Perpustakaan Digital ITB

Starlink sebagai satelit Low Earth Orbit (LEO) telah melakukan ekspansi pesat seiring dengan keperluan layanan internet di berbagai medan di seluruh dunia. Hal ini menimbulkan risiko interferensi terhadap satelit Geostationary Orbit (GEO) yang beroperasi pada pita frekuensi Ku-band uplink (14-14,5 GHz). Masalah muncul ketika kedua sistem beroperasi secara independen tanpa mekanisme komunikasi aktif sehingga memungkinkan sinyal uplink terminal Starlink diterima secara tidak sengaja oleh Telkom-3S dan menimbulkan interferensi. International Telecommunication Union (ITU) sebagai organisasi telekomunikasi internasional telah menetapkan batas Equivalent Power Flux Density (EPFD) sebesar -160 dBW/m2/40kHz melalui ITU-R Article 22 untuk melindungi layanan GEO, namun proses verifikasi regulasi melalui simulasi numerik konvensional sangat kompleks dan membutuhkan waktu komputasi yang sangat lama, sehingga tidak praktis untuk melakukan operasional dan pengawasan. Penelitian ini bertujuan untuk: 1) membangun dataset interferensi uplink LEO-GEO menggunakan propagasi orbit TLE dan simulasi EPFD berbasis standar ITU-R S.1503, 2) melatih model machine learning Gradient Boosting untuk memprediksi nilai EPFD secara efisien, serta 3) mengevaluasi performa model Gradient Boosting dan membandingkannya dengan model Random Forest sebagai pembanding. Penelitian ini menjawab pertanyaan apakah interferensi dari Starlink benar-benar terjadi terhadap Telkom-3S dan seberapa sering hal tersebut melampaui batas regulasi ITU-R. Metode yang digunakan menggabungkan simulasi radio fisika dengan prediksi berbasis machine learning yang dapat dijalankan secara real-time. Simulasi dilakukan menggunakan data orbit TLE terkini yang diunduh dari CelesTrak. Berbeda dengan penelitian sebelumnya yang menggunakan area berbentuk kotak dengan jarak antar terminal seragam, sebanyak 239 terminal aktif disebar secara acak dalam area layanan berbentuk lingkaran berdiameter 25 km. Ukuran area ini merupakan asumsi skenario simulasi dan bukan merepresentasikan jejak spot beam satelit GEO, yang berdiameter lebih dari seribu kilometer. EPFD dihitung berdasarkan metodologi ITU-R S.1503 dengan langkah waktu 0,25 detik selama 12 jam simulasi yang menghasilkan 172.800 titik data. Langkah waktu ditetapkan berdasarkan ITU-R S.1503 bagian D4.2-D4.5 untuk memastikan bahwa tidak ada ii puncak interferensi yang terlewat akibat pergerakan cepat satelit LEO. Dataset dibagi berdasarkan waktu dengan rasio 80:20 untuk melatih dan menguji model Gradient Boosting menggunakan delapan fitur geometris dan trafik. Hasil evaluasi menunjukkan bahwa model Gradient Boosting menghasilkan RMSE 0,22434 dB dan R2 0,999166 pada data uji. Hasil ini melampaui syarat pemenuhan yang ditetapkan (RMSE<1,5dB dan R2>0,90) dan berada dalam rentang ketidakpastian pengukuran ITU-R S.1512. Rata-rata waktu inferensi sebesar 3,454 detik untuk 34.560 data poin juga memenuhi syarat efisiensi komputasi yang ditetapkan. Hasil simulasi membuktikan bahwa interferensi dari terminal Starlink terjadi secara nyata terhadap Telkom-3S. Hal ini didukung dengan nilai EPFD melampaui batas ITU-R pada 3,3003% waktu simulasi dan nilai puncak mencapai -144,446 dBW/m2/40kHz atau 15,554 dB di atas batas regulasi. Satelit STARLINK-3675 teridentifikasi sebagai kontributor interferensi terbanyak dengan durasi 19,25 detik dalam satu jendela interferensi. Kontribusi penelitian ini mencakup tiga aspek. Pertama, metodologi simulasi dengan distribusi terminal acak dalam area lingkaran yang lebih merepresentasikan kerapatan pengguna nyata dibandingkan penempatan berjarak seragam. Kedua, integrasi simulasi fisika ITU-R S.1503 dengan inferensi Gradient Boosting dalam satu pipeline real-time yang efisien secara komputasi. Ketiga, pengembangan dashboard peringatan dini yang menampilkan jendela interferensi, tingkat keparahan berdasarkan ITU-R S.1655, dan rekomendasi mitigasi secara operasional. Hasil penelitian ini dapat menjadi referensi bagi penelitian interferensi konstelasi LEO lainnya terhadap satelit GEO di Indonesia. Penelitian ini juga dapat memberikan landasan teknis bagi regulator dan operator dalam memastikan pemenuhan batas regulasi ITU secara dinamis.