Pengertian Satelit
Satelit adalah benda yang mengorbit benda lain dengan periode revolusi dan rotasi tertentu. Ada dua jenis satelit yakni satelit alam dan satelit buatan.
Ø
Satelit alami adalah benda-benda luar
angkasa bukan buatan manusia yang mengorbit sebuah planet atau benda lain yang lebih besar
daripada dirinya, seperti misalnya Bulanadalah
satelit alami Bumi. Sebenarnya
terminologi ini berlaku juga bagi planet yang mengelilingi sebuah bintang, atau bahkan sebuah bintang
yang mengelilingi pusat galaksi,
tetapi jarang digunakan. Bumi sendiri sebenarnya merupakan satelit alami Matahari.
Ø
Satelit buatan adalah
benda buatan manusia yang beredar mengelilingi benda lain misalnya satelit Palapa yang mengelilingi Bumi.
5 Satelit alami terbesar yang pernah ditemukan manusia adalah: Ganymede (Jupiter), Titan (Saturnus), Callisto (Jupiter), Io (Jupiter),serta Bulan (Bumi).
Jenis – jenis satelit
·
Satelit
astronomi adalah satelit yang digunakan untuk mengamati planet, galaksi,
dan objek angkasa lainnya yang jauh.
·
Satelit
komunikasi adalah satelit buatan yang dipasang di angkasa dengan tujuan telekomunikasi menggunakan radio pada
frekuensi gelombang mikro. Kebanyakan satelit komunikasi menggunakan orbit
geosinkron atau orbit geostasioner, meskipunbeberapa tipe
terbaru menggunakan satelit
pengorbit Bumi rendah.
·
Satelit pengamat Bumi adalah satelit
yang dirancang khusus untuk mengamati Bumi dari orbit, seperti satelit reconnaissancetetapi ditujukan
untuk penggunaan non-militer seperti pengamatan lingkungan, meteorologi, pembuatan peta, dll.
·
Satelit navigasi adalah
satelit yang menggunakan sinyal radio yang disalurkan
ke penerima di permukaan tanah untuk menentukan lokasi sebuah titik dipermukaan
bumi. Salah satu satelit navigasi yang sangat populer adalah GPS milik Amerika
Serikat selain itu ada juga Glonass milik Rusia. Bila pandangan
antara satelit dan penerima di tanah tidak ada gangguan, maka dengan sebuah
alat penerima sinyal satelit (penerima GPS), bisa diperoleh data
posisi di suatu tempat dengan ketelitian beberapa meter dalam waktu
nyata.
·
Satelit
mata-mata adalah satelit pengamat Bumi atau satelit komunikasi yang digunakan untuk
tujuan militer atau mata-mata.
·
Satelit tenaga surya adalah
satelit yang diusulkan dibuat di orbit Bumi tinggi yang
menggunakan transmisi
tenaga gelombang mikro untuk menyorotkan tenaga surya kepada antena sangat besar
di Bumi yang dpaat digunakan untuk menggantikan sumber tenaga konvensional.
·
Stasiun
angkasa adalah struktur buatan manusia yang dirancang sebagai
tempat tinggal manusia di luar angkasa.
Stasiun luar angkasa dibedakan dengan pesawat
angkasalainnya oleh ketiadaan propulsi pesawat angkasa utama atau
fasilitas pendaratan; Dan kendaraan lain digunakan sebagai transportasi dari
dan ke stasiun. Stasiun angkasa dirancang untuk hidup jangka-menengah di orbit, untuk periode mingguan, bulanan, atau bahkan tahunan.
·
Satelit cuaca adalah
satelit yang diguanakan untuk mengamati cuaca dan iklim Bumi.
·
Satelit miniatur adalah
satelit yang ringan dan kecil. Klasifikasi baru dibuat untuk mengkategorikan
satelit-satelit ini: satelit mini (500–200 kg), satelit mikro (di bawah
200 kg), satelit nano (di bawah 10 kg).
Orbit
Stasioner
Merupakan
sebuah orbit yang menempatkan satelit untuk terus tetap berada pada posisinya
mengacu pada sebuah titik atau lokasi. Satelit yang ditempatkan pada orbit
stasioner kebanyakan bergerak dari arah timur ke barat mengikuti pergerakan
rotasi bumi.
Ø
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 antara lain
1. Latency
atau delay rendah.
2. Daerah
lintang terbesar terdapat pada kutub utara dan selatan.
3. Path
loss kecil.
4. Mudah
diaplikasikan pada frekuensi reuse yang lebih besar.
5. Pengendalian
pada stasiun bumi berdaya kecil.
Kekurangan LEO
1. Jumlah
satelit banyak ( 50-70 satelit).
2. Tidak
efektif untuk cakupan nasional atau regional
3. Luas
cakupan daerah kecil.
4. Karena
kebutuhan jumlah satelit banyak, biaya peluncuran untuk menyebarkan mahal.
5. Sulit
dalam peluncuran dan mengoperasian karena jumlah satelit banyak.
6. Lifetime
orbital jauh lebih pendek daripada GEO dan MEO karena degradasi orbital.
Karakteristik LEO :
ü
Tinggi orbit: 200 – 3000 km, diatas permukaan bumi
ü
Periode Orbit: 1.5 jam
ü
Kecepatan putar: 27.000 km/jam
ü
Delay Time: 10 ms ( Waktu perambatan gelombang dari
stasiun bumi ke satelit dan kembali lagi ke stasiun bumi)
ü
Jumlah Satelit: 50 (Global Coverage)
ü
Penggunaan: Satelit Citra, Cuaca, Mata-mata, sistem
telekomunikasi bergerak (mobile) contohnya satelit Iridium dan Global Star.
Ø 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, antara lain
1. Latency
atau delay lebih rendah daripada GEO (tetapi lebih besar dari LEO).
2. Penggunaan
frekuensi reuse lebih baik dibanding dengan GEO (tetapi kurang dari LEO)
3. Sedikit
satelit untuk menyebarkan dan mengoperasikan dan lebih murah daripada sistem
LEO (tapi lebih mahal dibandingkan dengan GEO).
4. Lifetime
satelit pada orbit MEO lebih lama dari sistem LEO (tetapi kurang dari GEO).
Kekurangan MEO, antar lain
1. Jumlah
satelit yang dibutuhkan lebih banyak dibandingkan GEO.
2. Karena
lebih banyak jumlahya, maka biaya peluncuran lebih mahal daripada GEO.
3. Antena
pengendalinya umumnya lebih mahal dan kompleks.
4. Cakupan
daerah sempit (yaitu: lautan, padang pasir, hutan)
Karakteristik MEO antara lain
1. Tinggi
orbit: sekitar 6.000 – 12.000 km, diatas permukaan bumi
2. Periode
Orbit: 5 – 12 jam
3. Kecepatan
putar: 19.000 km/jam
4. Waktu
Tampak: 2 – 4 jam per hari
5. Delay
Time: 80 ms ( Waktu perambatan gelombang dari stasiun bumi ke satelit dan
kembali lagi ke stasiun bumi)
6. Jumlah
Satelit: 10 – 12 (Global Coverage)
7. Penggunaan:
Satelit Citra, Cuaca, Mata-mata, sistem telekomunikasi bergerak (mobile)
misalnya satelit Oddysey dan ICO.
Ø 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
1. Stasiun
pengendali tidak harus setiap saat melakukan track terhadap satelit.
2. Hanya
beberapa satelit cukup meng-cover seluruh lapisan bumi.
3. Maksimal
lifetime 15 tahun atau lebih.
Kekurangan GEO
1. Delai
propagasi yang cukup besar, berkisar antara 250 milidetik.
2. 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:
ü
Tinggi orbit: sekitar 35.800 km, di atas permukaan
bumi
ü
Periode Orbit: 24 jam
ü
Kecepatan putar: 11.000 km/jam,
ü
Waktu Tampak: Selalu tampak ( karena kecepatan
putar satelit sama dengan kecepatan putar bumi
ü
Delay Time: 250 ms ( Waktu perambatan gelombang
dari stasiun bumi ke satelit dan kembali lagi ke stasiun bumi)
ü
Jumlah Satelit: 3 (Global Coverage)
ü
Penggunaan: Banyak digunakan oleh satelit untuk
sistem telekomunikasi tetap, seperti Palapa, Intelsat, Asiasat, dll.
Prinsip Kerja Satelit
Satelit adalah stasiun
relay yang digantung di langit. Disebut stasiun relay karena fungsi utama
satelit adalah merelay sinyal-sinyal yang berasal dari bumi. Sinyal-sinyal yang
diterimanya dari bumi itu digeser dulu frekuensinya baru kemudian dipancarkan
kembali ke bumi. Jadi pada dasarnya satelit itu berisi rangkaian translator
frekuensi, yaitu rangkaian elektronik yang terdiri dari penerima, penggeser
frekuensi dan pemancar [perhatikan gambar (1) di bawah ini].
Gambar (1): Diagram blok
rangkaian penggeser frekuensi di dalam satelit
Sinyal
dari bumi yang sampai ke satelit sangat lah lemah. Sebab sinyal yang dikirim
dari bumi hingga mencapai satelit akan melalui lintasan (path) ruang yang
sangat jauh sehingga sinyal akan mengalami redaman (free space path loss) yang
sangat besar. Redaman ini disebabkan karena sifat radiasi gelombang
elektromagnetik itu memancar ke segala arah (seperti bola yang mengembang)
sehingga kekuatan sinyal akan melemah sebanding dengan kuadrat dari jarak yang
ditempuhnya. Selain itu jarak tempuh itu akan terasa semakin jauh bagi sinyal
yang panjang gelombangnya makin pendek. Dengan demikian besarnya redaman ini
berbanding lurus dengan kuadrat dari jarak dan frekuensi yang digunakan, dimana
secara matematis dituliskan sbb.:
Untuk
memudahkan perhitungan, formula di atas bisa disederhanakan menjadi:
L
= 32.4 + 20 Log d + 20 Log f
L
adalah besarnya Loss atau redaman (dalam satuan dB)
f adalah frekuensi kerja yang digunakan (dalam satuan MHz)
d adalah jarak tempuh antara stasiun bumi dng satelit (dalam satuan km)
f adalah frekuensi kerja yang digunakan (dalam satuan MHz)
d adalah jarak tempuh antara stasiun bumi dng satelit (dalam satuan km)
Sekedar
contoh misalnya frekuensi kerja yang digunakan untuk up-link adalah 6 GHz =
6.000 MHz, dan jarak antara stasiun bumi ke satelit = 36.000 km, maka besarnya
redaman pada arah up-link
L-up
= 32.4 + 20 Log 36.000 + 20 Log 6.000 = 32.4 + 91.1 + 75.6 = 199.1 dB
Redaman
ini sangat besar sehingga sinyal yang diterima di satelit sangatlah lemah. Maka
agar sinyal yang sangat lemah ini bisa dipancarkan kembali ke bumi dengan daya
pancar yang cukup, dibutuhkan rangkaian penguat yang bertingkat-tingkat. Pada
tingkat pertama sinyal diperkuat oleh gain antenna penerima. Output dari
antenna yang juga masih sangat lemah kemudian diperkuat lagi dengan LNA (Low
Noise Amplifier). Setelah levelnya cukup, sinyal ini kemudian dimasukkan ke
rangkaian mixer-1 untuk digeser frekuensinya ke frekuensi L-Band.
Penggeseran
frekuensi menurunkan level sinyal, sehingga sinyal harus diperkuat lagi pada
tahap ini. Setelah levelnya cukup, sinyal dimasukkan lagi ke mixer-2 untuk
digeser lagi frekuensinya ke frekuensi kerjanya (frekuensi down link). Pada
tahap ini sinyal diperkuat lagi oleh driver amplifier dan kemudian diperkuat
oleh HPA (High Power Amplifier) agar diperolah daya pancar yang cukup besar.
Pada tahap akhir, sinyal kemudian diperkuat lagi oleh antenna pemancar untuk
menghasilkan apa yang disebut dengan EIRP (Equivalent Isotropic Radiated
Power). Besaran EIRP inilah yang kemudian oleh satelit dipancarkan kembali ke
bumi.
Sebagaimana
dijelaskan pada bab translasi
frekuensi, pergeseran frekuensi sama sekali tidak mengubah
nilai informasi yang terkandung di dalam sinyal tersebut. Jadi meskipun di
satelit frekuensi sinyal di geser sebanyak dua kali, akan tetapi informasi yang
terkandung di dalamnya masih tetap utuh (sama sekali tidak berubah). Oleh
karena itu menjadi jelas bahwa fungsi satelit dalam hal ini hanya merelay
sinyal yang berasal dari bumi untuk kemudian dipancarkan lagi kembali ke bumi.
Pergeseran
frekuensi sebanyak dua kali dimaksudkan untuk memperoleh gain yang sangat
tinggi. Sebab memperkuat sinyal di satu frekuensi kerja akan menyebabkan
amplifier mudah berosilasi (sinyal output masuk kembali ke input). Untuk
menghindari hal ini terjadi maka sinyal harus diperkuat pada frekuensi kerja
yang berbeda-beda. Dalam gambar (3) diperlihatkan sebuah contoh bahwa gain
total satelit adalah sekitar 170 dB. Gain sebesar ini akan sangat sulit
diperoleh bila amplifier bekerja pada satu frekuensi kerja. Oleh karena itu
penguatan sinyal dilakukan di 3 frekuensi yang berbeda. Pertama sinyal
diperkuat pada frekuensi Rx (dengan menggunakan LNA). Kemudian frekuensinya
digeser ke L-Band dan penguatan kedua dilakukan pada frekuensi ini. Selanjutnya
frekuensi sinyal di geser lagi ke frekuensi Tx dan diperkuat lagi (oleh HPA)
hingga mencapai daya pancar sesuai yang diinginkan. Dengan cara ini maka akan
diperoleh gain total yang sangat tinggi.
Penguatan
sinyal mulai dari antenna penerima, LNA, HPA hingga antenna pemancar disebut
dengan Gain Satelit [perhatikan gambar (1) di atas]. Besarnya Gain Satelit
telah didesain sedemikian rupa sehingga sinyal yang diterima dari bumi mampu
menghasilkan daya pancar maksimum sesuai kapasitas HPA yang terpasang di
satelit. Daya output dari HPA selanjutnya diperkuat lagi oleh antenna sehingga
diperoleh EIRP yang tinggi. Sebab sinyal yang dipancarkan oleh satelit ke bumi
akan mengalami redaman yang sangat besar. Sekedar gambaran misalnya frekuensi
down link yang digunakan adalah 4 GHz = 4.000 MHz, maka besarnya redaman pada
arah Down Link adalah:
L-down
= 32.4 + 20 Log 36.000 + 20 Log 4.000 = 32.4 + 91.1 + 72.0 = 195.5 dB
Redaman
down-link ini sangat besar, sehingga sinyal yang diterima di bumi juga sangat
lemah. Itulah sebabnya dibutuhkan gain yang cukup besar di stasiun penerima di
bumi agar informasi yang terkandung dalam sinyal dapat dideteksi kembali.
Apabila kualitas sinyal yang diterima belum sesuai dengan kebutuhan, maka daya
pancar di sisi pengirim perlu diperbesar. Dengan cara ini maka secara otomatis
daya yang dipancarkan oleh satelt juga ikut membesar. Kenaikan daya pancar di
satelit merupakan fungsi linier dari kenaikan daya pancar di pengirim. Sebagai
contoh misalnya, bila daya pancar di sisi pengirim dinaikkan 3 dB, maka daya pancar
satelit juga akan naik 3 dB. Jika dinaiikan lagi 10 dB maka daya pancar di
satelit juga akan naik 10 dB. Demikian seterusnya hingga pada suatu titik
dimana kenaikan daya pancar di satelit tidak lagi linier. Pada titik ini daya
pancar satelit sudah melampaui batas liniernya. Oleh karena itu penambahan daya
di sisi pengirim tidak boleh sembarangan. Ada batas tertentu yang tidak boleh
dilampaui. Inilah yang disebut dengan istilah Power Limitted, artinya
satelit memiliki daya pancar yang terbatas.
Apabila
daya pancar di sisi pengirim sudah tidak bisa lagi dinaikkan, sedangkan sinyal
yang diterima masih belum sesuai dengan kebutuhan, maka jalan satu-satunya
adalah dengan memperbesar diameter antena penerima. Makin besar diameter antena
penerima akan semakin baik, karena sistem penerima akan menjadi lebih sensitif,
artinya lebih mampu menerima sinyal-sinyal yang lemah. Namun makin besar
diameter antena akan memerlukan lahan yang lebih besar, ukuran yang besar jelas
tidak praktis dan harganya pun juga pasti lebih mahal. Oleh karena itu
perhitungan daya pancar di sisi pengirim maupun besarnya diameter antena di
sisi penerima harus dihitung dengan benar. Untuk itu ada beberapa paremeter
yang perlu diketahui. Parameter satelit seperti G/T, Saturated Field Density (SFD)
dan EIRP serta peta contour atau foot print umumnya diberikan oleh
operator/pemilik satelit kepada para pelanggannya, sehinga masing-masing
pelanggan dapat menghitung sendiri apa-apa yang dibutuhkannya.
Gambar (2): Illustrasi redaman
up-link dan down-link
Gambar (3): Illustrasi level
sinyal mulai dari pengirim, satelit hingga penerima di bumi.
Cara Kerja Komputer Sebagai
Server
Komputer server
merupakan sebuah komputer yang menyediakan pelayanan atau service tertentu yang
berjalan di jaringan, baik jaringan internet ataupun intranet. Komputer server
umumnya beroprasi 24 jam non stop.
Cara kerja komputer
server sedikit berbeda dengan satelit. komputer server bekerja dengan
menyediakan informasi berbentuk sistem database yang kemudian bisa diakses oleh
komputer client. Komputer Server hanya menyediakan informasi untuk diakses
tanpa bisa menerima informasi dari client. Dibutuhkan kapasitas memory yang
sangat besar oleh Server untuk menyimpan data.
