Pemanfaatan Radio HF sebagai Alternatif Komunikasi Data pada Sistem Komunikasi Pemerintah Kuspriyanto dan Azdy Elfistoni [email protected] [email protected] Abstrak Gelombang radio HF yang bekerja pada rentang frekuensi 3 MHz sampai dengan 30 MHz dapat dimanfaatkan sebagai alternatif komunikasi data pada Sistem Komunikasi Pemerintah. Peralatan yang dibutuhkan yakni seperangkat peralatan Radio SSB, soundcard yang telah dimodifikasi sehingga dapat berfungsi sebagai modem radio serta PC yang telah dikonfigurasi untuk dapat menjalankan program aplikasi khusus komunikasi data melalui radio HF. Berbagai keuntungan dapat diperoleh bila dibandingkan dengan menggunakan komunikasi data melalui satelit disamping beberapa kelemahan yang ada, sehingga komunikasi data dengan memanfaatan Radio HF dapat dijadikan solusi bagi level Pemerintah Kabupaten dan Kecamatan dalam upaya pemanfaatan kemajuan teknologi informasi menuju era e-government. PENDAHULUAN Perkembangan teknologi informasi yang telah berkembang demikian pesat ternyata belum sepenuhnya dimanfaatkan untuk Sistem Komunikasi Pemerintah terutama pada level Pemerintah Kabupaten dan Kecamatan. Hal ini disebabkan oleh tidak tersedianya anggaran yang memadai untuk penyediaan infrastrukstur telekomunikasi dengan menggunakan satelit yang biaya investasinya relatif mahal. Pada daerah terpencil (kantor kecamatan) yang belum tersedia jaringan telepon, komunikasi antara pemerintah kabupaten dan kecamatan dilakukan melalui surat menyurat dan penggunaan radio dengan penyampaian berita melalui komunikasi suara. Hal ini tentu saja tidak efisien dan efektif mengingat dewasa ini sudah tersedia peralatan-peralatan yang dapat digunakan untuk memanfaatkan radio HF untuk komunikasi data yang juga dapat dikoneksikan ke jaringan internet. Tulisan ini dimaksudkan sebagai alternatif komunikasi data pada Sistem Komunikasi Pemerintah sehingga setidaknya Pemerintah Kabupaten dan Kecamatan telah maju selangkah menuju era e-government dengan memanfaatkan peralatan komunikasi radio yang telah tersedia dan telah lama digunakan untuk komunikasi, dan yang lebih penting biayanya relatif murah. DASAR PEMIKIRAN Jenis Radio Komunikasi yang digunakan untuk komunikasi data adalah Radio Single Side Band (SSB) yang menggunakan gelombang radio High Frequency (HF) dengan rentang frekuensi 3 MHz sampai dengan 30 MHz dan panjang gelombang 10 meter sampai dengan 100 meter. Karakteristik gelombang radio HF adalah memanfaatkan pantulan lapisan ionosfer, yakni daerah pada ketinggian 80 Km sampai dengan 600 Km di atas permukaan bumi. Oleh karena memanfaatkan pantulan lapisan ionosfer, gelombang radio HF dapat mencapai jarak yang yang cukup jauh (ribuan kilometer) tanpa mengunakan repeater (penerus sinyal). Berdasarkan fakta tersebut, komunikasi data dengan menggunakan radio HF memiliki banyak keuntungan, yakni menggunakan gelombang radio yang sama sekali tidak dikenakan biaya koneksi seperti halnya dengan menggunakan teknologi komunikasi melalui satelit, harga peralatan yang digunakan relatif murah serta dapat menempuh jarak yang jauh. Namun demikian juga memiliki beberapa kelemahan yakni kecepatan koneksi yang rendah, hanya berkisar 1200 bps sampai dengan 9600 bps yang hanya cocok untuk aplikasi e-mail dan chat serta tingginya noise yang dapat menghambat kelancaran komunikasi data sehingga diperlukan ketelitian dan kesabaran untuk mengatasi kelemahan tersebut. SISTEM KOMUNIKASI RADIO HF Komponen utama dalam sistem radio HF terdiri dari tiga bagian yakni pemancar, penerima dan antena. Pada radio yang lebih modern pemancar dan penerima berada dalam satu unit yang disebut tranceiver. Pemancar Walau banyak variasi dalam konfigurasi pemancar, pada umumnya memiliki exciter dan power amplifier. Diagram pemancar ditunjukkan dalam gambar 1. Pemanfaatan Radio HF sebagai Alternatif Komunikasi Data pada Sistem Komunikasi Pemerintah 1 Gambar 1. Diagram Pemancar HF Exciter memadukan carrier yang memiliki satu dari sifat amplitudo yakni frekuensi dan fasa yang dimodulasi oleh sinyal dengan frekuensi lebih rendah yang diturunkan dari sumber informasi. Sinyal yang dihasilkan dirubah frekuensinya untuk dipancarkan kembali Power amplifier memperkuat power output dari sinyal menjadi kuat pancar yang diinginkan dan mengirimnya melalui kabel ke antena pemancar. Pemancar juga bisa mempunyai filter yang digunakan untuk membersihkan output. Bandpass filter menghilangkan noise, sinyal palsu dan harmonik yang dibangkitkan di exciter. Proses ini mengurangi interferensi dengan kanal komunikasi yang berdekatan. Penerima Semua sistem penerima HF modern meliputi RF input, filter/amplifier, rangkaian frequency converter dan intermediate frequency (IF) amflifier, demodulator, local ascillator frequency synthesizer (Gambar 2). Penerima memilih sinyal yang dikehendaki lalu memperkuatnya sampai tingkat cukup dan mengembalikan informasi melalui proses demodulasi, dimana sinyal asli yang termodulasi diambil kembali dari modulasi carriernya. Gambar 2. Diagram Penerima HF Untuk menyaring keluar noise dan sinyal yang tidak dikehendaki, bagian RF input dilengkapi dengan tunable preselector (bandpass filter). Sinyal yang difilter, diperkuat dan dikonversi ke frekuensi lain untuk proses selanjutnya. Sinyal yang diterima disaring dan diperkuat lagi dengan frekuensi antara yang berbeda. Penguatan yang terjadi di tingkat ini adalah variabel yang tergantung pada kuat sinyal yang diterima. Dalam hal mengeluarkan suara atau data, demodulator menghasilkan sinyal dengan frekuensi audio yang menjadi interface dengan peralatan tambahan. Oleh karena kuat sinyal input mungkin tidak konstan, tingkat demodulator menghasilkan tegangan yang sesuai dengan level sinyal input RF. Untuk mengkompensasi perubahan pada sinyal, tegangan di feedback ke RF dan IF amplifier untuk automatic Gain Control (AGC), untuk menjaga input ke modulator konstan. Antena Antena adalah elemen yang paling kritis pada sirkit radio. Beberapa istilah yang umum dipakai untuk mendefenisikan antena adalah inpedansi gain, pola radiasi, take-off angle dan polarisasi. Setiap antena mempunyai inpedansi input yang menyatakan beban yang akan diberikan pada pemancar. Impedansi ini tergantung pada banyak faktor, antara lain desain antena, frekuensi kerja dan lokasi antena dalam kaitannya dengan lingkungannya. Gain antena adalah ukuran pengarahan kemampuan untuk memfokuskan energi yang dipancarkan pada arah tertentu. Gain dapat ditentukan dengan membandingkan level sinyal yang diterima dengan antena tersebut terhadap level yang akan diterima bila menggunakan antena isotropik, yang arah pancarnya sama kesemua arah. Gain dinyatakan dalam dBi, dimana semakin besar angka dBi semakin besar pula kemampuan mengarahkannya. Gain antena pemancar secara langsung mempengaruhi kebutuhan power pemancar. Bila antena omnidirectional digantikan dengan antena directional dengan gain 10dBi, pemancar 100 Watt akan menghasilkan power pancar efektif yang sama dengan pemancar 1 KW. Pengguna radio harus mengerti pola radiasi antena untuk sinyal pancar optimal. Pola radiasi ditentukan oleh desain antena dan sangat mempengaruhi oleh lokasinya dalam kaitan dengan kondisi permukaan bumi, pohon-pohon dan bangunan. Pada umumnya pola antena tidak seragam tergantung lobe (area dengan radiasi kuat) dan null (area dengan radiasi rendah). Pola ini umumnya dinyatakan secara grafis dalam bentuk plot pada bidang horizontal dan vertikal (Gambar 3), yang menunjukkan gain antena sebagai fungsi sudut elevasi (plot vertikal) dan azimut (plot horizontal). Pola radiasi tergantung frekuensi, dimana plot pada frekuensi yang berbeda diperlukan untuk menentukan karakteristik secara lengkap pola radiasi antena. Pemanfaatan Radio HF sebagai Alternatif Komunikasi Data pada Sistem Komunikasi Pemerintah 2 Personal Computer yang digunakan tidak memerlukan spesifikasi yang tinggi, minimal dengan menggunakan mikroprosesor 486DX atau compatible, namun lebih baik lagi bila menggunakan PC dengan spesifikasi lebih tinggi. PC dengan spesifikasi yang lebih tinggi akan dapat dimanfaatkan untuk komunikasi data dengan lebih optimal. Gambar 3. Pola Radiasi Antena Hal yang paling mendasar dalam komunikasi radio adalah mengetahui cara untuk mendapatkan kemungkinan terbesar, dimana dan kapan dibutuhkan untuk membangkitkan dan memancarkan sinyal. Kebanyakan pemancar didesain untuk memberikan power output dan efisiensi maksimum kedalam beban 50 Ω. Beberapa antena seperti antena log periodik dapat memberikan beban 50 Ω ke pemancar untuk rentang frekuensi yang luas. Antena ini umumnya dapat dihubungkan langsung ke pamancar. Antena lain seperti dipole, whips dan long-wire mempunyai impedansi yang bervariasi terhadap frekuensi dan lingkungannya. Dalam kasus ini, digunakan antena tuner atau coupler. Alat ini disisipkan antara pemancar dan antena untuk memodifikasi karakristik beban terhadap pemancar sehingga power maksimum dapat dipancarkan dari pemancar ke antena. PERANGKAT KOMUNIKASI DATA YANG DIGUNAKAN DAN KARAKTERISTIKNYA Perangkat yang digunakan untuk komunikasi data terdiri dari perangkat keras dan perangkat lunak, yakni : • Perangkat keras : Personal Computer (PC), radio komunikasi, antena, Modem Radio atau Soundcard (Kartu Suara). • Perangkat lunak : Sistem Operasi dan Program Aplikasi Gambar 4. Perangkat Komunikasi Data Personal Computer (PC) Radio Komunikasi Radio yang digunakan untuk komunikasi data merupakan gabungan dari radio pemancar (transmitter) dan radio penerima (receiver), dalam hal ini disebut dengan radio transceiver. Beberapa jenis radio komunikasi yang dapat digunakan untuk komunikasi data antara lain : • Handheld Transceiver (HT) atau disebut juga dengan radio 2 meteran. Jenis Radio ini biasanya bekerja pada frekuensi 144 MHz dan 430 MHz dan memiliki daya pancar 0,5 – 1 Watt. Dengan menggunakan antena eksternal jenis radio ini dapat menjangkau jarak 5 – 10 Km. • VHF Mobile Tranceiver (Rig VHF), bekerja dengan frekuensi sama dengan HT namun memiliki daya pancar yang lebih besar yakni 30 – 100 Watt, dengan daya pancar yang lebih besar jenis radio ini dapat menjangkau jarak 50 Km. • HF Mobil Transceiver (Rig HF), bekerja pada frekuensi 3 – 30 MHz dengan daya pancar 50 – 250 Watt. Radio ini dapat menjangkau jarak ribuan kilometer. Ketiga jenis radio komunikasi tersebut biasanya digunakan sebagai sarana komunikasi untuk berbagai kegiatan. Namun pembahasan akan difokuskan pada jenis Radio High Frekuensi (HF) yang biasa disebut Pesawat Radio Single Side Band (SSB), karena jenis ini biasanya lebih sering digunakan sebagai sarana komunikasi Pemerintah Kabupaten dan Kecamatan. Antena Fungsi antena adalah untuk melepas sinyal listrik dari radio menjadi medan elektromagnetik ke ruang bebas bila digunakan sebagai antena pemancar, demikian juga sebaliknya bila digunakan sebagai antena penerima. Ditinjau dari bentuknya, antena dapat diklasifikasikan dalam bentuk Windem, Dipole, Long-Wire, Yagi, Qubical Quad dan Inverted-V. Sedangkan bila ditinjau dari pola perambatan gelombang/ polarisasi, antena dapat diklasifikasikan 2 jenis yakni antena omni Directional (vertikal) dan antena Directional (Horizontal). • Antena Vertikal, antena jenis ini memiliki polarisasi pancaran arah ke atas, dimana gelombang akan dipantulkan dan diterima di tempat tertentu. Untuk gelombang radio HF, Pemanfaatan Radio HF sebagai Alternatif Komunikasi Data pada Sistem Komunikasi Pemerintah 3 gelombang akan dipantulkan oleh lapisan ionosfer sehingga mencapai tempat penerimaan yang jaraknya bisa mencapai ratusan, bahkan ribuan kilometer. Macam-macam antena vertikal adalah antena ground plane atau dikenal juga dengan istilah payung rusak, Astro Plane, Ringo, Sigma Four dan jenis antena mobil seperti Comet, K40, Sagant, Diamond, Hoksin dll. • Antena Horizontal, antena jenis ini memiliki spectrum pancar horizontal yang harus diarahkan sehingga gelombang yang merambat mencapai media pantul dan akan dipantulkan kembali dan diterima di tempat tertentu berdasarkan arah sudut pancar baik azimut maupun elevasinya. Macammacam antena horizontal adalah Dipole, Yagi, Delta Loop, Cross Yagi dan Qubical Quad. Dalam hal ini, pada perangkat radio Ibukota Kabupaten menggunakan antena vertikal vertikal jenis payung rusak. Hal ini dimaksudkan gelombang radio dapat diterima dari berbagai arah. Sedangkan perangkat radio di Ibukota Kecamatan menggunakan antena jenis Dipole, hal ini dimaksudkan agar gelombang radio dapat dipancarkan lebih mengarah dan dapat diterima dengan baik di Ibukota Kabupaten. Modem Radio Modulator-Demodulator (Modem) adalah alat yang digunakan untuk melakukan modulasi dari sinyal digital menjadi sinyal analog dan dikembalikan lagi dari sinyal analog menjadi sinyal digital. Alat ini diperlukan karena komputer hanya mengenal sinyal digital yaitu 0 dan 1 (ada atau tidak adanya tegangan listrik), sedangkan peralatan radio dan telepon hanya mengenal sinyal analog berupa frekuensi suara. Modem radio telah dirancang khusus untuk disambungkan dengan peralatan radio komunikasi yang memiliki sambungan ke microfon, speaker dan alat push-to-talk (PTT). Modem radio mutlak dibutuhkan untuk dapat melaksanakan komunikasi data digital dengan menggunakan radio HF. Beberapa modem radio yang dapat digunakan antara lain Terminal Node Controller (TNC) dan Baycom Modem. TNC dan Baycom Modem dapat diganti dengan menggunakan kartu suara (soundcard) sebagai alternatif modem radio. Berbagai tipe kartu suara dapat dimanfaatkan sebagai modem radio, antara lain ESS 1868/868, Genius Soundmaker, Soundblaster Pro/16/16PnP, Vibra 16, AWE 32/64 dan Sound Commander. Bila dibandingkan dengan menggunakan TNC dan Baycom Modem penggunaan kartu suara sebagai modem radio memiliki beberapa keuntungan, yakni mudah didapat, harga murah, lebih sedikit setup dan konfigurasi serta memiliki 2 kecepatan koneksi sekaligus yaitu 1200 bps dan 9600 bps. Perangkat Lunak Untuk dapat menjalankan komunikasi data digital diperlukan PC yang memiliki sistem operasi dan program aplikasi khusus. Beberapa sistem operasi dapat digunakan antara lain Microsoft Windows 95/98, Linux Mandrake 9.0 serta MS-DOS. Sedangkan program aplikasi yang dapat digunakan antara lain Flexnet (http://www.afthd.tudarmstadt.de/~flexnet/index.html), AGWPE (http: //www.raag.org/sv2agw/inst.htm) serta Network Operating Sistem (NOS) ftp://ftp.ucsd.edu/. Dalam hal ini, sistem operasi yang digunakan adalah microsoft windows 95 dan program aplikasi Flexnet. Hal ini dimaksudkan agar komputer yang memiliki spesifikasi rendah dapat menjalankannya lebih optimal. KONFIGURASI DAN INSTALASI Protokol AX.25 dan TCP/IP Metode komunikasi data melalui transmisi gelombang radio atau disebut juga radio paket adalah konsep komunikasi data dimana data komputer yang panjang akan dikirimkan dalam panggalan paket data yang pendek. Paket data yang pendek ini kirim melalui switch yang akan mengatur berbagai hal tentang pengiriman paket-paket tersebut. Dalam hal ini, proses switching dilakukan dengan menggunakan protokol AX.25 (Amatir X.25) yang merupakan modifikasi dari protokol komunikasi X.25. Protokol ini merupakan aturan terdefenisi yang harus diikuti untuk melakukan komunikasi data melalui radio. Dengan adanya protokol AX.25, frekuensi yang dipakai bisa digunakan oleh beberapa pihak dalam satu waktu untuk berkomunikasi secara bergantian. Protokol selanjutnya yang akan memegang peranan penting adalah Transmission Control Protokol (TCP) dan Internet Protokol (IP) atau disebut TCP/IP. Dengan protokol ini jaringan radio dapat berhubungan dengan semua host yang ada di internet dan menjalankan layanan internet E-mail, File Transfer Protokol (FTP), Telnet, Newsgroup dll. Dalam aplikasi jaringan radio paket, protokol TCP/IP ditumpangkan diatas protokol AX.25. Dengan penumpangan ini maka aplikasi TCP/IP dapat dijalankan dengan jaringan jaringan radio paket. Untuk mengidentifikasi sebuah komputer yang terkait ke jaringan internet digunakan IP Adress (Alamat IP), dimana tidak boleh ada sebuah host di dalam jaringan internet yang memiliki Alamat IP yang sama. Pada jaringan amatir radio diseluruh Pemanfaatan Radio HF sebagai Alternatif Komunikasi Data pada Sistem Komunikasi Pemerintah 4 dunia digunakan Alamat IP Kelas A 44.x.x.x, sedangkan di Indonesia digunakan Alamat IP Kelas B 44.132.x.x. Instalasi Perangkat Keras Setelah semua peralatan disiapkan, dilakukan instalasi semua komponen-komponen-komponen perangkat keras. PC dipasangkan ke modem radio/kartu suara dan dihubungkan ke pemancar radio. Modem radio memiliki tombol PTT untuk memerintahkan pemancar mentransmisikan sinyal, setelah tombol ini ditekan maka informasi dikirimkan. Pada modem kartu suara tidak memiliki mekanisme PTT tersendiri, untuk itu harus diatasi dengan cara menambah rangkaian elektronika sederhana yang dinamakan PTT Circuit. PTT Circuit ini berfungsi menyalakan PTT pada pemancar sehingga data siap ditransmisikan. Modem kartu suara akan memberitahukan rangkaian PTT melalui beberapa cara, yaitu melalui port paralel dan port serial. Instalasi Perangkat Lunak Untuk dapat menjalankan komunikasi data diperlukan seperangkat PC dengan instalasi Micrososoft Windows 95/98 dengan program aplikasi Flexnet. Flexnet berfungsi mengatur hubungan komunikasi data pada protokol AX.25. Untuk dapat dihubungkan ke internet diperlukan protokol TCP/IP. Program aplikasi Flexnet dapat di download http://www.afthd.tupada alamat darmstadt.de/~flexnet/ index.html berupa file kompresi dengan ukuran kurang dari 1 MB. File-file yang diperlukan antara lain PCF.LZH, FLEX95.LZH, FLEX95IP.LZH, SM.LZH dan BCT.LZH. File-file tersebut diletakkan pada folder akar, misalnya C:\FLEXNET. Dalam hal memfungsikan kartu suara sebagai modem, diperlukan pengaturan pada hardware profiles pada sistem operasi microsoft windows 95/98, pilih tombol Start|Setting|Control Panel, lalu pilih tab Device Manager dan akan muncul jendela System Properties lalu pilih jenis Original Configuration. Perangkat keras yang dipakai untuk menjalankan modem radio adalah soundcard dan port PTT baik serial, paralel, maupun game. Perangkat keras ini akan digunakan oleh Flexnet untuk menjalankan tugasnya sebagai modem radio. Instalasi hardware profile diperlukan untuk pengaturan-pengaturan pada file config.sys dan autoexec.bat. Pengaturan pada file-file ini dimaksudkan agar perintah-perintah dapat dijalankan secara otomatis. Setelah langkah-langkah diatas dilakukan, instalasi yang perlu dilakukan juga agar modem radio dapat dipakai untuk aplikasi-aplikasi internet adalah instalasi protokol TCP/IP. Ada tiga bagian penting dari protokol TCP/IP yang harus ditambahkan yaitu IP Adress komputer, IP Adress gateway tujuan dan informasi Domain Name System (DNS). KESIMPULAN Dari uraian tersebut, dapat disimpulkan bahwa radio HF yang selama ini digunakan untuk sarana komunikasi suara, ternyata dengan sedikit biaya dan pengetahuan bidang teknologi informasi dapat dimanfaatkan sebagai alternatif komunikasi data. Pemanfaatan teknologi ini perlu untuk ditindaklanjuti lebih lanjut dalam rangka menyongsong era e-government, sehingga diharapkan pemanfaatan teknologi informasi tidak hanya dominasi wilayah perkotaan yang telah memiliki fasilitas telekomunikasi relatif memadai dibandingkan dengan wilayah perdesaan. Berbagai kegiatan yang dapat dilakukan dengan memanfaatkan radio HF untuk komunikasi data pada Pemerintah Kabupaten dan Kecamatan antara lain : • Penghitungan suara Pemilihan Presiden, Gubernur dan Bupati. • Administrasi kepegawaian. • Pelaksanaan Diklat dan Pendidikan Jarak Jauh. • Penanggulangan bencana alam. • Koneksi ke internet dengan menggunakan aplikasi e-mail dan chating DAFTAR PUSTAKA [1] Behrouz A. Forouzan, “TCP/IP Protokol Suite Second Edition”, McGraw-Hill Companies, 2003. [2] Haris Corporation, “Radio Communications in The Digital Age, Volume One : HF Technology”, 1996. [3] Haris Corporation, “Radio Communications in The Digital Age, Volume Two : VHF/UHF Technology”, 2000. [4] http://www.afthd.tu-darmstadt.de/~flexnet/ index.html [5] http://www.bungo.go.id [6] http://www.depdagri.go.id [7} http://www.ditjen-otda.go.id [8] http://www.harris.com [9] http://www.indonesia.go.id [10] http://www.raag.org/sv2agw/inst.htm [11] James E. Goldman dan Philip T. Rawles, “Aplied Data Communcations : A BussinesOriented Approach Third Edition”, Jhon Wiley & Sons, 2001. Pemanfaatan Radio HF sebagai Alternatif Komunikasi Data pada Sistem Komunikasi Pemerintah 5 [12] Kelompok Penelitian Ionosfer dan Propagasi Gelombang Radio – Bidang Ionosfer dan Telekomunikasi, Pusat Pemanfaatan Sains Antariksa LAPAN Bandung, “Materi Pelatihan Managemen Frekuensi dan Teknis Komunikasi Radio”, 2004. [13] Lembaga Penerbangan dan Antariksa Nasional (LAPAN), “Proceeding Seminar LAPAN, Joint LAPAN-DLR Workshop on Telecommunication and Computer Networking”, 1994. [14] Onno W. Purbo & Affan Basalamah, “Internet Radio Paket : Membangun Internet dalam Windows dengan Soundcard Modem”, Elex Media Computindo, Maret 2000. [15] R.L. Brewster, “Data Communication and Networks 3”, The Institution of Electrical Engineers, United Kingdom, 1994. Kuspriyanto, Dosen Program Magister Teknik Elektro – Institut Teknologi Bandung. Azdy Elfistoni, Mahasiswa Program Magister Teknik Elektro Bidang Khusus Teknologi Informasi - Institut Teknologi Bandung. PNS pada Sub Bagian Sandi dan Telekomunikasi Daerah - Bagian Informasi, Komunikasi dan Keprotokolan Sekretariat Daerah Kabupaten Bungo. Pemanfaatan Radio HF sebagai Alternatif Komunikasi Data pada Sistem Komunikasi Pemerintah 6