddysey dan ICO.

3. GEO (Geostationery Earth Orbit)
Satelit GEO merupakan sebuah satelit yang ditempatkan dalam orbit yang posisinya tetap dengan posisi suatu titik di bumi. Karena mempunyai posisi yang tetap maka waktu edarnyapun sama dengan waktu rotasi 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. Sebuah objek yang berada pada orbit ini akan memiliki periode orbit sama dengan periode rotasi Bumi, sehingga terlihat tak bergerak, pada posisi tetap di langit, bagi pengamat di bumi. Satelit komunikasi dan satelit cuaca sering diorbitkan pada orbit geostasioner, sehingga antena satelit yang berkomunikasi dengannya tidak harus berpindah untuk melacaknya, tetapi dapat menunjuk secara permanen pada posisi di langit di mana mereka berada. Sebuah orbit geostasioner adalah satu tipe orbit geosynchronous.

Gagasan tentang sebuah satelit geosynchronous untuk tujuan komunikasi pertama kali diterbitkan pada tahun1928 oleh Herman Potocnik. Ide orbit geostasioner pertama kali disebarkan pada skala luas dalam sebuah makalah tahun 1945 berjudul “Extra-Terrestrial Relay – Can Rocket Stations Give Worldwide Radio Coverage?” oleh penulis ilmu pengetahuan fiksi dari Inggris, Arthur C. Clarke, yang diterbitkan di majalah Dunia Wireless. Orbit, yang Clarke gambarkan sebagai orbit yang berguna untuk siaran dan relay komunikasi satelit, kadang-kadang disebut Orbit Clarke. Demikian pula, Sabuk Clarke adalah bagian dari ruang sekitar 35.786 km (22.000 mil) di atas permukaan laut, pada bidang Khatulistiwa, di mana geostasioner orbit dapat diimplementasikan. Orbit Clarke ini sekitar 265.000 km (165.000 mil) panjangnya.

Satelit GEO mempunyai jarak sebesar 35786 Km dari permukaan bumi. Keuntungan satelit orbit GEO ini salah satunya adalah dalam mentracking antena pengendalian dari suatu stasion bumi tidak perlu mengikuti pergerakan satelit karena satelit tersebut sama periodenya dengan rotasi bumi. Bandingkan dengan tracking antena pada satelit LEO yang harus mengikuti pergerakan satelitnya yang tidak sama dengan periode bumi berputar. Kerugian dari satelit orbit GEO adalah karena jarak yang sangat jauh dari permukaan bumi maka daya pancar sinyal haruslah tinggi dan sering terjadi delay yang cukup signifikan. Cakupan satelit GEO pun sebenarnya tidak mencakup semua posisi di permukaan bumi. Lokasi yang berada di kutub utara dan selatan tidak dapat terjangkau dengan menggunakan satelit GEO karena foot printnya yang terbatas.

Kelebihan GEO

• Stasiun pengendali tidak harus setiap saat melakukan track terhadap satelit.
• Hanya beberapa satelit cukup meng-cover seluruh lapisan bumi.
• Maksimal lifetime 15 tahun atau lebih.

Kekurangan GEO

• Delai propagasi yang cukup besar, berkisar antara 250 milidetik.
• Proses peluncuran satelit mahal karena berada pada orbit yang jauh. Antena penerima pada stasiun bumi harus berdiameter besar agar dapat menangkap sinyal/frekuensi yang dipancarkan.

Karakteristik GEO

• Tinggi orbit: sekitar 35.800 km, di atas permukaan bumi
• Periode Orbit: 24 jam
• Kecepatan putar: 11.000 km/jam,
• Waktu Tampak: Selalu tampak ( karena kecepatan putar satelit sama dengan kecepatan putar bumi
• Delay Time: 250 ms ( Waktu perambatan gelombang dari stasiun bumi ke satelit dan kembali lagi ke stasiun bumi)
• Jumlah Satelit: 3 (Global Coverage)
• Penggunaan: Banyak digunakan oleh satelit untuk sistem telekomunikasi tetap, seperti Palapa, Intelsat, Asiasat, dll.

Sumber : http://rohmattullah.student.telkomuniversity.ac.id