BAB II TINJAUAN PUSTAKA

BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Penelitian Terdahulu. Menurut Sri Suhartini Peneliti Bidang Ionosfer dan Telekomunikasi LAPAN tentang Komunikasi Radio HF untuk Dinas Bergerak disampaikan bahwa: komunikasi radio yang dilakukan oleh instansi pengguna bukan hanya antara dua tempat tetap, tetapi juga satuan-satuan bergerak (darat, laut, dan udara). Prediksi frekuensi untuk dinas bergerak dapat dilakukan menggunakan perangkat lunak ASAPS berupa prediksi antara satu tempat tetap dengan area yang telah ditentukan. Prediksi dilakukan untuk dapat memilih frekuensi kerja terbaik (Best Usable Frequency / BUF) diantara set frekuensi yang ada untuk komunikasi dari satu stasion tetap ke satu lokasi dimana stasion bergerak berada. Menurut Sri Suhartini Peneliti Pusat Pemanfaatan Sains Antariksa LAPAN tentang Pemanfaatan prediksi frekuensi Komunikasi Radio HF untuk Manajemen Frekuensi disampaikan bahwa: ketergantungan penggunaan frekuensi HF (3-30 MHz) pada kondisi alam menyebabkan diperlukannya prediksi frekuensi, untuk mendapatkan acuan tentang frekuensi yang baik digunakan untuk

10 berkomunikasi pada suatu saat. Selain itu prediksi frekuensi radio HF dapat dimanfaatkan untuk penjadwalan penggunaan frekuensi, pemilihan frekuensi kerja, dan perencanaan frekuensi kerja. Berdasarkan penelitian yang dilakukan LAPAN (Jiyo, Sri Suhartini, Varuliantos Dear) dengan judul Manajemen Frekuensi Dan Evaluasi Kanal HF Sebagai Langkah Adaptasi terhadap Perubahan Kondisi Lapisan Ionosfer bahwa: Paket program prediksi frekuensi yang akan digunakan untuk manajemen frekuensi dan evaluasi kanal dapat dipilih sesuai dengan kebutuhan lembaga regulator. Berdasarkan dengan hal ini, maka direkomendasikan bahwa paket program ASAPS dapat dijadikan pilihan karena menggunakan indeks ionosfer regional Indonesia dan LAPAN telah memiliki pengalaman penggunaan paket ini. Selain itu, beberapa satuan di lingkungan Mabes TNI dan Polri juga telah memiliki software tersebut sehingga akan lebih mudah melakukan sharing pengalaman. 2.2 Perkembangan Teknologi Informasi. Perkembangan teknologi informasi dapat meningkatkan kinerja dan memungkinkan berbagai kegiatan dapat dilaksanakan dengan cepat, tepat dan akurat, sehingga akhirnya akan meningkatkan produktivitas. Perkembangan teknologi informasi memperlihatkan bermunculannya berbagai jenis kegiatan yang berbasis pada teknologi elektronika. Teknologi telekomunikasi digunakan agar data dapat disebar dan diakses secara global. Kemajuan teknologi informasi dan telekomunikasi begitu pesat, sehingga memungkinkan diterapkannya caracara baru yang lebih efisien untuk, distribusi informasi melalui sarana komunikasi.

11 Dalam kehidupan dimasa mendatang, sektor teknologi informasi dan telekomunikasi merupakan sektor yang paling dominan [5]. Teknologi informasi dan komunikasi merupakan sesuatu yang sudah menjadi bagian tidak terpisahkan dari TNI AL dalam menjalankan tugas menegakkan kedaulatan Negara Kesatuan Republik Indonesia. Teknologi informasi dan komunikasi sudah menjadi sebuah kebutuhan dalam kerja maupun kahidupan sehari-hari TNI AL, ketersediaannya juga sudah mencapai pada hal-hal yang paling rumit dan sederhana dari pengiriman, penyimpanan, pengolahan dan pengiriman data dengan kemampuan jangkauan yang sangat luas. Seiring dengan perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi komando (command) dan pengendalian (control) berevolusi dari C2, C3, C3I, C4I dan C4ISR (Command, Control, Communication, Computer, Intelligence, Surveillance Reconnaisance). Di dalam C4ISR sendiri terjadi proses perintah (command), pengendalian (control), komunikasi (communication) dengan menggunakan informasi dari intelijen (intelligence), pengamatan (surveillance) dan pengintaian (reconnaisance) yang terintegrasi dengan menggunakan komputer (computer) sebagai pengolahnya. Dengan berbasis C4ISR maka fungsi Kodal dapat berjalan lebih cepat dan akurat jika dibandingkan bila komponen tersebut diatas berdiri sendiri [6]. Dihadapkan dengan Laut wilayah yurisdiksi nasional Indonesia sangat luas, sehingga dalam pengawasan dan pengamanan membutuhkan suatu sistem yang komprehensif dengan memadukan Pangkalan dan unsur KRI yang dilengkapi dengan sarana dan prasarana komunikasi yang handal yang didukung

12 dengan penggunaan frekuensi yang tepat sesuai dengan waktu pelaksanaan komunikasi. 2.3 Komunikasi HF. Sesuai dengan doktrin operasi komplek TNI maka suatu sistem komunikasi haruslah memenuhi persyaratan kehandalan dan kekenyalan. Bagi sistem komunikasi jarak jauh disamping telah adanya komunikasi satelit masih diperlukan suatu sistem komunikasi lain sehingga adanya poros ganda dalam prinsip komunikasi dapat terlaksana. Dalam menggunakan sistem komunikasi radio HF faktor yang mempengaruhi dan perlu menjadi bahan pertimbangan adalah: a. Sifat kesederhanaan bahwa sistem komunikasi HF secara teoritis dapat mencapai semua tempat dimuka Bumi, tidak memerlukan prasarana yang terlalu mahal dan simpel, mempunyai mobilitas dan fleksibilitas yang tinggi. Dengan adanya sifat kesederhanaan dari sistem komunikasi HF ini maka biaya investasi dan operasional relatif menjadi rendah. b. Kehandalan salam sistem radio HF mempunyai keterbatasanketerbatasan yang sangat mempengaruhi kehandalannya, seperti sifat propagasi gelombang HF yang tegantung kepada jarak, waktu, cuaca, letak/keadaan geografis dari stasion radio yang bersangkutan [7].

13 2.4 Propagasi Gelombang Radio HF. [8] Pancaran gelombang radio yang berupa gelombang elektromagnetik bergerak menuruti garis lurus. Gelombang radio mempunyai sifat seperti cahaya yang dapat dipantulkan, dibiaskan, direfraksi dan dipolarisasikan oleh lapisan ionosfer dengan kecepatan rambatnya sama dengan kecepatan sinar (300.000 km per detik). Pemantulan dan pembiasan/pembelokan gelombang radio tergantung kepada frekuensinya dan sudut datang gelombang radio terhadap ionosfer. Lapisan ini terletak pada ketinggian 50-500 km diatas permukaan bumi dan terbentuk karena adanya radiasi sinar matahari, serta perbedaan derajat ionisasi pada lapisan ini menghasilkan pembagian ionosfer kedalam beberapa lapisan yaitu: Gambar 2.1 Susunan Lapisan Ionosfer a. Lapisan D. 1) Merupakan lapisan paling bawah dari ionosphere. 2) Ketinggian antara 50 90 km

14 3) Menyerap gelombang dengan frekuensi rendah dan melewatkan gelombang frekuensi tinggi. 4) Ionisasi maksimum pada siang hari dan menghilang pada malam hari. b. Lapisan E. 1) Memantulkan gelombang dengan frekuensi sekitar 20MHz. 2) Ketinggian antara 90 145 km. 3) Tergantung pada frekuensi dan kekuatan lapisan E, suatu sinyal dapat dibiaskan ataupun dapat diteruskan ke lapisan F. 4) Pada malam hari lapisan ini menyusut sehingga sinyal dapat melewati lapisan ini. c. Lapisan F. 1) Dibagi menjadi 2 bagian F1 dan F2 (pada siang hari) 2) Ketinggian antara 160 400 km. 3) Pada malam hari kedua lapisan akan menjadi satu. 4) Memantulkan gelombang dengan fekuensi tinggi (HF) 5) Gelombang dengan frekuensi lebih tinggi (VHF,UHF) akan dilewatkan. 6) Dimanfaatkan untuk pemancaran gelombang AM jarak jauh. Frekuensi yang dipantulkan oleh ionosfer dapat digambarkan sebagai berikut:

15 Gambar 2.2 Pantulan Gelombang Radio. Frekuensi gelombang radio yang mungkin dapat dipantulkan kembali adalah frekuensi yang berada pada range Medium Frequency (MF) 300-3000 Khz dan High Frequency (HF) 3-30 MHz. Perambatan Gelombang angkasa (sky wave) pada komunikasi HF selain dipengaruhi oleh daya pancar dan jarak antar stasion komunikasi juga tergantung pada lapisan ionosfer, dengan lapisan ini maka memungkinkan komunikasi radio jarak yang sangat jauh dapat dicapai dengan daya pancar yang tidak harus besar serta pengaruh hambatan kelengkungan bumi dan benda diatas permukaan bumi dapat diatasi. Karena lapisan ionosfer sangat dipengaruhi oleh aktifitas matahari maka terdapat beberapa vareasi yaitu vareasi harian (24 jam), musiman (bulanan), dan siklus matahari (9-11 tahunan).

16 Gambar 2.3 Perambatan Gelombang Angkasa. Frekuensi gelombang radio HF dipengaruhi oleh lapisan udara E dan lapisan udara F yang setiap bulan dan tiap jam selalu berubah akibat aktivitas matahari maksimum dan minimum, Gelombang radio HF dapat dipantulkan oleh lapisan E dan F tidak hanya satu pantulan tetapi dapat dipantulkan lebih dari satu pantulan tergantung jarak dan kepekatan lapisan E dan F. 2.5 Maximum Usable Frequency (MUF). MUF merupakan batasan frekuensi tertinggi pada gelombang radio HF yang dapat dipantulkan kembali ke bumi pada jarak tertentu. Menurut Geetha Prakash dalam permasalaahan Antenna and Wave Propagation edisi ke-8, MUF dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut: Gambar 2.4 Pancaran Gelombang HF.

17 ɸ = ( ).. (2.1) ɸ = ( ) ( )... (2.2) = ɸ = 1... (2.3) maka: = 1 sin 2 ɸ = cos 2 ɸ... (2.4) Penggabungan rumus (2.2) dengan (2.4) diperoleh: =... (2.5) Untuk mendapatkan fm rumus (2.5) dibalik menjadi: =... (2.6) atau: = 1 + ( )... (2.7) Jadi : = 1 + ( ).. (2.8) Berdasarkan penelitian diperoleh nilai OWF: OWF = 0,85 fm... (2.9)

18 Dimana: fm D fc hv = Maximum Usable Frequency (MUF) = jarak antar stasion radio = frekuensi kritis = ketinggian Ionosfer 2.6 Prediksi Frekuensi HF. Merupakan proses pemilihan frekuensi pada rentang waktu tertentu untuk komunikasi radio dan hal lainnya agar gelar komunikasi radio berjalan dengan lancar. Adapun perangkat yang digunakan dalam proses manajemen frekuensi ini berupa piranti lunak (software) atau buku prediksi frekuensi dan parameter komunikasi radio lainnya, data koordinat geografis atau lokasi stasiun radio (baik stasion tetap maupun yang bergerak), informasi tentang indeks aktivitas matahari (bilangan sunspot) atau ionosfer (indeks T) yang merupakan penggabungan dari nilai aktivitas matahari (sunspot number) dengan frekuensi kritis terhadap lapisan ionosfir tiap bulan (fof2) yang menghasilkan nilai T = 0 (aktivitas matahari rendah) dan T = 100 (aktivitas matahari tinggi). [9] Proses pengolahan data prediksi frekuensi dapat digambarkan sebagai berikut: Gambar 2.5 Diagram Pengolahan Data Prediksi frekuensi

19 Masukan data berupa posisi stasion pemancar, posisi stasion penerima, indeks T, penggunaan antena radio, daya pancar radio, dan pemilihan waktu (tanggal, bulan, dan tahun). Data tersebut diolah oleh komputer dengan software Prediksi Frekuensi yang menghasilkan prediksi frekuensi komunikasi HF berupa Tabel, grafik, frequency planning dan area prediction. Frekuensi gelombang radio yang dipantulkan oleh lapisan ionosfer dari waktu ke waktu selama 24 jam senantiasa berubah, dan perubahan ini disebut vareasi harian. Pola vareasi harian secara umum dapat digambarkan sebagai berikut: Grafik 2.1 Grafik Frekuensi HF 14 12 MUF Frekuensi (MHz) 10 8 6 4 LUF OWF 2 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 Pukul (WIB/WIT/WITA) MUF (Maximum Usable Frequency) OWF (Optimum Working Frequency) LUF (Lowers Usable Frequency) Untuk mempergunakan frekuensi komunikasi HF yang baik antar kota tertentu sebaiknya dipergunakan frekuensi antara MUF (Maximum Usable Frequency) dan LUF (Lowers Usable Frequency) dengan toleransi sebesar 10% dibawah MUF dan 10% diatas LUF yang biasa disebut OWF (Optimum Working Frequency).

20 Adapun fungsi dan kegunaan prediksi frekuensi HF adalah sebagai berikut: a. Perencanaan/pemilihan frekuensi kerja sesuai dengan jarak komunikasi dan waktu komunikasi b. Perencanaan langkah (prosedur) penggunaan kanal/frekuensi. Kanal/frekuensi yang mempunyai peluang berhasil lebih tinggi digunakan lebih dahulu. c. Perencanaan sistem komunikasi radio (jenis antena dan arah antena). 2.7 Automatic Link Establishment (ALE). [10] ALE adalah suatu proses yang dilakukan antara stasiun penerima dan stasiun pemancar untuk mencari frekuensi yang terbaik secara otomatis dari beberapa frekuensi yang sudah diprogram ke dalam satu jaringan ALE (ALE Net). Frekuensi yang diseleksi adalah frekuensi-frekuensi yang sudah diprogram ke dalam sebuah jaringan ALE. Jaringan ALE bisa diprogram sampai dengan 100 frekuensi. Sebuah frekuensi dari jaringan ALE akan dipilih dan dipakai bila kedua stasiun sudah dapat memancar dan menerima data secara baik, hal ini dilakukan dengan cara stasiun pertama mengirimkan data dan bila stasiun kedua telah menerima data tersebut, maka stasiun kedua akan memancarkan sinyal ke stasiun pertama yang merupakan pemberitahuan bahwa data sudah diterima, maka kedua stasiun radio tersebut sudah terhubung atau diistilahkan sudah handshake. Data yang dikirimkan antara kedua stasiun dibagi dalam beberapa paket data (sequence), setiap satu paket data selesai dikirimkan oleh stasiun pertama, maka

21 stasiun pertama akan menunggu sinyal konfirmasi dari stasiun kedua bahwa data sudah diterima. Bila sinyal konfirmasi ini tidak diterima oleh stasiun pertama, maka kedua stasiun radio akan kembali melakukan proses link dengan frekuensi lainnya. 2.8 Topologi Jaringan Komunikasi. [11] Topologi jaringan merupakan teknik untuk menghubungkan perangkat antar stasion radio dalam suatu model komunikasi yang disesuaikan dengan tingkat kepentingan dalam suatu organisasi. a. Topologi Tree. Topologi ini merupakan jaringan bertingkat sesuai hirarki dan digunakan komunikasi antar stasion radio. Gambar 2.6 Jaringan Komunikasi Topologi Tree Pada topologi ini perubahan bentuk suatu suatu kelompok dalam organisasi mudah dilakukan tanpa mengganggu jaringan yang lain dan mudah melakukan control, apabila terjadi kerusakan pada salah satu simpul maka simpul yang lain tidak dapat menghubungi pada simpul yang terputus.

22 b. Topologi Mesh. Merupakan jaringan yang saling terhubung secara mutlak dimana setiap stasion radio akan terhubung ke stasion radio yang tergabung dalam kegiatan operasi dan latihan. Gambar 2.7 Jaringan Komunikasi Topologi Mesh Pada jaringan ini setiap stasion radio akan siap untuk berkomunikasi dengan stasion lain, data/informasi akan langsung dikirim dengan cepat ke stasion tujuan tanpa melalui stasion radio secara hirarki, jika terjadi kerusakan/kegagalan pada salah satu simpul maka dapat dilakukan komunikasi secara estafet melalui stasion radio lain. Jaringan komunikasi ini sangat mendukung kegiatan Kodalops TNI AL karena seruluh unsur yang tergabung dalam suatu kegiatan operasi dan latihan dapat dikendalikan oleh komando atas dan informasi yang disampaikan dapat dengan cepat sampai ke sasaran akhir.