Untuk pengiriman informasi ke udara bebas,kita membutuhkan
radio komunikasi.Radio ini bukanlah rado komunikasi biasa yang kita
miliki di rumah namun merupakan gabungan dari radio pemancar dan
radio penerima (tranceiver). Komunikasi radio frekuensi tinggi (HF
frequency) yang umumnya disebut dengan radio gelombang pendek
berrarti komunikasi dimana sinyal gelombang radio dipancarkan dari
satu tempat ke ionosfer, kemudian dipantulkan kembali ke suatu tempat
lain di bumi. Ionosfer terdiri dari lapisan-lapisan gas terionisasi yang
terletak pada ketinggian beberapa ratus kilometer diatas permukaan
bumi. Kata frekuensi tinggi merujuk pada jumlah gelombang radio yang
dipancarkan setiap detik, dan hanya digunakan untuk membedakan
sistem jenis ini dengan sistem yang memakai frekuensi yang lebih
tinggi atau lebih rendah. Meskipun keandalan adalah hal yang penting,
ada keuntungan tertentu yang membuat HF dapat digunakan untuk
komunikasi. Sebagai contoh, HF dapat digunkan untuk komunikasi
degan jarak sangat jauh dan antara titik-titik yang dipisahkan oleh
halangan geografis seperti pegunungan. Juga sistem radio HF umumnya
mudah digunkan, dengan sedikit pelatihan,seseorang sudah dapat
menggunakan sistem ini dengan kualitas tertentu. Sebagai tambahan, HF
berperan sebagai perantara antara yang tidak memiliki akses komunikasi
dengan yang mempunyai teknologi lebih maju.
Berikut merupakan macam-macam radio komunikasi yang bisa
dipakai untuk komunikasi radio paket.
• Handheld Tranceiver (HT),merupakan jenis radio komunikasi
yang harganya paling terjangkau. Dengan bentuk yang
kecil,ringan dan dapat dibawa kemana-mana dengan mudah.
Biasanya radio ini bekerja pada dua frekuensi yaitu 144 MHz
dan 430 MHz. HT biasanya memiliki daa pancar 0,5 Watt
sampai dengan 1 Watt. Untuk menjangkau jarak dalam kota
sekitar 5-10 km dapat dilakukan dengan bantuan antena
external. Antena Yagi akan sangat menolong pada jarak yang
agak jauh.
• VHF Mobile Tranceiver (Rig VHF), merupakan sebutan bagi
radio yang tidak dapat dibawa kemana-mana,namun dapat
ditempatkan di suatu ruangan atau mobil. Rig VHF memiliki
frekuensi yang sama dengan HT,tetapi yang membedakannya
adalah daya pancar yang dimilikinya,yaitu berkisar 30 Watt
sampai dengan 100 Watt. Daya pancar sebesar ini membuat
jarak jangkauan rig ini bisa mencapai 50 km Line Of Sight.
• HF mobile Tranceiver (Rig HF), peralatan ini bekerja pada
frekuensi HF (atau bagi orang awam sering dikenal dengan
SW). Dengan daya 50 Watt sampai 250 Watt, rig ini dapat
digunakan untuk berkomunikasi dengan orang yang berada 500
km sampai dengan ribuan km jauhnya dari kita. Masalah utama
di frekuensi HF adalah tingginya noise sehingga diperlukan
teknik dan kesabaran yang lebih tinggi untuk komuniakasi data
atau internet. Di Indonesia sudah dioperasikan gateway radio
paket di frekuensi 7.030 MHz LSB.
2.5.1 Konsep Propagasi Kanal HF dalam komunikasi radio paket
Propagasi gelombang radio HF biasa digunakan untuk
broadcasting, dan juga komunikasi bergerak di laut maupun di udara.
Gelombang radio HF mempunyai rentang frekuensi yang beraneka
ragam, dimana range frekuensi yang biasa dipergunakan untuk
gelombang radio dimulai dari frekuensi tertinggi dari suara, sekitar 20
kHz sampai diatas 30 MHz. Bandwidth mulai dari 3-30 MHz ditetapkan
sebagai range frequency HF dengan panjang gelombang 100-10 m.
Frekuensi HF ini sangatlah sensitif terhadap perubahan dari ionosfer dan
waktu tiap-tiap hari sehingga terdapat variasi rata-rata pada redaman
lintasan.
2.5.1.1 Ground Wave
Ground wave, atau gelombang permukaan yang berjalan dekat
dengan permukaan bumi yang mengakibatkannya menjadi sarana
komunikasi jarak pendek. Ground wave adalah bagian dari gelombang
radio yang secara langsung dipengaruhi oleh permukaan bumi.
Komponen utama yang prinsip dari ground wave adalah:
1. Earth guide surface wave
2. Direct wave
3. Ground reflected wave
4. Space wave
5. Tropospheric – reflected / refracted wave
Penyerapan pada gelombang radio meningkat seiring dengan
besarnya frekuensi yang digunakan untuk propagasi pada range
frekuensi HF yang rendah. Hampir semua sistem komunikasi yang
menggunakan frekuensi diatas 30 MHz memakai sistem Line Of Sight
(LOS), dimana lintasan gelombang radio di arahkan secara langsung
antar transmitter dan receiver. Sistem ini termasuk digunakan pada
stasiun pemancar FM, VHF, UHF, microwave dan sistem satelit.
2.5.1.2 Sky Wave
Sky wave adalah bagian dari total radiasi yang meninggalkan
antena dengan kemiringan tertentu diatas horizon. Sky wave
mendeskripsikan metode dari propagasi sinyal dari satu terminal ke
terminal berikutnya melalui pemantulan dari ionosfer. Kualitas dari
pemantulan ionosfer memungkinkan tercapainya jarak komunikasi
secara global dengan memantulkan sinyal kembali ke bumi pada ajarak
tertentu dan menjaga agar sinyal tersebut tidak terbuang ke luar angkasa.
Sudut pada saat gelombang radio memasuki ionosfer disebut
sudut incidence. Sudut ini dipengaruhi oleh panjang gelombang dan tipe
dari antena transmisi. Gelombang radio akan dipantulkan dengan sudut
yang sama seperti pada saat gelombang datang. Sudut incidence ini juga
merupakan faktor penting dalam penentuan jarak komunikasi.
Sebagai salah satu contoh, propagasi Near Vertical Incidence
Sky-wave (NVIS) adalah jenis mode transmisi di bagian bandwidth HF,
terutama antara 2–10 MHz. Propagasi ini menghasilkan komunikasi
dalam daerah geographical dimana VHF/UHF network repeater belum
secara lengkap dikembangkan atau tidak bisa digunakan sementara,
menggunakan antena dengan sudut yang besar (>80o), ionosfer zenith
teradiasi oleh energi RF. Ruang lingkup radio secara omnidirectional
bisa mencapai jarak sebesar 600 km.
2.5.1.3. Ionosfer
Ionosfer adalah daerah di atmosfer bumi dengan gas dan partikel
elektron bebas, yang berkisar pada jarak 50 km sampai dengan 700 km
(30 – 375 mil) di atas permukaan bumi. Peristiwa ionisasi disebabkan
oleh adanya pengaruh dari radiasi matahari. Elektron bebas inilah yang
bertindak sebagai reflektor terhadap gelombang radio HF, tingkat
kerapatannya bervariasi tergantung ketinggiannya dan waktu siang
ataupun malam hari. Dapat dilihat pada gambar 2.3 dimana pada siang
hari bagian terbawah dari atmosfer jaraknya berkisar 50 – 90 km diatas
permukaan bumi. Sedangkan pada malam hari, karena tidak adanya
pengaruh dari radiasi matahari, maka bagian terbawah dari ionosfer akan
naik hingga lebih dari 100 km diatas permukaan bumi.
Di dalam ionosfer itu sendiri pada dasarnya terdapat tiga buah
layer (lapisan) dengan tingkat ionisasi yang berbeda, yaitu layer D, E, F,
dan untuk waktu tertentu layer F akan terbagi lagi menjadi dua layer
yaitu layer F1 dan F2. Karena sumber ionisasi ini bervariasi baik pada
level energi dan panjang gelombang (frekuensi), sehingga
mempengaruhi kedalaman dari lapisan atmosfer yang berbeda-beda dan
menyebabkan efek ionisasi yang berbeda pula.
Layer ionosfer yang paling berpengaruh pada komunikasi HF
adalah layer D, E, F1 ,F2, dan E sporadis (apabila muncul). Efek ionisasi
radiasi matahari pada sudut zenith (ketinggian dari matahari di langit)
menyebabkan ketinggian dari layer-layer dan tingkat kerapatan (density)
elektron pada setiap waktu akan tergantung pada titik lintangnya.
Berikut adalah ketinggian dari layer-layer ionosfer:
• Lapisan D, 50-90 km, ada pada siang hari, bersifat meredam
gelombang radio.
• Lapisan E, 90-140 km, ada pada siang hari, hilang setelah
matahari terbenam.
• Lapisan F1, 140-250 km, setelah matahari terbenam lapisan
ini hilang, bergabung dengan lapisan F2. Kepadatan elekron
lapisan E dan F1 tergantumg pada radiasi matahari, paling
padat di daerah yang berada tepat di bawah matahari.
• Lapisan F2, 150-250 km malam, 250-300 siang. Lapisan F2
selain dipengaruhi radiasi matahari juga dipengaruhi medan
magnet bumi.
Tingkat ionisasi pada layer-layer memiliki karakteristik yang
berbeda-beda. Ionisasi pada layer D memiliki efek yang paling kecil
terhadap pemantulan gelombang HF, karena layer ini bersifat
memantulkan hanya pada frekuensi rendah. Sedangkan untuk
gelombang radio HF lebih cenderung hanya bersifat meredam (atenuasi)
gelombang radio yang telah dipantulkan oleh layer E, F1 dan F2. Efek
peredaman ini akan berkurang setelah matahari tenggelam karena
adanya rekombinasi dari ion-ionnya.
Pada layer E mempunyai kemampuan untuk memantulkan pada
frekuensi yang lebih tinggi daripada daerah D, dimana pada
kenyataannya layer ini bisa memantulkan pada frekuensi sampai 20
MHz. Tingkat ionisasi pada layer ini akan semakin besar setelah
matahari tenggelam karena adanya rekombinasi pada layer di bawahnya,
dan akan menghilang sekitar tengah malam.
Layer E terbagi lagi menjadi layer Es, disebut juga layer E
sporadis. Propagasi layer E sporadis merupakan awan kecil dengan
ionisasi yang besar, dimana bersifat memantulkan pada frekuensi 25-
225 MHz. Layer E sporadis ini merupakan media pemantul yang paling
efisien dari sinyal HF. Propagasi pada layer ini semakin sering terjadi
selama musim panas dan tengah hari, dan berkurang selama musim
dingin. Pada daerah equator, layer E sporadis hampir selalu muncul pada
tengah hari.
Layer F merupakan lapisan tertinggi pada ionosfer dan
mempunyai tingkat ionisasi paling tinggi dengan variasi cukup besar
tergantung dari tingkat radiasi ultraviolet matahari dan ketinggian
matahari. Pada saat matahari terbit tingkat ionisasi pada layer ini akan
meningkat dan mencapai puncaknya pada siang hari dengan terbaginya
menjadi dua layer, yaitu layer F1 dan F2. Pada malam hari layer F hanya
7 Fahmi, Ismail; Purbo, Onno W., 1999, “Radio Paket Amatir”, Computer Network
Research Group, Institut Teknologi Bandung, Bandung halaman 1
terdiri dari satu layer saja, dikarenakan tingkat ionisasinya semakin
berkurang. Layer ini merupakan bagian yang penting dalam komunikasi
HF untuk jarak jauh sehubungan dengan kemampuannya memantulkan
frekuensi diatas 30 MHz.
radio komunikasi.Radio ini bukanlah rado komunikasi biasa yang kita
miliki di rumah namun merupakan gabungan dari radio pemancar dan
radio penerima (tranceiver). Komunikasi radio frekuensi tinggi (HF
frequency) yang umumnya disebut dengan radio gelombang pendek
berrarti komunikasi dimana sinyal gelombang radio dipancarkan dari
satu tempat ke ionosfer, kemudian dipantulkan kembali ke suatu tempat
lain di bumi. Ionosfer terdiri dari lapisan-lapisan gas terionisasi yang
terletak pada ketinggian beberapa ratus kilometer diatas permukaan
bumi. Kata frekuensi tinggi merujuk pada jumlah gelombang radio yang
dipancarkan setiap detik, dan hanya digunakan untuk membedakan
sistem jenis ini dengan sistem yang memakai frekuensi yang lebih
tinggi atau lebih rendah. Meskipun keandalan adalah hal yang penting,
ada keuntungan tertentu yang membuat HF dapat digunakan untuk
komunikasi. Sebagai contoh, HF dapat digunkan untuk komunikasi
degan jarak sangat jauh dan antara titik-titik yang dipisahkan oleh
halangan geografis seperti pegunungan. Juga sistem radio HF umumnya
mudah digunkan, dengan sedikit pelatihan,seseorang sudah dapat
menggunakan sistem ini dengan kualitas tertentu. Sebagai tambahan, HF
berperan sebagai perantara antara yang tidak memiliki akses komunikasi
dengan yang mempunyai teknologi lebih maju.
Berikut merupakan macam-macam radio komunikasi yang bisa
dipakai untuk komunikasi radio paket.
• Handheld Tranceiver (HT),merupakan jenis radio komunikasi
yang harganya paling terjangkau. Dengan bentuk yang
kecil,ringan dan dapat dibawa kemana-mana dengan mudah.
Biasanya radio ini bekerja pada dua frekuensi yaitu 144 MHz
dan 430 MHz. HT biasanya memiliki daa pancar 0,5 Watt
sampai dengan 1 Watt. Untuk menjangkau jarak dalam kota
sekitar 5-10 km dapat dilakukan dengan bantuan antena
external. Antena Yagi akan sangat menolong pada jarak yang
agak jauh.
• VHF Mobile Tranceiver (Rig VHF), merupakan sebutan bagi
radio yang tidak dapat dibawa kemana-mana,namun dapat
ditempatkan di suatu ruangan atau mobil. Rig VHF memiliki
frekuensi yang sama dengan HT,tetapi yang membedakannya
adalah daya pancar yang dimilikinya,yaitu berkisar 30 Watt
sampai dengan 100 Watt. Daya pancar sebesar ini membuat
jarak jangkauan rig ini bisa mencapai 50 km Line Of Sight.
• HF mobile Tranceiver (Rig HF), peralatan ini bekerja pada
frekuensi HF (atau bagi orang awam sering dikenal dengan
SW). Dengan daya 50 Watt sampai 250 Watt, rig ini dapat
digunakan untuk berkomunikasi dengan orang yang berada 500
km sampai dengan ribuan km jauhnya dari kita. Masalah utama
di frekuensi HF adalah tingginya noise sehingga diperlukan
teknik dan kesabaran yang lebih tinggi untuk komuniakasi data
atau internet. Di Indonesia sudah dioperasikan gateway radio
paket di frekuensi 7.030 MHz LSB.
2.5.1 Konsep Propagasi Kanal HF dalam komunikasi radio paket
Propagasi gelombang radio HF biasa digunakan untuk
broadcasting, dan juga komunikasi bergerak di laut maupun di udara.
Gelombang radio HF mempunyai rentang frekuensi yang beraneka
ragam, dimana range frekuensi yang biasa dipergunakan untuk
gelombang radio dimulai dari frekuensi tertinggi dari suara, sekitar 20
kHz sampai diatas 30 MHz. Bandwidth mulai dari 3-30 MHz ditetapkan
sebagai range frequency HF dengan panjang gelombang 100-10 m.
Frekuensi HF ini sangatlah sensitif terhadap perubahan dari ionosfer dan
waktu tiap-tiap hari sehingga terdapat variasi rata-rata pada redaman
lintasan.
2.5.1.1 Ground Wave
Ground wave, atau gelombang permukaan yang berjalan dekat
dengan permukaan bumi yang mengakibatkannya menjadi sarana
komunikasi jarak pendek. Ground wave adalah bagian dari gelombang
radio yang secara langsung dipengaruhi oleh permukaan bumi.
Komponen utama yang prinsip dari ground wave adalah:
1. Earth guide surface wave
2. Direct wave
3. Ground reflected wave
4. Space wave
5. Tropospheric – reflected / refracted wave
Penyerapan pada gelombang radio meningkat seiring dengan
besarnya frekuensi yang digunakan untuk propagasi pada range
frekuensi HF yang rendah. Hampir semua sistem komunikasi yang
menggunakan frekuensi diatas 30 MHz memakai sistem Line Of Sight
(LOS), dimana lintasan gelombang radio di arahkan secara langsung
antar transmitter dan receiver. Sistem ini termasuk digunakan pada
stasiun pemancar FM, VHF, UHF, microwave dan sistem satelit.
2.5.1.2 Sky Wave
Sky wave adalah bagian dari total radiasi yang meninggalkan
antena dengan kemiringan tertentu diatas horizon. Sky wave
mendeskripsikan metode dari propagasi sinyal dari satu terminal ke
terminal berikutnya melalui pemantulan dari ionosfer. Kualitas dari
pemantulan ionosfer memungkinkan tercapainya jarak komunikasi
secara global dengan memantulkan sinyal kembali ke bumi pada ajarak
tertentu dan menjaga agar sinyal tersebut tidak terbuang ke luar angkasa.
Sudut pada saat gelombang radio memasuki ionosfer disebut
sudut incidence. Sudut ini dipengaruhi oleh panjang gelombang dan tipe
dari antena transmisi. Gelombang radio akan dipantulkan dengan sudut
yang sama seperti pada saat gelombang datang. Sudut incidence ini juga
merupakan faktor penting dalam penentuan jarak komunikasi.
Sebagai salah satu contoh, propagasi Near Vertical Incidence
Sky-wave (NVIS) adalah jenis mode transmisi di bagian bandwidth HF,
terutama antara 2–10 MHz. Propagasi ini menghasilkan komunikasi
dalam daerah geographical dimana VHF/UHF network repeater belum
secara lengkap dikembangkan atau tidak bisa digunakan sementara,
menggunakan antena dengan sudut yang besar (>80o), ionosfer zenith
teradiasi oleh energi RF. Ruang lingkup radio secara omnidirectional
bisa mencapai jarak sebesar 600 km.
2.5.1.3. Ionosfer
Ionosfer adalah daerah di atmosfer bumi dengan gas dan partikel
elektron bebas, yang berkisar pada jarak 50 km sampai dengan 700 km
(30 – 375 mil) di atas permukaan bumi. Peristiwa ionisasi disebabkan
oleh adanya pengaruh dari radiasi matahari. Elektron bebas inilah yang
bertindak sebagai reflektor terhadap gelombang radio HF, tingkat
kerapatannya bervariasi tergantung ketinggiannya dan waktu siang
ataupun malam hari. Dapat dilihat pada gambar 2.3 dimana pada siang
hari bagian terbawah dari atmosfer jaraknya berkisar 50 – 90 km diatas
permukaan bumi. Sedangkan pada malam hari, karena tidak adanya
pengaruh dari radiasi matahari, maka bagian terbawah dari ionosfer akan
naik hingga lebih dari 100 km diatas permukaan bumi.
Di dalam ionosfer itu sendiri pada dasarnya terdapat tiga buah
layer (lapisan) dengan tingkat ionisasi yang berbeda, yaitu layer D, E, F,
dan untuk waktu tertentu layer F akan terbagi lagi menjadi dua layer
yaitu layer F1 dan F2. Karena sumber ionisasi ini bervariasi baik pada
level energi dan panjang gelombang (frekuensi), sehingga
mempengaruhi kedalaman dari lapisan atmosfer yang berbeda-beda dan
menyebabkan efek ionisasi yang berbeda pula.
Layer ionosfer yang paling berpengaruh pada komunikasi HF
adalah layer D, E, F1 ,F2, dan E sporadis (apabila muncul). Efek ionisasi
radiasi matahari pada sudut zenith (ketinggian dari matahari di langit)
menyebabkan ketinggian dari layer-layer dan tingkat kerapatan (density)
elektron pada setiap waktu akan tergantung pada titik lintangnya.
Berikut adalah ketinggian dari layer-layer ionosfer:
• Lapisan D, 50-90 km, ada pada siang hari, bersifat meredam
gelombang radio.
• Lapisan E, 90-140 km, ada pada siang hari, hilang setelah
matahari terbenam.
• Lapisan F1, 140-250 km, setelah matahari terbenam lapisan
ini hilang, bergabung dengan lapisan F2. Kepadatan elekron
lapisan E dan F1 tergantumg pada radiasi matahari, paling
padat di daerah yang berada tepat di bawah matahari.
• Lapisan F2, 150-250 km malam, 250-300 siang. Lapisan F2
selain dipengaruhi radiasi matahari juga dipengaruhi medan
magnet bumi.
Tingkat ionisasi pada layer-layer memiliki karakteristik yang
berbeda-beda. Ionisasi pada layer D memiliki efek yang paling kecil
terhadap pemantulan gelombang HF, karena layer ini bersifat
memantulkan hanya pada frekuensi rendah. Sedangkan untuk
gelombang radio HF lebih cenderung hanya bersifat meredam (atenuasi)
gelombang radio yang telah dipantulkan oleh layer E, F1 dan F2. Efek
peredaman ini akan berkurang setelah matahari tenggelam karena
adanya rekombinasi dari ion-ionnya.
Pada layer E mempunyai kemampuan untuk memantulkan pada
frekuensi yang lebih tinggi daripada daerah D, dimana pada
kenyataannya layer ini bisa memantulkan pada frekuensi sampai 20
MHz. Tingkat ionisasi pada layer ini akan semakin besar setelah
matahari tenggelam karena adanya rekombinasi pada layer di bawahnya,
dan akan menghilang sekitar tengah malam.
Layer E terbagi lagi menjadi layer Es, disebut juga layer E
sporadis. Propagasi layer E sporadis merupakan awan kecil dengan
ionisasi yang besar, dimana bersifat memantulkan pada frekuensi 25-
225 MHz. Layer E sporadis ini merupakan media pemantul yang paling
efisien dari sinyal HF. Propagasi pada layer ini semakin sering terjadi
selama musim panas dan tengah hari, dan berkurang selama musim
dingin. Pada daerah equator, layer E sporadis hampir selalu muncul pada
tengah hari.
Layer F merupakan lapisan tertinggi pada ionosfer dan
mempunyai tingkat ionisasi paling tinggi dengan variasi cukup besar
tergantung dari tingkat radiasi ultraviolet matahari dan ketinggian
matahari. Pada saat matahari terbit tingkat ionisasi pada layer ini akan
meningkat dan mencapai puncaknya pada siang hari dengan terbaginya
menjadi dua layer, yaitu layer F1 dan F2. Pada malam hari layer F hanya
7 Fahmi, Ismail; Purbo, Onno W., 1999, “Radio Paket Amatir”, Computer Network
Research Group, Institut Teknologi Bandung, Bandung halaman 1
terdiri dari satu layer saja, dikarenakan tingkat ionisasinya semakin
berkurang. Layer ini merupakan bagian yang penting dalam komunikasi
HF untuk jarak jauh sehubungan dengan kemampuannya memantulkan
frekuensi diatas 30 MHz.
