i analisis prestasi belanjawan pautan satelit: kajian · pdf file1.4 metodologi kajian 3 1.5...
TRANSCRIPT
i
ANALISIS PRESTASI BELANJAWAN PAUTAN SATELIT: KAJIAN KES
ASTRO
KHAIRI BIN ABDUL RAHIM
DISERTASI YANG DIKEMUKAKAN UNTUK MEMENUHI SEBAHAGIAN
DARIPADA SYARAT MEMPEROLEH IJAZAH
SARJANA KEJURUTERAAN KOMUNIKASI DAN KOMPUTER
FAKULTI KEJURUTERAAN
UNIVERSITI KEBANGSAAN MALAYSIA
BANGI
2007
ii
PENGAKUAN
Saya akui karya ini adalah hasil kerja saya sendiri kecuali nukilan dan ringkasan yang
setiap satunya telah saya jelaskan sumbernya.
10 Disember 2007 KHAIRI BIN ABDUL RAHIM
P 34187
iii
PENGHARGAAN
Syukur Alhamdulillah kepada Allah S.W.T kerana memberikan saya kesihatan yang
cukup, masa dan kematangan fikiran untuk menyiapkan kajian ini dalam bentuk
sebegini rupa. Jutaan terima kasih yang rasanya tidak saya mampu untuk balas
kembali hingga ke akhir hayat saya kepada penyelia Profesor Dr. Mahamod Ismail
atas bantuan yang begitu besar, bimbingan, teguran dan nasihat yang begitu berguna
sepanjang kajian ini.
Tidak lupa juga ucapan terima kasih kepada semua pensyarah dan kakitangan
Fakulti Kejuruteraan, khususnya di Jabatan Kejuruteraan Elektrik, Elektronik dan
sistem di atas sumbangan ilmu dan tunjuk ajar yang membina samada secara langsung
atau tidak langsung.
Banyak data bagi penulisan ini telah diperolehi dari Measat Broadcast
Network Sdn Bhd. (ASTRO). Penulis ingin mengucapkan ribuan terimakasih kepada
jurutera-jurutera ASTRO khususnya rakan setugas dari Bahagian Transmision
Network kerana sudi membantu dari segi mendapatkan maklumat dan data-data yang
diperlukan.
Buat isteri tercinta Mashitoh Binti Abd Rahman dan anak tersayang,
Muhammad Naufal, terima kasih di atas kesabaran, dorongan dan bantuan dari segi
mental dan fizikal sepanjang pengajian ini. Kasih sayang kalian menjadi azimat dan
semangat dalam mengharungi kehidupan ini.
Buat rakan-rakan seperjuangan, terima kasih dan semoga kejayaan akan terus
mengiringi perjalanan hidup kita dan semoga kita sentiasa mendapat keberkatanNya di
dunia dan di akhirat.
Amin.
Khairi Bin Abdul Rahim
Disember 2007
iv
ABSTRAK
Analisis belanjawan pautan ialah salah satu aspek penting dalam rekabentuk
komunikasi satelit untuk memastikan pautan komunikasi satelit berjaya dilaksanakan
dan bagi menjamin kebolehsediaan penghantaran yang mencukupi. Oleh kerana
tingginya kos bagi segmen ruang angkasa dan juga kelengkapan stesen bumi, adalah
amat mustahak untuk merekabentuk belanjawan pautan dengan teliti supaya pautan
dapat dioptimumkan. Objektif kajian ini adalah untuk menganalisis dan
membandingkan belanjawan pautan satelit berdasarkan data cerapan dan data simulasi
bagi NC dan ob NE . Kajian telah dilakukan di kawasan stesen pautan atas ASTRO
di Cyberjaya ke atas antena penerima bersaiz 0.6 m dan 13.2 m untuk mendapatkan
data cerapan manakala simulasi dibangunkan menggunakan perisian Matlab
berdasarkan persamaan rekabentuk belanjawan pautan yang lazim. Keputusan
menunjukkan bahawa nilai cerapan dan simulasi NC dan ob NE bagi kedua-dua
antena berbeza sebanyak + 3dB. Oleh itu, jidar pautan adalah mencukupi ketika
pelemahan isyarat yang kecil. Seterusnya, jidar-jidar pautan bagi NC dan
ob NE untuk antena 13.2 m masing-masing meningkat sebanyak 9.12 dB dan 2.3 dB
berbanding dengan antena 0.6 m. Jumlah keseluruhan kebolehsediaan penghantaran
juga diperiksa dan ASTRO didapati mematuhi piawaian kebolehsediaan penghantaran
bernilai 99.7% yang dijanjikan kepada pelanggan mereka.
v
SATELLITE LINK BUDGET ANALYSIS: CASE STUDY OF ASTRO
ABSTRACT
The link budget analysis is one of the important aspect in designing satellite
communication system to ensure that the satellite link can be succesfully implemented
and to guarantee sufficient transmission availability. Due to a high cost involved for
space segments and earth station’s equipments, it is important to design the link
budget carefully to optimize the link. The objectives of this research are to analyze
and compare satellite link budget based on the observed and simulated data of
NC and ob NE . A study was conducted in ASTRO’s uplink station in Cyberjaya on
0.6 m and 13.2 m receiving antenna to get the observation data while simulation was
done using Matlab software based on a typical satellite link budget equation. Results
showed that the measured and simulated values of NC and ob NE differed by + 3
dB. Hence, the link margin were found to be sufficient during low signal attenuation.
Furthermore, the NC ’s and ob NE ’s link margin for 13.2 m antenna increased by
9.12 dB and 2.3 dB respectively as compared to 0.6 m antenna. The total transmission
availability was also checked and ASTRO conforms to the 99.7% transmission
availability standard as promised to their customer.
vi
KANDUNGAN
Halaman
PENGAKUAN ii
PENGHARGAAN iii
ABSTRAK iv
ABSTRACT v
KANDUNGAN vi
SENARAI JADUAL x
SENARAI RAJAH xi
SENARAI SINGKATAN xii
BAB I PENDAHULUAN
1.1 PENGENALAN 1
1.2 PERMASALAHAN KAJIAN 2
1.3 OBJEKTIF KAJIAN 3
1.4 METODOLOGI KAJIAN 3
1.5 RINGKASAN DISERTASI 4
BAB II KAJIAN KEPUSTAKAAN
2.1 PENGENALAN 5
2.2 KEPENTINGAN BELANJAWAN PAUTAN SATELIT 9
2.3 PARAMETER BELANJAWAN PAUTAN 11
2.3.1 Pemancar 12
2.3.1.1 Ketumpatan Fluks 12
2.3.1.2 EIRP 13
2.3.2 Penerima 13
2.3.3 Suhu Hingar 15
2.3.3.1 NC Ratio 18
2.3.4 Kehilangan Yang Berkaitan 19
2.3.4.1 Kehilangan Ruang Bebas 19
2.3.4.2 Hujan 20
2.3.4.3 Ketidakjajaran Antena 20
2.3.4.4 Penyerapan Gas 20
vii
2.3.5 Pengukuran Kualiti Isyarat 21
2.3.5.1 ob NE - Pengukuran Isyarat Digital 21
2.3.5.2 NC dan oNC – Pengukuran Isyarat Analog 22
2.4 BELANJAWAN PAUTAN ASTRO 24
2.4.1 Sistem Penerima ASTRO 24
2.4.1.1 Antena 25
2.4.1.2 Low noise amplifier (LNA) 25
2.4.1.3 Low noise block downconverter (LNB) 25
2.4.1.4 Pemancar penerima optik 26
2.4.1.5 Penguat L Band 27
2.4.2 Sistem Pemancar ASTRO 27
2.4.2.1 Modulator 28
2.4.2.2 Pemancar penerima optik 28
2.4.2.3 Penguat atas 28
2.4.2.4 Penguat Berkuasa Tinggi (HPA) 29
2.5 KEBOLEHSEDIAAN PENGHANTARAN 29
BAB III METODOLOGI KAJIAN
3.1 PENGENALAN 33
3.2 LAWATAN TAPAK STESEN PEMANCAR DAN PENERIMA 34
3.3 PENCERAPAN DATA DI STESEN ASTRO 34
3.4 JENIS-JENIS DATA YANG DICERAP 36
3.4.1 Data cerapan bagi antena bersaiz 13.2 m 38
3.4.1.1 Carrier to Noise ( NC ) 38
3.4.1.2 Pengukuran ob NE 39
3.4.1.3 Frekuensi Ku Band dan L Band yang digunakan 39
3.4.1.4 Pengukuran kadar ralat bit (BER) untuk isyarat
QPSK 40
3.4.1.5 Pengukuran kadar bit 40
3.4.1.6 Frekuensi LNB yang ditetapkan 41
3.4.1.7 Parameter ASTRO melalu pengekod pelanggan 41
3.4.2 Data cerapan bagi antena bersaiz 0.6 m 42
3.4.2.1 Pengukuran ob NE 43
3.4.2.2 Frekuensi Ku Band yang digunakan 43
3.4.3 Pengukuran kebolehsediaan penghantaran untuk setahun 44
viii
3.5 PEMBANGUNAN PERISIAN BELANJAWAN PAUTAN 44
3.5.1 Carta aliran pembangunan perisian 44
3.5.2 Parameter bagi simulasi belanjawan pautan dan contoh
paparan 46
BAB IV KEPUTUSAN DAN ANALISIS
4.1 PENGENALAN 48
4.2 KEPUTUSAN KAJIAN BAGI ANTENA BERSAIZ 13.2 M
DAN ANTENA BERSAIZ 0.6 METER 48
4.3 PENGUKURAN KEBOLEHSEDIAAN PENGHANTARAN 50
BAB V KESIMPULAN
5.1 KESIMPULAN 53
5.2 CADANGAN 54
RUJUKAN 55
LAMPIRAN
A Surat Kebenaran Rasmi Pengambilan Data MBNS 57
B Senarai perkhidmatan bagi transponder M1’, 5KV, M3’,
M4’, M2’, M6’ DAN 6KV 59
C Spesifikasi Antena Vertex Bersaiz 13 Meter 61
D Spesifikasi LNA Vertex Ku Band 64
E Spesifikasi LNB Vertex Ku Band 68
F Spesifikasi Modul Fiber Optik Foxcomm 71
G Contoh Spesifikasi Penguat L Band 75
H Spesifikasi Bagi Ku Band Upconverter 76
I Spesifikasi Penguat Berkuasa Tinggi (HPA) Ku Band 81
J Sistem Penerima ASTRO 84
K Sistem Pemancar ASTRO 85
L Spesifikasi 4-way passive splitter 86
M Spesifikasi 16-way passive splitter 87
N Belanjawan Pautan Yang Dibangunkan Menggunakan Perisian
MATLAB 88
ix
O Spesifikasi Penganalisa Spektrum HP 8650 Siri E 92
P Kehilangan Masukan Bagi Antena 13.2 m 93
Q Kehilangan Disebabkan Oleh Peralatan Fiber FOXCOMM 94
R Data Kebolehsediaan Penghantaran ASTRO 95
x
SENARAI JADUAL
No. Jadual Halaman
2.1 Persamaan antara angka hingar dan suhu hingar 17
3.1 Parameter yang digunakan untuk tujuan simulasi 46
4.1 Perbandingan data NC dan ob NE bagi antena penerima
bersaiz 13.2 m 48
4.2 Nilai jidar pautan bagi antena penerima bersaiz 13.2 m 49
4.3 Perbandingan data bagi antena penerima bersaiz 0.6 m 49
4.4 Nilai jidar pautan bagi antena penerima bersaiz 0.6 m 50
xi
SENARAI RAJAH
No. Rajah Halaman
2.1 Lokasi bangunan MBNS yang terletak di Measat Satellite 7
Station, Cyberjaya
2.2 Gambar lokasi kajian MBNS diambil secara dekat 7
2.3 Spesifikasi satelit Measat 3 8
2.4 Sistem komunikasi satelit lazim 10
2.5 Blok diagram untuk sistem penerima ASTRO 24
2.6 Blok diagram untuk sistem pemancar ASTRO 27
2.7 Belanjawan pautan ASTRO bagi penerima bersaiz 13.2 m 31
2.8 Belanjawan pautan ASTRO bagi penerima bersaiz 0.6 m 32
3.1 Carta aliran menunjukkan proses perlaksanaan kajian 33
3.2 Contoh organisasi bagi 0.6 m antena untuk pengukuran 35
3.3 HPA 7 yang menggunakan frekuensi 14.025 GHz untuk
pemancaran 37
3.4 HPA 7 yang berkuasa 38 W untuk penghantaran pautan atas 37
3.5 NC untuk transponder M1 38
3.6 Bacaan ob NE yang direkodkan menggunakan
pengekod TT1260 39
3.7 Frekuensi yang digunakan diperoleh menggunakan
pengekod Scientific Atlanta 39
3.8 Bacaan BER yang direkodkan 40
3.9 Bacan kadar bit yang direkodkan menggunakan
pengekod TT1260 40
3.10 Frekuensi LNB yang ditetapkan pada 9.75GHz 41
3.11 Parameter teknikal ASTRO 41
3.12 NC untuk transponder M1 42
3.13 Bacaan ob NE yang direkodkan 43
3.14 Frekuensi Ku Band yang digunakan 43
3.15 Carta aliran untuk perisian belanjawan pautan yang dibangunkan 45
3.16 Contoh paparan keputusan perisian belanjawan pautan 46
xii
3.17 Contoh paparan keputusan perisian belanjawan pautan yang
dibangunkan. 47
4.1 Taburan kebolehsediaan penghantaran pautan atas selama
setahun 51
xiii
SENARAI SINGKATAN
ASTRO All Asian Television and Radio Company
BER Bit Error Bit
NC Carrier to Noise ratio
dB Decibel
DTH Direct To Home
DVB Digital Video Broadcasting
ob NE Energy per bit over Noise Density
EIRP Effective Isotropic Radiated Power
FEC Forward error correction
FSL Free space loss
FSS Fixed satellite services
GaAsFET Gallium arsenide field effect transistor
HPA High power amplifier
IF Intermediate frequency
LNA Low noise amplifier
LNB Low noise block downconverter
Matlab Matrix Laboratory
MBNS Measat Broadcast Network Sendirian Berhad
MPEG Moving Picture Expert Group
MSS Measat Satellite System
NASA National Aeronautics and Space Administration
NF Noise figure
QPSK Quadrature Phase Shift Keying
ULPC Uplink power controller
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 PENGENALAN
Dilesenkan oleh kerajaan di bawah Akta Penyiaran Malaysia 1998 untuk menyediakan
perkhidmatan penyiaran, MEASAT Broadcast Network Sendirian Berhad (MBNS)
telah diserahkan hak secara ekslusif untuk menyediakan perkhidmatan penyiaran
satelit terus ke rumah (Direct To Home - DTH) di Malaysia di bawah jenama All Asia
Television and Radio Company (ASTRO). Pada masa sekarang ASTRO menawarkan
lebih dari 91 program TV dan lebih 16 program radio untuk semua pelanggan
(Lampiran B). Antara pelan masa depan yang di ura-urakan ialah meliputi beberapa
aplikasi interaktif seperti impulse pay per view iaitu perkhidmatan pilihan yang
melibatkan pembelian menggunakan alat kawalan jauh, pelajaran jarak jauh, membeli
belah dari rumah, teleperbankan dan muat turun perisian.
Seperti namanya, MBNS telah menggunakan perkhidmatan satelit Measat 1
untuk menyiarkan semua programnya kepada pelanggan (menggunakan komunikasi
satelit) sejak dari tahun 1996 lagi. Baru-baru ini di pertengahan Januari 2007 (Satellite
2007), MBNS telah beralih arah menggunakan satelit baru Measat 3 yang baru
dilancarkan pertengahan Disember 2006 (The Star 2006) oleh penyedia perkhidmatan
satelit Malaysia iaitu Measat Satellite System (MSS) yang berpusat di Cyberjaya.
MBNS menggunakan sepenuhnya teknologi Moving Picture Expert Group-2 (MPEG-
2) untuk sistem kompresnya yang mematuhi spesifikasi yang diarahkan oleh Europe‟s
Digital Video Broadcasting Group (DVB). Piawai DVB (European 2007), yang mana
pertama kali di cadangkan untuk memantau sistem television digital di Eropah telah
2
pun digunapakai oleh banyak penyedia perkhidmatan di seluruh dunia termasuklah
MBNS.
1.2 PERMASALAHAN KAJIAN
Dengan lebih daripada 2 juta pengguna merangkumi negara Malaysia dan juga Brunei,
kebolehsediaan penghantaran adalah sangat penting. Secara langsungnya,
kebolehsediaan yang tinggi mencerminkan kredibiliti ASTRO sebagai satu-satunya
penyedia perkhidmatan televisyen satelit berbayar sekaligus menjamin bisnes yang
berterusan manakala secara tidak langsungnya sudah tentu ia akan menggembirakan
pengguna. Bagaimanapun, dalam setiap rekaan pautan, 100% kebolehsediaan adalah
satu ukuran yang mustahil untuk diperolehi. Bagi ASTRO, ia menjanjikan 99.7%
kebolehsediaan kepada pelanggan-pelanggannya sepanjang tahun penyiarannya
(Wikipedia 2007). Kebolehsediaan ini termasuklah kesan hujan ke atas penyiaran
satelit dan masalah teknikal yang berlaku di ASTRO. Walaupun demikian, keluhan
pelanggan-pelanggan terhadap kekurangan kebolehsediaan yang diberikan membawa
kepada salah satu objektif pada kajian ini untuk menentukan sama ada kebolehsediaan
yang diberikan mencukupi atau tidak.
Oleh yang demikian, analisis belanjawan pautan adalah salah satu bahagian
yang penting dalam komunikasi satelit untuk memastikan pautan komunikasi satelit
berjaya dilaksanakan dan bagi menjamin kebolehsediaan penghantaran yang
mencukupi. Oleh kerana tingginya kos bagi segmen ruang angkasa dan juga
kelengkapan atau peralatan stesen bumi, adalah amat mustahak untuk merekabentuk
pautan komunikasi satelit melalui belanjawan pautan dengan berhati-hati dan teliti
supaya pautan tadi dapat dioptimumkan di samping dapat melindungi apa sahaja
sumber yang terlibat dalam binaan pautan komunikasi satelit ini.
3
1.3 OBJEKTIF KAJIAN
Objektif yang ingin dicapai dalam kajian ini adalah:
i. Memahami konsep asas belanjawan pautan dan kepentingannya dalam
merekabentuk rangkaian satelit.
ii. Mencerap data NC dan ob NE di kawasan kajian.
iii. Membangunkan perisian belanjawan pautan berasaskan pengaturcaraan
MATLAB.
iv. Menilai pautan berdasarkan data cerapan dan data simulasi untuk
NC , ob NE dan kebolehsediaan penyiaran.
1.4 METODOLOGI KAJIAN
Kajian ini dilakukan di kawasan tapak pemancar ASTRO di Cyberjaya. Kawasan kira-
kira 1 ekar ini meliputi tapak stesen pemancar dan penerima ASTRO dan juga MSS.
Terdapat dua antena berukuran 13.2 m yang digunakan untuk memancar dan
menerima isyarat daripada satelit Measat 3 di samping 0.6 m antena untuk mengawas
isyarat bagi pihak pelanggan ASTRO.
Bagi mendapatkan data-data yang diperlukan, kebenaran rasmi daripada pihak
pengurusan ASTRO bahagian Transmission Network perlu diperoleh terlebih dahulu.
Untuk itu surat permohonan untuk menggunakan peralatan syarikat bagi mendapatkan
data-data yang berkaitan telah dikemukan menerusi surat bertarikh 22 Disember 2006
kepada Mr Prakash Maniam selaku Pengurus di Transmission Network Department,
ASTRO (Lampiran A). Data-data tersebut kemudiannya dianalis menggunakan
perisian belanjawan pautan menggunakan pengaturcaraan MATLAB yang telah
dibangunkan bagi mendapatkan gambaran yang menyeluruh dan sistematik.
Kemudian, perbandingan dijalankan ke atas data cerapan dan data simulasi dan satu
kesimpulan dibuat tentang perbandingan data-data tersebut.
4
1.5 RINGKASAN DISERTASI
Secara amnya, disertasi ini terbahagi kepada lima bab. Bab 1 memberi maklumat dan
gambaran awal tentang kajian yang dijalankan. Ini termasuk pengenalan, objektif
kajian, kaedah perlaksanaan dan ringkasan kandungan disertasi.
Bab II pula memberi fokus kepada perkara – perkara asas penting dalam
kejuruteraan komunikasi. Huraian serta konsep pautan belanjawan, EIRP, pemancar,
penerima dan model matematik diterangkan secara jelas di dalam bab ini.
Di dalam Bab III, kaedah dan metodologi kajian diterangkan secara terperinci
serta mengikut langkah yang dijalankan. Antara yang disentuh di dalam bab ini ialah
proses pencerapan data, proses interpretasi data dan proses analis data secara
matematik dan secara perisian.
Sebagai bab yang penting, Bab IV memberi maklumat tentang keputusan yang
diperoleh hasil daripada analis data yang dijalankan. Bagi mendapatkan gambaran
yang lebih jelas, bacaan sebenar data-data diambil menggunakan gambar dan
keputusan perisian pautan belanjawan menggunakan pengaturcaraan MATLAB di
gunakan.
Bab terakhir iaitu Bab V pula menerangkan tentang rumusan dan kesimpulan
terhadap keputusan yang diperolehi. Juga diterangkan halangan atau masalah yang
dihadapi semasa menjalankan kajian dan cadangan penambahbaikannya.
5
BAB II
KAJIAN KEPUSTAKAAN
2.1 PENGENALAN
Komunikasi satelit telah digunakan secara meluas di seluruh dunia untuk menyiarkan
siaran televisyen dan kini ia telah menjadi seakan-akan satu budaya untuk
menggunakan satelit sebagai cara untuk penyiaran. Ini disebabkan oleh luasnya
kawasan liputan atau footprint yang boleh diberikan oleh satelit kepada penyiar
perkhidmatan televisyen yang mana hasilnya meraka boleh menyiarkan siaran
televisyen secara terus kepada berjuta-juta pelanggan pada satu-satu masa. Satelit
yang digunakan ialah dipanggil geostationary satellite - GEO satelit yang terletak
pada geostationary orbit (satelit yang terletak di dalam orbit ini kelihatan statik jika
dipandang daripada Bumi). GEO satelit digunakan bagi memudahkan pelanggan
untuk tidak perlu sentiasa mengesan satelit. Satelit akan kelihatan statik dan
pengesanan satelit tidak diperlukan.
Pada asasnya, komunikasi satelit ialah seperti pengulang (repeater) yang
terletak di ruang angkasa. Stesen bumi akan memancarkan isyarat frekuensi radio ke
satelit dan kemudiannya satelit akan memancarkan kembali isyarat tadi ke kawasan
liputan penerima. Rangkaian satelit asasnya terdiri daripada stesen bumi, satelit dan
juga medium untukpenghantaran. Apabila merekabentuk dan menilai suatu rangkaian
satelit, tiga faktor yang paling penting (Morgan & Gordon 1989) ialah berapa banyak
kuasa pemancar yang ada, berapa banyak lebarjalur yang ada dan apakah ketahanan
yang diperlukan (seperti yang diberikan oleh kadar ralat bit; Bit Error Rate, dan
Eb/No).
6
ASTRO telah menggunakan satelit Measat 3 sejak dari awal tahun 2007.
Penggunaan Measat 3 telah membuka lembaran baru kepada ASTRO kerana kapasiti
Measat 3 yang lebih besar daripada Measat 1 dari segi kapasiti transpondernya,
memungkinkan ASTRO untuk menawarkan lebih banyak siaran TV berbanding pada
masa lalu. Measat 3 satelit terletak di longitud 91.5o Timur dari Kuala Lumpur
manakala lokasi pusat penyiaran MNBS ialah di longitud 101.39o Timur dan latitud
2.56o Utara (Measat Support Tools 2007). Pada masa sekarang ini, sebanyak 7
transponder digunakan oleh MBNS untuk perkhidmatan penyiaran satelit terus ke
rumah iaitu transponder M1‟, M2‟, M3‟, M4‟, M6‟, 5 KV dan 6 KV. Ketujuh - tujuh
transponder yang disewakan oleh MSS ini berkapasiti 36 MHz lebarjalur setiap satu
dengan beroperasi menggunakan frekuensi Ku Band yang telah ditetapkan oleh MSS.
Frekuensi operasinya ialah dari lingkungan 14 GHz untuk memancarkan isyarat dan
dari lingkungan 10 GHz untuk menerima isyarat.
Rajah 2.1 menunjukkan lokasi MBNS di Cyberjaya yang terletak dalam
bangunan yang sama dengan MSS. Gambar di ambil menggunakan perisian percuma
Google Earth. Rajah 2.2 pula menunjukkan pandangan dekat bangunan pusat
penyiaran MBNS di Cyberjaya manakala Rajah 2.3 memaparkan spesifikasi satelit
Measat 3. Berdasarkan Rajah 2.3, kawasan lokasi kajian yang terletak di Cyberjaya
(di tengah-tengah Malaysia) berkemampuan untuk menerima sehingga 57 dBW
maksimum jumlah kuasa daripada satelit Measat 3.
7
Skala 1 cm : 20 m
Rajah 2.1 Lokasi bangunan MBNS yang terletak di Measat Satellite Station,
Cyberjaya
Sumber: Google Earth 2007
Rajah 2.2 Gambar lokasi kajian MBNS diambil secara dekat
8
Rajah 2.3 Spesifikasi satelit Measat 3
Sumber: Measat Satellite Fleet 2007
9
2.2 KEPENTINGAN BELANJAWAN PAUTAN SATELIT
Analisis belanjawan pautan ialah salah satu bahagian yang penting (Telli & As
2006) dalam komunikasi satelit untuk memastikan pautan komunikasi satelit berjaya
dilaksanakan. Kepentingannya amat jelas. Oleh kerana tingginya kos bagi segmen
ruang angkasa (space segment) dan kelengkapan atau peralatan stesen bumi, selain
daripada nilai kuasa penghantaran dari satelit yang terhad (Pritchard & Radin 1984),
ialah amat mustahak untuk merekabentuk pautan komunikasi satelit melalui
belanjawan pautan dengan teliti supaya pautan tadi dapat dioptimumkan disamping
dapat melindungi apa sahaja sumber yang terlibat dalam binaan pautan komunikasi
satelit ini.
Tiga parameter yang menentukan ketahanan sistem dalam rekabentuk
belanjawan pautan ASTRO ialah parameter ob NE , NC dan juga nilai
kebolehsediaan pautan. Bagi ASTRO (Prakash 2007), nilai ob NE , NC yang
dirancang ialah 6.4 dB, 7.68 dB manakala nilai kebolehsediaan pautan atas ialah
99.97% (piawai dalaman) dan 99.7% (piawai yang dijanjikan kepada pelanggan).
Dua nilai yang pertama ialah piawai bagi DVB-S (Digital Video Broadcasting –
Satellite) manakala nilai ketiga ialah nilai yang disasarkan oleh pihak ASTRO. DVB-
S merupakan salah satu daripada beberapa standard yang terdapat di dalam DVB yang
di definisikan di dalam Standard Eropah EN 300 421 (European 1997) untuk
penghantaran menggunakan satelit.
Rajah 2.4 menunjukkan sistem komunikasi satelit yang lazim yang terdiri
daripada tiga komponen utama iaitu pemancar stesen bumi, satelit dan antena
penerima. Dalam merekabentuk suatu rangkaian satelit yang baik, langkah pertama
(Abdullah et. al. 2003) ialah dengan merujuk kepada prestasi analisis belanjawan
pautan satelit. Belanjawan pautan akan menentukan keperluan kuasa penguat, apa saiz
(diameter) antenna yang digunakan, kebolehupayaan pautan dan kadar ralat bit (BER).
Pautan belanjawan sebenarnya merupakan cara mudah penambahan dan pengurangan
gandaan dan kehilangan dalam rangkaian pautan frekuensi radio. Untuk memastikan
10
jawapan yang tepat, faktor-faktor yang perlu diambil kira ialah seperti kuasa penguat
gandaan
Rajah 2.4 Sistem komunikasi satelit lazim
Sumber: Ray et.al 2001
pautan asas (uplink power amplifier gain), faktor hingar, gandaan antenna pemancar,
sudut penerimaan, dan kehilangan atmosfera disebabkan jarak, aras hingar
transponder satelit dan gandaan kuasa, antenna penerima dan gandaan penguat dan
faktor hingar, kehilangan dalam kabel, aras gangguan (interference) satelit dan faktor
pelemahan cuaca.
Geostationary
Satellite
Pemancar stesen bumi Antena penerima
ESEIRP = Effective Isotropically Radiated Power stesen bumi
SATTG = Nilai kebolehupayaan penerima satelit
SATEIRP = Effective Isotropically Radiated Power satelit
ESTG = Nilai kebolehupayaan penerima stesen bumi
Laluan ruang bebas
11
2.3 PARAMETER BELANJAWAN PAUTAN
Berdasarkan Rajah 2.4, pautan satelit boleh dibahagikan kepada beberapa bahagian
yang penting iaitu (Pratt et al. 2003, Rhoddy 2001):
a) Pemancar (stesen bumi dan satelit)
b) Penerima (stesen bumi dan satelit)
c) Suhu hingar
d) Kehilangan yang berkaitan
e) Pengukuran kualiti isyarat
Persamaan pautan untuk penerima yang mudah ialah:
t
rEIRPr
L
GPP
Watts (2.1)
dengan
rP ialah kuasa penerima (Watts)
EIRPP ialah kuasa pemancar (Watts)
rG ialah gandaan antena penerima
tL ialah jumlah kehilangan
Dalam bentuk decibel, persamaan (2.1) boleh ditulis kembali sebagai:
trEIRPr LGPP dBW (2.2)
Persamaan (2.2) menerangkan mengenai kuasa isyarat yang diterima, bukan mengenai
hingar.
14 15
12
2.3.1 Pemancar
Suatu pemancar stesen bumi menerima data jalurdasar, dimodulatkan kepada
pembawa frekuensi tinggi, dikuatkan dan dipancarkan melalui antena. Dua perkara
utama yang berperanan bersama pemancar stesen bumi ialah:
a) Ketumpatan Fluks, ψ
b) Effective Isotropically Radiated Power, EIRP
2.3.1.1 Ketumpatan Fluks, ψ
Ketumpatan fluks ialah satu ukuran tenaga yang boleh ubah daripada sumber tertentu.
Ia ialah ukuran sejumlah tenaga yang diterima pada jarak R daripada satu gandaan
pemancar, tG dan kuasa pemancar, tP watts. Dalam komunikasi satelit, ia dikenali
sebagai Kuasa Ketumpatan Fluks (Power Flux Density, PFD).
Bagi pemancar dengan hasil kuasa tP watts menggunakan antena tanpa
kehilangan yang memiliki gandaan tG , ketumpatan fluks dalam arah boresight pada
jarak R meter dikenalpasti sebagai:
24 R
GP tt
W/m
2 (2.3)
dengan tP ialah kuasa pemancar dalam Watts
tG ialah gandaan antena pemancar
R ialah jarak dalam meter
= 3.142
13
2.3.1.2 Effective Isotropically Radiated Power (EIRP)
Makna EIRP berkait rapat dengan satu sumber radiasi atau satu pemancar dan
merupakan sebahagian daripada ketumpatan fluks. Ketumpatan fluks ialah tenaga
yang diukur pada jarak tertentu dari sumber, EIRP pula diukur hanya pada kuasa
pemancar. Satu pemancar asas terdiri daripada satu penguat dan satu antena. Merujuk
kepada persamaan di atas, hasil produk tP dan tG dipanggil effective isotropically
radiated power atau EIRP, dan ia merupakan kombinasi di antara kuasa pemancar dan
gandaan antena dalam bentuk sumber isotropik yang serupa dengan kuasa tP tG watts,
memancar dengan serupa dalam semua arah ( 24 R menunjukkan bahawa ia memancar
dalam luas bulatan atau semua arah) .
EIRP biasanya digunakan dalam decibel berpandukan 1 watt, atau pun dBW. Jadi
ttGPEIRP dBW (2.4)
2.3.2 Penerima
EIRP dan ketumpatan fluks menerangkan sesuatu tentang pemancar tetapi tidak
menerangkan apa yang sebenarnya diterima. Untuk mengira kuasa yang diterima oleh
penerima pada suatu jarak R daripada sumber, memerlukan ketumpatan fluks didarab
didarab dengan kawasan penerimaan antena, rA
rreceived AP watts (2.5)
Satu antena yang dengan luas kawasan penerimaan rA m2
secara realitinya tidak akan
menerima kuasa sama seperti persamaan di atas. Sebahagian daripada tenaga pada
kawasan penerimaan (aperture) di pantulkan kembali dan sebahagian lagi diserap oleh
komponen – komponen lain. Kekurangan dari segi kecekapan ini di panggil effective
aperture area, eA di mana
14
rAe AA (2.6)
dengan A dipanggil kecekapan antena .
Oleh itu, kuasa yang di terima oleh antena dengan luas kawasan penerimaan rA dan
kecekapan luas kawasan penerimaan eA ialah
24 R
AGPP ett
received
watts (2.7)
Hubungan asas antara teori antena ialah gandaan antena penerima dan luas kawasan
antena penerima berkait rapat sebagai
2
4
er
AG (2.8)
dengan
ialah panjang gelombang (dalam meter) pada operasi frekuensi.
Menggantikan eA dalam persamaan di atas, persamaan (2.7) boleh ditulis kembali
24 R
GGPP rtt
r watts (2.9)
Bentuk 24 R dikenali sebagai kehilangan laluan, pL . Maksud kehilangan di sini
bukan bermakna kuasa diserap, ia sebenarnya menggambarkan cara tenaga merebak
sebagaimana gelombang elektromagnetik bergerak menjauhi sumber pemancar dalam
ruang tiga dimensi. Daripada semua persamaan di atas, ia boleh ditulis balik dalam
bentuk decibel persamaan kuasa penerima sebagai
15
prr LGEIRPP dBW (2.10)
dengan
EIRP = ttGP10log10 dBW
rG = 2
10 4log10 eA dB
pL = 210 4log10 R dB
Dalam praktikal, kehilangan bukan sahaja disebabkan oleh laluan, tetapi banyak faktor
seperti pelemahan oleh oksigen, wap air dan hujan, kehilangan di antena di setiap
hujung pautan, dan kemungkinan kekurangan gandaan antena disebabkan
ketidakjajaran antena (antenna misallignment).
Oleh itu, persamaan (2.10) boleh ditulis kembali sebagai:
rataaprr LLLLGEIRPP dBW (2.11)
dengan
aL ialah pelemahan atmosfera
taL ialah pelemahan yang berkaitan dengan antena pemancar
raL ialah pelemahan yang berkaitan dengan antena penerima
2.3.3 Suhu Hingar
Suhu hingar ialah satu konsep yang berguna dalam komunikasi penerima, kerana ia
menyediakan cara untuk menentukan berapa banyak hingar terma dihasilkan oleh
samada alat yang aktif atau pasif dalam sistem penerima. Pada frekuensi yang atas
(microwave frequency), satu badan hitam dengan suhu fizikalnya , nT darjah kelvin,
menghasilkan hingar elektrik dalam keluasan jalurlebar.
16
Kuasa hingar ialah
nnn BkTP (2.12)
dengan
k ialah Boltzmann‟s constant = 1.39 x 10-23
J/K = -228.6 dBW/K/Hz
nT ialah suhu fizikal sumber dalam darjah Kelvin
nB ialah lebarjalur hingar di mana kuasa hingar diukur, dalam Hertz
Pn ialah kuasa hingar yang ada (dalam Watts) dan akan diberikan kepada
beban yang sama (matched load) dengan sumber hingar. Bentuk nkT ialah ketumpatan
kuasa hingar dalam Watts per Hertz. Dalam sistem komunikasi satelit, isyarat yang
digunakan ialah lemah (kerana jarak satelit yang amat jauh). Oleh itu, ialah harus
untuk menjadikan paras hingar serendah yang boleh untuk memenuhi kriteria Carrier-
to-Noise ratio, C/N. Ini boleh dihasilkan dengan membuatkan lebar jalur di dalam
penerima sebesar cukup-cukup (just large enough) untuk membenarkan isyarat
masuk, sambil memastikan kuasa hingar berada pada paras yang serendah yang
mungkin. Lebarjalur dalam persamaan (2.12) hendaklah lebarjalur bagi hingar.
Suhu hingar dari 30 K sehingga 200 K boleh dicapai tanpa penyejukan fizikal
jika penguat GaAsFET (gallium arsenide field effect transistor) digunakan. Ia boleh
dibina untuk berfungsi pada suhu bilik dengan suhu hingar 30K pada 4 GHz dan 100K
pada 11 GHz. Biasanya suhu hingar bertambah selari dengan pertambahan frekuensi.
Jadi LNA (low noise amplifier) yang digunakan pada 20 GHz penerima kemungkinan
mempunyai suhu hingar 150K.
Kadangkala sesuatu hingar yang dihasilkan di dalam sesuatu alat diberikan
oleh noise figure atau angka hingar,NF. Ia berkait dengan suhu hingar alat dengan
1 NFTT oe (2.13)
17
NF dalam ratio linear (bukan dalam decibel), To ialah suhu rujukan biasanya 290K.
Jadual 2.1 di bawah menunjukkan contoh angka hingar dan suhu hingar yang
bersamaan yang dikira menggunakan persamaan (2.13).
JADUAL 2.1 Persamaan antara angka hingar dan suhu hingar
NF (dB) T(K) NF (dB) T(K) NF (dB) T(K)
0.1 7 1.1 84 2.1 180
0.2 14 1.2 92 2.2 191
0.3 21 1.3 101 2.3 202
0.4 28 1.4 110 2.4 214
0.5 35 1.5 120 2.5 226
0.6 43 1.6 129 2.6 238
0.7 51 1.7 139 2.7 250
0.8 59 1.8 149 2.8 263
0.9 67 1.9 159 2.9 275
1 75 2 170 3 289
Sumber: Morgan & Gordon 1989.
Untuk mengetahui kualiti sistem penerima, jumlah besar suhu terma haruslah
diketahui. Ini boleh dilakukan dengan mencari suhu hingar sistem, Ts (system noise
temperature). Suhu hingar sistem ialah suhu sumber hingar sebelum masuk ke
penerima. Ini bermakna ianya termasuk suhu hingar antena penerima, suhu hingar
bagi pemberi (feeder losses), dan suhu hingar LNA.
Kuasa hingar di penyahmodulat input ialah
rxnsno GBkTP watts (2.14)
dengan
k ialah Boltzmann‟s constant = 1.39 x 10-23
J/K = -228.6 dBW/K/Hz
sT ialah suhu hingar sistem
nB ialah lebarjalur hingar di mana kuasa hingar diukur, dalam Hertz
rxG ialah gandaan keseluruhan penerima
18
2.3.3.1 Carrier-to-Noise ratio ( NC )
Carrier to noise ratio ialah satu bentuk pengukuran kualiti isyarat di bahagian antena
penerima. Secara kebiasaanya, semakin tinggi nilai NC , kita boleh katakan semakin
baik isyarat yang diterima. Cuba kita pertimbangkan antena memberi kuasa sebanyak
Pr Watts kepada penerima RF input. Kuasa isyarat di penyahmodulat input ialah PrGrx
Watts, mewakili kuasa yang terdapat dalam pembawa dan jalursisi selepas penguatan
dan pertukaran frekuensi di dalam penerima. Oleh itu, carrier to noise ratio ialah
ns
r
rxns
rxr
BkT
P
GBkT
GP
N
C dB (2.15)
Gandaan penerima lenyap setelah dibahagi, jadi nisbah NC boleh dikira untuk
sistem penerima di port keluar antena. Ini ialah sesuatu yang memudahkan kerana
pautan belanjawan akan mencari Pr di bahagian ini. Menggunakan satu parameter
merangkumi semua sumber hingar dalam terminal penerima ialah sangat berguna
kerana ia menggantikan beberapa sumber hingar di dalam penerima kepada satu suhu
hingar sistem, Ts.
Kesimpulannya, dengan menggabungkan persamaan (2.10) dengan persamaan
(2.15) satu persamaan umum untuk persamaan NC boleh ditulis kembali sebagai,
s
r
n
tt
ns
rtt
T
G
RkB
GP
RBkT
GGP
N
C22
44
dB (2.16)
Dalam dB,
nBLossesTGEIRPN
C 6.228 dB (2.17)
Secara ringkasnya, seperti mana kita mengkategorikan pemancar dengan EIRP, dalam
cara yang sama kita menggunakan G/T untuk penerima. Dalam dB, G/T ialah
19
perbezaan antara gandaan penerima dan juga suhu sistem. G/T amat berguna untuk
membandingkan kualiti penerima secara am. Ini kerana seperti dalam persamaan di
atas, G/T ialah berkadar langsung dengan NC .
2.3.4 Kehilangan yang berkaitan
Secara asasnya, terdapat dua jenis cara penghantaran, iaitu kaedah menggunakan
wayar dan tanpa wayar (wireless). Komunikasi satelit semestinya menggunakan
kaedah tanpa wayar kerana kedudukan satelit yang jauh dari bumi lebih kurang 36000
km. Isyarat yang mengembara jauh daripada stesen bumi ke satelit akan melalui
atmosfera bumi, termasuk ionosfera dan ini mengakibatkan pelemahan isyarat pada
frekuensi Ku Band disebabkan oleh oksigen dan penyerapan wap air.Terdapat 4 jenis
pelemahan yang utama iaitu (Asoka et al. 2002):
a) Kehilangan ruang bebas (Free space loss, FSL)
b) Hujan
c) Ketidakjajaran antena (antenna misalignment)
d) Penyerapan gas
2.3.4.1 Kehilangan ruang bebas (Free space loss, FSL), pL
Ini ialah kehilangan isyarat terbesar disebabkan oleh jarak yang begitu jauh yang
dilaluinya. Pelemahan ini ialah dalam fungsi jarak kuasa dua. Untuk isyarat yang
mengembara daripada bumi ke satelit, kehilangan ruang bebas ialah yang terbesar
daripada semua jenis pelemahan yang lain. Persamaannya ialah seperti berikut:
pL = 24 R (2.18)
atau dalam dB,
fRLp log20log2044.32 dB (2.19)
dengan
20
R ialah jarak dalam km.
f ialah frekuensi dalam MHz.
2.3.4.2 Hujan
Pelemahan isyarat disebabkan hujan ialah kedua terpenting selepas kehilangan ruang
bebas. Ia amat penting untuk frekuensi yang bertugas pada Ku Band ( 10 GHz to18
GHz) dan Ka Band (18 GHz to 40 GHz). Pelemahan disebabkan hujan harus diambil
kira bagi pautan atas dan pautan bawah.
Ia juga berubah-ubah mengikut lokasi kerana ia ialah berdasarkan fungsi nilai
hujan. Banyak model hujan yang popular untuk membantu mengira pelemahan hujan
antaranya:
i) Model Perambatan Hujan NASA
ii) Model Perambatan Hujan Crane
iii) Model Perambatan Hujan CCIR
2.3.4.3 Ketidakjajaran antena (antenna misalignment)
Gandaan antena memainkan peranan penting dalam pengiraan pautan belanjawan dan
kita mengandaikan dalam pautan belanjawan bahawa antena pemancar dan antena
penerima di selarikan dengan sempurna supaya gandaan maksimum diperolehi. Jika
tidak, kita akan menghadapi pelemahan disebabkan ketidakselarian antena. Ada dua
jenis kehilangan; pertama di bahagian antena pemancar dan kedua di bahagian antena
penerima. Sama ada antena pemancar tidak memberikan gandaan maksimum atau
antena penerima tidak menerima gandaan maksimum .
2.3.4.4 Penyerapan gas
Pelemahan disebabkan oleh awan dan kabus yang „menyerap‟ isyarat terutamanya
bagi isyarat yang beroperasi pada Ku Band. Secara amnya, pelemahan ini disebabkan
21
oleh berkurangnya isyarat amplitude yang akibatnya mengurangkan kuasa isyarat, di
samping wap air atau air yang mengganggu kekutuban isyarat.
2.3.5 Pengukuran kualiti isyarat
Pengukuran kualiti isyarat boleh dibahagikan kepada dua bahagian iaitu pengukuran
ke atas isyarat digital dan juga pengukuran ke atas isyarat analog (Langton 2002):
a) ob NE
b) NC
2.3.5.1 ob NE - pengukuran isyarat digital
ob NE ialah parameter yang biasa digunakan untuk membandingkan sistem
komunikasi walaupun ketika sistem itu mempunyai perbezaan kadar bit, modulasi dan
juga medium. Kuantiti bE ialah pengukuran tenaga bit itu sendiri. Tenaga ialah
kapasiti untuk melakukan kerja dan kuasa ialah tenaga di bahagikan dengan masa.
Jadi,
baverageb RPE
dengan
averageP ialah kuasa purata isyarat
bR ialah kadar bit
Pada bahagian bawah persamaan ob NE , kuantiti oN dipanggil ketumpatan
hingar. Ia ialah jumlah kuasa hingar dalam band frekuensi isyarat dibahagikan dengan
jalur lebar isyarat. Unitnya ialah Watts/Hz dan ialah kuasa hingar dalam 1 Hz jalur
lebar.
(2.19)
22
nno BPN (2.20)
dengan
nP ialah kuasa hingar dalam Watts
nB ialah lebarjalur hangar dalam Hz
Unitnya ialah Joules (J).
2.3.5.2 NC dan oNC – pengukuran isyarat analog
Untuk isyarat analog, satu kuantiti yang di panggil oNC digunakan dengan cara
yang sama seperti ob NE , di mana C ialah kuasa purata isyarat (Pavg). C dan bE
berkait rapat dengan kadar bit. Jadi secara lazimnya oNC secara spesifiknya ialah
untuk bahagian analog pada pautan dan ob NE pula untuk bahagian digital. NC
secara mudahnya ialah kuasa pembawa isyarat dalam seluruh lebar jalur yang boleh
digunakan, manakala oNC ialah kuasa pembawa isyarat per unit lebarjalur.
ob NE boleh dikaitkan dengan oNC dan NC . Daripada persamaan 2.19,
diketahui bahawa C = Pavg = Tenaga per bit x kadar bit = bb RE , maka (Zahedi
2002)
o
bb
o N
RE
N
C
Kedua-dua oNC and ob NE ialah ketumpatan, jadi tidak perlu dinyatakan lebarjalur
isyarat. Tetapi untuk menukarkan oNC kepada NC , ialah perlu membahagikannya
dengan lebarjalur isyarat.
(2.21)
23
BN
RE
N
C
o
bb
dengan
B ialah jalurlebar dalam Hz
Dalam dB,
BREN
Cbb dB
Perbezaan antara NC and oNC hanyalah lebarjalur isyarat dan ob NE berkait
dengan kuantiti ini sebagai
bo
b
R
B
N
C
N
E dB
dengan
bE ialah pengukuran tenaga bit
oN ialah ketumpatan hingar
C ialah kuasa purata isyarat
N ialah hingar
B ialah lebarjalur isyarat
bR ialah kadar bit
NC diperolehi daripada persamaan (2.16), lebarjalur isyarat di ketahui, B dan kadar
bit juga diketahui, bR . Oleh itu, kadar ob NE dapat di kira.
(2.22)
(2.24)
(2.23)
24
2.4 BELANJAWAN PAUTAN ASTRO
Belanjawan pautan ASTRO mengambil kira beberapa parameter yang diperoleh
daripada sistem penerima dan sistem pemancar ASTRO. Contoh belanjawan pautan
ASTRO dipaparkan dalam Rajah 2.7 dan Rajah 2.8.
2.4.1 Sistem penerima ASTRO
Rujuk Rajah 2.7 dan Rajah 2.8 pada bahagian downlink E/S parameters untuk
mendapatkan gambaran yang jelas apakah jenis-jenis parameter yang berkaitan
dengan sistem penerima ASTRO. Jadual 2.2 pula memaparkan dengan lebih jelas
parameter yang berkaitan. Sistem penerima ASTRO boleh digambarkan di dalam
Rajah 2.5 di bawah yang terdiri daripada :
a) Antena
b) Low noise amplifier(LNA)
c) Low noise block downconverter(LNB)
d) Pemancar penerima optik
e) Penguat L-Band
Sila rujuk Lampiran J untuk gambarajah sistem penerima ASTRO yang lebih
lengkap.
Rajah 2.5 Blok diagram untuk sistem penerima ASTRO
Sumber: Measat Broadcast 2007(c)
ANTENA
LNA LNB Pemancar penerima
optik
Penguat
L Band
25
JADUAL 2.2 Parameter sistem penerima untuk belanjawan pautan
Peralatan sistem penerima Nilai
Diameter antena 13.2 m
Gandaan antena 62.2 dBi
Suhu hingar antena 50 K
Suhu hingar LNA 80 K
Gandaan LNA 60 dB
Nilai hingar LNB 0.8 dB
Gandaan penguat L Band 20 dB
Kehilangan feeder 0.5 dB
Nilai G/T lazim 41 dB/K
Sumber: Measat Broadcast 2007(c)
2.4.1.1 Antena
Antena yang digunakan ialah antena piring dan dipanggil Cassegrain antena. Secara
umumnya, antena jenis ini akan menumpukan isyarat RF menggunakan pembalik
yang ada ke sesuatu arah. ASTRO menggunakan antena jenis ini daripada VERTEX
Sila rujuk Lampiran C untuk spesifikasi yang lebih teliti.
2.4.1.2 Low noise amplifier (LNA)
Seperti namanya, LNA ialah satu penguat isyarat yang diletakkan selepas antena yang
digunakan dalam komunikasi satelit. Ia mengandungi gandaan tertentu dan ASTRO
menggunakan LNA daripada VERTEX dengan kod LKR-12S80-X2XX.
Berpandukan kepada Lampiran D, kod ini bererti LNA beroperasi pada frekuensi 10.7
-12.75 GHz, bersuhu hingar sebanyak 80K, mempunyai gandaan minimum sebanyak
60dB dan menghasilkan kuasa sehingga +20dBm.
2.4.1.3 Low noise block downconverter (LNB)
Isyarat satelit tidak mudah dapat menembusi dinding, bumbung atau juga tingkap
kaca. Dari itu, antena diperlukan untuk berada di luar dan isyarat perlu dihubungkan
ke dalam menggunakan kabel. Apabila isyarat dihantar melalui kabel sepaksi, lebih
tinggi frekuensi isyarat, lebih mudah kehilangan akan berlaku. Isyarat satelit
26
menggunakan frekuensi tinggi, jadi kabel istimewa ataupun pandugelombang amat
diperlukan dan panjang kabel yang tidak tepat akan mengundang kehilangan isyarat
yang banyak.
Tugas LNB ialah menggunakan prinsip superheterodyne dengan mengambil
satu band isyarat berfrekuensi tinggi, menguatkannya dan menukarkannya kepada
isyarat yang serupa tetapi beroperasi di frekuensi bawah yang dipanggil frekuensi
pertengahan (intermediate frequency, IF). Isyarat berfrekuensi rendah ini akan melalui
kabel dengan mengalami kehilangan yang sedikit. Ia juga lebih mudah dan lebih
murah untuk mereka litar elektronik yang beroperasi di frekuensi rendah berbanding
frekuensi tinggi
Perkataan “hingar-rendah” bermaksud teknik menguat dan mencampur isyarat
berlaku sebelum kehilangan akibat kabel dan ianya bebas daripada tambahan litar
elektronik yang lain seperti sumber kuasa atau penerima digital. Semua ini akan
menyumbang kepada isyarat yang mempunyai kadar hingar yang rendah (isyarat yang
tidak diperlukan) di bahagian output. Kualiti hingar rendah pada LNB dispesifikasikan
oleh angka hingar. TELESYSTEM LNB merupakan salah satu jenis universal Ku
Band LNB yang digunakan ASTRO selain VERTEX yang mempunyai angka hingar
lebih kurang 0.8 dB (Sila rujuk Lampiran E)
2.4.1.4 Pemancar penerima optik
FOXCOMM pemancar penerima optik (Lampiran F) ialah satu alat yang digunakan
untuk menukarkan isyarat RF kepada isyarat optik dan sebaliknya. Modul yang
digunakan ASTRO ini memancarkan isyarat L Band RF melalui satu mod fiber
daripada LNB antena ke bilik kawalan sehingga 2 kilometer jaraknya. Ia mengandungi
alat pemancar yang menerima isyarat L Band dari LNB dan alat penerima yang
menerima isyarat ini. Terdapat gandaan automatik dan manual yang boleh digunakan
untuk menggantirugi jika berlaku kehilangan isyarat.
27
2.4.1.5 Penguat L-Band
Selepas isyarat ditukarkan daripada RF ke optik dan kembali ke RF, isyarat kini perlu
dikuatkan kerana pemisah digunakan di bahagian pemprosesan (yang mengandungi
alat-alat seperti pengekod, kad penukaran analog ke digital dan alat pengawasan
isyarat). Apabila pemisah digunakan, sedikit kehilangan akan berlaku pada isyarat L-
Band. Jadi penguat diperlukan untuk menguatkan kembali isyarat tadi. Antara jenis
penguat L-Band yang digunakan ASTRO ialah Quintech (Lampiran G)
2.4.2 Sistem pemancar ASTRO
Rujuk Rajah 2.7 dan Rajah 2.8 pada bahagian uplink E/S parameters dan carrier data
untuk mendapatkan gambaran yang jelas apakah jenis-jenis parameter yang berkaitan
dengan sistem pemancar ASTRO. Jadual 2.3 pula memaparkan dengan lebih jelas
parameter yang berkaitan. Sistem pemancar ASTRO boleh digambarkan di dalam
Rajah 2.6 yang terdiri daripada :
a) Modulator
b) Pemancar penerima optik
c) Penukar atas
d) Penguat berkuasa tinggi (High power amplifier, HPA)
e) Antena
Rajah 2.6 Blok diagram untuk sistem pemancar ASTRO
Sumber: Measat Broadcast 2007(c)
ANTENA
HPA Penukar
atas
Pemancar penerima
optik
Modulator
28
Sila rujuk Lampiran K untuk gambarajah sistem pemancar ASTRO yang lebih
lengkap.
JADUAL 2.2 Parameter sistem pemancar untuk belanjawan pautan
Peralatan sistem pemancar Nilai
Diameter antena 13.2 m
Gandaan antena 63.7 dBi
IFL and combining losses 4 dB
HPA kuasa lazim 38 W
Kuasa keseluruhan HPA 33 dBW
Frekuensi operasi 14.025 GHz
Jenis modulasi QPSK
Kadar bit data 48.382 Mbps
Kadar FEC 0.87500
Sumber: Measat Broadcast 2007(c)
2.4.2.1 Modulator
Radio Frequency Modulator ialah satu alat yang mengambil isyarat input jalurdasar
dan mengeluarkan isyarat RF yang telah dimodulat pada frekuensi pertengahan 70
MHz.
2.4.2.2 Pemancar penerima optik
Sama seperti yang diterangkan sebelum ini, isyarat yang telah dimodulatkan kepada
frekuensi 70MHz (frekuensi pertengahan) akan ditukarkan kepada isyarat optik dan
dibawa ke bangunan RF sebelum ditukar kembali kepada isyarat RF oleh alat yang
dikenali sebagai optical transceiver. ASTRO menggunakan pemancar penerima optik
jenis FOXCOMM (Lampiran F)
2.4.2.3 Penukar atas
Setelah kembali menjadi isyarat RF dengan berfrekuensi 70MHz, ialah penting untuk
menukarkan isyarat tadi kepada frekuensi transmisi iaitu yang berada pada Ku Band.
Jadi satu alat yang diberi nama upconverter digunakan untuk menukarkan frekuensi
29
pertengahan 70MHz kepada frekuensi yang lebih tinggi iaitu sekitar 14 GHz untuk
penghantaran ke satelit (Rujuk Lampiran H untuk spesifikasi yang lebih lengkap).
2.4.2.4 Penguat berkuasa tinggi (HPA)
Berdasarkan belanjawan pautan yang telah direka, satu jumlah kuasa yang tertentu
telah diketahui untuk membolehkan isyarat RF dapat dihantar dan sampai ke satelit
Measat 3. Kuasa ini diperolehi daripada HPA jenis CPI Gen IV (Model K4U74DB)
yang mempunyai gandaan lazim sehingga ~80dB. (Lampiran I)
2.5 KEBOLEHSEDIAAN PENGHANTARAN
Kebolehsediaan penghantaran bermaksud berapa lama siaran yang
dipancarkan dapat diterima oleh pengguna dalam tempoh masa yang tertentu.
Contohnya, kebolehsediaan penghantaran 100% dalam sebulan bermaksud siaran TV
yang dipancarkan dalam sebulan kepada pengguna tidak pernah mengalami masalah
atau gangguan walaupun untuk seminit.
Formula yang digunakan untuk mengira kebolehsediaan keseluruhan ialah amat
mudah iaitu (Measat Broadcast 2007(b)):
a) Total Transmission Time = Total transmission time for X number of channels
b) Total Outages = Uplink Rain Outage + Total Channel Outage + Other uplink
outages
c) Kebolehsediaan = Total Tx Time – Total Outages
d) Kebolehsediaan (%) = Kebolehsediaan x 100%
Total Tx Time ialah jumlah keseluruhan masa penyiaran bagi semua siaran
dalam minit. Ini bererti jumlah penyiaran bagi satu siaran dalam minit di darabkan
dengan jumlah siaran yang ada. Total Outages pula ialah jumlah gangguan yang
berlaku iaitu uplink rain outage (disebabkan hujan) di tambah dengan total channel
outages (gangguan disebabkan masalah teknikal yang berlaku kepada sistem
30
jalurdasar) di tambah dengan other uplink outages (gangguan disebabkan masalah
selain daripada hujan dan masalah teknikal sisem jalurdasar). Kebolehsediaan ialah
secara mudahnya jumlah masa penyiaran ditolakkan dengan jumlah semua gangguan.
Bagi ASTRO, kebolehsediaan yang dijanjikan kepada pelangan-pelanggannya
ialah sebanyak 99.7% manakala kebolehsediaan piawai dalaman ialah sebanyak
99.97% (Prakash 2007) dalam setahun. Angka ini hanyalah untuk penyiaran pautan
atasnya yang menggunakan 13.2 meter antena. Secara umumnya, ini bermaksud bagi
satu-satu siaran TV sepanjang satu tahun, hanya sebanyak 15552 minit dibenarkan
untuk mengalami gangguan daripada keseluruhan 518400 minit dalam setahun.
Gangguan ini termasuklah akibat gangguan hujan, gangguan teknikal dan masalah –
masalah lain. Berdasarkan Lampiran B, ASTRO memiliki sebanyak 91 servis
termasuk servis radio (Measat Broadcast 2007a). Oleh itu
Masa penyiaran 91 siaran TV dalam setahun = 60 min x 24 jam x 30 hari x 12 x 91
= 47174400 min
Masa penyiaran 91 siaran TV dalam sebulan = 47174400 / 12
= 3931200 min
99.7 % kebolehsediaan dalam sebulan = 3919406.4 minit
99.97% kebolehsediaan dalam sebulan = 3930020.64 minit
Untuk piawaian dalaman ASTRO (99.97%), hanya sebanyak 1179.36 minit gangguan
dibenarkan dalam masa sebulan untuk keseluruhan saluran. Untuk piawaian pelanggan
pula (99.7%), gangguan sebanyak 11793.6 minit dibenarkan.
Untuk memastikan nilai kebolehsediaan yang tepat dengan pengiraan, jidar
pautan pada setiap pautan atas dan pautan bawah harus direkabentuk supaya
mempunyai lebih jidar. Ini penting supaya pengiraan belanjawan pautan mempunyai
toleransinya yang tersendiri bagi memastikan faktor ralat bacaan dan toleran bacaan
diambil kira kedalam belanjawan pautan.
16
Rajah 2.7 Belanjawan pautan ASTRO bagi penerima bersaiz 13.2 m
Sumber: Measat Broadcast Network Sdn. Bhd. 2007 (c)
31
17
Rajah 2.8 Belanjawan pautan ASTRO bagi penerima bersaiz 0.6 meter
Sumber: Measat Broadcast Network Sdn. Bhd. 2007 (c)
32
33
BAB III
METODOLOGI KAJIAN
3.1 PENGENALAN
Terdapat dua bahagian utama dalam kajian ini. Pertama ialah proses pencerapan data
dan kedua ialah proses simulasi data. Merujuk kepada Rajah 3.1, setelah data yang
diperlukan telah dikenalpasti dan mendapat kebenaran bertulis daripada Pengurus
Bahagian Transmission and Network, Mr Prakash Maniam, lawatan tapak ke ASTRO
dan proses pencerapan data dilakukan. Setelah data-data yang dikehendaki diperoleh,
satu perisian belanjawan pautan dibangunkan untuk proses simulasi data. Seterusnya
satu perbandingan antara data cerapan dan data simulasi dibuat.
Rajah 3.1 Carta aliran menunjukkan proses perlaksanaan kajian.
Kenalpasti data yang diperlukan
Mula
Pencerapan data di stesen
ASTRO
Pembangunan perisian untuk
simulasi
Penilaian data dan pautan
Tamat
34
3.2 LAWATAN TAPAK STESEN PEMANCAR DAN PENERIMA
Bagi mendapatkan gambaran yang lebih jelas tentang infrastruktur dan perkakas yang
digunakan oleh Measat Broadcast Network Sdn Bhd (MBNS) untuk menerima dan
menghantar isyarat daripada dan kepada satelit, lawatan dilakukan ke tapak stesen di
Cyberjaya. Lawatan tapak telah dibuat dengan kerjasama Jurutera Bahagian
Transmission and Network Department, ASTRO. Bagi mendapatkan data-data yang
diperlukan, kebenaran rasmi daripada pihak pengurusan ASTRO perlu diperoleh
terlebih dahulu. Untuk itu, satu permohonan bertulis bagi mendapatkan data-data yang
berkaitan telah dikemukakan (Lampiran A).
3.3 PENCERAPAN DATA DI STESEN ASTRO
Setelah mendapat kebenaran, proses pencerapan data dilakukan di stesen tapak
ASTRO. Terdapat dua bangunan utama yang menempatkan sistem RF ASTRO iaitu
Bangunan RF dan Central Apparatus Room. Terdapat beberapa komponen utama
yang merangkumi sistem penerima ASTRO (Lampiran J) untuk pengukuran data
untuk antena berdiameter 13.2 m. Komponen yang dimaksudkan termasuklah Low
Noise Amplifier (LNA), Block downconverter (BDC), penerima penguat optik dan
penguat L-Band. Pengukuran dilakukan menggunakan pengekod Tandberg TT1260
dan juga penganalisis spektrum Hewlett Packard 8563E di L-Band patch panel.
Bagi proses pencerapan data untuk antena berdiameter 0.6 m, satu sistem di
buat seperti dalam Rajah 3.2. Antena yang bersaiz lazim 0.6 m antena digunakan
bersama TELEsystem LNB, Philips PAS1243 splitter (Satcure 2007), dan juga
penganalisis spektrum Hewlett Packard 8563E bersama dengan pengekod Tandberg
TT1260. Kabel berpintal RG58 yang digunakan untuk menyambungkan LNB
sehingga ke pengekod dan penganalisis spektrum berjarak lebih kurang 200 kaki.
Bacaan kemudiannya direkodkan menggunakan penganalisis spektrum dan pengekod.
35
Pemisah Pengekod
Penganalisis spektrum
Rajah 3.2 Contoh organisasi bagi 0.6 m antena untuk pengukuran
36
3.4 JENIS DATA-DATA YANG DICERAP
Kajian kes berkisar kepada bacaan yang dicerap di pusat penyiaran ASTRO di
Cyberjaya bagi transponder asas yang diberi nama M1 dengan frekuensi pautan atas
14.025 GHz. Data-data sebenar yang diambil telah direkodkan menggunakan kamera
digital terutamanya untuk gambar isyarat yang berkaitan. Bagi pencerapan data untuk
antena yang bersaiz 13.2 m, bacaan diambil di bahagian L-Band patch panel sistem
pautan bawah (Lampiran J). Pengekod dan penganalisis spektrum disambungkan ke
patch panel ini dan seterusnya bacaan direkodkan. Bagi pencerapan data untuk antena
yang bersaiz 0.6 m pula, satu sistem dibangunkan seperti dalam Rajah 3.2. Kedua-dua
bacaan diambil ketika cuaca cerah bagi mendapatkan bacaan yang betul dan tepat
tanpa mengalami apa-apa kehilangan yang disebabkan oleh hujan atau awan tebal.
Data-data yang dicerap ialah jumlah kuasa HPA yang digunakan, data ob NE ,
data NC , frekuensi transponder yang digunakan, kadar ralat bit, kadat bit, frekuensi
LNB dan contoh parameter teknikal ASTRO yang dipaparkan di setiap skrin TV
pelanggan. Rajah 3.3 dan Rajah 3.4 menunjukkan contoh paparan Monitoring and
Control Software yang digunakan ASTRO (Measat 2007a). Rajah 3.3 memaparkan
HPA 7 yang digunakan untuk memancarkan isyarat berfrekuensi pautan atas 14.025
GHz (M1) yang menjadi bahan kajian. Sebanyak 15.8 dBW pula direkodkan untuk
kuasa pemancar bagi penghantaran pautan atas seperti yang dipaparkan dalam Rajah
3.4 yang bersamaan dengan 38 W.
37
Rajah 3.3 HPA 7 yang menggunakan frekuensi 14.025 GHz untuk pemancaran
Sumber: Measat Broadcast Network Sdn Bhd 2007(a)
Rajah 3.4 HPA 7 yang berkuasa 38 W untuk penghantaran pautan atas
Sumber: Measat Broadcast Network Sdn Bhd 2007(a)
38
3.4.1 Data Cerapan bagi Antena Bersaiz 13.2 m
3.4.1.1 Carrier-to-Noise ( NC )
Rajah 3.5 NC untuk transponder M1.
Data diambil menggunakan format penganalisis spektrum seperti berikut (ditunjukkan
oleh anak panah putih dalam Rajah 3.5):
Span: Menggunakan span bernilai 100 MHz yang bermaksud 100 MHz lebarjalur dari
kiri ke kanan penganalisis spectrum dan lebar setiap kotak mewakili 10MHz
lebarjalur.
Center: Frekuensi Local Oscillator(LO) = 9.75 GHz; jadi L-Band frequency = 1.232
GHz ( frekuensi M1 – frekuensi LO) iaitu frekuensi tengah L-Band untuk
transponder kajian M1.
Log/dB: Menggunakan 5 dB nilai yang mewakili tinggi setiap kotak.
Carrier- to-Noise untuk transponder yang sama M1 telah diukur dan keputusannya
ialah 20.50 dB (keputusan negatif dalam Rajah 3.5 hanyalah disebabkan oleh
kedudukan penunjuk dan penunjuk delta yang terbalik).
39
3.4.1.2 Pengukuran ob NE
Rajah 3.6 Bacaan ob NE yang direkodkan menggunakan
pengekod TT1260.
Berdasarkan kepada Rajah3.6, jidar ob NE yang direkodkan ialah 8.1 dB. Jidar
ob NE ialah bacaan yang direkodkan selepas mengambil kira piawaian penghantaran
yang dibenarkan. Bagi isyarat QPSK dengan kadar kod 7/8 (EBU 1997), kadar
ob NE untuk pemancaran isyarat yang berjaya ialah 6.4 dB. Bacaan dalam Rajah 3.6
ialah bacaan yang direkodkan di atas tahap (jidar) yang dibenarkan 6.4 dB yang
bermaksud data sebenar ob NE ialah 8.1 + 6.4 = 14.5 dB.
3.4.1.3 Frekuensi Ku-Band dan L-Band yang Digunakan
Rajah 3.7 Frekuensi yang digunakan diperoleh menggunakan
pengekod Scientific Atlanta.
40
Nilai L-Band frekuensi kajian ialah 1232 MHz dengan frekuensi operasi transponder
M1 bernilai 10.982 GHz.
3.4.1.4 Pengukuran Kadar Ralat Bit, BER untuk Isyarat QPSK
Rajah 3.8 Bacaan BER yang direkodkan
Bacaan BER bagi isyarat QPSK yang direkodkan seperti dalam Rajah 3.8 ialah
menghampiri sifar (0.0e-5).
3.4.1.5 Pengukuran Kadar Bit
Rajah 3.9 Bacan kadar bit yang direkodkan menggunakan
pengekod TT1260
Nilai kadar bit yang direkodkan bernilai 48.39 Mbit/s seperti ditunjukkan dalam Rajah
3.9.
41
3.4.1.6 Frekuensi LNB yang Ditetapkan
Rajah 3.10 Frekuensi LNB yang ditetapkan pada 9.75GHz
Frekuensi LNB ditetapkan pada 9750 MHz dan nilai ini ialah nilai local oscillator
pada LNB yang digunakan. Dengan memasukkan nilai local oscillator yang sama
dengan LNB, pengekod akan boleh mengekod isyarat L-Band yang telah ditukarkan
3.4.1.7 Parameter ASTRO melalui Pengekod Pelanggan
Parameter seperti di dalam Rajah 3.11 ialah parameter teknikal yang harus ditetapkan
sebelum pengekod dapat menerima dan menyahdekod isyarat satelit ASTRO.
Rajah 3.11 Parameter teknikal ASTRO
42
3.4.2 Data Cerapan bagi Antena Bersaiz 0.6 m
3.4.2.1 Carrier-to-Noise ( NC )
Rajah 3.12 NC untuk transponder M1
Data diambil menggunakan format penganalisis spektrum seperti berikut (ditunjukkan
oleh anak panah putih dalam Rajah 3.12):
Span: Menggunakan span bernilai 100 MHz yang bermaksud 100 MHz lebarjalur dari
kiri ke kanan penganalisis spectrum dan lebar setiap kotak mewakili 10MHz
lebarjalur.
Center: Frekuensi Local Oscillator(LO) = 10 GHz; jadi L-Band frequency = 988 MHz
( frekuensi M1 – frekuensi LO) iaitu frekuensi tengah L-Band untuk
transponder kajian M1.
Carrier-to-Noise untuk transponder yang sama M1 telah diukur dan keputusannya
ialah 11.13 dB (keputusan negatif dalam Rajah 4.11 hanyalah disebabkan oleh
kedudukan penunjuk dan penunjuk delta yang terbalik).
43
3.4.2.2 Pengukuran ob NE
Menggunakan pengekod TT1260, bacaan ob NE yang direkodkan ialah 5.8 dB
semasa cuaca cerah. Jidar ob NE ialah bacaan yang direkodkan selepas mengambil
kira piawaian penghantaran yang dibenarkan. Bagi isyarat QPSK dengan kadar kod
7/8 (EBU 1997), kadar ob NE untuk pemancaran isyarat yang berjaya ialah 6.4 dB.
Bacaan dalam Rajah 3.13 ialah bacaan yang direkodkan di atas tahap (jidar) yang
dibenarkan 6.4 dB yang bermaksud data sebenar ob NE ialah 5.8 + 6.4 = 12.2 dB.
Rajah 3.13 Bacaan ob NE yang direkodkan
3.4.2.3 Frekuensi Ku-Band yang Digunakan
Rajah 3.14 menunjukkan frekuensi operasi bagi transponder M1 iaitu 10.982 GHz.
Rajah 3.14 Frekuensi Ku Band yang digunakan
44
3.4.3 Pengukuran Kebolehsediaan Penghantaran untuk Setahun
Data yang diambil (Measat 2007b) adalah dalam tempoh masa setahun bermula
daripada Julai 2006 hingga Jun 2007 dan digambarkan dalam Lampiran S. kesemua
nilai dalam Lampiran S ialah dalam minit. Terdapat 4 bulan di mana kebolehsediaan
penghantaran jatuh pada paras piawai dalaman yang dibenarkan iaitu 99.97 %. Ini
berlaku pada bulan Ogos 2006, November 2006, Januari 2007 dan Mac 2007.
3.5 PEMBANGUNAN PERISIAN BELANJAWAN PAUTAN
Berdasarkan data-data yang diperolehi daripada bahagian Transmission Network
Department ASTRO, satu perisian pautan belanjawan dibangunkan menggunakan
perisian MATLAB (Matrix Laboratory). Data-data ini diperolehi daripada contoh
pautan belanjawan ASTRO yang sedia ada untuk antena penerima bersaiz 13.2 m dan
antena penerima bersaiz 0.6m seperti yang dipaparkan oleh Rajah 2.8 dan Rajah 2.9.
3.5.1 Carta Aliran Pembangunan Perisian
Rajah 3.15 memaparkan carta aliran bagi pembangunan perisian belanjawan pautan.
Perisian yang digunakan untuk membangunkan belanjawan pautan ialah perisian
MATLAB.
45
Pengiraan untuk parameter pautan atas;
A) Sudut mendatar antena dan sudut
mendongak antena
B) Gandaan antena
Mula
Pengiraan untuk C/N, Eb/No dan jidar
yang ada.
Tamat
Pengiraan untuk parameter pautan bawah
A) Sudut mendatar dan mendongak antena
B) Gandaan antena
C) Nilai G/T pada hari cerah
Parameter input:
A) Latitud dan longitud antena pautan atas
B) Diameter, keberkesanan dan frekuensi
operasi bagi antena pautan atas
Parameter diameter antena
penerima dimasukkan
Parameter berikut dimasukkan
A) Latitud dan longitud antena pautan bawah
B) Keberkesanan antena dan frekuensi pautan
bawah
C) Suhu hingar bagi antena dan LNA serta
kehilangan feeder
Parameter kuasa
penghantar HPA
dimasukkan
Rajah 3.15 Carta aliran untuk perisian belanjawan pautan yang dibangunkan.
46
3.5.2 Parameter bagi Simulasi Belanjawan Pautan dan Contoh Paparan
Parameter input bagi tujuan simulasi belanjawan pautan ditunjukkan di dalam Jadual
3.1. Rajah 3.16 dan Rajah 3.17 pula memaparkan contoh paparan keputusan simulasi
menggunakan perisian belanjawan pautan yang dibangunkan. Sila rujuk Lampiran O
untuk keseluruhan perisian belanjawan pautan yang dibangunkan.
JADUAL 3.1 Parameter yang digunakan untuk tujuan simulasi belanjawan pautan ASTRO
Parameter Nilai
Kadar bit 48382.4 kbps
Kadar kod FEC 0.875
Frekuensi pautan atas 14.025 GHz
Frekuensi pautan bawah 10.982 GHz
Nama satelit Measat 3, 91.5' Timur
Satelit EIRP 57.43 dBW
Lebarjalur transponder 36 MHz
Antena diameter 13.2 m
Keberkesanan antena 66.90%
Suhu hingar antena 50 K
kehilangan feeder 0.5 dB
Suhu hingar LNA 80 K
Suhu hingar LNB 67 K
Kuasa HPA 38 W
Rajah 3.16 Contoh paparan keputusan perisian belanjawan pautan
47
Rajah 3.17 Contoh paparan keputusan perisian belanjawan pautan yang
dibangunkan.
48
BAB IV
KEPUTUSAN DAN ANALISIS
4.1 PENGENALAN
Kajian kes berkisar kepada bacaan yang dicerap di pusat penyiaran ASTRO di
Cyberjaya bagi transponder asas yang diberi nama M1 dengan frekuensi operasi
14.025 GHz. Belanjawan pautan telah dibangunkan menggunakan perisian MATLAB
dan keputusan simulasi direkodkan. Data-data sebenar bacaan diambil ketika cuaca
cerah bagi mendapatkan bacaan yang betul dan tepat tanpa mengalami apa-apa
kehilangan yang disebabkan oleh hujan atau awan tebal. Secara ringkasnya, bab ini
menerangkan perbandingan yang dibuat antara keputusan simulasi dan data cerapan
sebenar untuk kedua-dua antena yang bersaiz 13.2 m dan 0.6 m setiap satu.
4.2 KEPUTUSAN KAJIAN BAGI ANTENA BERSAIZ 13.2 METER DAN
ANTENA BERSAIZ 0.6 METER
Jadual 4.1 memaparkan perbandingan NC dan ob NE untuk data sebenar, data
simulasi dan data piawai bagi antena penerima bersaiz 13.2 m
Jadual 4.1 Perbandingan data NC dan ob NE bagi antena penerima
bersaiz 13.2 m
Data sebenar Data simulasi Data piawai
C/N (dB) 20.5 19.375 7.68
Eb/No (dB) 14.5 18.091 6.4
49
Merujuk kepada Jadual 4.1, untuk bacaan NC , nilai data sebenar berbeza
sebanyak 1.125 dB dengan data simulasi manakala untuk bacaan ob NE , nilai data
sebenar berbeza sebanyak 3.591 dengan data simulasi. Walaupun demikian, nilai
perbezaan masih lagi berada dalam julat toleransi yang dibenarkan dalam bacaan iaitu
lebih kurang + 3 dB. Walaupun terdapat peralatan fiber yang digunakan (Lampiran F)
tetapi tiada kehilangan yang disebabkan oleh fiber (Lampiran Q). Manakala
kehilangan masukan (insertion loss) bagi antena juga tidak begitu besar hanya
sebanyak ~2 dB (Lampiran P).
Jadual 4.2 Nilai jidar pautan bagi antena penerima bersaiz 13.2 m
Data sebenar Data simulasi Data piawai
C/N (dB) 12.82 11.695 0
Eb/No (dB) 8.1 11.691 0
Jadual 4.2 pula memaparkan nilai jidar pautan bagi antena penerima bersaiz
13.2 m. Nilai jidar pautan diperoleh dengan membandingkan data sebenar dan data
simulasi dengan data piawai. Untuk bacaan NC , nilai data sebenar mempunyai jidar
pautan sebanyak 12.82 dB manakala untuk bacaan ob NE , nilai data sebenar
mempunyai jidar pautan sebanyak 8.1 dB. Bagi nilai data simulasi; untuk bacaan
NC , nilai data simulasi mempunyai jidar pautan sebanyak 11.695 dB manakala
untuk bacaan ob NE , nilai data simulasi mempunyai jidar pautan sebanyak11.691
dB.
Jadual 4.3 seperti di bawah memaparkan perbandingan NC dan ob NE untuk data
sebenar, data simulasi dan data piawai bagi antena penerima bersaiz 0.6 m.
Jadual 4.3 Perbandingan data bagi antena penerima bersaiz 0.6 m
Data sebenar Data simulasi Data piawai
C/N (dB) 11.13 15.179 7.68
Eb/No (dB) 12.2 13.895 6.4
50
Merujuk kepada Jadual 4.3, untuk bacaan NC , nilai data sebenar berbeza
sebanyak 4.049 dB dengan data simulasi manakala untuk bacaan ob NE , nilai data
sebenar berbeza sebanyak 1.695 dB dengan data simulasi. Walaupun demikian, nilai
perbezaan masih lagi berada dalam julat yang dibenarkan dalam bacaan iaitu lebih
kurang + 3 dB.
Jadual 4.4 memaparkan nilai jidar pautan bagi antena penerima bersaiz 0.6 m yang
dibandingkan dengan data piawai.
Jadual 4.4 Nilai jidar pautan bagi antena penerima bersaiz 0.6 m
Data sebenar Data simulasi Data piawai
C/N (dB) 3.45 7.499 0
Eb/No (dB) 5.8 7.495 0
Jadual 4.4 memaparkan nilai jidar pautan bagi antena penerima bersaiz 0.6 m.
Untuk bacaan NC , nilai data sebenar mempunyai jidar pautan sebanyak 3.45 dB
manakala untuk bacaan ob NE , nilai data sebenar mempunyai jidar pautan sebanyak
5.8 dB. Bagi nilai data simulasi pula; untuk bacaan NC , nilai data simulasi
mempunyai jidar pautan sebanyak 7.499 dB manakala untuk bacaan ob NE , nilai
data simulasi mempunyai jidar pautan sebanyak 7.495 dB.
4.3 PENGUKURAN KEBOLEHSEDIAAN PENGHANTARAN
Rajah 4.1 menunjukkan graf taburan kebolehsediaan penghantaran selama 12 bulan
bermula Julai 2006 hingga Jun 2007. Daripada Rajah 4.1, didapati nilai
kebolehsediaan penghantaran pautan atas bagi ASTRO tidak pernah jatuh di bawah
paras yang dijanjikan kepada pelanggan iaitu 99.7% (garisan merah).
Walaubagaimanapun, terdapat 4 bulan di mana paras kebolehsediaan jatuh di bawah
paras piawaian dalaman (garisan hijau) ASTRO iaitu pada bulan pertama (Januari
2007), bulan ketiga (Mac 2007), bulan kelapan (Ogos 2006) dan bulan kesebelas
(November 2006).
51
Merujuk kepada Lampiran R, pada bulan Ogos 2006, sebanyak 2446.38 min
gangguan direkodkan yang mana hanya 372.84 min berpunca daripada gangguan
hujan. Pada bulan November 2006, sebanyak 1594.53 min gangguan direkodkan yang
mana hanya 28 min berpunca daripada gangguan hujan. Pada bulan Januari 2007 pula,
sebanyak 4120.82 minit gangguan direkodkan yang mana tiada gangguan hujan
direkodkan. Manakala pada bulan Mac 2007, sebanyak 2033.94 minit gangguan
direkodkan dengan gangguan hujan hanya sebanyak 911.47 min.
Rajah 4.1 Taburan kebolehsediaan penghantaran pautan atas selama
setahun
Walaupun tahap penyiaran pada 4 bulan ini adalah di bawah paras yang
sepatutnya tetapi gangguan hujan tidak memberi kesan yang besar ke atas pautan atas
ASTRO. Ini kerana berdasarkan kepada kajian kepustakaan, sebanyak 1179.36 min
gangguan dibenarkan dalam masa sebulan dan mengikut data (Lampiran R), nilai
52
gangguan hujan direkodkan maksimum hanya sebanyak 911.47, yang mana masih lagi
di bawah paras gangguan yang dibenarkan. Semua gangguan yang menyebabkan
pautan atas ASTRO jatuh di bawah paras piawaian dalaman 99.97% adalah
disebabkan oleh faktor gangguan teknikal kepada sistem jalurdasar dan sistem pautan
atas, bukan disebabkan oleh faktor hujan.
53
BAB V
KESIMPULAN
5.1 KESIMPULAN
Secara keseluruhannya, kajian ini telah berjaya mencapai objektif yang digariskan dan
meningkatkan pemahaman tentang kepentingan belanjawan pautan satelit dalam
perancangan merekabentuk rangkaian satelit.
Perisian belanjawan pautan yang dibangunkan menggunakan perisian
MATLAB didapati berkesan untuk menganalis pautan satelit Measat 3. Keputusan
kajian pula menunjukkan terdapat hanya perbezaan kecil di antara nilai data cerapan
dan nilai data simulasi. Walau bagaimanapun, ianya boleh digunapakai kerana berada
dalam julat hadterima yang munasabah iaitu + 3dB. Secara keseluruhannya, nilai
NC dan ob NE yang dicerap dan disimulasi menunjukkan satu pola yang sama iaitu
peningkatan diameter saiz antena penerima berkadar langsung dengan kedua-dua
bacaan ini. Jidar-jidar pautan bagi NC dan ob NE untuk antena 13.2 m masing-
masing meningkat sebanyak 9.12 dB dan 2.3 dB berbanding dengan antena 0.6 m.
Nilai kebolehsediaan penghantaran juga didapati mencukupi untuk menghadapi
gangguan pelemahan isyarat dengan melepasi piawai pelanggan yang ditetapkan
sebanyak 99.7%. Ini kerana antena penerima memiliki nilai jidar pautan yang agak
tinggi terutamanya untuk antena penerima bersaiz 13.2 m yang memiliki nilai jidar
pautan 12.82 dB untuk bacaan NC dan 8.1 dB untuk bacaan ob NE .
Walaupun demikian, terdapat beberapa kelemahan yang tidak diambil kira
yang berkemungkinan melemahkan data kajian dan menjejaskan hasil kajian. Pertama,
54
data kajian dicerap dalam tempoh masa yang singkat menyebabkan kemungkinan data
yang dicerap tidak menggambarkan data sebenar yang tepat. Peralatan untuk
mencerap seperti penganalisis spektrum dan penyahkod juga tidak ditentukur sebelum
proses mencerap data dilakukan yang berkemungkinan menyebabkan ralat pada
bacaan. Di samping itu, model hujan dan pelemahannya tidak diambil kira dalam
kajian kali ini. Ianya penting untuk negara-negara yang berkapasiti hujan yang agak
tinggi seperti di Malaysia ini untuk menganggarkan kehilangan pautan pada masa-
masa tertentu.
5.2 CADANGAN
Perisian yang dibangunkan boleh diperbaiki dari beberapa segi. Keseluruhan
pangkalan data satelit di seluruh dunia boleh dimuatkan kedalam perisian ini untuk
memudahkan penggunaannya secara meluas dan tidak tertakluk kepada satelit Measat
3 sahaja. Walaupun hal ini agak sukar untuk dijayakan kerana pada kebiasaannya
maklumat dan parameter teknikal satelit dirahsiakan daripada umum, tetapi ianya
tidak mustahil supaya satu perisian piawai boleh dibangunkan untuk kepentingan
penyelidikan. Model hujan dan pelemahannya juga harus dimasukkan supaya
anggaran pautan satelit semasa hujan boleh dilakukan.
Data-data yang diambil dalam kajian kes pada masa-masa akan datang pula
harus dicerap dalam jumlah yang banyak dan berturutan untuk memudahkan analisis.
Data-data juga harus diambil pada setiap peringkat pemprosesan isyarat seperti
pemecahan isyarat (splitting) atau penguatan isyarat (amplification) supaya setiap
perbezaan bacaan nilai boleh di terangkan dengan lebih jelas. Proses pembangunan
perisian pula harus lebih mesra pengguna supaya ia boleh digunakan pada masa
hadapan oleh sesiapa sahaja.
Secara keseluruhannya, proses pencerapan data dan analisis data serta lawatan
tapak telah mewujudkan hubungan yang baik di antara ASTRO dengan Fakulti
Kejuruteraan UKM. Ini sedikit sebanyak membantu menjayakan objektif kajian dan
mendapatkan keputusan daripada analisis yang dijalankan.
55
SENARAI RUJUKAN
4i2i Communications Ltd. 2007. Reed Solomon Codes.
http://www.4i2i.com/reed_solomon_codes.htm [27 September
2007].
Abdullah M.A., Husni E.M., & Hassan, S.I.S., 2003. Investigation of
a rural telecommunication system using VSAT technology in
Malaysia, The 9th Asia-Pacific Conference on
Communications, Vol.3, pp 883-887.
Asoka Dissanayake, Jeremy Allnutt, Fatim Haidara 2002 A prediction
model that combines rain attenuation and other propagation
impairments along earth-satellite path. Online Journal of Space
Communication Fall (2): 1-36.
Cisco 2007. Carrier to noise ratio in Cable Networks.
http://www.cisco.com/en/US/products/hw/cable/ps2211/product
s_white_paper0900aecd800fc94c.shtml.
European Broadcasting Union (EBU). 1997. European Standard
(Telecommunication Series) Digital Video Broadcasting
(DVB); Framing structure, channel coding and modulation
for 11/12 GHz satellite services EN 300 421 V1.1.2.
Google Earth. 2007. Measat Satellite Station (perisian percuma).
http://earth.google.com [27 Ogos 2007].
Langton, C. 2002. Intuitive Guide to Principles of Communication
http://www.complextoreal.com [20 Julai 2007].
Measat Broadcast Network Sdn Bhd. 2007(a). TND Monitoring and
Control System.
Measat Broadcast Network Sdn Bhd. 2007(b). Transmission
Availability from June 2006 till July 2007.
Measat Broadcast Network Sdn Bhd. 2007(c). Transmission Network
Department Library.
Measat Satellite Fleet. 2007. Measat 3 Ku-Band.
http://www.measat.com/satellite_fleet.asp [27 September
2007].
Measat Support Tools. 2007. Azimuth and elevation.
http://www.measat.com/support_tool2_inner.asp [27 September
2007].
56
Morgan W. L., & Gordon G. D., 1989. Communications Satellite
Handbook. New York: John Wiley & Sons.
Prakash Maniam. 2007. Belanjawan Pautan ASTRO. Temu bual, 15
September 2007.
Pratt, T., Bostian, C.W., Allnutt, J.E., 2003. Satellite Communication
Basic transmission theory, hlm. 96-155. USA: John Wiley &
Sons.
Pratt, T., Bostian, C.W., Allnutt, J.E., 2003. Satellite Communication
Basic transmission theory, hlm. 96-155. USA: John Wiley &
Sons.
Pritchard W., & Radin H., 1984. Direct broadcast satellite service by
direct broadcast satellite corporation, IEEE Communication
Magazine, Vol. 22, Issue No.3, pp 19-25.
Ray E. Sherrif, Y. Fun Hu, 2001. Mobile Satellite Communication
Networks Radio Link Design, hlm. 158. USA: John Wiley &
Sons.
RF Connection Coaxial Cable Attenuation Ratings. 2007
http://www.therfc.com/attenrat.htm#RG58. [19 Oktober 2007].
Rhoddy, D., 2001. Satellite Communication The space link. Hlm. 305-
343 Ed. ke-3. USA: McGraw Hill.
Satcure Satellite and Digital TV. 2007. PAS1243 splitter.
http://www.satcure.co.uk/tech/PAS1243. [02 Oktober 2007].
Satellite Evolution Newsletter. 2007. MEASAT and Astro Sign
Transponder Lease Agreement for Measat-3 Capacity
http://www.satellite-evolution.com/portal/_portal.cgi?
page=newsresult.htm [2 Disember 2007].
Telli A., & Es A., 2006. Link analysis for BILSAT-1. Aerospace
Conference of IEEE, pp. 1-6.
The Star. 2006. Bigger, better and faster with Measat-3
http://thestar.com.my/news/story.asp?file=/2006/12/12/nation/1
6289608&sec=nation [2 Disember 2007].
Wikipedia. 2007. ASTRO (Satellite TV).
http://en.wikipedia.org/wiki/Astro_(satellite_TV) [23
September 2007].
Zahedi, E., 2002. Digital Data Transmission Impairment and Channel
Capacity. Hlm. 36. Malaysia: Prentice Hall.
57
LAMPIRAN A
SURAT KEBENARAN PENGAMBILAN DATA DARIPADA PENGURUS,
BAHAGIAN TRANSMISSION NETWORK, MBNS
58
59
LAMPIRAN B
SENARAI PERKHIDMATAN BAGI TRANSPONDER M1’, 5KV, M3’, M4’,
M2’, M6’ DAN 6KV.
60
61
LAMPIRAN C
SPESIFIKASI ANTENA BERSAIZ 13 METER
62
63
64
LAMPIRAN D
SPESIFIKASI LNA KU BAND
65
66
67
68
LAMPIRAN E
SPESIFIKASI LNB KU BAND
69
70
71
LAMPIRAN F
SPESIFIKASI MODUL FIBER OPTIK FOXCOMM
72
73
74
75
LAMPIRAN G
CONTOH SPESIFIKASI PENGUAT L-BAND
76
LAMPIRAN H
SPESIFIKASI BAGI KU BAND UPCONVERTER
77
78
79
80
81
LAMPIRAN I
SPESIFIKASI PENGUAT BERKUASA TINGGI (HPA) KU BAND
82
83
84
610274-01000SHEET 4 OF 6SCALE: NONE
FORM VSD03 REV 3
SIZE CAGE CODE DWG NO. REV
12345678
A
B
C
D
D
A
B
C
D
12345678
02MQ7DO NOT SCALE DRAWING
THIS DRAWING OR PARTS THEREOF MAY NOT BE USED OR
REPRODUCED IN ANY FORM, BY ANY METHOD WITHOUT THE
WRITTEN AUTHORIZATION OF GLOBECOMM SYSTEMS, INC.
WORK FROM DIMENSIONS
REV DESCRIPTION DATE APPROVED
REVISIONS
SEE SHEET 1 FOR REVISIONS
LNA
LNA
LNA
TRF
TRF
1
÷
4
1
÷
4
Antenna Hub
RF BUILDING
1÷4
1÷4
L-Band
TERM
4-Port
Linear Feed
13-Meter Antenna # 1Tracking
Receiver
Antenna
Control
UnitRF MONITOR / PATCH PANEL
TO CMS OR
SPECTRUM
ANALYZER
BDC
BDC
BDC
1:2 SW
BDC
BDC
BDC
1:2 SW
LOW BAND BDC 1:2 SWITCH
HIGH BAND BDC 1:2 SWITCH
CENTRAL APPARATUS ROOM
L-B
an
dP
atc
h P
an
el
Optical
Trans
Optical
Trans
Optical
Rec
Optical
Rec
1
÷
4
Optical
Trans
Optical
Trans
Optical
Rec
Optical
Rec
VERT
HORIZ
Tracking
Receiver
MOTOR
CONTROL
FIBER
IFL
[CFE]
A
SHEET 1
DC
DC
FE
1/2 QUAD
L-BAND
LINE AMP
1÷4
1÷4
L-Band
TERM
G H
TERM
L-B
an
d P
atc
h P
an
el
L-B
an
d P
atc
h P
an
el
1
:
16
1
:
161
:
16
1
÷
4
-10dB
CPLR
E
-10dB
CPLR
F
-10dB
CPLR
G
-10dB
CPLR
H
L-BAND MONITOR PANELA
LA
LA
L-B
an
d P
atc
h P
an
el
1
:
16
LA
MP
IRA
N J
SIS
TE
M P
EN
ER
IMA
AS
TR
O
84
85
610274-01000SHEET 2 OF 6SCALE: NONE
FORM VSD03 REV 3
SIZE CAGE CODE DWG NO. REV
12345678
A
B
C
D
D
A
B
C
D
12345678
02MQ7DO NOT SCALE DRAWING
THIS DRAWING OR PARTS THEREOF MAY NOT BE USED OR
REPRODUCED IN ANY FORM, BY ANY METHOD WITHOUT THE
WRITTEN AUTHORIZATION OF GLOBECOMM SYSTEMS, INC.
WORK FROM DIMENSIONS
REV DESCRIPTION DATE APPROVED
REVISIONS
SEE SHEET 1 FOR REVISIONS
13971MHZ
13891MHZ
EVEN
TO ANTENNA 2
HPA 1
HPA 2
13811MHZ
÷
÷
÷HPA 3
HPA BU
2
4
6
SW1
SW2
SW3
SW4
SW9
SW10
SW11
SC9 SC10 SC112KW
2KW
2KW
2KW
14225MHZ
÷
14145MHZ
÷
÷
HPA 4
HPA 5
HPA 6
8
10
12
SW6
SW7
SW8
SW12
SW13
SW14
HPA BUSW5
SC12 SC13 SC142KW
2KW
2KW
2KW
1
÷
2
Optical
Trans
Optical
Trans
Optical
Rec
Optical
Rec
1
÷
2
Optical
Trans
Optical
Trans
Optical
Rec
Optical
Rec
1
÷
2
Optical
Trans
Optical
Trans
Optical
Rec
Optical
Rec
1
÷
2
Optical
Trans
Optical
Trans
Optical
Rec
Optical
Rec
1
÷
2
Optical
Trans
Optical
Trans
Optical
Rec
Optical
Rec
1
÷
2
Optical
Trans
Optical
Trans
Optical
Rec
Optical
Rec
IF P
atc
h P
an
el
IF M
on
ito
r / P
atc
h P
an
el W
/20
dB
Co
up
lers
Up
Converter 1
Up
Converter 2
Up
Converter 3
Backup
Converter
1:3 Protection Switch
Up
Converter 4
Up
Converter 5
Up
Converter 6
Backup
Converter
1:3 Protection Switch
RF
Pa
tch
Pa
ne
l
14065MHZ
EVEN
CENTRAL
APPARATUS
ROOM [CAR]
FIBER
IFL
[CFE]
RF BUILDING
DUAL 1 : 3 SWITCHING /
COMBINING NETWORK
EVEN TRANSPONDERS
CH2
CH4
CH6
CH8
CH10
CH12
DUAL 1 : 3 SWITCHING /
COMBINING NETWORK
EVEN TRANSPONDERS
IF P
atc
h P
an
el
IF P
atc
h P
an
el
UPC
B
SHEET 5
FIBER RACK FIBER RACK
SW15
SW16
SW17
SW18
SW19
LA
MP
IRA
N K
SIS
TE
M P
EM
AN
CA
R A
ST
RO
85
86
LAMPIRAN L
SPESIFIKASI 4-WAY PASSIVESPLITTER
87
LAMPIRAN M
SPESIFIKASI 16-WAY PASSIVE SPLITTER
88
LAMPIRAN N
BELANJAWAN PAUTAN YANG DIBANGUNKAN MENGGUNAKAN PERISIAN
MATLAB
% % Filename: project.m
% % Date: July 27, 2007
% % Khairi Bin Abdul Rahim (P34187)
% %
% % THIS IS A SAMPLE LINK BUDGET PROGRAM FOR MEASAT 3
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
clear
clc
disp('THIS IS A SAMPLE SATELLITE LINK BUDGET PROGRAM FOR MEASAT 3');
disp('-------------------------------------------------------------');
disp(sprintf( '\n'))
disp('CALCULATION TO DETERMINE THE UPLINK EARTH STATION
PARAMETERS');
disp(sprintf( '\n'))
disp('a)Antenna elevation and azimuth angle');
disp('b)Antenna gain');
disp(sprintf( '\n'))
%Calculation of the look angle of the Uplink Station
Le=input ('\nEnter the earth station north latitude (in degree North): ');
le=input ('Enter the earth station longitude (in degree East): ');
ls=91.5;
A=Le/180*pi;
B=le/180*pi;
D=ls/180*pi;
gamma = acos ((cos (A)*cos(D - B)));%Pratt 2.36
EL=atan((6.6107345-cos(gamma))/sin(gamma)) - gamma; %Pratt 2.39
ElevationAngleUplink=EL/pi*180;
alpha=atan((tan(abs(D-B)))/sin(A));%Pratt 2.40
alphaAngle=alpha/pi*180;
if le<ls
AzimuthUplink=180-alphaAngle;
disp(sprintf('\nThe Azimuth Angle of the uplink station is %f degree(clockwise from
true north)',AzimuthUplink));
end
if le>=ls
AzimuthUplink=180+alphaAngle;
89
disp(sprintf('\nThe Azimuth Angle of the uplink station is %f degree(clockwise from
true north)',AzimuthUplink));
end
disp(sprintf('The Elevation Angle of the uplink station is %f
degree',ElevationAngleUplink));
disp(sprintf('\nPress ENTER to continue '));
pause
%Calculation of Uplink Antenna Gain
Diameter=input ('\nEnter the uplink station antenna diameter (in meter) : ');
Efficiency=input ('Enter Uplink Station antenna efficiency (in %) : ');
UplinkFreq_GHz=input ('Enter uplink frequency (in GHz) : ');
AntGainUplink = 10*log10(Efficiency/100 * 4*pi * (Diameter/2)^2*pi* (UplinkFreq_GHz
* 10^9 / (3*10^8)) ^ 2);
disp(sprintf('\nThe Antenna Gain of the uplink station is %f dBi',AntGainUplink));
disp(sprintf('\nPress ENTER to continue '));
pause
clc
disp('CALCULATION TO DETERMINE THE DOWNLINK EARTH STATION
PARAMETERS');
disp('---------------------------------------------------------------');
disp(sprintf( '\n'))
disp('a)Antenna elevation and azimuth angle');
disp('b)Antenna gain');
disp('c)Clear sky G/T');
disp(sprintf( '\n'))
%Calculation of the look angle of the receiver
Le=input ('\nEnter the receiving station north latitude (in degree North): ');
le=input ('Enter the receiving station longitude (in degree East): ');
A=Le/180*pi;
B=le/180*pi;
D=ls/180*pi;
gamma = acos ((cos (A)*cos(D - B)));%Pratt 2.36
EL=atan((6.6107345-cos(gamma))/sin(gamma)) - gamma; %Pratt 2.39
ElevationAngleDownlink=EL/pi*180;
alpha=atan((tan(abs(D-B)))/sin(A));%Pratt 2.40
alphaAngle=alpha/pi*180;
if le<ls
90
AzimuthDownlink=180-alphaAngle;
disp(sprintf('\nThe Azimuth Angle of the receiver station is %f degree(clockwise from
true north)',AzimuthDownlink));
end
if le>=ls
AzimuthDownlink=180+alphaAngle;
disp(sprintf('\nThe Azimuth Angle of the receiver station is %f degree(clockwise from
true north)',AzimuthDownlink));
end
disp(sprintf('The Elevation Angle of the receiver station is %f
degree',ElevationAngleDownlink));
disp(sprintf('\nPress ENTER to continue '));
pause
%Calculation of Downlink Antenna Gain
Diameter=input ('\nEnter the receiving antenna diameter (in meter) : ');
Efficiency=input ('Enter antenna efficiency (in %) : ');
Freq_GHzDownlink=input ('Enter antenna downlink frequency (in GHz) : ');
AntGainDownlink = 10*log10(Efficiency/100 * 4*pi * (Diameter/2)^2*pi*
(Freq_GHzDownlink * 10^9 / (3*10^8)) ^ 2);
disp(sprintf('\nThe Antenna Gain of the receiver station is %f dBi',AntGainDownlink));
disp(sprintf('\nPress ENTER to continue '));
pause
%Calculation of Downlink Antenna G/T ratio
AntTemp=input ('\nWhat is antenna noise temperature (in K) : ');
FeedLoss=input ('What is feeder loss (in dB) : ');
LNATemp=input ('What is LNA noise temperature (in K) : ');
SysNoiseTemp=AntTemp+(LNATemp*10^(FeedLoss/10))+(290*((10^(FeedLoss/10))-
1));
G_Tdownlink=AntGainDownlink-10*log10(SysNoiseTemp);
disp(sprintf('\nThe downlink antenna clear sky G/T is %f dB/K',G_Tdownlink));
disp(sprintf('\nPress ENTER to continue '));
pause
clc
disp('CACLCULATION OF C/N, Eb/No AND THE AVAILABLE LINK MARGIN');
disp('---------------------------------------------------------------');
disp(sprintf( '\n'))
HPApower=input ('\nWhat is the HPA operating power (W) :');
91
HPApower_dB= 10*log10(HPApower);
EIRPuplink=HPApower + AntGainUplink;
SatelliteG_T=10.1;
Rs=42164.17;
Re=6378.137;
cosgamma=cos(Le)*cos(ls-le); % Pratt 2.36
distance=Rs*(1+(Re/Rs)^2-2*(Re/Rs)*cosgamma)^0.5; %Pratt 2.32
FSL=32.4+20*log10(distance)+20*log10(UplinkFreq_GHz * 10^3); %Rhoddy 12.10
Occupied_bandwidth = 10*log10(36*10^6);
Other_losses = 0.3;
Losses = FSL + Other_losses;
k = -228.6; % Boltzmann's constant
C_N_uplink= HPApower_dB + AntGainUplink + SatelliteG_T - Losses - k -
Occupied_bandwidth;
disp(sprintf( '\n1. The uplink C/N is %f dB \n',C_N_uplink));
EIRPdownlink = 55.5;
Output_backoff = 0.84;
FSL=32.4+20*log10(distance)+20*log10(Freq_GHzDownlink * 10^3);%Rhoddy 12.10
lossesdownlink = FSL + 0.3;
C_N_downlink= EIRPdownlink + G_Tdownlink - lossesdownlink - k -
Occupied_bandwidth;
DownlinkEIRPdensity = EIRPdownlink - Occupied_bandwidth + 30;
disp(sprintf( '2. The downlink C/N is %f dB \n',C_N_downlink));
disp(sprintf( '3. The downlink EIRP density is %f dBm/Hz \n',DownlinkEIRPdensity));
C_NI = 10 ^ (100/10);
C_NX = 10 ^ (30/10);
C_NA = 10 ^ (19.9/10);
C_Nup = 10 ^ (C_N_uplink/10);
C_Ndown = 10 ^ (C_N_downlink/10);
C_Noverall = 1/ ((1/C_Nup) + (1/C_Ndown) + (1/C_NI)+ (1/C_NX) + (1/C_NA));
C_NO = 10*log10(C_Noverall);
RequiredC_N = 7.68;
CNlinkmargin = C_NO - RequiredC_N;
disp(sprintf( '4. The required C/N is 7.68 dB. The overall C/N is %f dB; hence the C/N link
margin is %f dB \n',C_NO, CNlinkmargin))
Inputdatarate = 48382400; %bit per second
R = 10*log10(Inputdatarate);
Eb_No = C_NO + Occupied_bandwidth - R;
RequiredEb_No = 6.4;
EbNolinkmargin = Eb_No - RequiredEb_No;
disp(sprintf( '5. The required Eb/No is 6.4 dB. The available Eb/No is %f dB; hence the
link margin is %f dB\n',Eb_No, EbNolinkmargin));
disp(sprintf('\nPress ESC to exit '));
pause
92
LAMPIRAN O
SPESIFIKASI PENGANALISA SPEKTRUM HP 8560 SIRI E
93
LAMPIRAN P
KEHILANGAN MASUKAN (INSERTION LOSS) BAGI ANTENA 13.2 M
94
LAMPIRAN Q
KEHILANGAN DISEBABKAN PERALATAN FIBER FOXCOMM
95
LAMPIRAN R
DATA KEBOLEHSEDIAAN PENGHANTARAN ASTRO
95