Mata di Langit: Satelit

Oleh: Prof. Ir. Dr. Aduwati Sali
Ahli YSN-ASM, Top Research Scientists Malaysia (TRSM) (2018 – 2022)
Fakulti Kejuruteraan, Universiti Putra Malaysia (UPM)

Apabila kita melihat di langit, ternampak bulan dan bintang-bintang bergemerlapan menghiasi kesuraman malam. Apabila kita masuk ke rumah untuk memasang televisyen, ada di antara kita yang melanggan penyiaran melalui satelit. Lebih banyak saluran dilanggan, lebih mahal harga langganan bulanannya. Sedang seronok menonton siaran bola secara langsung melalui televisyen, tiba-tiba hujan ribut petir sedang rancak di luar sana, lantas menyebabkan saluran televisyen menjadi gelap gelita, justeru meninggalkan peminat setia bola dalam keadaan terpinga-pinga oleh kerana siaran langsung tergendala!

Bagaimana perkara ini boleh terjadi?

Di sinilah penyelidikan berkenaan komunikasi satelit dapat membawa manfaat kepada masyarakat – untuk meningkatkan keupayaan penghantaran isyarat, tanpa berlakunya masalah ‘siaran tergendala sebentar’.  Malaysia adalah negara tropika yang terletak di garisan khatulistiwa. Secara geografi dan meteorologinya, kita menerima purata hujan tahunan yang tinggi berbanding dengan negara-negara lain yang terletak di kawasan luar garisan khatulistiwa, seperti negara Eropah.

Apakah kaitan hujan dengan ‘siaran tergendala sebentar’? Dalam pemancaran isyarat yang menggunakan frekuensi melebihi 10 GHz, isyarat lebih mudah dilemahkan berikutan saiz gelombang adalah lebih kecil berbanding saiz titisan hujan seperti yang diilustrasikan pada rajah di bawah. Saiz gelombang yang semakin kecil (iaitu pada 60 GHz berbanding pada 3 GHz) akan diserakkan oleh saiz titisan hujan yang lebih besar secara relatifnya. Proses serakan ini melemahkan kekuatan isyarat, menjadikan isyarat satelit yang sampai ke antena satelit TV di rumah kita tidak dapat menerima video secara langsung perlawanan bola sepak itu secara baik.

Tambahan pula, satelit ini terletak 36,000 km jauh dari bumi. Oleh itu, apabila hujan lebat berlaku, besar kemungkinannya isyarat itu akan menjadi lebih lemah disebabkan kesan pudaran (fading), lantas menyebabkan episod ‘siaran tergendala sebentar’ mula berlaku.

Untuk mengatasi masalah ini, beberapa teknik telah dikaji. Antara kajian yang sedang dijalankan oleh penulis ialah mengenalpasti bagaimana kelemahan isyarat ini dapat disesuaikan dan ditingkatkan kekuatannya melalui teknik mitigasi kepudaran (Fade Mitigation Technique – FMT). Antara teknik berkaitan ialah kesesuaian modulasi dan pengekodan (Adaptive Coding Modulation – ACM). Secara prinsipnya dalam teknik ACM, sekiranya isyarat sangat lemah, maka modulasi dan pengekodan yang lebih rendah digunakan; sekiranya isyarat lebih baik,  modulasi dan pengekodan yang lebih tinggi akan digunakan. Selain ACM, kajian FMT yang lain juga diselidik, antaranya ialah penggunaan kepelbagaian frekuensi (frequency diversity) dan kepelbagaian tapak (site diversity). Teknik-teknik pemancaran ini mampu mengatasi kelemahan isyarat,  maka kuranglah episod ‘siaran tergendala sebentar’ disebabkan oleh hujan ribut petir di luar.

Sekarang dengan wujudnya teknologi 5G yang akan dilaksanakan di Malaysia pada tahun 2020 nanti, komunikasi satelit boleh wujud seiring dengan komunikasi tanpa wayar. Bagi kawasan yang tidak dapat dicapai oleh 5G, contohnya kawasan pedalaman di Sabah dan Sarawak, komunikasi satelit boleh menawarkan perkhidmatannya. Penulis dan rakan-rakan telah dan sedang melaksanakan projek penyelidikan berkenaan kewujudan bersama antara 5G dan komunikasi satelit. Projek ini melibatkan bukan sahaja pihak penyelidik daripada universiti, bahkan juga keterlibatan pihak industri dan masyarakat dalam memastikan manfaat daripada teknologi-teknologi komunikasi ini dapat dikecapi oleh pelbagai lapisan masyarakat.

Kajian penulis berkenaan komunikasi satelit ini adalah selari dengan Dasar Angkasa Negara yang dilancarkan pada 17 Februari 2017. Dasar berkenaan menggariskan rasionalisasi mengapa negara kita perlu terlibat dalam kajian berkaitan angkasa, apakah sasaran kita dan bagaimanakah sasaran berkenaan dapat dicapai. Kerangka koordinasi juga dibincangkan, terutamanya penyelarasan sektor angkasa negara secara menyeluruh.

Komunikasi satelit mungkin tidak sehebat komunikasi bergerak seperti 5G, IoT dan seangkatannya. Namun begitu, negara amat memerlukan anak muda untuk terjun ke bidang ini untuk memastikan negara kita mempunyai tenaga mahir/pakar dalam pelbagai bidang termasuk bidang aplikasi dan teknologi angkasa. Bak kata pepatah, biar berpijak di bumi nyata, tetapi langit kita mahu capai!

Penghargaan: Penulis ingin mengambil kesempatan ini untuk mengucapkan jutaan terima kasih kepada rakan-rakan kolaborasi dari Agensi Angkasa Negara (Angkasa), TSGN Bhd, ATSB Bhd, Astro Bhd dan rakan-rakan dari University of Surrey dan Eropah yang terlibat dengan projek EU – Satellite Network of Excellence I dan II (SatNEx I dan II).