Senin, 10 Mei 2010
Jumat, 01 Agustus 2008
Digital Satellite News Gathering
DSNG merupakan singkatan dari Digital Satellite News Gathering. Merupakan sistem penyampaian berita menggunakan perangkat telekomunikasi mobile yang memakai media satelit. DSNG memungkinkan penyiaran berita secara langsung dari belahan bumi manapun. DSNG biasanya berupa sistem terintegrasi di dalam sebuah mobil, atau bisa juga disusun dalam beberapa kotak yang mudah dibawa kemanapun juga.
Salah satu contoh nyata peran DSNG adalah dalam peliputan berita aktual seperti liputan arus mudik. Coba renungkan sejenak, bagaimana bisa sebuah berita langsung mengenai situasi mudik di pantura bisa disiarkan secara langsung oleh stasiun televisi yang studionya terletak di Jakarta? Tentunya tidak mungkin menarik kabel sejauh puluhan kilometer dari pantura ke Jakarta bukan? Nah, itulah salah satu contoh ulah dari DSNG.
Bagian - bagian DSNG
Umumnya bagian DSNG adalah A/V monitor, I/O panel, receiver satelit, encoder, modulator, upconverter, high power amplifier dan antena dish.
uplink path:
kamera (a/v source) -> I/O panel -> encoder -> modulator -> upconverter -> hpa -> dish
downlink path (untuk monitoring):
dish -> satellite receiver -> a/v monitor
Pertama, sinyal audio video dari kamera dimasukkan ke I/O panel. Kemudian diumpankan ke encoder. Encoder memiliki tugas mengubah audio video menjadi sinyal digital (ASI). Setting output bitrate di encoder haruslah sesuai dengan bandwidth yang disewa. Namun kita tak perlu susah-susah konversi dari bandwidth ke bitrate, kita hanya perlu menyamakan bitrate ini dengan bitrate yang ditunjukkan di modulator. Sedangkan setting bitrate video harus lebih rendah dari output bitrate. Dan kebanyakan encoder sudah memberitahukan berapa maximal video bitrate setelah kita masukkan output bitratenya.
Output ASI dari encoder kemudian dimasukkan ke modulator. Beberapa setting penting antara lain: modulasi (QPSK, 8PSK), frekuensi, FEC (1/2, 2/3, 3/4, 7/8), system rate (bandwidth). Seting Freq sesuai dengan alokasi yang diberikan oleh operator satelit saat kita minta ijin untuk uplink (tentunya telah kita akumulasikan dengan LO upconverter). System rate sesuai dengan bandwidth yang kita sewa. FEC dan modulasi terserah kita, umumnya menggunakan FEC 3/4 dan modulasi QPSK. Output dari modulator berupa sinyal L band.
Freq kerja satelit ada di C band atau Ku band. Namun di Indonesia populer menggunakan C band. Oleh karenanya kita memerlukan upconverter dari L band ke C band.
Output upconverter masih berupa sinyal dengan level lemah (maksimal sekitar 0 dBmW). Sedangkan untuk uplink setidaknya memerlukan daya 40 s/d 50 dBmW tergantung dari operator, pointing dan freq. Oleh karenanya diperluakan amplifier (high power umplifier). Dan karena kita menggunakan C band maka HPA yang digunakan adalah HPA dengan freq kerja di C band.
Terakhir tentunya yang diperlukan adalah antena (dish). Diameter antena umumnya menggunakan 1.9m atau 2.4m. Intinya makin lebar makin bagus. Namun makin kecil makin mudah dibawa. Tergantung anda memilih yang mana disesuaikan dengan mobil anda.
Satellite receiver digunakan saat kita pointing. Dengan satellite receiver kita bisa memaksimalkan pointing dengan cara memaksimalkan level signal dan BER di satellite receiver saat kita pointing.
A/V monitor merupakan bagian yang penting juga. A/V monitor kita perlukan untuk memonitor audio dan video sumber dari kamera, dan jika memungkinkan juga untuk memonitor downlink dari siaran yang kita uplink-kan.
Perhitungan - perhitungan yang terkait
DSNG sejatinya merupakan sistem komunikasi satelit, dimana DSNG sendiri adalah uplink systemnya, dengan downlink system ada di studio. Karenanya perhitungan- perhitungan yang terkait dengan DSNG adalah perhitungan yang ada di sistem komunikasi satelit.
Bandwidth
Berikut ini hubungan antara bandwith yang terpakai (BW), Symbol rate (SR) dan Transport stream rate (TSR).
BW - aktual bandwidth satelit yang terpakai
SR - setting sybol rate di modulator dan IRD
TSR - setting output bitrate dari encoder
SR = BW / (1+ROF)
ROF (Roll of Factor), dengan nilai 25% atau 35%
TSR = SR x 1/n x 188/204 x FEC
n = faktor modulasi, nilainya 1/2 untuk QPSK
FEC = fix error correction, nilainya 1/2, 2/3, 3/4, 7/8.
188/204 dikarenakan adanya reed solomon dari standard DVB-S
Link Budget
Seperti halnya sistem komunikasi lainnya, dalam sistem DSNG juga perlu diperhitungkan link budget. Dalam sistem komunikasi satelit, link budget yang diperhitungkan adalah BER (Bit Error Rate).
Menurut standard ETSI, maksimal BER yang diperbolehkan adalah 2x10^-5. Namun praktis dilapangan, BER yang diperlukan untuk menjaga kualitas adalah 1x10^-7. Oleh karenanya dalam menghitung link budget, kita tentukan BER yang diinginkan adalah 1x10^-7.
Berikut ini formula-formula yang diperlukan untuk menghitung link budget.
EIRP
EIRP (Effective Isotropically Radiated Power) merupakan besar daya yang dipancarkan oleh antena pemancar. Besar EIRP dirumuskan sebagai;
EIRP = Ptx(dBmW) + Gtx(dB) - Ltx(dB)
FSL uplink
Free Space Loss(FSL) merupakan losses yang terjadi akibat redaman udara bebas. Besarnya dipengaruhi frekuensi yang digunakan dan jarak antara transmitter dan receiver. Dalam hal ini frekuensi adalah frekuensi uplink, dan jaraknya adalah 36000 km. FSL dihitung menggunakan formula;
FSLup(dB) = 92,5 + 20Log D(km) + 20Log f(GHz)
C/No uplink
C/No merupakan perbandingan antara carier dengan noise (tanpa memperhitungkan BW). Makin besar semakin bagus kualitas jaringan.
C/No up (dB)= EIRPtx - FSLup + (G/T)sat – K
FSL downlink
FSL downlink merupakan redaman udara bebas untuk path downlink.
FSLdown(dB) = 92,5 + 20Log D(km) + 20Log f(GHz)
(G/T)rx
(G/T)rx merupakan nilai figure of merit dari antena receiver. Biasanya ada di spek antena, namun jika yang diketahui adalah Gain antena G dan noise temperatur T, maka G/T dapat dihitung menggunakan rumusan;
(G/T)rx = Grx – Lrx – 10 Log T
C/No downlink
C/No downlink dirumuskan sebagai;
C/No down (dB)= EIRPsat - FSLdown + (G/T)rx – K
C/No total
C/No total merupakan hasil perhitungan paralel antara C/No uplink dan C/No downlink, namun dalam satuan mks (bukan dB), sehingga perlu konfersi dari dB ke satuan mks;
C/No up = 10^{[C/No up(dB)]/10}
C/No down = 10^{[C/No down(dB)]/10}
Sehingga C/No total dapat dihitung dengan rumus;
C/No total = (C/No up x C/No down) / (C/No up + C/No down)
Selanjutnya kita transformasikan ke dB;
C/No total (dB) = 10 Log(C/No total)
Eb/No
Eb/No (Energi Per Bit to Noise Density Ratio) merupakan perbandingan dari energi per bit per kepadatan noise dari keluaran demodulator pada sistem modulasi digital, dirumuskan sebagai;
Eb/No(dB) = C/No total(dB) - 10 Log TSR
BER
Akhirnya BER dapat diperoleh dengan rumusan;
Hasil BER dari sistem harus lebih kecil dari yang diinginkan (10^-7). Dalam praktiknya untuk antena receiver berdiameter 4mtr, menggunakan satelit Palapa C2, dan antena DSNG berdiameter 1,9mtr, dengan bandwidth 9MHz, diperlukan power HPA minimal 80Watt. Itu untuk transmit di Jakarta dan dalam kondisi cuaca cerah. Oleh karenanya biasanya digunakan HPA dengan power output 200Watt (SSPA) atau 400Watt (TWTA).
Salah satu contoh nyata peran DSNG adalah dalam peliputan berita aktual seperti liputan arus mudik. Coba renungkan sejenak, bagaimana bisa sebuah berita langsung mengenai situasi mudik di pantura bisa disiarkan secara langsung oleh stasiun televisi yang studionya terletak di Jakarta? Tentunya tidak mungkin menarik kabel sejauh puluhan kilometer dari pantura ke Jakarta bukan? Nah, itulah salah satu contoh ulah dari DSNG.
Bagian - bagian DSNG
Umumnya bagian DSNG adalah A/V monitor, I/O panel, receiver satelit, encoder, modulator, upconverter, high power amplifier dan antena dish.
uplink path:
kamera (a/v source) -> I/O panel -> encoder -> modulator -> upconverter -> hpa -> dish
downlink path (untuk monitoring):
dish -> satellite receiver -> a/v monitor
Pertama, sinyal audio video dari kamera dimasukkan ke I/O panel. Kemudian diumpankan ke encoder. Encoder memiliki tugas mengubah audio video menjadi sinyal digital (ASI). Setting output bitrate di encoder haruslah sesuai dengan bandwidth yang disewa. Namun kita tak perlu susah-susah konversi dari bandwidth ke bitrate, kita hanya perlu menyamakan bitrate ini dengan bitrate yang ditunjukkan di modulator. Sedangkan setting bitrate video harus lebih rendah dari output bitrate. Dan kebanyakan encoder sudah memberitahukan berapa maximal video bitrate setelah kita masukkan output bitratenya.
Output ASI dari encoder kemudian dimasukkan ke modulator. Beberapa setting penting antara lain: modulasi (QPSK, 8PSK), frekuensi, FEC (1/2, 2/3, 3/4, 7/8), system rate (bandwidth). Seting Freq sesuai dengan alokasi yang diberikan oleh operator satelit saat kita minta ijin untuk uplink (tentunya telah kita akumulasikan dengan LO upconverter). System rate sesuai dengan bandwidth yang kita sewa. FEC dan modulasi terserah kita, umumnya menggunakan FEC 3/4 dan modulasi QPSK. Output dari modulator berupa sinyal L band.
Freq kerja satelit ada di C band atau Ku band. Namun di Indonesia populer menggunakan C band. Oleh karenanya kita memerlukan upconverter dari L band ke C band.
Output upconverter masih berupa sinyal dengan level lemah (maksimal sekitar 0 dBmW). Sedangkan untuk uplink setidaknya memerlukan daya 40 s/d 50 dBmW tergantung dari operator, pointing dan freq. Oleh karenanya diperluakan amplifier (high power umplifier). Dan karena kita menggunakan C band maka HPA yang digunakan adalah HPA dengan freq kerja di C band.
Terakhir tentunya yang diperlukan adalah antena (dish). Diameter antena umumnya menggunakan 1.9m atau 2.4m. Intinya makin lebar makin bagus. Namun makin kecil makin mudah dibawa. Tergantung anda memilih yang mana disesuaikan dengan mobil anda.
Satellite receiver digunakan saat kita pointing. Dengan satellite receiver kita bisa memaksimalkan pointing dengan cara memaksimalkan level signal dan BER di satellite receiver saat kita pointing.
A/V monitor merupakan bagian yang penting juga. A/V monitor kita perlukan untuk memonitor audio dan video sumber dari kamera, dan jika memungkinkan juga untuk memonitor downlink dari siaran yang kita uplink-kan.
Perhitungan - perhitungan yang terkait
DSNG sejatinya merupakan sistem komunikasi satelit, dimana DSNG sendiri adalah uplink systemnya, dengan downlink system ada di studio. Karenanya perhitungan- perhitungan yang terkait dengan DSNG adalah perhitungan yang ada di sistem komunikasi satelit.
Bandwidth
Berikut ini hubungan antara bandwith yang terpakai (BW), Symbol rate (SR) dan Transport stream rate (TSR).
BW - aktual bandwidth satelit yang terpakai
SR - setting sybol rate di modulator dan IRD
TSR - setting output bitrate dari encoder
SR = BW / (1+ROF)
ROF (Roll of Factor), dengan nilai 25% atau 35%
TSR = SR x 1/n x 188/204 x FEC
n = faktor modulasi, nilainya 1/2 untuk QPSK
FEC = fix error correction, nilainya 1/2, 2/3, 3/4, 7/8.
188/204 dikarenakan adanya reed solomon dari standard DVB-S
Link Budget
Seperti halnya sistem komunikasi lainnya, dalam sistem DSNG juga perlu diperhitungkan link budget. Dalam sistem komunikasi satelit, link budget yang diperhitungkan adalah BER (Bit Error Rate).
Menurut standard ETSI, maksimal BER yang diperbolehkan adalah 2x10^-5. Namun praktis dilapangan, BER yang diperlukan untuk menjaga kualitas adalah 1x10^-7. Oleh karenanya dalam menghitung link budget, kita tentukan BER yang diinginkan adalah 1x10^-7.
Berikut ini formula-formula yang diperlukan untuk menghitung link budget.
EIRP
EIRP (Effective Isotropically Radiated Power) merupakan besar daya yang dipancarkan oleh antena pemancar. Besar EIRP dirumuskan sebagai;
EIRP = Ptx(dBmW) + Gtx(dB) - Ltx(dB)
| Ptx | = Power transmisi (HPA) dalam dBmW |
| = 10 Log Ptx(mW) | |
| Gtx | = Gain antena DSNG dalam dB |
| = 10 Log Gtx(kali) | |
| Ltx | = Losses kabel dan konektor dari HPA ke antena |
FSL uplink
Free Space Loss(FSL) merupakan losses yang terjadi akibat redaman udara bebas. Besarnya dipengaruhi frekuensi yang digunakan dan jarak antara transmitter dan receiver. Dalam hal ini frekuensi adalah frekuensi uplink, dan jaraknya adalah 36000 km. FSL dihitung menggunakan formula;
FSLup(dB) = 92,5 + 20Log D(km) + 20Log f(GHz)
| D | = Jarak DSNG ke satellite dalam km |
| = 36000 km | |
| f | = frekuensi uplink dalam GHz, untuk C-band sekitar 6GHz-an |
C/No uplink
C/No merupakan perbandingan antara carier dengan noise (tanpa memperhitungkan BW). Makin besar semakin bagus kualitas jaringan.
C/No up (dB)= EIRPtx - FSLup + (G/T)sat – K
| (G/T)sat | = figure of merit dari satelit, dapat diketahui dari data satelit yang dipakai |
| K | = Konstanta Boltzman |
| = -228,6 dB/K |
FSL downlink
FSL downlink merupakan redaman udara bebas untuk path downlink.
FSLdown(dB) = 92,5 + 20Log D(km) + 20Log f(GHz)
| D | = Jarak DSNG ke satellite dalam km |
| = 36000 km | |
| f | = frekuensi downlink dalam GHz, untuk C-band sekitar 4GHz-an |
(G/T)rx
(G/T)rx merupakan nilai figure of merit dari antena receiver. Biasanya ada di spek antena, namun jika yang diketahui adalah Gain antena G dan noise temperatur T, maka G/T dapat dihitung menggunakan rumusan;
(G/T)rx = Grx – Lrx – 10 Log T
| Grx | = gain antena receiver dalam dB |
| = 10 Log Grx(kali) | |
| Lrx | = Losses kabel dan konektor antara antena ke IRD |
| T | = noise temperatur dari antena (LNB), dapat dilihat di spek antena |
C/No downlink
C/No downlink dirumuskan sebagai;
C/No down (dB)= EIRPsat - FSLdown + (G/T)rx – K
| EIRPsat | = EIRP dari satelit, dapat diketahui dari data satelit yang dipakai |
| K | = Konstanta Boltzman |
| = -228,6 dB/K |
C/No total
C/No total merupakan hasil perhitungan paralel antara C/No uplink dan C/No downlink, namun dalam satuan mks (bukan dB), sehingga perlu konfersi dari dB ke satuan mks;
C/No up = 10^{[C/No up(dB)]/10}
C/No down = 10^{[C/No down(dB)]/10}
Sehingga C/No total dapat dihitung dengan rumus;
C/No total = (C/No up x C/No down) / (C/No up + C/No down)
Selanjutnya kita transformasikan ke dB;
C/No total (dB) = 10 Log(C/No total)
Eb/No
Eb/No (Energi Per Bit to Noise Density Ratio) merupakan perbandingan dari energi per bit per kepadatan noise dari keluaran demodulator pada sistem modulasi digital, dirumuskan sebagai;
Eb/No(dB) = C/No total(dB) - 10 Log TSR
BER
Akhirnya BER dapat diperoleh dengan rumusan;
Hasil BER dari sistem harus lebih kecil dari yang diinginkan (10^-7). Dalam praktiknya untuk antena receiver berdiameter 4mtr, menggunakan satelit Palapa C2, dan antena DSNG berdiameter 1,9mtr, dengan bandwidth 9MHz, diperlukan power HPA minimal 80Watt. Itu untuk transmit di Jakarta dan dalam kondisi cuaca cerah. Oleh karenanya biasanya digunakan HPA dengan power output 200Watt (SSPA) atau 400Watt (TWTA).
Selasa, 24 Juni 2008
Radio Broadcast (FM)
Perkembangan radio broadcast belakangan ini amat pesat. Stasiun radio baru bermunculan bak jamur. Dan mungkin anda adalah salah satu orang yang ingin terjun di bisnis ini.
Saya akan bahas apa saja yang dibutuhkan untuk membuat stasiun radio, dari segi teknik.
Secara garis besar, komponen stasiun radio adalah:
Mic/CD Player/Tape Player/Scheduler(komputer) -> Mixer -> STL Tx -> STL Rx -> Audio Processor -> Exciter -> Transmitter -> feeder -> Antenna
Mic/CD Player/Tape Player/Scheduler(komputer) merupakan source dari program. Mic diperuntukkan bagi penyiar dan tamu acara talk show. Minimal mic yang dimiliki adalah 3, yakni 2 penyiar dan 1 tamu talk show. CD Player digunakan untuk memutar konten, baik lagu ataupun iklan, yang berasal dari CD. CD player sebaiknya mampu mendukung beragam format seperti Audio CD, VCD, DVD, mp3, mp4, wav dsb. Semakin banyak dukungan format, semakin baik. Tape player digunakan untuk memutar konten, baik iklan ataupun lagu, yang berasal dari kaset. Walaupun terdengan kuno, namun media kaset masih digunakan. Scheduller (komputer) pada dasarnya adalah PC yang memiliki kemampuan record/edit/player/scheduler.
Mixer merupakan media pengolah audio. Mixer yang digunakan sebaiknya mixer khusus broadcast, bukan mixer konser dll. Mixer broadcast memiliki ciri simple. Hanya ada tombol on/off tiap channel, knop volume dan cue untuk mendengar sebelum di on air kan. Effect dan equalisasi tidak diperlukan dalam mixer broadcast untuk menjaga karakter siaran radio. Effect dan equalisasi ditangani di bagian audio processor.
STL Tx/Rx digunakan jika letak studio dan pemancar berada berjauhan. Seperti diketahui bahwa kebanyakan studio diletakkan didaerah strategis, sedangkan pemancar diletakkan didaerah dengan cakupan luas seperti dataran tinggi. Untuk itu diperlukan STL. Sesungguhnya STL adalah radio microwave, namun dikhususkan untuk broadcast, dengan delay yang rendah.
Audio Processor digunakan untuk pemrosesan audio. Pada bagian ini karakter radio dibuat. Bagaimana efek stereonya, dan bagaimana bass treble nya. Komponen inilah yang menanganinya. Kalau anda mendengarkan radio sonora misalkan, anda akan mendapatkan karakter yg khas, sehingga seolah semua penyiar mempunyai suara yang mirip.
Exciter sesungguhnya adalah FM modulator. Bagian ini yang memodulasi audio menjadi RF. Beberapa yang perlu diperhatikan adalah dukungan input yang banyak. Apakah bisa menerima input analog dan digital? Pengaturan frekuensinya apakah mudah atau susah? Modulasi dan emphasisnya bagaimana?
Transmitter merupakan amplifier. Fungsinya adalah menguatkan sinyal RF dari exciter. Yang perlu diperhatikan adalah effesiensi daya, harmonisasi, dll. Untuk daya <10kw>10kw lebih efisien menggunakan tabung.
Feeder merupakan kabel koaxial untuk melewatkan RF ke antenna. Feeder yang baik adalah dengan impedansi 50 ohm dan vswr 1.1.
Antenna merupaka komponen akhir. Antena haruslah memiliki cakupan yang merata.
Saya akan bahas apa saja yang dibutuhkan untuk membuat stasiun radio, dari segi teknik.
Secara garis besar, komponen stasiun radio adalah:
Mic/CD Player/Tape Player/Scheduler(komputer) -> Mixer -> STL Tx -> STL Rx -> Audio Processor -> Exciter -> Transmitter -> feeder -> Antenna
Mic/CD Player/Tape Player/Scheduler(komputer) merupakan source dari program. Mic diperuntukkan bagi penyiar dan tamu acara talk show. Minimal mic yang dimiliki adalah 3, yakni 2 penyiar dan 1 tamu talk show. CD Player digunakan untuk memutar konten, baik lagu ataupun iklan, yang berasal dari CD. CD player sebaiknya mampu mendukung beragam format seperti Audio CD, VCD, DVD, mp3, mp4, wav dsb. Semakin banyak dukungan format, semakin baik. Tape player digunakan untuk memutar konten, baik iklan ataupun lagu, yang berasal dari kaset. Walaupun terdengan kuno, namun media kaset masih digunakan. Scheduller (komputer) pada dasarnya adalah PC yang memiliki kemampuan record/edit/player/scheduler.
Mixer merupakan media pengolah audio. Mixer yang digunakan sebaiknya mixer khusus broadcast, bukan mixer konser dll. Mixer broadcast memiliki ciri simple. Hanya ada tombol on/off tiap channel, knop volume dan cue untuk mendengar sebelum di on air kan. Effect dan equalisasi tidak diperlukan dalam mixer broadcast untuk menjaga karakter siaran radio. Effect dan equalisasi ditangani di bagian audio processor.
STL Tx/Rx digunakan jika letak studio dan pemancar berada berjauhan. Seperti diketahui bahwa kebanyakan studio diletakkan didaerah strategis, sedangkan pemancar diletakkan didaerah dengan cakupan luas seperti dataran tinggi. Untuk itu diperlukan STL. Sesungguhnya STL adalah radio microwave, namun dikhususkan untuk broadcast, dengan delay yang rendah.
Audio Processor digunakan untuk pemrosesan audio. Pada bagian ini karakter radio dibuat. Bagaimana efek stereonya, dan bagaimana bass treble nya. Komponen inilah yang menanganinya. Kalau anda mendengarkan radio sonora misalkan, anda akan mendapatkan karakter yg khas, sehingga seolah semua penyiar mempunyai suara yang mirip.
Exciter sesungguhnya adalah FM modulator. Bagian ini yang memodulasi audio menjadi RF. Beberapa yang perlu diperhatikan adalah dukungan input yang banyak. Apakah bisa menerima input analog dan digital? Pengaturan frekuensinya apakah mudah atau susah? Modulasi dan emphasisnya bagaimana?
Transmitter merupakan amplifier. Fungsinya adalah menguatkan sinyal RF dari exciter. Yang perlu diperhatikan adalah effesiensi daya, harmonisasi, dll. Untuk daya <10kw>10kw lebih efisien menggunakan tabung.
Feeder merupakan kabel koaxial untuk melewatkan RF ke antenna. Feeder yang baik adalah dengan impedansi 50 ohm dan vswr 1.1.
Antenna merupaka komponen akhir. Antena haruslah memiliki cakupan yang merata.
Langganan:
Postingan (Atom)
