Radio Komunikasi

APRS (Automatic Positioning/Packet Reporting System)

Kombinasi Perangkat Radio dengan Penerima GPS

Varuliantor Dear (YD0OXH)

Peranan radio komunikasi dewasa ini cukup beragam, mulai dari sebagai sarana komunikasi kegiatan koordinasi rutin hingga sebagai media komunikasi untuk kordinasi disaat keadaan khusus seperti terjadinya bencana alam. Pada rubrik ini dibahas tentang bagaimana peranan radio yang dikombinasikan dengan perangkat penerima GPS. Konsep dan pemanfaatan sistem ini disajikan guna memberikan gambaran sederhana tentang salah satu bentuk pengembangan radio yang bisa dilakukan. Diharapkan dengan adanya tulisan dalam rubrik ini dapat membangkitkan minat pembaca untuk juga mengembangkan perangkat radio yang dimiliki.

Konsep APRS (Automatic Positioning /Packet Reporting System)

Kombinasi perangkat radio komunikasi dengan penerima GPS dikenal dengan sistem APRS. Walaupun kalimat tersebut sepertinya kurang tepat, namun guna memahami secara sederhana tentang sistem APRS, kalimat tersebut umumnya dapat digunakan sebagai pemahaman yang mudah dimengerti. Dalam sistem APRS, penerima GPS dikombinasikan dengan perangkat radio guna memberikan informasi tentang posisi dari lokasi sebuah  stasiun radio. Tentu saja stasiun radio yang menggunakan sistem ini umumnya adalah stasiun radio yang begerak atau mobile station.

Sistem APRS pertama kali diperkenalkan oleh seorang amatir radio ditahun 1984 oleh Bob Bruninga yang memilki callsign WB4APR. Dikarenakan sistem ini cukup menarik dan bermanfaat, maka banyak operator radio yang berusaha menerapkan sistem ini. Bahkan dikalangan organisasi amatir radio seluruh dunia,  beberapa frekuensi khusus disediakan untuk layanan sistem APRS. Dengan alokasi frekuensi khusus tersebut maka setiap orang yang ingin berperan secara aktif maupun pasif, dapat memantau semua informasi dalam sistem tersebut. Tabel 1 menunjukkan frekuensi-frekuensi yang umum digunakan oleh organisasi amatir radio dalam layanan sistem APRS.

Tabel 1. Beberapa alokasi frekuensi untuk sistem APRS

Pita Frekuensi	Frekuensi	Keterangan
HF	10,14 MHz	USB mode
VHF	144,39 MHz	USA, Indonesia
UHF	439.100MHz	Melbourne

Secara sederhana konsep sistem APRS diilustrasikan seperti pada Gambar 1 dibawah ini. Perangkat GPS menerima data dari satelit GPS yang kemudian digunakan untuk mengetahui  informasi tentang lokasi (lintang dan bujur) posisi perangkat penerima GPS. Informasi yang diterima kemudian dipancarkan melalui radio komunikasi yang digunakan pada frekuensi tertentu. Informasi yang dipancarkan melalui radio tersebut kemudian diterima oleh stasiun radio lain dan diproses sehingga informasi yang dikirimkan seperti posisi stasiun radio tersebut dapat diketahui.

Gambar 1. Konsep sederhana sistem APRS

Untuk membangun suatu stasiun APRS, perangkat yang digunakan dapat bedakan berdasarkan fungsi atau sifat stasiun APRS. Untuk stasiun APRS yang bersifat bergerak dengan fungsi sebagai pemberi informasi lokasi stasiun, perangkat yang digunakan setidaknya meliputi; satu set radio transceiver beserta antena, Penerima GPS, dan interface radio dengan GPS yang sering dikenal  sebagai APRS tracker. Sedangkan untuk stasiun APRS yang bersifat stasiun tetap dan berfungsi memberikan informasi lainnya, maka penggunaan perangkat penerima GPS dapat dihilangkan. Contoh  konfigurasi stasiun APRS  berdasarkan jenisnya dijelaskan pada Gambar 2.

Gambar 2. Macam-macam konfigurasi stasiun APRS berdasarkan jenis dan fungsi stasiun

Informasi-informasi yang tersaji pada sistem APRS awalnya hanya dapat diakses melalui penggunaan radio pada frekuensi dan sistem komunikasi yang sama. Namun, seiring meluasnya penggunaan APRS dan berkembangnya teknologi internet, informasi dalam sistem APRS pun dapat dilihat pada alamat website. Dengan memasukan daerah tujuan atau callsign stasiun radio tertentu, informasi yang beredar pada sistem APRS juga dapat diketahui. Hal ini dikarenakan jaringan APRS sudah terintegrasi dengan internet. Terintegrasinya sistem APRS dengan jaringan internet tidak lepas dari berkembangnya organisasi radio amatir secara internasional maupun nasional. Untuk sistem APRS yang digunakan oleh organisasi amatir radio seperti ORARI, alamat website sistem APRS yang dapat diakses melalui jaringan internet adalah www.aprs.fi.

Manfaat Penerapan Sistem APRS

                Terdapat banyak manfaat penerapan sistem APRS yang dapat dirasakan secara langsung. Manfaat yang paling umum digunakan adalah untuk memantau posisi suatu kendaraan. Kendaraan yang telah dilengkapi dengan sebuah stasiun APRS dapat diketahui secara langsung keberadaan atau posisinya secara cepat. Hal ini tentu saja dapat mempermudah koordinasi pada saat tertentu seperti mengarahkan atau memandu kendaraan tersebut disuatu wilayah yang dituju. Selain itu tentu saja dapat juga digunakan untuk memantau gerakan dari kendaraan pribadi pada saat dikendarai oleh orang lain. Contoh bagaimana pemantauan stasiun APRS pada kendaraan yang sedang bergerak terlihat pada Gambar 3.

Gambar 3. Pemantauan posisi kendaraan dalam sistem APRS melalui jaringan internet

Seiring dengan berkembangnya penerapan sistem APRS dikalangan amatir radio, penggunaan APRS juga digunakan untuk penyebaran bentuk informasi lainnya. APRS mulai digunakan untuk penyebaran informasi bermanfaat lainnya seperti kondisi cuaca disuatu wilayah, lokasi gempa, dan informasi jenis  lainnya yang berukuran kecil. Contoh beberapa informasi lain yang tersaji pada sistem APRS dapat dilihat pada Gambar 4.

 Gambar 4. Informasi lain yang juga disampaikan dalam sistem APRS

Untuk stasiun APRS yang berada didaerah bandara, informasi meteorologi seperti cuaca, kelembaban udara, dan kecepatan angin juga disediakan sebagai informasi penunjang. Sedangkan secara khusus, LAPAN saat ini telah mulai menyebarkan informasi kondisi lapisan ionosfer melalui jaringan APRS. Contoh bentuk informasi kondisi ionosfer pada sistem APRS yang disebarluaskan oleh LAPAN ditunjukkan pada Gambar 5.

  

Gambar 5. Informasi kondisi ionosfer melalui jaringan APRS

Penutup

Kombinasi perangkat radio komunikasi dengan penerima GPS merupakan salah satu bentuk pengembangan perangkat radio yang dikenal sebagai sistem APRS. Dengan penerapan sistem APRS, fungsi dan kemampuan radio dapat lebih bermanfaat. Salah satu manfaatnya adalah untuk mengetahui posisi dari stasiun APRS yang bergerak. Selain informasi tersebut, sistem APRS juga sudah mulai digunakan untuk penyebaran informasi lain yang juga bermanfaat seperti lokasi Gempa, kondisi cuaca di stasiun-stasiun APRS tertentu, dan juga kondisi ionosfer. Pertanyaan yang mungkin perlu dijawab adalah apakah kita mau menerapkan sistem tersebut?.  Varuliantor Dear

SISTEM AUTOMATIC LINK ESTABLISHMENT (ALE) ; MENCARI FREKUENSI KERJA RADIO YANG DAPAT DIGUNAKAN SECARA OTOMATIS

Varuliantor Dear (YD0OXH)

                Dalam komunikasi radio HF (3-30 MHz), khususnya propagasi angkasa, penggunaan satu  frekuensi kerja dibatasi oleh kondisi lapisan ionosfer. Sifat lapisan ionosfer yang berubah setiap waktu, mengakibatkan satu frekuensi kerja komunikasi antar dua stasiun radio tidak dapat digunakan selama 24 jam penuh. Oleh karena itu salah satu solusi yang dilakukan adalah dengan menyediakan lebih dari satu frekuensi kerja yang dapat dipilih. Dengan solusi ini, apabila sebuah frekuensi kerja tidak dapat digunakan,  maka dapat digunakan frekuensi lain yang telah tersedia. Tentu saja antara kedua stasiun tersebut frekuensi kerja yang digunakan harus sama agar dapat melakukan komunikasi.

                Untuk beberapa institusi ataupun lembaga tertentu, jumlah frekuensi kerja yang dimilki dapat lebih dari 1 frekuensi. Dengan kondisi tersebut, apabila suatu stasiun melakukan pemindahan frekuensi, maka stasiun radio lawan komunikasi harus ikut menyesuaikan. Namun, jika lebih dari 2 atau 3 frekuensi yang dimiliki tentu saja berdampak pada waktu penyesuaian frekuensi kerja yang hendak digunakan akan berlangsung cukup lama. Stasiun radio lawan komunikasi akan memeriksa satu persatu frekuensi kerja yang dimiliki terutama apabila tidak adanya jadwal yang telah disepakati. Dengan kondisi tersebut, efektifitas waktu untuk mulai berkomunikasi akan menjadi tidak baik atau boros.

                Dalam tulisan kali ini, dibahas tentang suatu sistem yang bekerja secara otomatis memilih frekuensi kerja yang tersedia guna memberikan kemudahan bagi operator radio untuk mulai berkomunikasi. Sistem ini sangat baik digunakan apabila frekuensi yang dimiliki lebih dari 1 frekuensi. Sistem ini dikenal dengan nama sistem Automatic Link Establishment atau disingkat dengan sebutan sistem ALE.   

Mekanisme Sistem ALE

Sistem ALE terdiri dari 2 kondisi yang berbeda, yakni kondisi siaga (standby) dan mencari hubungan komunikasi. Kondisi siaga dalam sistem ALE adalah kondisi dimana radio melakukan pemantauan tiap frekuensi kerja yang dimiliki. Secara otomatis frekuensi yang dimiliki oleh sistem tersebut akan dipantau satu persatu untuk mengetahui apakah ada panggilan yang dilakukan oleh stasiun lain. Jika pada suatu frekuensi tertentu ditangkap sinyal panggil dari stasiun lain, maka radio akan menjawab panggilan tersebut dengan cara mengirimkan secara otomatis sinyal respon (acknowledgement). Sinyal respon tersebut merupakan indikasi bahwa stasiun tersebut dapat menerima sinyal dan siap untuk berkomunikasi.

                Untuk kondisi mencari hubungan komunikasi, sistem ALE akan melakukan pemanggilan atau pengiriman sinyal panggil pada frekuensi-frekuensi yang dimiliki. Satu-persatu frekuensi kerja yang telah di daftarkan dalam sistem ALE tersebut, akan digunakan untuk mengirim sinyal panggil secara otomatis. Setelah sinyal panggil dikirim, stasiun tersebut akan memantau sinyal respon dari stasiun lawan. Apabila tidak diperoleh sinyal respon, maka frekuensi lain yang terdaftar akan digunakan untuk mengirim sinyal panggil dan memantau sinyal balasan. Apabila dari semua frekuensi yang digunakan tidak diperoleh sinyal balasan, maka sistem ALE akan meberitahu operator bahwa saat tersebut tidak dapat dilakukan komunikasi berdasarkan frekuensi yang tersedia didalam sistem.

Secara sederhana mekanisme kerja sistem ALE dapat diilusrasikan pada Gambar 1. Pada Gambar 1.(a) ditunjukkan bagaimana kodisi radio yang berada dalam kondisi siaga. Pada gambar 1 (b) ditunjukkan kondisi radio saat mencari hubungan komunikasi. Sedangkan gambar 1 (c) merupakan kondisi saat suatu komunikasi antar stasiun mulai dilakukan .

  

Gambar 1.  Ilustrasi mekanisme kerja sistem ALE saat (a) Kondisi standby, (b)  melakukan panggilan, dan (c) komunikasi antar 2 stasiun mulai dilakukan

Perangkat Sistem ALE

 Dalam sistem ALE beberapa perangkat yang harus dimiliki antara lain adalah : Antena Broadband, Pengendali radio, dan Pengolah Sinyal.  Antena broadband merupakan antena dengan bandwidth yang cukup lebar, sehingga apabila frekuensi kerja yang digunakan berubah, antena tersebut masih layak digunakan (contoh nilai SWR = 1).  Jenis antena ini sangat mudah diperoleh dipasaran dengan sebutan antena folded dipole.  Bentuk antena folded dipole ditunjukkan pada Gambar 2.

Gambar 2. Bentuk antena folded Dipole.

Perangkat lain yang harus dimiliki dalam sistem ALE adalah berupa pengendali radio dan pengolah sinyal yang merupakan perangkat keras  berbasis sistem komputer. Perangkat pengendali radio ini berfungsi untuk mengendalikan nilai frekuensi kerja radio serta kondisi saat memancar atau menerima. Sedangkan perangkat pengolah sinyal merupakan perangkat yang berfungsi untuk mengolah sinyal guna mengetahui atau menerjemahkan sinyal yang diterima maupun yang hendak dikirim.  Kedua perangkat tersebut dapat berupa komputer umum yang disertai  dengan modem/ TNC radio beserta software sistem ALE. Saat ini kedua perangkat tersebut  telah tersedia dalam bentuk radio dan dijual secara bebas. Perangkat sistem ALE  telah diintegrasikan pada sebuah perangkat radio komunikasi. Pada Gambar 3 ditunjukkan konfigurasi sistem ALE menggunakan PC dan Modem/TNC serta contoh perangkat radio yang sudah terintegrasi dengan sistem ALE.

Gambar 3. (a) Sitem ALE menggunakan PC dan TNC, (b) Perangkat radio ICOM IF-7000 yang telah terintegrasi dengan sistem ALE

Keuntungan penerapan  Sistem ALE

Beberapa keuntungan penerapan sistem ALE pada radio komunikasi adalah kemudahan dalam menentukan frekuensi kerja komunikasi yang hendak digunakan, serta kemampuan untuk mengirim pesan singkat dalam bentuk teks seperti layaknya sms pada telepon. Kemudahan dalam menentukan frekuensi kerja diperoleh karena sistem ini melakukan analisis propagasi yang terjadi pada tiap-tiap frekuensi yang dimiliki. Frekuensi dengan kualitas terbaik akan digunakan sebagai pilihan utama. Metoda proses analisa penentuan frekuensi kerja tersebut dikenal dengan metoda Link Quality Analisis (LQA).

Pengiriman pesan singkat berupa data teks seperti layaknya sms pada telepon selular (handphone), dapat dilakukan karena sistem ini menerapkan sistem komunikasi data melalui radio. Informasi berupa identitas stasiun pemanggil dan stasiun tujuan terlebih dahulu diubah kedalam bentuk data agar dapat diterjemahkan oleh stasiun lawan. Dengan mekanisme sistem tersebut, data teks berupa pesan singkat dapat dilakukan dan juga ditujukan secara khusus pada stasiun yang diinginkan. Stasiun lain yang tidak ditujukan sebagai penerima, tidak akan menerjemahkan informasi yang dipancarkan kendatipun stasiuntersebut menerima sinyal yang dipancarkan.

Secara umum sistem ini sangat menguntungkan. Hal ini didasari karena sistem ini juga dipersiapkan untuk penanganan kondisi bencana alam. Salah satu contoh komunitas yang menggunakan sistem ALE dengan radio konvensional untuk penanganan bencana alam (emergency communication) adalah komunitas HFLink dengan alamat website http:hflink.net. Lapan saat ini telah mendirikan 2  stasiun ALE yang berlokasi di Bandung dan Watukosek. Dengan memanfaatkan jaringan tersebut penelitian yang dilakukan dan pengamatan kondisi propagasi radio secara real time dapat dilihat berdasarkan data tiap-tiap stasiun dan alamat website tersebut.

 Tulisan ini diharapkan dapat menambah pengetahuan dan memotivasi para pembaca agar dapat menerapakan sistem ALE untuk kemudahan komunikasi yang hendak dilakukan. Varuliantor Dear