i analisis prestasi belanjawan pautan satelit: kajian · pdf file1.4 metodologi kajian 3 1.5...

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


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


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


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


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


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


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].

http://ieeexplore.ieee.org/xpl/RecentCon.jsp?punumber=8981

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

59

LAMPIRAN B

SENARAI PERKHIDMATAN BAGI TRANSPONDER M1’, 5KV, M3’, M4’,

M2’, M6’ DAN 6KV.

61

LAMPIRAN C

SPESIFIKASI ANTENA BERSAIZ 13 METER

64

LAMPIRAN D

SPESIFIKASI LNA KU BAND

68

LAMPIRAN E

SPESIFIKASI LNB KU BAND

71

LAMPIRAN F

SPESIFIKASI MODUL FIBER OPTIK FOXCOMM

75

LAMPIRAN G

CONTOH SPESIFIKASI PENGUAT L-BAND

76

LAMPIRAN H

SPESIFIKASI BAGI KU BAND UPCONVERTER

81

LAMPIRAN I

SPESIFIKASI PENGUAT BERKUASA TINGGI (HPA) KU BAND

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('a)Antenna elevation and azimuth angle');

disp('b)Antenna gain');


%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));


pause

clc

disp('CALCULATION TO DETERMINE THE DOWNLINK EARTH STATION

PARAMETERS');

disp('---------------------------------------------------------------');


disp('a)Antenna elevation and azimuth angle');

disp('b)Antenna gain');

disp('c)Clear sky G/T');


%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));


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));


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));


pause

clc

disp('CACLCULATION OF C/N, Eb/No AND THE AVAILABLE LINK MARGIN');

disp('---------------------------------------------------------------');


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

i analisis prestasi belanjawan pautan satelit: kajian · pdf file1.4 metodologi kajian 3 1.5...

Documents