Penggunaan VSAT Untuk Wide Area Network

Abstrak

Salah satu pemanfaatan satelit secara khusus adalah VSAT (Very Small Aperture Terminal). Banyak aplikasi sistem komunikasi yang menggunakan VSAT, karena mempunyai efisiensi tinggi, terutama tempat sistem komunikasi dan bandwidth-nya lebar, sehingga tidak dipengaruhi letak geografi jaringan komunikasi. VSAT dapat diaplikasikan untuk jaringan bank, transportasi, sistem komunikasi keamanan, militer, organisasi multi internasional, telepon di pedalaman, komunikasi data. Dengan kelebihan tersebut, WAN (Wide Area Network) yang merupakan gabungan dari LAN (Local Area Network) untuk membentuk satu jaringan baru, yang memerlukan bandwidth yang cukup besar, dapat memanfaatkan VSAT sebagai sarana komunikasi data.

1. Pendahuluan

Sistem komunikasi yang cepat, murah dan handal baik untuk jarak dekat maupun jarak jauh, sudah merupakan tuntutan dalam era globalisasi.

Dengan memanfaatkan satelit secara khusus atau privat, yaitu VSAT untuk aplikasi WAN merupakan salah satu solusi sistem komunikasi yang memenuhi tuntutan tersebut.

Untuk komunikasi jarak dekat mungkin bukan suatu masalah, tetapi untuk komunikasi jarak jauh memiliki masalah yang lebih kompleks. Jika menggunakan jaringan teresterial mungkin akan menjadi solusi terbaik karena memiliki kapasitas yang sangat besar dan delay yang sangat kecil untuk transmisi digital. Akan tetapi, apabila telah dibangun, jaringan fiber/ kabel tidak dapat dipindahkan ke area baru dengan mudah. Di samping itu jaringan teresterial juga kurang fleksibel khususnya jika ada permintaan baru di suatu area baru. Jaringan teresterial sangat sesuai untuk trafik yang telah diketahui dan pertumbuhannyapun relatif dapat diketahui dan dapat diperkirakan.

Sedangkan satelit menyediakan fleksibelitas yang tinggi dibandingkan dengan teresterial, karena stasiun bumi dapat dipindahkan dengan mudah dan tidak memerlukan waktu lama, selama lokasi baru tersebut masih dalam jangkauan.

Dengan kapabilitas untuk dapat bergerak, satelit sangat cocok untuk menghubungkan daerah terpencil dengan bandwidth yang masuk akal, satelit juga cocok untuk menghubungkan kota-kota besar karena kapasitasnya yang terus bertambah.

Sebagian dari negara yang sedang berkembang, permintaan trafik yang akurat dan pelanggan yang potensial kadang-kadang cukup sulit untuk diprediksi. Satelit dengan kemampuannya untuk bergerak, cakupan yang luas dan lebar bandwidth yang lebar dapat diimplementasikan untuk memenuhi permintaan jangka pendek sampai perkembangan trafik tidak dapat ditangani lagi.

Gambar 1. Cakupan satelit yang luas

Dalam situasi seperti ini, ketika trafik cukup dan pertumbuhan cukup tinggi, teresterial dapt berperan di sini. Pada Gambar 1. Ditunjukkan daerah cakupan dari satelit yang memungkinkan untuk dimanfaatkan mengakses area yang luas.

Rancangan arsitektur satelit untuk infra struktur seperti ini haruslah :

• Kapasitas tinggi
• Relatif murah )dengan menggunakan teknologi).
• Menggunakan infrastruktur yang telah ada
• Tidak perlu mengarsipkan kembali koordinasi frekuensi.

Untuk memenuhi persyaratan-persyaratan tersebut di atas, suatu satelit harus mengimplementasikan frekuensi reuse dengan menggunakan antena multibeam dan tidak menggunakan board processor yang canggih (seperti baseband pada board processor) hampir sama dengan spaceway, dan astrolink. Namun, satelit harus menggunakan IF atau RF pada board switching. Dengan switching ini, channel karakteristik dari satelit akan memiliki kapasitas lebih besar.

Teknik untuk mendapatkan kapasitas yang lebih besar adalah dengan menggunakan antena multibeam dalam mengimplementasikan reuse frekuensi dan hal ini perlu didukung dengan IF (atau RF) switching yang dipasang di pesawat. Teknik seperti ini akan mengurangi kompleksitas koordinasi frekuensi yang berarti satelit tersebut mempunyai RF spektrum density. IF (atau RF) switching itu sendiri digunakan untuk mengatur fleksibilitas konfigurasi transponder karena ada kemungkinan perubahan permintaan. Untuk memenuhi nilai ekonomis, dan juga untuk mencakup seluruh kawasan nusantara, sebuah satelit mungkin menjadi sebuah jawaban karena mempunyai ruang lingkup yang luas, penyebaran yang cepat dan fleksibel.

Aplikasi pemakaian satelit bermacam-macam seperti komunikasi navigasi, telepon, pager, juga untuk televisi. Sistem satelit dapat bersifat domestik, regional (daerah), atau global (untuk seluruh dunia). Jangkauan pelayanan dari suatu sistem satelit domestik adalah terbatas pada negara yang memiliki sistem tersebut. Salah satu aplikasi pemakaian satelit yang digunakan secara privat adalah VSAT.

2. VSAT

VSAT merupakan jaringan atau sistem komunikasi satelit yang terdiri atas sejumlah stasiun remote (terminal VSAT) dengan menggunakan antena parabola berdiameter lebih kecil dibandingkan dengan komunikasi satelit lainnya, menggunakan sebuah atau sebagian transponder satelit sebagai pengulang (repeater) dengan didukung peralatan pada stasiun dan sebuah stasiun bumi utama.

Berikut ini adalah karakteristik dari suatu sistem VSAT :

Ø Mode transmisi yang digunakan adalah multi frekuensi TDMA

Ø Lebar untuk frekuensi pembawanya untuk satu channel atau lebih dengan kecepatan 64 kbps yang masing-masing menggunakan bandwidth 90 khz pada transpondernya

Ø Pembagian bandwidth yang sifatnya tetap (statis) digunakan untuk transmisi data dan sebagian permintaan diberikan untuk jalur telepon

Ø Jaringan sentral yang digunakan melewati bandwidth yang tetap untuk transmisi data pada ruang in-bad digunakan untuk merekam data panggil dari masing-masing model komunikasi termasuk modem pada setiap stasiun.

Ø Timing, perkiraan dari stasiun kontrol dalam jaringan akan penuh (time slot 0) setiap 240 slot.

Ø Lebar timing maksimum adalah 20 ms termasuk waktu preamble dan guard.

Ø Isi data maksimumnya 1280 bit data untuk pengguna.

Ø Kontrol frekuensi, AFC diambil dari waktu maksimumnya.

Ø Stabilitas frekuensi :

• Penyimpangan sebesar 10^-7 untuk jaringan yang lengkap melebihi dari range temperatur maksimumnya.
• Usia penyimpangan seperti seharusnya 10^-7 per tahunnya.

Ø Setiap stasiun VSAT mungkin digandakan sampai sebanyak RF switch pada setiap antena sub sistem.

Ø Untuk hubungan yang penuh setiap satu atau lebih stasiun VSAT dapat didesain sebagai penerima.

Ø Jaringan yang dapat digunakan :

• PSTN untuk suara dan real-time fax.
• PSDN untuk data dan penyimpanan serta pengiriman fax.
• ISDN dan BISDN untuk bentuk informasi yang lebih luas.

VSAT memiliki konfigurasi jaringan yang terdiri dari stasiun terminal VSAT, stasiun pusa (hub) dan transponder satelit sebagai repeater-nya.

Ø Stasiun terminal VSAT

Gambar 2. Blok stasiun terminal VSAT

Pada Gambar 2 ditunjukkan stasiun terminal VSAT dapat diibaratkan dengan workstation pada LAN. Hanya saja jika pada LAN antara workstation dengan stasiun pusat (server) dihubungkan dengan kabel tembaga. Sedangkan pada jaringan VSAT antara stasiun terminal VSAT dengan stasiun pusatnya dihubungkan dengan suatu link frekuensi radio. Jadi dalam VSAT terdapat banyak stasiun terminal layaknya workstation pada LAN. Stasiun terminal VSAT terbagi dalam dua bagian yaitu bagian yang berada di luar ruangan (outdoor) dan yang berada dalam ruangan (indoor). Bagian yang terdapat di luar ruangan adalah antena parabola sedangkan yang berada di dalam ruangan adalah RFT yang merupakan radio transceiver, digital interface unit, Video Equipment PBX, dan DTE (Digital Terminal Equipment). Bagian-bagian tersebut merupakan blok pengolahan data dan translasi frekuensi radio.

Gambar 3. Outdoor dan Indoor Unit

Ø Stasiun Pusat / hub

Stasiun pusat/Hub dapat diibaratkan sebuah server dari suatu LAN. Dan dalam sistem VSAT-pun stasiun pusat ini hanya ada satu dalam sistem seperti sebuah server dalam sistem LAN. Stasiun Hub ini merupakan perantara komunikasi antara stasiun-stasiun terminal, seperti ditunjukkan pada Gambar 4.

Gambar 4. Blok Stasiun HUB

Stasiun pusat terdiri dari tiga bagian yaitu :

• RFT (Radio Frequency Tranceiver) yang mempunyai fungsi sebagai pemancar maupun penerima dari stasiun pusat. Jadi RFT akan mengkonversikan sinyal yang diterima dari satelit agar bisa diterima oleh peralatan dalam sistem Hub, dan mengkonversikan sinyal dari sistem Hub agar dapat dipancarkan ke satelit.
• IF (Intermediate Frequency) yang berfungsi untuk mengubah data digital menjadi sinyal IF. Bagian ini terdiri dari modem dan rangkaian kontrol.
• Packet Switching / Network Control merupakan peralatan Hub dengan host atau Front End Processor (FEP). Di dalamnya terdapat semua data operasional pelanggan.

Ø Transponder Satelit

Gambar 5. Blok Transponder Satelit

Transponder pada satelit merupakan repeater dari sinyal yang dipancarkan oleh stasiun terminal maupun stasiun Hub. Seperti ditunjukkan Gambar 5. Jadi bagian-bagiannyapun hampir menyerupai repeater. Bagian-bagian dari transponder satelit adalah BPF input, LNA (Low Noise Amplifier), Frequency translator, low-level power amplifier, dan BPF output. BPF input digunakan untuk menyaring sinyal-sinyal yang berada dalam band up-link satelit. LNA berfungsi untuk menguatkan dengan menekan noise sinyal yang diterima dari stasiun terminal maupun stasiun Hub yang sudah di-filter oleh BPF input. Frequency translator berguna untuk mengubah frekuensi sinyal up-link menjadi frekuensi sinyal down-link nya dengan menggunakan sebuah shift oscilator. BPF sinyal outputnya akan melewatkan sinyal-sinyal yang berada pada band down-link satelit. Sedangkan low-level power amplifier digunakan untuk menguatkan sinyal RF guna meneruskan transmisi down-link ke stasiun penerima di bumi.

Gambar 6. Konfigurasi jaringan VSAT

3. LAN

LAN (Local Area Network) adalah suatu jaringan yang berisi sejumlah sistem komputer yang lokasinya terbatas di dalam gedung atau kompleks. Pada sistem jaringan LAN, komunikasi data dapat dilakukan dengan cara mengakses lewat jaringan tersebut. LAN sering kali digunakan untuk menghubungkan komputer-komputer pribadi dan workstasiun dalam kantor-kantor atau pabrik-pabrik untuk memakai bersama resource dan saling tukar informasi. LAN dapat dibedakan dari jenis jaringan lainnya berdasarkan tiga karakteristik : (1) ukuran, (2) teknologi transmisi, (3) dan topologinya. LAN mempunyai ukuran yang terbatas dan dapat diketahui sebelumnya. Dengan mengetahui keterbatasannya, menyebabkan adanya kemungkinan untuk menggunakan jenis desain tertentu. Hal ini juga memudahkan manajemen jaringan.

Terdapat beberapa macam topologi yang dapat digunakan pada LAN yaitu diantaranya : Bus dan ring. Seperti ditunjukkan pada Gambar 7.

Pada jaringan bus, pada suatus saat sebuah mesin bertindak sebagai master dan diijinkan untuk mengirimkan paket. Sedangkan komputer yang lain perlu untuk menahan diri untuk tidak mengirimkan apapun. Untuk mencegah terjadinya konflik, ketika dua mesin atau lebih ingin mengirim secara bersama, maka diperlukan suatu mekanisme pengaturan pada jaringan ini.

(a)

(b)

Gambar 7. Dua jenis jaringan broadcast

(a) Bus, (b) Ring

Sedangkan pada topologi ring, setiap bit dikirim ke daerah sekitarnya, tanpa menunggu paket lengkap diterima. Biasanya, setiap bit mengelilingi ring dalam waktu yang dibutuhkan untuk mengirim beberapa bit, bahkan sering kali sebelum paket lengkap dikirim seluruhnya.

Berdasarkan alokasi channelnya, jaringan broadcast dapat dibagi menjadi statik dan dinamik. Jenis alokasi statik dapat dibagi berdasarkan waktu : interval-interval diskrit dan algoritma round robin, yang mengijinkan setiap mesin untuk melakukan broadcast hanya bila slot waktunya sudah diterima. Alokasi statik sering menyia-nyiakan kapasitas channel bila sebuah mesin tidak punya lagi yang perlu dikerjakan pada slot alokasinya diterima. Karena itu sebagian sistem cenderung mengalokasikan channelnya secara dinamik (berdasarkan keperluan).

Metode alokasi dinamik bagi suatu channel dapat tersentralisasi ataupun terdesentralisasi. Pada metode alokasi channel tersentralisasi, terdapat sebuah entity tunggal, misalnya entity bus pengatur, yang menentukan siapa giliran berikutnya. Pengiriman pakek ini bisa dilaksanakan setelah menerima giliran dan membuat keputusan yang berkaitan dengan algoritma internal. Pada metode alokasi channel terdesentralisasi, tidak terdapat entity sentral, setiap mesin harus dapat menentukan dirinya sendiri kapan bisa atau tidak mengirim.

Server sebagai pusat jaringan bertugas melayani jaringan dan semua workstation yang terhubung pada jaringan tersebut. Oleh karena jaringan memberikan akses langsung ke sekelompok informasi dari setiap workstation, maka produktifitas juga ditingkatkan. Setiap user dapat mengakses data dan mengolahnya yang kemudian dapat dipakai secara bersama. Efisiensi kerja dapat ditingkatkan dengan melakukan beberapa proses pada jaringan oleh semua anggota dalam organisasi tersebut. Keuntungan utama yang diberikan oleh LAN adalah software dan data lebih mudah dipelihara dan diproteksi dari pada dalam pengoperasian stand alone, dimana jaringan memberikan jaminan kerahasiaan dan pengaman dalam beberapa tingkat.

Gambar dari jaringan komputer ditunjukkan pada Gambar 8 di bawah ini.

Gambar 8. Jaringan Komputer

LAN menyediakan jaringan komunikasi berkecepatan tinggi pada komputer-komputer dan terminal-terminal yang dihubungkan satu dengan yang lainnya dan terletak pada beberapa tempat yang terpisah tidak terlalu jauh, seperti bangunan kantor atau pabrik. LAN memungkinkan suatu organisasi untuk melakukan pengolahan data terdistribusi dengan PC yang dapat mengakses satu dengan lain dan/atau ke komputer host (server). Sebagai tambahan LAN juga menyediakan :

• Resource sharing yang berarti bahwa sejumlah besar komputer, stasiun kerja, dan lain-lain dapat mengakses sejumlah kecil periferal seperti basis data, harddisk, memori, pencetak, dan plotter.
• Informasi sharing dimana semua program aplikasi dan data disimpan di dalam jaringan yang tersedia bagi semua pengguna untuk diakses.
• Network access dimana pengguna dapat mengakses WAN (Wide Area Network).

LAN juga mendukung sejumlah pelayanan seperti :

• Pengiriman dan pengaksesan berkas, misalnya pergerakan suatu blok data yang besar, seperti teks, dari satu terminal ke terminal yang lain.
• Grafik
• Pengolahan kata
• Surat elektronik
• Akses ke basis data utama dan/ atau ke basis data tersebar
• Pengolahan tersebar

LAN dapat menggunakan baseband dan broadband. Baseband berarti data dikirim langsung melewati LAN sebagai isyarat digital, yang sebelumnya telah disandikan, dan setiap stasiun berhak atas penggunaan media untuk selang waktu yang pendek. Broadband berarti data dari stasiun yang berbeda dikirimkan pada saat yang sama tetapi menggunakan pita frekuensi yang berbeda dengan suatu proses Frequency Division Multiplex (FDM). Secara umum, LAN yang menggunakan baseband digunakan untuk sistem isyarat data saja. LAN ini dirancang sedemikian rupa sehingga semua stasiun dapat saling bertukar data secara bebas dan dapat menggunakan berbagai sumber yang tersedia. Sedangkan sistem broadband digunakan untuk mengirimkan data campuran, yaitu isyarat suara dan gambar. LAN yang menggunakan baseband lebih banyak dipakai.

4. Penggunaan VSAT

Sistem VSAT sesuai untuk aplikasi jaringan (network) pada area yang luas, mulai dari beberapa ratus sampai ribuan kilometer jaraknya. Tak lebih dari satu lompatan pencakupan area dilukiskan oleh pemilihan bekas jejak kaki antena komunikasi satelit di atas permukaan bumi. Sistem VSAT bersaing baik dengan sistem teresterial seperti microwave link, karena relatif mudah dan murah dalam mendirikan suatu jaringan. Aplikasi untuk VSAT diperlukan dimana ada halangan geografi seperti air, gunung, padang pasir, dan daerah kutub. Di negara yang memasang kabel fiber optik atau sistem microwave teresterial tidak secara ekonomi dapat dikerjakan, sistem VSAT modern dapat menyediakan harga komunikasi yang efektif dan dapat dihandalkan.

Banyak aplikasi sistem komunikasi yang memungkinkan menggunakan VSAT. Hal ini disebabkan oleh efisiensi penggunaan tempat bagian bandwidthnya, banyak aplikasi dengan harga efektif bahkan dalam situasi dimana geografi merupakan faktor yang tidak mendukung. Khusus aplikasi VSAT pada jaringan bank, transportasi, sistem komunikasi polisi/ militer, jaringan organisasi multi internasional, dan telepon di pedalaman.

Aplikasi VSAT dalam WAN

WAN merupakan kumpulan dari beberapa LAN yang digabungkan menjadi suatu jaringan baru. Di sini VSAT berperan sebagai media penghubung antara suatu jaringan LAN. Jadi setiap jaringan LAN merupakan stasiun terminal. WAN mencakup daerah geografis yang luas, seringkali mencakup sebuah negara atau benua. Pada sebagian besar WAN, jaringannya terdiri dari dua komponen : kabel transmisi dan element switching. Kabel transmisi memindahkan bit-bit dari satu mesin ke mesin lainnya. Element switching adalah komputer khusus yang dipakai untuk menghubungkan dua kabel transmisi atau lebih.

Pada sistem WAN dengan media VSAT maka selain server pada tiap jaringan LAN-nya masih ada server lain yang lebih besar yang berada pada stasiun Hub. Server ini akan mengontrol komunikasi antar terminal VSAT yang berada di bawahnya. Server yang berada pada stasiun terminal hanya menampung data dari workstation-workstation yang ada di bawahnya.

Sistem kerja dari WAN adalah seperti halnya jaringan LAN hanya jika diinginkan transfer data dari user di terminal VSAT yang lain maka server yang berada pada terminal VSAT tersebut akan menghubungi stasiun Hub dan stasiun Hub akan menghubungkan dengan terminal VSAT yang diinginkan sehingga transfer data yang diinginkan dapat terjadi. Jadi jika user yang diinginkan dihubungi hanya berada pada terminal VSAT-nya sendiri maka hubungan ke stasiun Hub tidak dilakukan.

Selain digunakan untuk transfer data jaringan VSAT pada konfigurasi WAN juga dapat digunakan untuk transfer video maupun voice. Jadi terminal workstasiunnyapun tidak harus menggunakan komputer, tetapi bisa menggunakan mesin fax atau yang lainnya. Konfigurasi tersebut juga mempunyai bit rate yang cukup tinggi untuk transmisi datanya, selain itu kerahasian data terjamin pula. Sedangkan jaringan WAN ditunjukkan pada Gambar 9.

Gambar 9. Jaringan WAN

Walaupun banyak manfaatnya sistem WAN ini akan menjadi tidak efektif jika penggunaannya hanya di bawah jumlah 100. Jika penggunaannya lebih dari 100 maka sitem tersebut menjadi efektif dan handal. Dalam perkembangan WAN, jika jaringan LAN semakin banyak dan user (penggunanya) berada di seluruh belahan dunia maka sistem tersebut dinamakan Internet.

5. Kesimpulan

WAN dengan konfigurasi VSAT mempunyai bagian seperti halnya VSAT yaitu stasiun terminal, stasiun pusat/ Hub dan transponder satelit. Hanya pada bagian stasiun terminalnya merupakan jaringan LAN. Jadi jika diinginkan untuk menghubungi user yang ada pada terminal VSAT yang alin maka server dari user pada suatu terminal harus menghubungi stasiun Hub terlebih dahulu, baru stasiun Hub menghubungkan dengan server dari user pada terminal VSAT yang lain. Dan server tersebut akan menghubungkannya lagi dengan user yang diinginkan. Tetapi jika user yang akan dihubungi berada dalam terminal yang sama maka server yang berada pada jaringan LAN tersebut yang akan melayani.

Pada sistem ini komunikasi yang dapat dilakukan adalah komunikasi data, voice, dan video. Dalam perkembangan WAN, jika user semakin banyak dan berada pada seluruh belahan dunia maka sistem tersebut dinamakan Internet.

Daftar Pustaka

• Maral G, Bousquet M. 1998. Satellite Communications System 3^rd edition. John Wiley & Sons.

· Stalling S. William. 2000. Data and Computer Communication, Six Edition, New Jersey. Prentice Hall Inc

· Yahoo search results, Global VSAT Forum - association of companies who deliver advanced digital fixed satellite systems and services to consumer, commercial, and government enterprises worldwide.

· Yahoo search results, Gilat Satellite Home Page - specializes in small aperture terminal (VSAT).

· Yahoo search results, VSATLink - electronic market newsletter, tracks developments in the small aperture terminal (VSAT) market.

· Yahoo search results, Digicom SA - VSAT, Internet access, and network connection services.

· Yahoo search results, Agilis Communication Technologies - manufacturer and supplier of small aperture terminal (VSAT) and digital microwave radio.

· Yahoo search results, Compunet Corporation Limited - providing VSAT and microwave services.

· Yahoo search results, Mainsat Satellite Telecommunications, Inc. - offers satellite telecommunications installation and maintenance for VSAT, DAMA, and wireless solutions.