1. RADIO FREKUENSI SUBSITEM
SEBAGAI SARANA TRANSMISI DATA
DALAM KOMUNIKASI SATELIT
Wawas I. Prayogo
I-Satellite Society-Telkom University
Kawasan Pendidikan Telkom, Bandung, Jawa Barat
e-mail : wawasprayogo@gmail.com
PENDAHULUAN
Baseband Info
Subsistem radio frekuensi (RF) pada
dasarnya terdiri atas dua bagian, yakni
bagian sisi penerimaan (receiver) dan
bagian sisi pengiriman (transmitter).
Subsistem radio frekuensi bertanggung
jawab untuk semua kegiatan yang terjadi
antara satelit dengan ground segment
Ketika akan mentransmisikan informasi
melalui jaringan komunikasi RF, apakah itu
jaringan terrestrial atau jaringan satelit,
pada dasarnya yang ditransmisikan itu
berupa suara atau data atau video. Suatu
jaringan komunikasi menangani tiga jenis
sinyal, yakni sinyal suara seperti pada
teleponi, siaran radio, dan audio dari siaran
televisi, sinyal data dihasilkan dari
hubungan komunikasi antara komputer ke
komputer, dan sinyal video seperti pada
siaran televisi atau video konferens.
Masing-masing sinyal tersebut dikenal
sebagai sinyal baseband. Sinyal baseband
merupakan pokok dari beberapa proses,
dikenal sebagai base band processing,
untuk mengkonversi sinyal sehingga sinyal
dapat ditransmisikan. Batas pita dari sinyal
suara percakapan 3000 Hz pada teleponi
dan
dengan
menggunakan
teknik
pengkodingan pada persoalan transmisi
sinyal digital merupakan salah satu contoh
dari base band processing.
(stasiun bumi) dalam hal sebagai sarana yang
dapat diandalkan untuk downlink data
telemetri/payload dari satelit ke stasiun bumi
dan juga memungkinkan pengaturan uplink
jarak jauh dari stasiun bumi untuk
mengendalikan operasi dan status dari satelit.
Dalam hal ini akan dibahas lebih lanjut
mengenai sisi transmisi.
Over Schematic & Keseluruhan
Baseband
Info
TDM
MUX
FDM
Baseband
Info
Mixer
Modulator
Up Converter
Oskilator
Filter
HPA
Filter
Antena
Helix
Sinyal Suara
Manusia mampu mendengar suara yang
mempunyai rentang frekuensi antara 20
sampai 20 kHz, rentang frekuensi dari
sinyal suara percakapan lebih kecil dari ini.
Untuk tujuan teleponi, band sinyal suara
percakapan mempunyai batas di atas 3400
Hz selama transmisi. Kualitas penerimaan

2. dari sinyal analog suara telah diatur oleh
CCIT (Comité Consultating International
Télégraphique et Téléphonique). Pada
persoalan transmisi digital, kualitas dari
recover sinyal suara tergantung selama
jumlah bit yang ditransmisikan per detik
dan bit error rate (BER).
Sinyal Data
Sinyal data merujuk pada versi digital dari
kebanyakan pelayanan informasi, termasuk
suara teleponi dan video serta pertukaran
informasi yang dihasilkan oleh komputer.
sistem bandwidth menentukan seberapa
cepat data dapat dikirim berdasarkan
periode waktu, dinyatakan dalam bit per
second (bps). Jelaslah bahwa semakin besar
ukuran file yang ditransferkan dalam suatu
waktu maka dibutuhkan transfer data rate
yang lebih cepat atau diperlukan
bandwidth yang lebih besar. Transmisi dari
sinyal video membutuhkan lebih besar data
transfer rate (bandwidth) dari pada
transmisi dari sebuah file grafis. File grafis
membutuhkan data rate transfer yang lebih
besar dibandingkan file teks. ukuran data
rate mungkin bervariasi dari sepuluh kbps
sampai sepuluh Mbps untuk berbagai
pelayanan informasi. Sehingga, teknik
kompresi data memungkinkan sinyal
transmisi dengan ukuran yang lebih kecil
daripada ukuran secara teoritis.
dapat ditransmisikan melalui saluran pada
umumnya. Dengan teknik multipleksi
sinyal informasi yang berbeda yang ada
dalam sinyal gabungan tidak terjadi
interferensi satu sama lain sehingga dapat
dipisahkan dengan baik saat diakhir proses
penerimaan (receiver). Dua teknik dasar
yang digunakan dalam multipleksi adalah
Frequency division multiplexing (FDM)
dan Time division multiplexing (TDM).
Frequency division multiplexing digunakan
dalam sinyal yang bekerja dengan teknik
modulasi analog, sedangkan time division
multiplexing digunakan dalam teknik
modulasi digital dimana sinyal yang
ditransmisikan berasal dari bit stream.
Kedua teknik tersebut akan dijelaskan
secara ringkas sebagai berikut:
Frequency Division Multiplexing
Dalam frequency division multiplexing
(FDM), sinyal informasi yang berbeda
dipisahkan satu sama lain berdasarkan
frekuensi. Gambar berikut merupakan
ilustrasi dari konsep FDM yang
menunjukkan transmisi dari tiga jenis
sinyal
informasi
melalui
saluran
komunikasi.
Sinyal Video
Rentang frekuensi atau bandwidth dari
sebuah sinyal video yang dihasilkan dari
informasi gambar televisi tergantung dari
informasi gambar terkecil, yang dikenal
dengan pixel. Semakin besar ukuran pixel
maka semakin besar sinyal bandwidth. [1]
Multiplekser
Teknik multipleksi digunakan untuk
menggabungkan beberapa sinyal informasi
menjadi satu informasi gabungan yang
Dari blok skematik tersebut tampak bahwa
ketiga jenis sinyal informasi memodulasi
carrier yang berbeda. Teknik modulasi
yang sering digunakan adalah teknik
modulasi single side band (SSB). Jenis
modulasi lainnya dapat digunakan
sepanjang memungkinkan bahwa jarak

3. carrier cukup untuk menghindari overlap.
Pada sisi penerimaan, band pass filter
memisahkan sinyal, yang ditunjukkan
melalui demodulasi. Sinyal gabungan yang
terbentuk melalui penggabungan sinyal
informasi
yang
berbeda
setelah
memodulasi sinyal carrier masing-masing
dapat diguganakan untuk memodulasi
frekuensi carrier yang lebih tinggi lainnya
sebelum sinyal ditransmisikan. Sinyal
carrier tersebut dikenal sebagai sinyal
subcarrier. FDM digunakan pada teleponi,
siaran radio komersial (AM dan FM), siaran
televisi, jaringan komunikasi dan telemetri.
Time Division Multiplexing
Time Division Multiplexing (TDM)
digunakan pada transmisi bersama dari
lebih dari satu sinyal pulsa melalui channel
komunikasi. Gambar berikut menunjukkan
konsep dari TDM.
Sinyal pulsa multiple diteruskan ke
electronic switching circuitry, yang disebut
commutator. Semua sinyal informasi, yang
telah disampel setidaknya
pada rate
Nyquist diteruskan ke commutator. Di
commutator dihasilkan sinyal interleaved
gabungan.
Sinyal
gabungan
ini
ditransmisikan melalui saluran. Saat semua
sinyal informasi sudah berada di bandwidth
yang sama, satu kali perputaran (cycle)
komutasi akan mengandung satu sampel
dari setiap informasi. Ketika sinyal
mempunyai bandwidth yang berbeda, lebih
banyak sampel sinyal yang akan
ditransmisikan per detik dengan bandwidth
yang lebih besar. [1]
Modulator
Modulasi adalah proses dimana dua sinyal
digabungkan, yang mana masing-masing
sinyal mempengaruhi satu sama lain.
Resultan sinyal mengandung kedua
informasi, tetapi dengan spektrum yang
berbeda.
Ada
tiga
cara
untuk
menggabungkan dua sinyal ini- modulasi
amplitudo, frekuensi, atau fase (phasa)- dan
perubahan spektrum mempunyai besar
yang berbeda dari setiap tipe modulasi yang
digunakan. Sinyal yang dimodulasi dengan
sinyal yang memuat informasi disebut
dengan carrier. Satu alasan mengapa
modulasi
digunakan
yakni
untuk
mendapatkan komponen frekuensi sinyal
resultan yang berbeda pada spektrum
frekuensi. Dengan teknik modulasi,
memungkinkan untuk memindahkan setiap
sinyal pengguna ke frekuensi yang berbeda
sehingga tidak terjadi overlap di komponen
frekuensi. Modulasi juga dapat merubah
komponen frekuensi pada sinyal asal
(original signal), sehingga hasil dari
modulasi tidak hanya merubah nilai dari
semua komponen menjadi nilai yang baru,
tetapi pada beberapa kasus menghasilkan
komponen frekuensi yang baru atau
komponen frekuensi tambahan. Dalam
domain waktu, sangat susah untuk
mengamati hal ini, tetapi dalam domain
frekuensi, perubahannya tampak jelas dan
nyata. [2]
Amplitudo Modulation
Amplitudo modulasi (AM) tidak digunakan
pada beberapa sistem saluran satelit. Secara
ringkasnya amplitudo modulasi digunakan
untuk memodulasi individual voice
channel, yang kemudian dimultipleksikan
menggunkan
frequency
division
multiplexing sebelum pada akhirnya sinyal
gabungan memodulasi carrier yang lain.
Dalam modulasi amplitudo, amplitudo

4. sesaat dari sinyal carrier secara langsung
berubah-ubah sesuai amplitudo sesaat dari
sinyal modulasi. Frekuensi dari sinyal
carrier tetap konstan.
Sinyal modulasi dan sinyal carrier dapat
dinyatakan melalui persamaan vm = Vm cos
ωm t dan vc = Vc cos ωc t, sehingga sinyal
modulasi dapat dinyatakan v(t) = Vc (1 + m
cos ωm t) cos ωc t, dimana m = indeks
modulasi = Vm/Vc. Ketika ada lebih dari
satu sinyal sinusodial atau cosinusoidal
dengan
amplitudo
yang
berbeda
memodulasi carrier, maka indeks modulasi
secara keseluruhan dinyatakan m = √(m12 +
m22 + m32 + ...).
Frequency Modulation
Dalam frequency modulation (FM),
frekuensi sesaat dari sinyal modulasi secara
langsung
berubah-ubah
mengikuti
amplitudo sesaat dari sinyal modulasi atau
sinyal base band. Jika sinyal modulasi
dinyatakan dengan vm = Vm cos ωm t, maka
frekuensi sesaat f dari sinyal FM dapat
dinyatakan : f = fc (1 + KVm cos ωm t).
Dimana fc = frekuensi carrier yang tidak
dimodulasi, Vm = puncak amplitudo dari
sinyal modulasi, ωm = frekuensi modulasi,
K = Konstanta sebanding. Frekuensi
deviasi dinyatakan dengan ẟ = KVm fc.
Sehingga sinyal FM secara matematika dapat
dinyatakan melalui persamaan : v = A sin [ωc t
+ (ẟ/fm + mf sin ωm t], dimana mf = indeks
modulasi = ẟ/fm. A adalah amplitudo sinyal
modulasi yang besarnya sebanding dengan
amplitudo sinyal carrier. [1]
Mixer dan Oscillator
Mixer digunakan untuk merubah sinyal dari
satu frekuensi ke frekuensi yang lain. Ada
beberapa alasan mengapa perubahan
frekuensi diperlukan, dan kenyataannya
sejumlah proses mixing digunakan pada
beberapa aplikasi tertentu dengan nama
yang berbeda. Modulasi, demodulasi, dan
multiplikasi frekuensi adalah beberapa
contohnya. Mixer secara umum merupakan
rangkaian yang merubah sinyal radiofrequency untuk menjadi frekuensi antara
(dikenal sebagai intermediate frequency
atau IF) yang membutuhkan input dari
sebuah lokal oscillator (LO) untuk
membuatnya. Beberapa tipe mixer tersedia
dalam beberapa unit paket, dengan port
inputnya berupa RF dan LO dan port
outputnya dalam bentuk IF. Keseluruhan
rangkaian mixer menytakan bahwa, ketika
dua sinyal sinusidal di gabungkan secara
bersama,
resultannya
terdiri
atas
penjumlahan dan perbedaan komponen
frekuensi. Dapat didemonstrasikan sebagai

5. berikut. Sinyal oscillator dinyatakan
dengan vosc = Vosc sin ωosc t, dan Sinyal RF
dinyatakan dengan vsig = Vsig sin ωsig t.
Penggabungan kedua sinyal tersebut secara
bersamaan menghasilkan persamaan :
voscvsig = Vosc sin ωosc t Vsig sin ωsig t
diperlukan peralatan berbayar rendah (lowcost manufacture) dan terintegrasi dengan
komponen RF atau baseband. Berikut
diagram blok yang memuat untuk unit
frekuensi tetap yang mengkonversi antara
IF 70 MHz dengan Ku band (e.g., 14.0 to
14.5 GHz uplink). [4]
= Vosc Vsig (cos(ωosc - ωsig)t –
2
Phase-locked oscillator
Multiplier
Fixed crystal reference
Filter
Output dari HPA harus dikombinasikan
pada suatu teknik agar mengurangi RF loss
dan interaksi yang tidak diinginkan antara
sinyal-sinyal RF. Filter dari carrier setelah
amplifikasi (penguatan) untuk mengurangi
emisi yang dihasilkan dari out-of-band dan
channel yang berdekatan oleh amplifier
nonlinier, menggabungkan carrier RF pada
frekuensi yang berbeda untuk transmisi
gelombang dan feed antena, menghasilkan
RF loss yang kecil dan menerima distorsi
channel yang sesuai (e.g, gain slope dan
group delay). [4]
Up Converter
Up- dan down- converter berguna untuk
menerjemahkan
antara
intermediate
frequency (IF), yang besarnya antara 70
MHz atau 140 MHz, menjadi frekuensi
uplink dan downlink yang sebenarnya.
Pada stasiun bumi yang lebih besar,
konverter merupakan unit-unit yang
terpisah dan didesain agar fleksibel, mudah
untuk perawatan, dan pengoperasian yang
stabil. Ketika diopersaikan di terminal user,
IF output
(single RF channel)
a
cos(ωosc + ωsig)t).
Dengan melakukan pemfilteran maka dapat
ditentukan
apakah
memilih
untuk
menghasilkan intermediate frequency atau
memilih komponen frekuensi yang lebih
tinggi. [3]
L-band input
(500 MHz bandwidth)
Block diagram of fixed-frequency converters
High Power Amplifier
Suatu jenis RF HPA pada dasarnya terdiri
atas empat komponen utama : ampilifire
module, sebagai sarana yang menghasilkan
gain dan daya output dari RF, sebuah lowlevel driver amplifier untuk membawa gain
total ke gain HPA yang dibutuhkan, sirkuit
tuning dan bias berguna untuk amplifier
dan aplikasi khusus, dan sebuah power
supply untuk menghasilkan tegangan dan
arus yang diperlukan dari sumber power
utama yang dipilih, AC untuk instalasi tetap
(fixed installation) dan DC untuk desai
mobile dan terminal yang berukuran kecil.
Berikut beberapa jenis amplifier yang dapat
digunakan untuk stasiun bumi dan terminal
pengguna;
Solid-State Power Amplifier (SSPA),
perlatan yang berasal dari Gallium Arsinide
field
effect
transistor
(GaAsFET).
Mendisipasi panas yang lebih dan dan
efesiensi dalam konversi DC ke RF. SSPA

6. dapat digunakan pada C dan Ku band, dan
akan menyusul agar dapat digunakan pada
Ka band, akan tetapi performa dari
GaAsFET kenyataannya menurun saat
frekuensi meningkat. Itulah mengapa,
SSPA dapat digunakan pada C band dengan
output power sampai 400 watt, saat Ku
band, hampir tidak dapat digunakan pada
daya diatas 100 watt.
Traveling Wave Tube Amplifier (TWTA),
merupakan HPA 10 kW yang dapat
dioperasikan mencapai 500 MHz uplink
pada C-band. Pada Ku-band rentang 100600 watt sangat umum digunakan pada
satelit bumi komersial. Sejak tahun 1990,
TWTA dengan level 800 watt pada C-band
dan Ku-band amplifier dengan daya yang
dihasilkan mendekati sama. SSPA sangat
efisien digunakan untuk mengkonversi
power utama (AC atau DC0) menjadi
power RF output, dapat digunakan pada
semua frekuensi band (e.g;, L,S,C,X,Ku,
dan Ka).
Klystron Power Amplifier (KPA),
membutuhkan output daya sekitar 1 kW.
Merupakan HPA berukuran besar, mahal,
dan tempramental, dan pengguannya hanya
terbatas pada stasiun bumi utama
digunakan utuk kontrol satelit dan transmisi
TV. Beberapa fitur dari KPA adalah :
mampu mentransmisi pada daya yang
tinggi, antara 1 sampai 4 kW,
pengoperasian pada frekuensi band yang
lebih tinggi, termasuk C, X, Ku, dan Ka
band, dapat digunakan pada beberapa
aplikasi satelit komunikasi seperti video,
data, satelit kontrol (TT&C) dan hubungan
feeder mobile satelit. [4]
ANTENA
HELIX
Antena Helix atau Helical adalah suatu
antena yang terdiri dari 'conducting wire'
yang dililitkan pada media penyangga
berbentuk helix. Antena helix, ditemukan
oleh John Kraus (W8JK), dapat dianggap
sebagai akhir kesederhanaan genius sejauh
desain antena yang bersangkutan. Khusus
untuk frekuensi di kisaran 2-5 GHz desain
ini sangat mudah, dan praktis. Kontribusi
ini menjelaskan cara untuk menghasilkan
heliks antena untuk frekuensi sekitar 2,4
GHz yang dapat digunakan untuk misalnya
packet radio kecepatan tinggi (S5-PSK,
1,288 Mbit / s), 2,4 GHz wavelans, dan,
satelit amatir (AO40). Antena helix dapat
digambarkan sebagai sebuah pegas dengan
reflector. Keliling (Circumference, C) dari
satu lilitan kira-kira bernilai satu kali
panjang gelombang (l), jarak antar lilitan
(d) kira-kira bernilai 0,25C. Sementara
ukuran reflektor (R) adalah sama dengan C
atau l. Frekuensi yang digunakan ialah
2,4GHz. Untuk mentransfer maksimum
energi,
kedua
ujung
link
harus
menggunakan polarisasi yang sama, kecuali
jika menggunakan reflektor (pasif).
Perancangan antena Helix dan beberapa
model antena Helix. [5]

7. KESIMPULAN
Secara umum proses transmisi satelit
melalui beberapa tahapan, yakni ; data yang
akan ditransmisikan dari perangat/user,
terlebih dahulu memasuki modem. Dalam
modem ini data di modulasi. Proses
modulasi bertujuan untuk mentranslasikan
frekuensi informasi ke dalam gelombang
lain pada frekuensi yang lebih tinggi untuk
dibawa ke media transmisi. Setelah data
tersebut dimodulasi, selanjutnya akan
memasuki perangkat yang disebut RFT (RF
Transceiver) atau driver. Dalam RFT ini

8. terdapat Up dan Down Converter. Untuk
proses transmit yang digunakan adalah Up
Converter. Up converter ini berfungsi
mentranslasikan sinyal dari frekuensi
menengah
(Intermediate
Frequency)
menjadi suatu sinyal RF (Radio
Frequency). Proses selanjutnya adalah
memasuki HPA (High Power Amplifier)
yaitu untuk memperkuat sinyal RF agar
dapat diterima oleh satelit. Sinyal masuk ke
dalam feed horn, sinyal dari feedhorn
dipancarkan ke satelit dengan antena.
DAFTAR PUSTAKA
[1]
Anil K. Maini and Varsha Agrawal.
(2007). Satellite technology Principles and
applications. John Wiley & Sons, Inc.
[2]
William Schweber. (1996). Electronic
Communication System A complete Course.
Edition 2nd. Prentice Hall, Inc.
[3]
Dennis Roddy and John Coolen. (1995).
Electronic Communication. Edition 4th.
Prentice Hall, Inc.
[4]
Bruce R. Elbert. (2001). The Satellite
Communication Ground Segment and
Earth Station Handbook. Artech House,
Inc.
[5]
Irfan S. Ghozali. Antena Helix Dengan
Frekuensi 2,4 GHz. (2010). Diakses dari
http://my.opera.com/vanz3ra/blog/antenahelix-dengan-frekuensi-2-4-ghz. Diakses
tanggal: 12 Februari 2014.