Peran Teknologi Komunikasi Satelit bagi Penyediaan Prasarana Informasi

S atelit komunikasi telah menunjukkan kemampuannya sejak tiga dasa warsa yang lalu. Masih segar ingatan kita, bahwa misi satelit komunikasi dalam tahun 60-an adalah sebagai alternatif transmisi dari titik ke titik antar kontinen, karena kemampuannya melihat kira-kira sepertiga permukaan bumi dari tempat ketinggian orbit geostasioner tepat di atas katulistiwa. Komunikasi internasional menjadi ajang yang subur bagi sistem ini. Satu dasa warsa sesudah itu, ditunjang oleh kemajuan teknologi antena dan HPA, sistem ini mempunyai cakupan pensil yang lebih kecil, yang memungkinkan stasiun bumi dengan diameter sekitar 10 meter, berkomunikasi satu dengan lainnya. Bangsa kita wajib berbangga karena founding fathers kita dengan sangat bijaksana memutuskan Palapa A sebagai infrastruktur tulang punggung telekomunikasi, di samping sistem terestrial, pada Agustus 1976. Tradisi ini masih berlanjut sampai hari ini, dan terbukti bahwa sistem komsat (komunikasi satelit) domestik kita merupakan salah satu yang armada stasiun bumi ukuran sedangnya terbanyak dengan jumlah transponder 37 buah. Teknologi komsat terus berkembang, di mana pada tahun 80-an tumbuh VSAT, atau Very Small Aperture Terminal, stasiun bumi dengan diameter kurang dari 2,5 meter. Hal ini disebabkan karena kematangan teknologi antena dan semakin besarnya kemampuan daya satelit. Alur perkembangan ini semakin berlanjut: pada tahun-tahun 90-an ini akan segera muncul stasiun bumi sebesar terminal cordless atau sering disebut teknologi handheld atau telepon genggam.
Kini, di akhir tahun 90-an ini perkembangan satelit komunikasi sangat fenomenal, tak terkecuali di daerah Asia Pacific. Bukan hanya negara-negara di kawasan ini seakan berlomba memiliki komsat, juga perusahaan-perusahaan swasta maupun konsorsium yang bersifat internasional merencanakan bisnis lewat komsat. Dari data yang dapat diperoleh, di kawasan ini, telah terdaftar komsat-komsat seperti terlihat pada Tabel 1.
Tabel 1

Name of Satellites Organization Information to Convey Other

1. Skysat Skysat Hongkong data and telephony -

2. Dacom Dacom Korea tv-b,c, telephony data band X

3. Indostar - dbs band S

4. Superbird Japan - band X

5. Gorizon-raduga Russia/India - band X

6. Skynet - - band X

7. ACes PSN mobile band S/L

8. APMT Singapora mobile band S/L

9. LAOSTAR Laos dbs band Ku

10. Measat Malaysia - -

11. Singasat Singapore - -

12. Palapa C Indonesia FSS C, Ku, extended C

13. Thaicom Thailand FSS C, Ku

14. PCG Hongkong/Singapore FSS C, Ku, X, Ka

15. Mabuhay Philippines - band C and Ku

Satelit yang terdaftar itu digunakan untuk berbagai keperluan seperti untuk siaran TV, komunikasi suara, data dan gambar, serta untuk komunikasi bergerak. PCG, misalnya menawarkan suatu 0ne-stop VSAT network service bagi perusahaan-perusahaan multinasional yang mempunyai kantor tersebar di beberapa negara di Asia. Namun dari pelbagai penggunaan satelit itu ada persamaannya, yaitu ada kecenderungan untuk menggunakan spektrum frekuensi yang bukan lagi di dominasi oleh pita C, tetapi di luarnya. Pita X, yang selama ini tidak pernah atau jarang diimplementasikan, tiba-tiba menjadi bermunculan. Demikian pula halnya daerah terusan C, sudah mulai diminati oleh pelbagai proposant. Tentunya daerah yang empuk untuk teknologi handheld untuk sistem komunikasi bergerak, juga menjadi sasaran dari pelbagai perencana komsat. Akhir-akhir ini bahkan daerah pita Ka, yaitu antara 20-30 Ghz menjadi incaran perencana komsat yang secara spetakuler jumlahnya relatif banyak.
Konsep NII, atau Prasarana Informasi Nasional, didefinisikan sebagai jaringan komunikasi gabungan dari berbagai media transmisi seperti satelit, serat optik, kabel tembaga, kabel koaksial, radio, untuk membawa berbagai macam informasi. Negara-negara berkembang, termasuk Indonesia, harus mempersiapkan juga jaringan NII dalam mempersiapkan era informasi tersebut, dengan cakupan yang menyeluruh dalam batas-batas yuridiksi suatu negara tersebut. Pada tahapan ini, peran satelit menjadi sangat efektif bagi pemecahan masalah prasarana telekomunikasi di negara berkembang. Di samping cakupan yang luas untuk melingkupi seluruh negeri, transponder satelit itu bisa bersifat transparan, untuk melewatkan berbagai protokol yang dilewatkannya. Bahkan perkembangan satelit semakin menuju kepada onboard processing dan/atau switching di satelit, dengan kemampuan total digital; hal tersebut semakin memungkinkan kombinasi jaringan yang mulus terhadap sistem jaringan terestrial yang ada.
Teknologi VSAT tersebut telah membuktikan sebagai suatu sarana jaringan yang cepat penggelarannya bagi keperluan jaringan data, jaringan suara, untuk menghubungkan ribuan titik simpul yang tersebar di seluruh wilayah. Kini teknologi VSAT mengarah kepada terminal jaringan terpadu, dan jaringan multimedia. Dengan demikian, VSAT akan ditantang untuk melewatkan trafik yang bersifat hybrid, yang terdiri atas kombinasi berbagai macam trafik yang sifatnya amat berbeda satu dengan lain. VSAT kini sedang dikembangkan untuk dapat berfungsi sebagai terminal ATM, yang nampaknya akan tepat untuk aplikasi multimedia. Teknologi kunci yang memungkinkan VSAT untuk komunikasi terpadu ialah a.l. teknik kompressi, alokasi dinamis, alokasi kanal, dan pengaktifan suara. Multiplexing secara statistik nampak sebagai teknologi yang optimal diterapkan dalam keperluan akses ganda (multi access), dikaitkan dengan alokasi kanal dinamis. Studi simulasi menunjukkan bahwa Protokol SREJ Aloha tepat digunakan untuk mengatasi pesan-pesan singkat yang cukup sering, dikombinasikan dengan keperluan pengiriman file yang panjag secara periodik. Namun, dalam menjawab keperluan sistem VSAT bagi trafik yang tinggi dinamikanya seperti multimedia, penelitian dan pengembangan masih diperlukan di antaranya untuk mencari protokol yang tepat yang memungkinkan jaringan VSAT dapat memberikan keterhubungan penuh dalam bidang multimedia. Dengan kata lain, dalam tahapan sekarang ini, VSAT telah dapat memberikan solusi jaringan terpadu dengan dinamika/kecepatan informasi relatif rendah, dan ini dapat merupakan suatu titik tolak bagi negara berkembang untuk mengembangkan NII-nya. Penggelaran jaringan NII dengan pita lebar melalui teknologi VSAT masih merupakan subyek riset di masa datang.
Uraian tersebut di atas merupakan ulasan singkat bahwasanya komsat dapat memberikan alternatif prasarana komunikasi yang cepat, meyeluruh, dan mampu melewatkan berbagai kebutuhan penyaluran informasi, jauh lebih cepat dibandingkan penggelaran kabel atau sistem terestrial lainnya. Pertanyaannya bagi perancang sistem komsat, bagaimanakah kiranya arsitektur yang dapat dikembangkan secara sistematis, bagi sistem satelit yang tepat dalam harga terjangkau, yang memungkinkan negara-negara berkembang semakin dapat memanfaatkan sistem komsat dalam memenuhi kebutuhan NII-nya. Untuk hal tersebut, berikut ini kami sampaikan suatu telaah berdasarkan observasi perkembangan teknologi komsat, dan usulan untuk pengembangan selanjutnya.
Biaya jaringan satelit agar terjangkau oleh para pengguna, mengandung makna dua hal. Pertama, ialah harga terminal/stasiun bumi. Kedua, ialah biaya sambungan per menit. Bila yang pertama tergantung kepada ukuran antena serta besarnya daya pancar stasiun bumi, maka elemen kedua ini sangat tergantung kepada kapasitas yang dapat diberikan oleh satelit. Hal ini dapat dilakukan dengan beberapa cara rekayasa sbb:

Mengurangi biaya dan masa perangkat keras yang ada, dengan memanfaatkan kemajuan teknologi di bidang tersebut.
Memperbaiki efisiensi penggunaan sistem; hal yang biasa berlaku adalah rekayasa penggunaan sumberdaya satelit berdasarkan beban trafik puncak, padahal ini berarti bahwa penggunaan sumberdaya sekitar 15%. Perbaikan penggunaan ini bisa diperbaiki dengan arsitektur yang fleksibel, misalnya dengan antena yang dapat diatur-atur kembali cakupannya, atau dengan menggunakan teknologi On Board Processing.
Meningkatkan efisiensi dengan memperkecil jumlah bit-bit tambahan (overhead). Hal ini sulit, karena tendensinya bahwa terminal dan jaringan akan semakin cerdas, jadi akan lebih banyak bit-bit kontrol dan signalling yang akan dimasukkan ke dalam trafik komunikasi.
Kapasitas transmisi dapat ditingkatkan untuk dapat mengurangi biaya komsat. Pengurangan biaya dapat secara dratis turun 90%, bila kapasitas satelit dapat dinaikkan 10 kali.
Peralatan pemakai (stasiun bumi) dapat dikurangi dengan penggunaan antena yang kecil atau omni directional. Caranya ialah dengan menggunakan daya pancar satelit (EIRP) yang besar, atau penggunaan satelit dengan orbit rendah atau menengah (LEO atau MEO), sehingga rugi lintasannya menjadi berkurang.

Arsitektur sistem satelit yang baru seyogyanya menuju kepada pengguna antena satelit dengan pancaran pensil tajam yang dapat berubah arah dengan kecepatan data tinggi, atau antena pancaran pensil tajam dengan arah tetap dengan kecepatan data rendah atau medium. Penggunaan pita frekuensi Ka memungkinkan hal tersebut. Di samping itu, satelit harus memiliki G/T yang tinggi untuk memungkinkan daya pancar yang rendah dari stasiun bumi.
Atas dasar prinsip rekayasa komsat tersebut di atas, berbagai kecenderungan penerapan sistem komsat moderen dapat kita amati sbb:

Penggunaan satelit GEO (geostasioner) lebih menarik untuk daerah cakupan yang kontinu dan luas, dan hanya membutuhkan satelit dengan jumlah lebih sedikit.
Satelit harus ditingkatkan dayanya untuk meningkatkan kapasitas, yang juga dapat menekan biaya stasiun bumi; untuk ini satelit harus lebih besar untuk dapat menopang antena ukuran besar dan catu daya lebih tinggi.
Konstelasi satelit-stelit yang lebih kecil sedang diajukan secara global dengan orbit rendah (LEO) atau menengah (MEO).
Porsi masa Payload semakin meningkat sehubungan dengan kemajuan riset di bidang bahan-bahan serta rekayasa komponen-komponen.
Satelit semakin tinggi dayanya; Satelit DBS kini mempunyai daya 8 kW, dan yang sedang direncanakan berdaya 15 kW; kombinasi antara daya tinggi dengan kompresi digital memungkinkan sebuah DBS memiliki kapasitas yang tinggi (sekitar 100 kanal) sehingga cukup ekonomis.
Ukuran antena semakin besar, batasnya tinggal ukuran muatan maksimum dari kendaran peluncur.
Prosessor semakin tinggi kecepatan, dan semakin kecil dimensi serta harganya. Ini mengakibatkan pengaturan otomatis dari stasiun bumi, pengaturan jaringan otomatis, dan pengolahan sinyal di satelit : penyandian, kompresi, pembetukan pensil, dan switching. Semua efek ini akan mengurangi biaya dan memungkinkan pelayanan-pelayanan baru.
Jaringan akan menggunakan kecepatan yang lebih tinggi (ATM/BISDN). Karenanya satelit juga akan semakin menerapkan penggunaan switching di satelit, dalam rangka meningkatkan keterhubungan dengan jaringan terestrial yang ada. Iridium sedang membangun MSS dengan switching di satelit, sedangkan Spaceway dan Cyberstar merencanakan OBP untuk sistem FSS.
Terminal semakin kecil dan murah (VSAT), bahkan menuju kepada handset untuk MSS kecepatan rendah (Contoh: Globalstar, Iridium, Odyssey, Inmarsat P, ECCO).

Sementara itu kecenderungan teknologi komsat sangat diwarnai oleh penemuan-penemuan teknologi terestrial maupun antariksa. Dapat kita amati hal-hal sbb:

Fokus rekayasa antena kini terpusat kepada antena aktif, seperti Direct Radiating Phased Array dengan komponen aktif seperti phase shifter, power divider, amplifieer dan LNA). Rekayasa semacam itu akan memudahkan integrasi dan test serta fleksibel dalam operasionalisasinya.
Penguat daya semakin meningkat kapasitas maupun efisiensinya, bahkan semakin dikembangkan untuk frekuensi-frekuensi semakin tinggi (dari pita C ke pita Ku dan ke pita Ka, bahkan pada pita 60 Ghz untuk ISL). Efisiensi HPA juga naik secara dramatik, contohnya TWTA kini melebihi 60%. Efisiensi MMIC juga membaik, tapi masih tetap 50% di bawah TWTA. Hal ini sangat menghambat perkembangan antena aktif.
Teknologi OBP untuk satelit agak terlambat perkembangannya, disebabkan kebutuhan masa dan dayanya masih cukup besar. ACTS dan Milstar telah mengawali rekayasa semacam ini, disusul sistem-sistem komersial seperti Iridium, Spaceway dan Teledesic. Ke tiga sistem terakhir ini menggunakan teknologi OBP dalam demodulasi, switching digital dan re-demodulasi.
Terminal semakin kecil ukurannya, terutama karena EIRP dan G/T satelit semakin besar. Dengan semakin kuatnya dan murahnya prosesor, terminal semakin otomatis, sehingga biaya O&M nya semakin murah.
Rekayasa pemantapan desain (packaging) dan aspek manufakturabilitas menjadi hal yang semakin penting untuk menekan biaya sistem satelit konstelasi (seperti Iridium 66+11 satelit, Teledesic 840 satelit).

Dari uraian di atas maka dapat disimpulkan bahwa dalam hal menekan biaya komsat maka ada beberapa area teknologi yang harus dikembangkan. Kita mulai dengan urgen, dan berangsur-angsur menuju ke yang kategori penting.
Unsur-unsur teknologi yang harus dikembangkan di masa datang adalah sbb :

Standar dan protokol yang satellite friendly yang memungkinkan keterhubungan secara mulus dengan jaringan terestrial baik yang dengan kawat atau nirkawat.
Sistem arsitektur jaringan hybrid antara terestrial dan satelit.
Teknologi antena aktif untuk satelit, stasiun gerbang, serta terminal.
Terminal yang kompak, transportabel.
Penggunaan EIRP dan G/T yang lebih tinggi, untuk mengurangi ukuran terminal. Ini bisa dicapai dengan penggunaan antena yang lebih besar, pita frekuensi yang lebih tinggi, serta penguat daya yang lebih tinggi.
Sistem catu daya yang efisien.
Kendaraan peluncur dengan bisa lebih rendah dan keandalan yang tinggi.

Konklusi

Perancang komsat harus selalu mencari solusi teknologi yang memungkinkan biaya penerapan sistem menjadi terjangkau. Berbagai kecenderungan teknologi yang muncul dalam bidang telekomunikasi, baik terestrial maupun antariksa, dapat dijadikan panduan ke arah itu. Nampaknya NII bagi negara-negara berkembang dapat dipercepat realisasinya dengan komsat, dengan catatan harus dicari solusi sehingga biaya terminal dan biaya sambungan terjangkau.
Terminal harus semakin kecil dalam ukuran dan daya pancar, dan satelit harus semakin besar kapasitasnya. Sebagai gambaran, terminal sekecil handset, apalagi yang dikembangkan dari handset selular, merupakan kandidat yang baik untuk dikembangkan lebih lanjut. Salah satu cara untuk meningkatkan kapasitas satelit ialah penggunaan antena pensil ganda pada frekuensi tinggi semacam Ku maupun Ka; hal ini bisa dikombinasikan dengan menggunakan teknologi penggandaan statistik seperti ATM, sehingga efisiensi sumberdaya satelit meningkat. Lagipula, teknologi ATM sesuai untuk lingkungan digital secara menyeluruh, sehingga keberadaan satelit bisa mempercepat keterhubungan terminal dengan jaringan ATM nasional. Untuk solusi transitoire, dapat diimplementasikan teknologi komsat tipe bent-pipe tetapi dengan daya pancar yang lebih tinggi dengan mengeksploitasi frekuensi-frekuensi yang masih sepi penggunaannya, seperti terusan C, band X dsb.