Konsep Repeater Digital Video Broadcasting-Terrestrial
(DVB-T) Terintegrasi dengan Sistem Peringatan Dini Bencana
Tunggul Arief Nugroho1), Dina Angela2),
Sinung Suakanto3)
Dr. Ir. Sugihartono4)
Departemen Teknik Elektro dan Sistem Komputer
Institut Teknologi Harapan Bangsa
Laboratorium Telekomunikasi Radio dan Gelombang Mikro Institut Teknologi
Bandung Bandung tunggul@ithb.ac.id, dina_angela@ithb.ac.id,
sinung@ithb.ac.id
sugihartono@ltrgm.ee.itb.ac.id
Abstrak
Kegiatan yang dilakukan dalam penelitian ini adalah merancang-bangun perangkat stasiun pengulang sinyal DVB-T untuk menyiarkan peringatan dini bencana yang menjangkau daerah terpencil. Makalah ini memaparkan konsep dari rancang-bangun sistem tersebut. Perangkat stasiun pengulang ini memiliki dua fungsi sekaligus, yaitu sebagai penerus sinyal yang menjangkau daerah terpencil dan sebagai perangkat penyiaran peringatan dini bencana di daerah tempat perangkat ini terpasang. Di dalam perangkat ini, sinyal DVB-T yang diterima dari stasiun pemancar DVB-T didemodulasi ke tingkat baseband kemudian kembali ke tingkat frekuensi kerjanya dengan proses modulasi. Sinyal peringatan dini bencana berasal dari sistem lain, yaitu Sistem Peringatan Dini Bencana. Sinyal ini yang digabungkan dengan sinyal baseband DVB-T ta-di sehingga pemirsa siaran televisi ta-dijital dapat seketika memperoleh berita peringatan ta-dini bencana. Hasil akhir peneilitian ini adalah prototipe perangkat stasiun ulang DVB-T dengan kemampuan menyiarkan sinyal peringatan dini bencana yang siap diproduksi dan dikomersialkan.
Kata kunci : repeater TV dijital, Sistem Peringatan Dini Bencana, OFDM, antena repeater, DVB-T.
1
Pendahuluan
Jumlah penduduk Indonesia yang besar merupakan pasar potensial, banyak investor yang melakukan usaha pada lembaga penyiaran. Jumlah lembaga penyiaran terus bertambah sejak pihak swasta mu-lai diberikan ijin siaran nasional pertama kali pada tahun 90-an. Hal ini ditambah lagi dengan tumbuh-nya stasiun televisi lokal di daerah yang melakukan siaran di hampir setiap kota propinsi. Perkem-bangan ini sangat menguntungkan pemerintah dan
masyarakat. Penerapan sistem televisi dijital akan memberikan peningkatan kualitas performansi, bi-aya operasi yang lebih rendah dengan sistem yang lebih handal dan kemampuan memberikan multi layanan dalam satu kanal TV analog.
Program Insentif RISTEK 2010 (KP-2010-3048) Setelah melakukan uji coba, pemerintah Indone-sia telah menetapkan standard yang akan digunakan, yaitu DVB-T. Alasan adopsi teknologi penyiaran di-jital di Indonesia adalah berdasarkan kelebihan-kelebihannya, seperti:
• Bertambahnya fitur-fitur dan layanan baru seperti data casting dan video on demand. • Efisiensi dalam pemanfaatan spektrum frekuensi
yang hanya seperenam dari TV analog dan daya pancar yang lebih baik.
Salah satu usaha sangat penting untuk mendukung hal ini adalah kegiatan riset yang berhubungan den-gan penyiaran berbasis dijital denden-gan mengacu pa-da arah kebijakan pa-dan prioritas utama Agenpa-da Riset Nasional (ARN) di bidang teknologi informasi dan komunikasi (TIK). Target yang ingin dicapai dalam jangka pendek adalah:
1. Mampu mengembangkan teknologi/industri na-sional masa depan.
2. Mampu mengembangkan pemancar dan pener-ima serta aplikasi pada program penyiaran TV dijital.
Sementara itu negara Indonesia dengan luas wilayah sedemikian besar menyimpan pula potensi bahaya bencana alam, seperti: tanah longsor, letusan gu-nung berapi, gelombang Tsunami, gempa bumi dan lain-lain. Berbagai perangkat peringatan di-ni telah dikembangkan dan terpasang di daerah-daerah rawan bencana; demikian pula instalasi un-tuk penyiaran sinyal peringatan dini, seperti sirene, siaran radio, televisi, dsb. Dengan berkembangnya program televisi dijital, maka secara bertahap sistem siaran televisi dijital diharapkan dapat menjangkau daerah-daerah terpencil.
Perangkat relay atau repeater televisi dijital merupakan perangkat stasiun pengulang untuk meneruskan sinyal TV dijital dari sebuah pemancar televisi dijital ke lokasi tertentu. Cara yang dilakukan di dalam penelitian ini adalah dengan menerima sinyal televisi dari satu pemancar pada satu frekuensi tertentu, melakukan proses deteksi lalu mengemba-likan lagi sinyal hasil deteksi ke bentuk sinyal tele-visi dijital pada frekuensi yang berbeda; yang kita kenal sebagai cara modulasi ulang (re-modulation). Di dalam proses modulasi ulang tersebut, disisip-kan sinyal peringatan dini bencana, sehingga seti-ap penonton siaran televisi dseti-apat secara langsung melihat tayangan peringatan dini bencana tersebut.
Tayangan peringatan dini bencana akan muncul se-cara otomatis seketika dan mengandung petunjuk dalam format
Gambar 1: Arsitektur sistem repeater televisi dijital yang dilengkapi
dengan kemampuan peringatan dini bencana. audio-visual mengenai prosedur evakuasi ter-hadap bencana tersebut. Secara garis besar, arsitek-tur perangkat yang dibuat dapat dilihat pada Gambar 1.
2
Tujuan dan Manfaat
2.1
Tujuan Penelitian
Penelitian desain dan realisasi repeater TV dijital DVB-T terintegrasi dengan Sistem Peringatan Dini Bencana di daerah terpencil ini memiliki tujuan:
1. Merancang dan merealisasikan prototipe perangkat prototipe stasiun penerus (relay,
repeater) televisi dijital dengan standar DVB-T untuk menjangkau daerah terpencil dengan siaran televisi dijital.
(a) Menambahkan pada perangkat repeater yang dibuat dengan kemampuan penyiaran peringatan dini bencana di daerah terpen-cil yang dicakup oleh stasiun repeater terse-but diatas.
(b) Menghasilkan inovasi teknologi yang men-dukung penyiaran berbasis dijital yang memiliki nilai komersial dan dapat menja-di substitusi impor, dalam hal ini stasiun
(c) Mendukung program pemerintah RI, dalam hal ini Departemen Komunikasi dan Informatika dalam kegiatan migrasi sistem penyiaran analog ke dijital.
2.2
Manfaat Penelitian
Salah satu kendala besar pada migrasi penyiaran TV analog ke sistem penyiaran TV dijital adalah mahalnya perangkat transmisi. Harga perangkat transmisi berkisar pada angka 30.000 USD untuk satu perangkat. Selain relatif mahal, perangkat tersebut tidak tersedia di dalam negeri, kebanyakan bergantung pada penyedia teknologi dari luar negeri. Sedangkan pada saat ini terdapat ratusan stasiun
re-laypemancar yang tersebar di seluruh Indonesia. Dengan banyaknya lembaga penyiaran baru, saat ini tercatat sekitar 11 lembaga penyiaran nasional dan lebih dari 100 TV lokal, mengakibatkan persain-gan yang sangat ketat. Sumber pemasukan berupa iklan atas program yang disiarkan membuat lemba-ga penyiaran lebih banyak memberikan prioritas pa-da bagaimana membuat program acara dengan per-ingkat setinggi-tingginya daripada untuk penguba-han perangkat menuju penyiaran dijital. Hanya sa-ja dengan berbagai kelebihan TV dijital dan kelema-han TV analog, serta telah diprogramkannya migrasi ke TV dijital selambat-lambatnya pada tahun 2015 untuk kota besar dan tahun 2020 secara nasional, membuat setiap lembaga penyiaran harus menyiap-kan diri. Hal ini membuka peluang ekonomi yang besar dari pemanfaatan hasil riset.
Apabila teknologi dikuasai oleh sumber daya manusia (SDM) nasional dan perangkatnya dapat dibuat sendiri, maka harga yang ditawarkan dap-at jauh lebih rendah dan akan memberikan man-faat pada dukungan akan kesinambungan pemeli-haraan dan pengembangan teknologi yang digelar. Peluang ekonomi lainnya adalah adanya ketentu-an pemerintah yketentu-ang mensyaratkketentu-an adketentu-anya kompo-nen lokal pada setiap produk teknologi informasi dan komunikasi (TIK) yang dipasarkan di Indone-sia. Apabila kegiatan ini telah selesai, prototipe yang dihasilkan dapat dibuat menjadi chipset dengan melakukan desain rangkaian terintegrasi, sehingga
dapat dilakukan produksi massal dengan harga yang bisa lebih rendah lagi.
3
Digital
Video
Broadcastring
Terrestrial (DVB-T)
3.1
Teknologi DVB-T
Salah satu standar yang cukup populer di Eropa dan negara-negara lain adalah standar DVB (Digital Video
Broadcasting). Data dijital yang digunakan dalam standar DVB merupakan data terkompresi dalam for-mat MPEG-2. Pemilihan forfor-mat kompresi ini dilan-dasi pertimbangan karena kualitas kompresi yang baik dan dari sudut pandang komersial juga mengun-tungkan. Disamping itu format MPEG-2 juga telah menjadi standar dalam sistem video dijital di dunia seperti dalam format DVD[4]. Sebagai sistem yang
open-source, DVB telah mengalami banyak proses penyempurnaan dan selanjutnya terbagi atas beber-apa katagori disesuaikan akan kebutuhan. Saat ini salah satu pengembangan DVB yang menarik adalah penggunaan standar DVB dalam penyiaran televisi dijital terrestrial (DVB-T) dan hand-held (DVB-H) [8].
DVB-T lebih dikenal dengan siaran televisi diji-tal menjadi standar yang banyak dipakai di dunia dan juga tengah diadaptasi di Indonesia karena be-berapa kelebihannya, terutama karena kehandalan DVB-T yang mampu mengirimkan sejumlah besar da-ta pada kecepada-tan tinggi secara point-to-multipoint. Sistem DVB-T, merupakan sistem penyiaran lang-sung dari pemancar bumi (terrestrial) ke pemirsa di rumah. Fungsi pemancar bumi adalah untuk men-transmisikan data dijital MPEG-2 yang telah dimod-ulasi menjadi gelombang VHF/UHF untuk dipancar-kan menggunadipancar-kan antena pemancar. Sistem modu-lasi dijital yang dipakai dalam sistem DVB-T adalah modulasi OFDM (orthogonal frequency division
mul-tiplex) dengan pilihan tipe modulasi QPSK, 16QAM atau 64QAM. Dengan menggunakan sistem ini,
band-widthyang digunakan (sekitar 6 - 8 MHz) dapat men-jadi efisien sehingga memungkinkan pemakaian satu kanal untuk beberapa konten.
3.2
Prinsip Perencanaan Siaran TV
Diji-tal
Ada beberapa hal yang harus diperhatikan dalam perencanaan jaringan TV dijital, yaitu:
1. Perencanaan harus mampu mengakomodasi konversi dari layanan broadcasting analog menuju layanan broadcasting dijital khususnya dalam hal daerah cakupan, sehingga masyarakat yang semula telah menerima siaran analog se-lanjutnya dapat menerima siaran dijital secara berkelanjutan.
2. Perencanaan harus mampu menggunakan mode operasional yang mendukung bit rate serta bit
error rateyang dibutuhkan.
3. Siaran televisi dijital menggunakan pita frekuen-si yang telah ditetapkan ITU untuk kepentingan
broadcasting, yaitu pada VHF-UHF.
4. Kanal yang digunakan untuk transmisi dijital harus memiliki lebar yang sama dengan kanal yang digunakan untuk transmisi analog.
5. Pemancar televisi dijital diupayakan barada dalam satu lokasi dengan pemancar analog, bahkan sebaiknya menggunakan suatu menara dan antena bersama. Hal ini dapat malkan layanan pada area tersebut, memaksi-malkan efisiensi spektrum, mengurangi interfer-ensi terhadap layanan broadcasting lainnya, ser-ta alasan lingkungan dapat memperkecil pen-garuh radiasi terhadap lingkungan.
6. Perencanaan harus sedemikian hingga dapat menghindari terjadinya interferensi terhadap siaran analog yang telah ada[3].
3.3
Arsitektur DVB-T
Arisitektur Sistem Penyiaran TV Dijital dapat dilihat seperti pada Gambar 2. Sistem ini mempunyai pe-mancar DVB-T yang dipancarkan dengan menggu-nakan antena UHF. Bagi pengguna yang masih meng-gunakan TV analog maka masih memerlukan Digital
Set Top Box (STB)yang akan mengkonversikan sinyal TV dijital ke sinyal analog TV.
Bagian-bagian utama dari perangkat repeater tele-visi DVB-T yang terintegrasi dengan Sistem Peringtan Dini Bencana dapat dilihat pada diagram blok pada Gambar 3. Sedangkan fungsi dari sistem pemancar yang mengacu pada standard DVB-T dideskripsikan dalam diagram blok pada Gambar4[8].
Gambar 2: Arsitektur umum sistem penyiaran tele-visi dijital.
Gambar 3: Diagram blok repeater DVB-T terintegrasi dengan Sistem Peringatan Dini Bencana
Program siaran video dan audio yang dihasilkan akan dikodekan dan dikompresi pada blok MPEG-2
source coding. Source coding dan MPEG-2
multiplex-ing (MUX) adalah untuk melakukan kompresi au-dio, video dan multiplexing data menjadi suatu pro-gram streaming. Satu atau lebih dari PS digabung menjadi satu MPEG-2 TS (Transport Stream). Dua TS yang berbeda, misalnya SDTV dan HDTV, dapat ditransmisi ulang bersamaan dengan menggunakan teknik yang disebut Hierarchical Transmission, den-gan menggunakan splitter.
Gambar 4: Diagram blok pemancar DVB-T[8].
4
Metodologi
Kegiatan rancang-bangun repeater TV DVB-T terin-tegrasi dengan Sistem Peringatan Dini Bencana di daerah terpencil ini akan terdiri atas 2 tahap utama, yaitu tahap untuk produksi dan tahap untuk komer-sialisasi. Tahap tersebut diuraikan sebagai berikut:
• Tahap persiapan
Tahap ini merupakan tahap untuk melakukan koordinasi dengan tim peneliti untuk melakukan pembagian tugas dan mematangkan ren-cana penelitian. Termasuk dalam tahap ini adalah melakukan inventarisasi kebutuhan dan menyusun jadwal kegiatan lebih detail.
• Tahap pendefinisian masalah dan pengumpulan data
Masalah dirumuskan sesuai dengan tujuan yang ingin dicapai dan melalui pengenalan lapan-gan dari riset yang akan dilakukan dari stu-di literatur dan melihat konstu-disi eksisting dari teknologi dan sumber daya yang tersedia. Pe-rumusan masalah ini bertujuan agar seluruh tim peneliti dapat mengetahui persoalan yang akan dihadapi selama melakukan riset dan mebuat batasan dari lingkup penelitian. Pengumpu-lan data dikumpulkan berdasarkan studi liter-atur yang telah dilakukan. Pada tahap ini di-lakukan pengumpulan data dan informasi yang berhubungan dengan permasalahan. Pada akhir tahap ini akan disusun laporan singkat men-genai perkembangan yang telah dicapai dan penyusunan makalah.
• Tahap penyusunan spesifikasi
Berdasarkan analisa permasalahan dan infor-masi yang diperoleh dari studi literature teruta-ma standard DVB-T ETSI EN 300 744 teruta-maka da-pat ditentukan spesifikasi dari prototipe yang akan dirancang dan dibuat. Spesifikasi ini akan meliputi spesifikasi, perangkat hardware dan software aplikasi yang dibuat.
• Tahap perancangan sistem repeater televisi diji-tal
Berdasarkan spesifikasi teknis yang telah di-tentukan selanjutnya dirancang konfigurasi sis-tem berupa susunan subsissis-tem-subsissis-tem yang diperlukan.
• Tahap perancangan subsistem penerima DVB-T Bagian subsistem pertama yang dirancang adalah Penerima DVB-T yang terdiri dari pen-guat RF, Rangkaian Mixer, Penpen-guat IF dan De-modulator DVB-T.
• Tahap realisasi subsistem penerima DVB-T Kegiatan dalam tahap ini berupa realisasi dari sub-sistem penerima DVB-T yang sesuai dengan rancangan dalam butir 5. tersebut diatas. • Tahap perancangan subsistem re-modulator
DVB-T
Hasil keluaran penerima berupa sinyal baseband DVB-T akan diumpankan ke bagian berikut-nya, yaitu bagian modulator sebagai perwu-judan proses modulator pada perangkat
re-peater. Perancangan pada tahap ini meng-hasilkan desain modulator TV dijital yang bek-erja pada frekuensi kbek-erja yang berbeda dengan frekuensi kerja sinyal masukan penerima. • Implementasi perangkat keras dan perangkat
lu-nak re-modulator DVB-T
Dalam tahap ini dilakukan implementasi perangkat keras dan perangkat lunak yang diperlukan untuk memfungsikan proses re-modulator yang menggunakan sinyal baseband DVB-T sebagai masukannya.
5
Implementasi Tahap Awal
5.1
Implementasi Prototipe Modul
Sis-tem
Seperti yang telah diuraikan pada bagian sebelum-nya bahwa arsitektur dari sistem yang akan dikem-bangkan adalah seperti pada Gambar 1. Konsep ini direalisasikan ke dalam bentuk prototipe modul un-tuk bagian pemancar DVB-T dan Sistem Informasi untuk BMG (Badan Metrologi dan Geofisika) Server dalam hal penanganan mekanisme pemasukan data-data bencana beserta informasi mitigasinya. Hasil yang telah diperoleh sejauh ini ditunjukkan oleh Gambar 5. Perangkat penerima terdiri dari Digital
Set Top Boxdan televisi analog. Sistem tersebut diim-plementasikan dengan kebutuhan perangkat seperti yang diuraikan pada Tabel 1.
Tahap awal ini direalisasikan dengan menggu-nakan perangkat lunak Stream Player untuk me-mancarkan aliran file-file multimedia. Pada langkah penelitian selanjutnya, tentunya file-file multime-dia ini akan digantikan dengan berupa stream dari DVB-Receiver dan/atau file-file multimedia yang berhubungan dengan mitigasi bencana alam.
File-file multimedia tersebut berformat TS (Transport
Stream) supaya bisa ditransfer oleh DVB-Modulator. Implementasi dari pemancar DVB-T menggunakan komputer yang telah dipasang modul Dectec DT-300[2122] sebagai DVB-Modulator sekaligus sebagai pemancarnya. Perangkat lunak Stream Player akan dikembangkan lagi untuk untuk berfungsi sebagai
crossconnect.
Pengujian sederhana dilakukan dengan menggu-nakan sebuah file berekstensi *.ts untuk dipancarkan. Hasil sementara penerimaan siaran pada TV analog penerima yang telah terhubung dengan set-top-box ditunjukkan oleh Gambar 6.
Tabel 1: Daftar Komponen Sistem yang dibutuhkan
No. Modul Nama
Perangkat dan Fungsi Gambar 1 DVB-Modulator Dectec DT-300™Fungsi: Untuk memodulasikan siaran televisi ke dalam format DVB menggunakan teknik modulasi OFDM. 2 Antena Servis Antena UHFFungsi: Sebagai pemancar siaran ke penerima televisi. 3 Komputer Server 1 set PC ServerFungsi: Menerima interrupt dari BMG dan mengolah interrupt tersebut untuk disisipkan dalam program TV yang sedang berjalan. 4 Set-Top-Box 1 unit
Set-Top-BoxFungsi: Sebagai penerima siaran TV digital dan mengubah formatnya agar bisa diterima oleh TV analog. 5 Penerima Televisi analogFungsi: Menampilkan hasil penerimaan siaran TV dijital.
Gambar 5: Arsitektur implementasi tahap awal.
Gambar 6: Hasil penerimaan TV dari pemancar DVB-T
5.2
Implementasi
Sistem
Informasi
Peringatan Dini
Implementasi Sistem Informasi Peringatan Dini di-lakukan dengan membangun sebuah server dimana pengambil keputusan (asumsi BMG Server) dapat memberikan informasi tentang bencana beserta
file-file atribut lain yang terkait secara online. Oleh karena itu, perlu dibangun suatu sistem informasi yang terkait dengan hal tersebut. Sistem ini dikem-bangkan dengan menggunakan database terpusat dan bisa diakses secara remote menggunakan Internet oleh siapa pun, dalam hal ini adalah para pengam-bil keputusan terkait dengan bencana. Tampilan dari sistem informasi ini dapat dilihat pada Gambar 7.
Menu-menu yang dirancang masih sederhana, yaitu terbatas untuk pemasukan data-data ben-cana untuk bisa ditampilkan/disisipkan pada
re-peater/pemancar DVB-T. Terdapat beberapa atribut pada proses pemasukannya, seperti: judul, waktu ke-jadian, dampak, daerah yang terkena dampak, waktu terkena dampak, tindakan darurat, pesan peringatan
serta mitigasi yang perlu dilakukan. Tampilan dari data-data tersebut seperti pada Gambar8.
Pekerjaan selanjutnya dari penelitian ini adalah membangun sistem penerima DVB-T dan mengem-bangkan sistem Stream Player dengan fitur untuk
crossconnect.. Fungsi crossconnect secara sederhana adalah untuk menyisipkan atau menimpa stream yang aktif dengan informasi-informasi yang terkait dengan bencana. Tahap terakhir adalah menginte-grasikan semua sistem sehingga bisa berfungsi den-gan baik. Pekerjaan ini dapat dilihat seperti pada Gambar 9.
Gambar 7: Tampilan sistem informasi EWS
Gambar 8: Tampilan peringatan bencana
6
Kesimpulan
1. Konsep rancang-bangun repeater DVB-T untuk menyiarkan peringatan dini bencana ini telah direalisasikan ke dalam bentuk prototipe mod-ul sistem pemancar DVB-T dan prototipe sistem
Gambar 9: Skema sistem yang akan dibuat pada tahap berikutnya.
informasi yang telah diuji secara fungsionalitas. Hasil pengujian ini telah dapat digunakan seba-gai tahap awal untuk realisasi tahap berikutnya, 2. Modul sistem untuk penerima DVB-T belum da-pat diintegrasikan dengan sistem informasi de-teksi bencana dini karena masih memerlukan sistem crossconnect-nya.
Acknowledgment
Penelitian ini didanai oleh Kementrian Riset dan Teknologi dalam Program Insentif tahun 2010 (KP-2010-3084).
Daftar Pustaka
[1] ETSI EN 300 744. Digital Video Broadcasting (DVB); Framing Structure, Channel Coding and Modulation for Digital Terestrial Television, vol-ume v.1.5.1. 2004.
[2] et.al. Bertocco, M. Cross-layer measurement for the analysis of a dvb-t system performance at the end user level. In Proc. Of Instrumentation
and Measurement Technology Conference 2006, Sorento-Italy, 2006.
[3] Direktorat Penyiaran Ditjen SKDI Depkominfo. Siaran pers tentang penyiaran digital, 2006. [4] Dewan Riset Nasional (DRN). Agenda riset
na-sional 2006-2009, 2006.
[5] PT. Telemetri Indonesia. TIRMS Brochure. Jakar-ta.
[6] Seamus O’Leary. Understanding Digital
Terrestri-al Broadcasting. Artech House, 2000.
[7] Roger S. Pressman. Software Engineering A
Prac-titioners Approach. McGraw-Hill, 2001.
[8] J.H Stott. The how and why of COFDM. Eu-ropean Broadcasting Union (EBU) Technical Re-port Winter 1998,EBU, 1998.
[9] B. Y.Wu. Digital television terristerial broadcast-ing. 1994.
![Gambar 4: Diagram blok pemancar DVB-T[8].](https://thumb-ap.123doks.com/thumbv2/123dok/4628821.3384790/5.892.168.391.186.336/gambar-diagram-blok-pemancar-dvb-t.webp)
