Troposcatter

Troposcatter adalah perangkat telekomunikasi yang memancarkan dan menerima sinyal gelombang radio dengan metode propagasi pantulan dari lapisan troposfer yang bekerja pada gelombang mikro. Metode propagasi ini menggunakan fenomena hamburan troposfer, di mana gelombang radio pada frekuensi UHF dan SHF tersebar secara acak saat melewati lapisan atas troposfer.

Sinyal radio ditransmisikan dalam sinar sempit yang diarahkan tepat di atas cakrawala ke arah stasiun penerima. Saat sinyal melewati troposfer, sebagian energi dihamburkan kembali ke Bumi, memungkinkan stasiun penerima menangkap sinyal. Ciri khas dari sistem radio troposcatter adalah operasi jarak jauhnya ( bahkan bisa sampai 500km ), di luar cakrawala atau di luar garis pandang, dan ketergantungannya pada atmosfer bumi.

Sejarah Troposcatter

Sebelum Perang Dunia II, teori fisika radio yang berlaku memprediksi hubungan antara frekuensi dan difraksi yang menyarankan sinyal radio akan mengikuti kelengkungan Bumi, tetapi kekuatan efeknya akan turun dengan cepat dan terutama pada frekuensi yang lebih tinggi.

Namun, selama perang, ada banyak insiden di mana sinyal radar frekuensi tinggi mampu mendeteksi target pada jarak jauh di luar perhitungan teoritis. Terlepas dari contoh berulang dari kisaran anomali, masalah ini tidak pernah dipelajari secara serius.

Segera setelah perang, pembatasan pembangunan televisi dicabut di Amerika Serikat sehingga penjualannya meningkat. Ini mendorong perluasan stasiun televisi baru yang sama cepatnya.

Berdasarkan perhitungan yang sama yang digunakan selama perang, Komisi Komunikasi Federal (FCC) mengatur alokasi frekuensi untuk saluran VHF dan UHF baru untuk menghindari gangguan antar stasiun. Yang mengejutkan semua orang, sering terjadi gangguan (interferensi), bahkan di antara stasiun-stasiun yang terpisah jauh. Akibatnya, lisensi untuk stasiun baru ditunda dalam apa yang dikenal sebagai “pembekuan televisi” tahun 1948.

Bell Labs termasuk di antara banyak organisasi yang mulai mempelajari efek ini, dan menyimpulkan bahwa itu adalah jenis refleksi tropopause yang sebelumnya tidak diketahui. Ini terbatas pada frekuensi yang lebih tinggi, di pita UHF dan gelombang mikro, itulah sebabnya mengapa itu tidak terlihat sebelum perang ketika frekuensi ini berada di luar kemampuan elektronik yang ada.

Meskipun sebagian besar sinyal melewati troposfer dan ke luar angkasa, jumlah kecil yang dipantulkan berguna jika dikombinasikan dengan pemancar yang kuat dan penerima yang sangat sensitif.

Pada tahun 1952, Bell memulai eksperimen dengan Lincoln Labs, laboratorium penelitian radar yang berafiliasi dengan MIT. Menggunakan pemancar gelombang mikro kuat Lincoln dan penerima sensitif Bell, mereka membangun beberapa sistem eksperimental untuk menguji berbagai frekuensi dan efek cuaca.

Ketika Bell Canada mendengar tentang sistem tersebut, mereka merasa mungkin berguna untuk jaringan komunikasi baru di Labrador dan mengambil salah satu sistem di sana untuk pengujian cuaca. 

Pada tahun 1954 hasil dari uji coba seri kedua selesai dan konstruksi dimulai pada sistem troposcatter pertama, yaitu sistem Pole Vault yang menghubungkan sistem radar Pinetree Line di sepanjang pantai Labrador.

Dengan menggunakan troposcatter mengurangi jumlah stasiun dari 50 relay gelombang mikro yang tersebar melalui hutan belantara menjadi hanya 10, semuanya terletak di stasiun radar. Meskipun biaya per unitnya lebih tinggi, biaya pembangunan jaringan baru setengah dari biaya pembangunan sistem relai.

Pole Vault dengan cepat diikuti oleh sistem serupa seperti White Alice, relay di Mid-Canada Line dan DEW Line, dan selama tahun 1960-an, melintasi Samudra Atlantik dan Eropa sebagai bagian dari sistem ACE High NATO.

Karakterisktik & Kelebihan Troposcatter

Sistem radio Troposcatter menyediakan komunikasi jarak jauh dengan menggunakan jalur radio melalui troposfer. Troposfer dibagian paling rendah dari atmosfer bumi, sekitar 8 – 15km dari atas permukaan bumi. Dan berisi sekitar 75% dari massa atmosfer, dan 99% uap air dan aerosol. Troposfer adalah tempat sebagian besar awan terbentuk, curah hujan terjadi, dan arus konveksi atmosfer aktif. Lihat Gambar di bawah untuk sederhana ilustrasi.

Gambar Atmosfer Diagram

Beberapa fitur spesial dari troposcatter link adalah tercantum di bawah ini.

• Menyediakan link radio dengan komunikasi internet cepat dan sangat kecil delay (latensi) jika dibandingkan ke satelit link. Latensi melalui sebuah troposcatter link adalah mikrodetik. Sementara Satelit link memiliki delay (latensi) up to 500 ms, faktor yang dapat sangat menurunkan beberapa jenis interaktif berbasis IP aplikasi.
• Menyediakan koneksi terestrial yang dapat diandalkan ( Point to point link ) di antara site remote terpencil dan di luar garis dari penglihatan ( Beyond LoS & Non LoS )
• Mobile Troposcatter Link dapat di instal secara cepat kurang dari 1 jam dengan kapasitas bandwidth 22Mbps dengan jarak udara lebih dari 100km.

Kelebihan dari Troposcatter Link Dibandingkan Media Transmisi Lainnya

Persyaratan Teknik yang dibutuhkan dalam menyelenggarkan sistem Troposcatter :

a. Frekuensi Operasi

• Frekuensi operasi : C Band 4,4 GHz – 5 GHz
• Bit Rate : minimum 256 kBps
• Stabilitas frekuensi : ±20 part per million (ppm) atau 2×10-5

b. Modulator

• Jenis Modulasi : BPSK atau QPSK
• Bit Rate : minimum 256 kbps
• Bandwidth : sesuai Bit Rate
• Pengkodean Kanal : FEC (Viterbi, Turbo Code)

c. Penerima

• Faktor Derau : maksimal 3 dB
• Bandwidth : sesuai Bit Rate
• RSL : sesuai Bandwidth dan Bit Rate
• BER : 10-5 maksimum

d. Catu Daya :

• single phase 220 volt atau triple phase
• 380 volt 50 Hz-:- 60 Hz

e. Kondisi Lingkungan

• Temperatur : paling tidak dapat beroperasi pada
• rentang 0o – 45o Celcius
• Kelembaban paling besar : 95 % non-condensing

f. Sistem Proteksi

• Perangkat harus mempunyai sistem proteksi antara lain:
• Pengaman arus lebih;
• Pengaman tegangan lebih;
• Pengaman petir.
• g. Indikator Alarm
• Mempunyai fasilitas alarm yang dapat mendeteksi terjadinya:
• Gangguan pada unit catu daya;
• Indikator untuk aktivitas maupun gangguan tiap-tiap antarmuka.

KARAKTERISTIK ANTENA PADA PERANGKAT TELEKOMUNIKASI TROPOSCATTER

a. Karakteristik Antena:

• Gain Antena : paling rendah 38 dBi pada 4,4 GHz
• paling rendah 39 dBi pada 5,0 GHz
• Beamwidth : paling tinggi 2° (half power beamwidth)
• Sidelobe : paling tinggi 22,6 dB dibawah Gain
• paling tinggi
• VSWR : 1,30:1 (paling tinggi)
• Daya Masukan : 5 kW CW paling tinggi
• 13 dBW paling tinggi

b. Penguat Daya

• Daya Keluaran : ≤ 500 W (27 dBW)
• Intermodulasi : -31 dBc dengan 2 carriers masing-
• masing daya sama pada 6 dB backoff
• Spourius : paling rendah -55 dBc
• Konversi AM/PM : paling tinggi 3,5°/dB

Kelompok 5 (S1TT-22-X01)

Anggota Kelompok :

• Hidayatullah
• Radian Malik Rizasyah
• Devani Juan Herlambang
• Syafrina Fachrunnisa