Parameter-parameter Sistem Komunikasi Satelit

PARAMETER-PARAMETER SISKOMSAT

I.1     Noise

Noise secara umum didefenisikan sebagai bentuk signal yang tidak diinginkan pada sirkuit telekomunikasi.

Ada 4 (empat) kategori noise yang perlu kita ketahui :

• Thermal noise
• Intermodulation noise
• Crosstalk
• Impulse noise

I.1.1 Thermal Noise

         Thermal noise adalah noise yang muncul pada setiap media transmisi dan pada setiap perangkat telekomunikasi sebagai akibat dari gerakan elektron secara acak. Niose ini mempunyai sifat menyebar merata ke seluruh band frekuensi. Setiap komponen pada perangkat dan setiap media transmisi selalu memberikan kontribusi thermal noise pada sistem, jika bekerja pada temperatur di atas temperatur mutlak.

Besaran noise ini biasanya dinyatakan dalam derajat Kelvin. Karena penyebarannya merata pada seluruh band frekuensi, maka noise ini dinamakan White noise.

Besarnya thermal noise dirumuskan sebagai berikut

P n = k . T (W/Hz)

Dimana :

K = konstanta boltzman = 1,3803 ´ 10 ^–23 J/°K

T = temperatur mutlak = K

Rumus di atas menyatakan bahwa thermal noise berbanding lurus dengan bandwidth dan temperatur. Pada bandwidth tertentu thermal noise menjadi :

Pn = k . T . B Watt

Contoh :

Suatu amplifier mempunyai effective noise temperatur 100° K pada bandwidth 10 MHz. Berapa besarnya thermal noise dari amplifier tersebut ?

Pn        = log 1,3803 ´ 10 ^–23 + 10 log 100 + 10 log 10⁷

            = -228,6 + 20 + 70

            = - 138,6 dBw

I.1.2     Intermodulation noise

Intermodulation noise ditimbulkan oleh intermodulation product. Jika kita memasukkan 2 frekuensi, f1 dan f2 pada sebuah komponen non linier, maka pada output akan terdapat frekuensi spurious. Frekuensi spurious ini dapat muncul di dalam atau di luar frekuensi perangkat yang bersangkutan.

Second order   : f1 ± f2

Third order      : f1 ± 2f2 ; 2f1 ± f2

Fourth order    : 2f1 ± 2f2 ; 3f1 ± f2

Misal :

f1 = 100 ; f2 = 101

f1 + f2             = 201               2f1 – 2f2               = 2

f2 – f1             = 1                   3f1 + f2                 = 401

2f1 + f2           = 301               3f1 – f2                 = 199

2f1 – f2           = 99                 f1 + 2f2                 = 302

2f1 + 2f2         = 402               f1 – 2f2                 = 102

Intermodulasi muncul jika :

• Level setting salah (level input terlalu tinggi).
• Dengan level input yang tinggi, maka bekerjanya perangkat akan dikemudikan pada daerah non linier.
• Salah adjustmen sehingga perangkat bekerja pada daerah non linier.

Distorsi Order 5

Distorsi Order 3

         (3f1-f2)     (3f1-f2)        f1                     f2               (3f1-f2)        (3f1-f2)

         Produk intermodulasi           frekuensi                     Produk intermodulasi

         order 5       order 3                   input                         order 3          order 5

Dampak fatal akibat intermodulasi :

• Terjadi crosstalk
• Broken call atau pembicara terputus tiba-tiba
• Penurunan kualitas kanal
• Penurunan SCR
• Gangguan pada transponder yang berdekatan

I.1.3     Crosstalk

Crosstalk adalah pengkopelan yang tidak kita inginkan pada jalur signal. 3 macam penyebab crosstalk, yaitu :

·         Electrical coupling antar media trasmisi, contoh : electrical coupling antar kabel voice.

·         Frekuensi respon yang buruk sebagai akibat rusaknya filter atau disain filter yang jelek

·         Non linierity pada sistem multi channel (FDM).

Crosstalk ada 2 macam, yaitu :

·         Near end crosstalk

·         Far end crosstalk

Kedua crosstalk tersebut besarnya harus > 43 dB untuk Long Distance Circuit dan > 58 dB untuk kabel dari langganan ke sentral.

(Ref. CCITT Rec. G 151 D)

I.2        Signal to noise ratio (S/N)

Teknisi transmisi lebih sering berurusan dengan signal to noise ratio (S/N) dibandingkan dengan kriteria lain.

S/N adalah perbandingan level signal dengan level noise yang dinyatakan dalam dB.

dB

S / N =  10 log

Daya signal (Watt)

Noise (Watt)

Atau :

S/N (dB) = level signal (dBm) – level noise (dBm)

Contoh :

Level noise = 5 dBm ; Level signal 20 dBm

S/N = 20 – 5 = 15 dB (lihat jelas gambar berikut)

Untuk memperbesar S/N dapat dilakukan dengan cara :

·         Memperbesar daya signal

·         Memperkecil daya derau (noise)

·         Meperbesar daya signal sekaligus memperkecil daya derau

				Frekuensi
		S/N = 15 dB

 

I.3        G/T (Figure of Merite)

Gain to Noise Temperatur Ratio (G/T) merupakan ukuran penampilan baik buruknya (peformance) sistem penerimaan pada suatu SB. Secara matematik G/T dirumuskan sebagai berikut :

(dB/°K)

G/T =

Gain antena (dB)

Temperature sistem (°K)

Dimana :

G = penguatan antena Rx

T = temperature sistem (antena / LNA / recevier)

Semakin besar G/T, berarti semakin sensitif dan semakin baik kualitas penerimaannya. Untuk mendapatkan harga G/T yang besar dapat dilakukan dengan cara :

·         Memperbesar penguatan antena

·         Menggunakan penerima dengan temeratur derau yang rendah (semakin kecil temperatur LNA, semakin baik mutu penerimaannya)

Contoh perhitungannya :

Antena parabola = 5 M, Gain = 43 dB, temperatur LNA = 40° K, Temperatur sistem penerima = 2°K, berapa G/T?

I.4        EIRP (Effectife Isotropic Radiated Power)

EIRP adalah besarnya daya suatu carrier yang dipancarkan oleh suatu antena, satuannya dinyatakan dalam dB Watt. Harga EIRP adalah hasil penjumlahan antara daya keluaran HPA dengan penguatan antena dikurangi dengan redaman IFL (Interfacility Lingk).

Besarnya EIRP dapat dirumuskan sebagai berikut :

EIRP = P out HPA (dBw) + G antena (dB) – loss IFL (dB)

Harga EIRP dapat diperkecil atau diperbesar dengan cara :

·         Memperkecil/memperbesar output HPA

·         Meperkecil/memperbesar penguatan antena

·         Memperpanjang/memperpendek IFL

Contoh perhitungan EIRP :

Output HPA = 30 Watt; Gain antena = 43 dB; Loss IFL = 1,5 dB. Berapakah besarnya EIRP ?

EIRP = 14,7 dBw + 43 dB – 1,5 dB = 56,2 dBw

I.5        Noise figure

Seperti yang diuraikan di atas setiap sirkit pasif dan aktif pada setiap media trasmisi menyumbangkan noise pada sistem transmisi.

Noise figure adalah perbandingan antara noise yang dihasilkan perangkat dalam kenyataan dibandingkan dengan noise pada perangkat ideal. Untuk perangkat linier, noise figure (NF) dinyatakan :

NF =

S/N in

   S/N out

Dalam dB : NF = S/N in (dB) – S/N out (dB)

Contoh (menghitung S/N in) :

Recevier dengan :       NF = 10 dB dan S/N out = 50 dB

NF = S/N in – S/N out

10    = S/N in – 50

S/N in = 60 dB

I.6        Satuan Pengukuran Transmisi

I.6.1     Desibel (dB)

Suatu saluran menyatakan besaran perbandingan logaritnik daya keluar dengan daya masuk diamna daya tersebut merupakan harga relatif. Dari defenisi tersebut, misalkan suatu peralatan mempunyai penguatan 2 kali (input = 1 W, output 2 W), bila  dinyatakan dalam dB, maka penguatan tersebut = 3 dB. Harga tersebut didapat dari penurunan rumus :

Gain (dB) = 10 log

               Pout

 Pin

= 10 log 2/1

= 3,0103 dB

Misalkan suatu peralatan mempunyai redaman 1/1000 kali (input = 1000 W, output = 1W), bila dinyatakan dalam dB, maka penguatan tersebut = - 30 dB. Harga tersebut didapat dari penurunan rumus :

Gain (dB) = 10 log

P₂

P₁

= 10 log

1

1000

= - 30 dB

Karena hasilnya negatif, peralatan tersebuut bukan penguatan, tetapi redaman sebesar 30 dB.

I.6.2     dBm

Satuan harga mutlak suatu perbadningan daya terhadap daya 1 miliwatt yang dituliskan dengan rumus :

Daya (dBm) = 10 log

 daya (mW)

1 mW

contoh :

suatu amplifier mempunyai penguatan 1 mW, berapa dBm besar penguatan tersebut ?

Daya (dBm)    = 1/1    = 0 dBm

Jadi 1mW = 0 dBm

I.6.3     dBw

Satuan harga mutlak suatu daya terhadap daya 1 Watt

Daya (dBW) = 10 log

 daya (W)

1 W

Contoh :

Misal diketahui daya 13 Watt, berapa dBw daya tersebut ?

Daya (dBw) = 10 log

 13 W

 1 W

= 11,13 dBw

I.6.4     dBm

dBm0 adalah satuan harga mutlak suatu daya dalam dBm yang mengacu kepada 0 TLP (Zero test level point). 0 TLP setiap titik mempunyai nomial level yang berbeda-beda dan dinyatakan dalam level dBr (dB referensi) sebagai misal ; nominal level TX VF = -16 dBm = - 16dBr

hubungan antara dBm, dBm0 dan dBr dapat dinyatakan dalam rumus sebagai berikut :

dBm    = dBm0 + dBr

Contoh :

- 10 dBm0                   0 TLP

- 26 dBm                     - 16 dBm

Suatu titik pengukuran terukur level –26 dBm, dimana level nominal referensi dari titik ukur tersebut adalah – 16 dBm, maka harga pengukuran tersebut bila dinyatakan dalam dBm0 adalah – 10 dBm0 yang artinya level pada titik pengukuran tersebut 10 dB dibawah nominal level.

I.6.5     Satuan impedansi

Impedansi adalah nilai resistansi suatu titik dalam perangkat yang mengandung besaran harga resistansi, kapasitansi dan induktansi. Besar kecilnya impedansi dipengaruhi oleh besar kecilnya frekuensi yang melewatinya. Dalam sirkit telekomunikansi kita mengenal 2 macam impedansi, yaitu :

q  Impedansi balance

q  Impedansi unbalance

Yang disebut dengan impedansi balnce ialah tip dan ring tidak kena ground, sedangkan impedansi unbalance, ring selalu dihubungkan ke ground dan tip tidak boleh terkena ground.

Contoh impedansi balance :

VF = 600 W balance

IF = 120 W balance

Contoh impedansi unbalance :

IF = 75 W                                                  RF = 50 W

                  c.   Rangkuman

o      Noise secara umum didefenisikan sebagai bentuk signal yang tidak diinginkan pada sirkuit telekomunikasi.

o      Thermal noise adalah noise yang muncul pada setiap media transmisi dan pada setiap perangkat telekomunikasi sebagai akibat dari gerakan elektron secara acak. Niose ini mempunyai sifat menyebar merata ke seluruh band frekuensi.

o      Intermodulation noise ditimbulkan oleh intermodulation product. Jika kita memasukkan 2 frekuensi, f1 dan f2 pada sebuah komponen non linier, maka pada output akan terdapat frekuensi spurious. Frekuensi spurious ini dapat muncul di dalam atau di luar frekuensi perangkat yang bersangkutan.

o      Crosstalk adalah pengkopelan yang tidak kita inginkan pada jalur signal.

o      S/N adalah perbandingan level signal dengan level noise yang dinyatakan dalam dB.

o      Gain to Noise Temperatur Ratio (G/T) merupakan ukuran penampilan baik buruknya (peformance) sistem penerimaan pada suatu SB.

o      EIRP adalah besarnya daya suatu carrier yang dipancarkan oleh suatu antena, satuannya dinyatakan dalam dB Watt. Harga EIRP adalah hasil penjumlahan antara daya keluaran HPA dengan penguatan antena dikurangi dengan redaman IFL (Interfacility Lingk).

o      Noise figure adalah perbandingan antara noise yang dihasilkan perangkat dalam kenyataan dibandingkan dengan noise pada perangkat ideal.

               d.   Tugas:

                     1.   Diskusikan dengan teman anda tentang parameter noise dan satuan pengukuran

                      2.  Buat rangkuman dari hasil yang anda diskusikan

              

e.   Tes Formatif 1.

1.      Sebutkan jenis-jenis noise

2.      Jelaskan apa yang dimaksud dengan dengan noise themal dan noise figur

3.      Jelaskan dampak dari noise intermodulasi

4.      Jelaskan penyebab crosstalk

5.      Jelaskan defenisi S/N,G/T,dan EIRP

6.      Tentukanlah satuan pengukuran dibawah ini

o      dBW + dB     =

o      dBW – dB     =

o      dB + dB         =

o      dB - dB          =

o      dBW + dBW  =

o      dBW - dBW   =

               

 

f.  Kunci Jawaban formatif :

1.            Jenis-jenis noise

·         Thermal noise

·         Intermodulation noise

·         Crosstalk

·         Impulse noise

2.            Yang dimaksud dengan dengan noise themal dan noise figur

o   Noise figure adalah perbandingan antara noise yang dihasilkan perangkat dalam kenyataan dibandingkan dengan noise pada perangkat ideal.

o   Thermal noise adalah noise yang muncul pada setiap media transmisi dan pada setiap perangkat telekomunikasi sebagai akibat dari gerakan elektron secara acak. Niose ini mempunyai sifat menyebar merata ke seluruh band frekuensi.

3.            Dampak dari noise intermodulasi

·         Terjadi crosstalk

·         Broken call atau pembicara terputus tiba-tiba

·         Penurunan kualitas kanal

·         Penurunan SCR

·         Gangguan pada transponder yang berdekatan

4.            Penyebab crosstalk

·         Electrical coupling antar media trasmisi, contoh : electrical coupling antar kabel voice.

·         Frekuensi respon yang buruk sebagai akibat rusaknya filter atau disain filter yang jelek

·         Non linierity pada sistem multi channel (FDM).

5.            Defenisi S/N,G/T,dan EIRP

¤  S/N adalah perbandingan level signal dengan level noise yang dinyatakan dalam dB.

¤  Gain to Noise Temperatur Ratio (G/T) merupakan ukuran penampilan baik buruknya (peformance) sistem penerimaan pada suatu SB.

¤  EIRP adalah besarnya daya suatu carrier yang dipancarkan oleh suatu antena, satuannya dinyatakan dalam dB Watt. Harga EIRP adalah hasil penjumlahan antara daya keluaran HPA dengan penguatan antena dikurangi dengan redaman IFL (Interfacility Lingk

6.            Satuan pengukuran dibawah ini adalah :

¤  dBW + dB     =  dBW

¤  dBW – dB     =  dBW

¤  dB + dB         =  dB

¤  dB - dB          =  dB

¤  dBW + dBW  =  Tak terdefinisi

¤  dBW - dBW   =  Tak terdefinisi

Posted in: Sistem Komunikasi Satelit