LAPORAN KEMAJUAN
PENGABDIAN KEPADA MASYARAKAT
DANA BOPTN ITS 2015
WORKSHOP PERANCANGAN SISTEM KOMUNIKASI DIGITAL BERBASIS SOFTWARE DEFINED RADIO SEBAGAI PENDUKUNG KEGIATAN
PENDIDIKAN KEJURUAN DAN VOKASI DI SURABAYA
Tim Pengabdi:
Prasetiyono Hari Mukti, ST, MT. (0013098401) Prof. Ir. Gamantyo Hendrantoro, M.Eng, Ph.D (0011117003)
Dr. Ir. Puji Handayani (0010056605) Dr. Ir. Achmad Mauludiyanto, MT (0003096109)
Ir. Gatot Kusrahardjo, MT (0028045904)
Sesuai Surat Perjanjian Pelaksanaan Pengabdian Masyarakat No. 020728.109/IT2.11/PN.08/2015
LEMBAGA PENELITIAN DAN PENGABDIAN KEPADA MASYARAKAT INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER
HALAMAN PENGESAHAN
PROGRAMPENGABDIANKEPADAMASYARAKAT DANA BOPTN ITS
Judul Pengabdian Workshop Perancangan Sistem Komunikasi Digital Berbasis Software Defined Radio Sebagai Pendukung Kegiatan Pendidikan Kejuruan dan Vokasi Di Surabaya
Ketua Tim Pengabdi Nama Lengkap . NIDN Jabatan Fungsional Program Studi NomorHP Alamat email Anggota 1 Nama Lengkap NIDN Perguruan Tinggi Anggota2 Nama Lengkap NIDN Perguruan Tinggi Anggota3 Nama Lengkap NIDN Perguruan Tinggi Anggota4 Nama Lengkap NIDN Perguruan Tinggi
Prasetiyono Hari Mukti, ST, MT, M.Sc
0013098401
Tenaga Dosen
Teknik Elektro - FTI- ITS
08122261733
prasetiyono@elect-eng.its.ac.id
Prof Ir. Gamantyo Hendrantoro, M.Eng, Ph.D
0011117003
Institut Teknologi Sepuluh Nopember
Dr. Ir. Puji Handayani
0010056605
Institut Teknologi Sepuluh Nopember
Dr. Ir. Achmad Mauludiyanto, MT
0003096109
Institut Teknologi Sepuluh Nopember
Ir. Gatot Kusrahardjo, MT
0028045904
Institut Teknologi Sepuluh Nopember
Tahun Pelaksanaan Biaya Tahun Berjalan Biaya Kes~an
.<I'
Tahun ke 1dari rencana 1tahun Rp. 19.500.000,00
RINGKASAN
Saat ini, Teknologi Informasi dan Komunikasi (TIK) berkembang dengan sangat pesat. Berbagai macam teknologi sistem telekomunikasi telah banyak ditawarkan untuk memberikan kemudahan dalam melakukan pertukaran informasi di mana saja, kapan saja, dan kepada siapa saja. Perkembangan TIK yang sangat pesat ini tentu harus diimbangi oleh hadirnya tenaga-tenaga ahli yang tidak hanya mampu mengikuti perkembangan teknologi tersebut, melainkan memberikan kontribusi inovasi bagi perkembangan teknologi tersebut.
Tak dapat dipungkiri, perjalanan pendidikan di Indonesia yang bertujuan untuk menghasilkan tenaga-tenaga ahli tersebut ternyata menemui berbagai kendala. Tak terkecuali, Jalur Pendidikan Kejuruan dan Vokasi yang bertujuan memberikan pengetahuan praktis bagi lulusannya terhadap suatu teknologi. Pendidikan kejuruan yang terimplementasi dalam bentuk Sekolah Menengah Kejuruan (SMK) maupun Pendidikan Vokasi yang terimplementasi dalam bentuk Program Diploma mengalami berbagai terkendala untuk menghadapi pesatnya perkembangan teknologi tersebut.
Permasalahan utama yang muncul di dalam proses pembelajaran di pada satuan pendidikan kejuruan dan vokasi adalah (1) keterbatasan akses informasi atau pengetahuan mengenai perkembangan teknologi sistem telekomunikasi terkini dan (2) keterbatasan fasilitas pengajaran untuk memberikan pemahaman dan pengalaman praktis para siswa terhadap konsep teknologi yang sedang dipelajarinya. Di lain pihak, perguruan tinggi sebagai sebuah instusi pendidikan di Indonesia memiliki akses yang lebih luas terhadap informasi perkembangan teknologi, khususnya teknologi sistem telekomunikasi.
Oleh karena itu, untuk menjembatani kesenjangan informasi tersebut, maka diusulkan sebuah proses transfer pengetahuan dalam bentuk workshop. Di dalam workshop ini pun, para peserta diberikan pengalaman praktis mengenai penerapan sebuah teknologi sistem telekomunikasi berbasis software-defined radio (SDR).
Dengan diadakannya workshop ini diharapkan dapat membangkitkan kesadaran di dalam diri peserta untuk tidak hanya menjadi pengguna pasif suatu teknologi. Selain itu, melalui workshop ini diharapkan dapat memberikan kontribusi terhadap peningkatan kualitas sumber daya manusia dalam bentuk pengalaman praktis sebagai bekal untuk bersaing dalam dunia global.
Sampai dengan Laporan Kemajuan ini disusun, blok diagram dasar dalam perancangan sistem telekomunikasi di dalam platform SDR sudah ditentukan. Blok diagram dasar tersebut terdiri dari sistem pemancar dan sistem penerima. Sistem pemancar dan penerima ini telah dibangun menggunakan perangkat lunak LabVIEW yang diintegrasikan dengan perangkat keras Universal Software Radio Peripheral (USRP). Selain itu, target peserta kegiatan workshop ini pun telah ditentukan yaitu para mahasiswa program studi D3 Teknik Elektro, Fakultas Teknologi Industri, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS).
Langkah berikutnya yang akan dilakukan adalah melakukan finalisasi konfigurasi perangkat lunak yang digunakan untuk mendukung simulasi perancangan sistem telekomunikasi, penyusunan modul untuk workshop kit dan pelaksanaan kegiatan workshop.
PRAKATA
Puji dan syukur kehadirat Allah S.W.T. berkat limpahan rahmat dan nikmatnya, sebagian tahapan usaha tim pelaksana untuk merealisasikan kegiatan pengabdian kepada masyarakat yang berjudul:
“Workshop Perancangan Sistem Komunikasi Digital Berbasis Software Defined Radio Sebagai Pendukung Kegiatan Pendidikan Kejuruan dan Vokasi Di Surabaya”
telah berjalan dengan baik. Kegiatan pengabdian kepada masyarakat ini dapat terlaksana atas dukungan dari LPPM ITS melalui Dana BOPTN 2015, serta berbagai pihak yang terkait dalam pelaksanaan penelitian.
Untuk itu semua, kami menyampaikan terima kasih yang tak terhingga, semoga hasil kegiatan pengabdian ini dapat bermanfaat dan dapat memberikan arahan yang lebih jelas bagi kegiatan-kegiatan pengabdian berikutnya, sehingga dapat memberikan kontribusi yang berarti bagi pembangunan sumber daya manusia di Indonesia.
Surabaya, Agustus 2015 Tim Pengabdi
DAFTAR ISI
HALAMAN PENGESAHAN ... i RINGKASAN ... ii PRAKATA ... iii DAFTAR ISI ... iv DAFTAR GAMBAR ... v DAFTAR TABEL ... v BAB I PENDAHULUAN ... 1 1.1 Latar Belakang ... 11.2 Perumusan Konsep dan Strategi Kegiatan ... 2
1.3 Tujuan, Manfaat, dan Dampak Kegiatan yang Diharapkan ... 2
1.3.1 Tujuan Kegiatan ... 2
1.3.2 Manfaat dan Dampak Kegiatan ... 2
BAB II TARGET DAN LUARAN ... 3
2.1 Target Kegiatan ... 3
2.2 Luaran Kegiatan ... 3
BAB III METODE PELAKSANAAN ... 4
3.1 Strategi ... 4
3.2 Rencana Kegiatan ... 4
3.3 Keberlanjutan ... 5
BAB IV KELAYAKAN PERGURUAN TINGGI ... 6
4.1 Profil Institut Teknologi Sepuluh Nopember ... 6
4.2 Deskripsi Laboratorium Pelaksana Penelitian ... 7
BAB V HASIL YANG DICAPAI ... 8
5.1 Hasil Pengabdian dan Capaian Luaran Sementara ... 8
5.2 Hasil Studi Literatur ... 8
5.2.1 Sistem Telekomunikasi ... 8
5.2.2 Teknologi Software Defined Radio (SDR) ... 12
5.2.3 Universal Software Radio Peripheral (USRP) ... 13
5.2.4 Perancangan dan Implementasi Sistem Telekomunikasi ... 14
5.3 Kendala yang dihadapi dan Solusinya ... 16
BAB VI RENCANA TAHAPAN BERIKUTNYA ... 17
6.1 Rencana Kerja Selanjutnya ... 17
BAB VII KESIMPULAN DAN SARAN ... 18
DAFTAR PUSTAKA ... 19 Lampiran 1 LOG BOOK KEGIATAN
Lampiran 2 LAPORAN KEUANGAN
Lampiran 3 DAFTAR LUARAN PENELITIAN Lampiran 4 SALINAN DESKRIPSI LUARAN
DAFTAR GAMBAR
Gambar 5.1 Blok Diagram Sistem Telekomunikasi ... 8
Gambar 5.2 Alternatif bentuk sinyal informasi (a) Asap dan (b) Morse untuk sistem komunikasi konvensioinal, serta (c) sinyal analog dan (d) sinyal digital untuk sinyal informasi modern ... 9
Gambar 5.3 Bentuk-bentuk sinyal yang terjadi dalam proses modulasi ... 11
Gambar 5.4 Blok Diagram Dasar Sistem Telekomunikasi ... 14
Gambar 5.5 Perangkat USRP (a) Tampak Luar dan (b) Tampak Dalam ... 15
Gambar 5.6 Diagram Blok Sistem Pemancar ... 15
Gambar 5.7 Diagram Blok Sub Sistem Penerima ... 15
DAFTAR TABEL
Tabel 1 Spesifikasi bandwidth dan samplingrate USRP NI-2922 [6] ... 14BAB I PENDAHULUAN
1 sjdh1.1
Latar Belakang
Teknologi Informasi dan Komunikasi (TIK) saat ini sedang berkembang dengan sangat pesat. Berbagai macam teknologi telekomunikasi telah hadir dalam menawarkan berbagai kemudahan dalam melakukan pertukaran informasi, baik melalui kabel maupun nirkabel. Kemudahan dalam melakukan pertukaran informasi di mana saja, kapan saja, dan kepada siapa saja tentu akan menjadi pilihan utama para pelanggan yang memiliki mobilitas aktivitas tinggi. Selain itu, kemudahan dalam mengakses berbagai layanan dalam satu perangkat komunikasi pun menjadi pilihan yang tidak terlewatkan oleh para pengguna jasa layanan telekomunikasi.
Di sisi lain, berkembangnya teknologi software-defined radio (SDR) dengan keunggulan berupa fleksibilitas dan kemampuannya untuk diprogram ulang mendorong perkembangan sistem telekomunikasi radio berbasis SDR. Dengan memanfaatkan SDR dalam pengembangan teknologi sistem telekomunikasi ini memberikan fleksibilitas dalam merancang sistem sesuai dengan spesifikasi perancangan yang diharapkan. Hal tersebut menyebabkan perancang
prototype sistem telekomunikasi dapat merancang berbagai jenis sistem dalam satu platform dengan harga yang relatif rendah.
Perkembangan TIK yang sangat tinggi tersebut, tentu harus didukung oleh tersedianya tenaga-tenaga ahli yang mampu mengikuti bahkan memberi kontribusi inovasi terhadap perkembangan TIK tersebut. Salah satu sarana yang dapat mendorong lahirnya tenaga-tenaga ahli tersebut adalah pendidikan. Melalui suatu sistem pendidikan inilah, setiap orang dapat terbentuk karakter keingintahuan untuk menelusuri konsep dasar dari suatu teknologi, kemudian berkontribusi untuk kemajuan lebih lanjut.
Di Indonesia, melalui Sistem Pendidikan Nasional yang dirancang untuk mengembangkan kemampuan dan kecerdasan warga Negara memiliki beberapa jenis pendidikan yang dapat ditempuh, salah satunya adalah Pendidikan Kejuruan yang terimplementasi berupa satuan pendidikan Sekolah Menengah Kejuruan (SMK) maupun Pendidikan Vokasi yang terimplementasi berupa dalam program pendidikan diploma. Tujuan dari dilaksanakannya Pendidikan Kejuruan dan Vokasi adalah untuk menghasilkan lulusan yang sudah memiliki keterampilan spesifik, sehingga siap untuk memasuki lapangan kerja pada level tertentu. Standar kompentesi lulusan tersebut dapat dicapai melalui serangkaian proses pembelajaran yang terimplementasi dalam bentuk kurikulum.
Akan tetapi, pengembangan kurikulum yang dapat menyesuaikan dengan perkembangan terbaru suatu teknologi tidak dapat berjalan dengan mulus. Banyak kendala yang dihadapi, di antaranya adalah keterbatasan akses informasi atau pengetahuan mengenai perkembangan suatu
teknologi dan keterbatasan sarana pendukung proses pembelajaran di lingkungan SMK maupun satuan pendidikan tinggi yang memiliki program diploma.
Oleh karena itu, untuk mengurangi kesenjangan pengetahuan mengenai perkembangan teknologi terkini dari sistem telekomunikasi, diperlukan suatu wahana yang dapat menjadi jembatan terhadap kesenjangan tersebut. Selain itu, diperlukan pula pendampingan berkala untuk memberikan pengalaman praktis mengenai implementasi suatu teknologi sistem telekomunikasi.
1.2
Perumusan Konsep dan Strategi Kegiatan
Konsep kegiatan yang dilaksanakan dalam program ini, dapat dirumuskan sebagai berikut,
1. Apa bentuk wahana atau sarana yang tepat agar aktivitas peningkatan pengetahuan dapat berjalan dengan baik?
2. Bagaimana mekanisme pelaksananaan pendampingan agar peserta kegiatan dapat memperoleh pengalaman praktis yang memadai?
1.3
Tujuan, Manfaat, dan Dampak Kegiatan yang Diharapkan
1.3.1 Tujuan Kegiatan
Tujuan yang ingin dicapai dalam program kegiatan ini adalah sebagai berikut,
1. Membangkitkan kesadaran mengenai pesatnya perkembangan teknologi komunikasi digital.
2. Memberikan stimulus agar tidak hanya menjadi pengguna pasif suatu teknologi telekomunikasi, melainkan juga memberi kontribusi inovasi terhadap pemanfaatan teknologi telekomunikasi.
3. Memberikan pengalaman praktis mengenai implementasi atau penerapan teknologi terkini.
1.3.2 Manfaat dan Dampak Kegiatan
Selain tujuan jangka pendek, melalui program kegiatan ini diharapkan dapat pula memberi manfaat dan dampak terhadap peserta untuk jangka waktu yang lebih lama. Manfaat dan dampat tersebut dapat berupa peningkatan kualitas sumber daya manusia dalam bentuk pengalaman praktis sebagai bekal untuk bersaing dalam dunia global.
BAB II TARGET DAN LUARAN
2 Sdjfhs2.1
Target Kegiatan
Target dari pelaksanaan kegiatan pengabdian kepada masyarakat ini adalah terlaksananya workshop bagi para siswa SMK atau mahasiswa Program Pendidikan Vokasi di Surabaya, khusunya SMK atau Program Pendidikan Vokasi yang memiliki fokus kejuruan di bidang Teknologi Informasi dan Komunikasi. Workshop ini berisi pembahasan mengenai implementasi sebuah teknologi sistem telekomunikasi dengan software-defined radio (SDR). Kegiatan ini diharapkan dapat menjadi sarana bagi para peserta untuk meningkatkan pengetahuan dan kemampuan praktisnya dalam penerapan teknologi terkini.
2.2
Luaran Kegiatan
Akhir dari Kegiatan Pengabdian Masyarakat ini diharapkan dapat menghasilkan keluaran berupa,
1. Modul Panduan Implementasi Sistem Telekomunikasi berbasis software-defined radio (SDR).
Modul ini, selain digunakan sebagai media pembelajaran dalam kegiatan pengabdian ini, diharapakan dapat pula digunakan sebagai panduan dalam penerapan sistem telekomunikasi yang lebih lanjut.
2. Publikasi Pengabdian masyarakat, baik dalam bentuk jurnal, makalah, atau tulisan populer.
Publikasi kegiatan pengabdian pada masyarakat ini dilakukan sebagai upaya pertanggungjawaban tim pelaksana atas penggunaan dana APBN.
BAB III METODE PELAKSANAAN
3 sjdh3.1
Strategi
Permasalah mendasar yang dialami oleh mayoritas satuan pendidikan di Indonesia, khususnya SMK dan perguruan tinggi pelaksana pendidikan vokasi di Surabaya, adalah sebagai berikut
1. Keterbatasan akses informasi atau pengetahuan mengenai perkembangan teknologi layanan telekomunikasi terkini
2. Keterbatasan fasilitas pengajaran untuk memberikan pemahaman dan pengalaman praktis para siswa terhadap konsep teknologi yang sedang dipelajarinya.
Di lain pihak, perguruan tinggi pelaksana pendidikan akademik sebagai sebuah institusi pendidikan di Indonesia memiliki akses yang lebih banyak terhadap perkembangan teknologi sistem telekomunikasi beserta fasilitas-fasilitas pendukungnya.
Berdasarkan permasalahan utama baik di SMK maupun perguruan tinggi pelaksana pendidikan vokasi dan potensi yang dimiliki di atas, maka diperlukan suatu sarana yang dapat menjadi jembatan sosialisasi mengenai perkembangan terkini suatu teknologi sistem telekomunikasi beserta pengalaman-pengalaman praktis mengenai penerapan teknologi tersebut.
Workshop merupakan salah satu sarana yang dapat digunakan untuk menjadi jembatan penghubung transfer pengetahuan antara pihak pelaksana program pendidikan akademik dan pihak pelaksana program pendidikan kejuruan maupun vokasi. Di dalam workshop ini, tidak hanya melakukan transfer pengetahuan secara teoritis, melainkan juga pengalamam praktis mengenai penerapan teknologi tersebut. Agar pelaksanaan workshop ini menjadi efektif, maka diperlukan langkah strategis sebagai berikut
1. Berkoordinasi dengan pihak pelaksana program pendidikan kejuruan atau vokasi untuk merumuskan materi dan metode pelaksanaan workshop yang tepat.
2. Penyiapan modul materi yang menjadi landasan dalam pelaksanaan workshop 3. Penyiapan mini test-bed sebagai sarana pendukung pembelajaran peserta workshop.
3.2
Rencana Kegiatan
Kegiatan workshop ini akan dilaksanakan dalam bentuk, 1. Pemaparan teknologi sistem telekomunikasi terkini
2. Demonstrasi penerapan teknologi sistem multimedia berbasis software-defined radio.
3.3
Keberlanjutan
Untuk menjaga efektivitas dalam mendukung pelaksanaan proses belajar mengajar di SMK maupun perguruan tinggi vokasi mengenai teknologi sistem telekomunikasi, maka dapat direncanakan sebuah tindak lanjut sebagai berikut
1. Penerapan e-learning sebagai pendukung proses belajar mengajar 2. Pelatihan berkala kepada para siswa dan tenaga pengajar.
BAB IV KELAYAKAN PERGURUAN TINGGI
4 sdjfhs4.1
Profil Institut Teknologi Sepuluh Nopember
Kampus ITS Sukolilo menempati areal seluas 180 hektar dengan luas bangunan seluruhnya kurang lebih 150.000 m2. Selain itu terdapat Kampus Manyar yang dipergunakan oleh Program D-3 Teknik Sipil dengan luas bangunan 5.176 m2 dan Kampus ITS Cokroaminoto yang dipergunakan untuk magister manejemen serta beberapa lembaga kerjasama dengan luas bangunan 4.000 m2.
Staf Pendukung
Mempunyai staf pengajar sebanyak 1012 orang yang terdiri dari 28 orang profesor, 133 orang doktor, 434 orang master dan lainnya sarjana lulusan perguruan tinggi terkemuka di luar dan dalam negeri serta profesional di bidangnya, menjadikan ITS sebagai sumber acuan perguruan tinggi lain di kawasan Indonesia Timur.
Staf non akademik berjumlah 1101 orang yang tersebar pada berbagai bagian administrasi mulai dari rektorat sampai jurusan-jurusan, selain ada yang bertugas di laboratorium-laboratorium.
Kapasitas Mahasiswa
Jumlah mahasiswa ITS yang terdaftar pada tahun ajaran 2002/2003 berjumlah 17.672 mahasiswa yang terdiri dari 21 mahasiswa Program Doktor, 1.605 mahasiswa Program Magister, 11.666 mahasiswa Program Sarjana, 4.270 mahasiswa Program D-3 dan Politeknik serta 110 mahasiswa Program D-4. Sampai saat wisuda ke-86 Maret 2003, ITS telah meluluskan sebanyak 37.208 wisudawan. Mereka terdiri dari 1.389 program magister, 22.833 program sarjana, 12.841 program D-3 dan Politeknik, 145 Program D-4 Teknik Kesehatan Lingkungan dan Politeknik.
Kapasitas Akademik
Sampai tahun 2003, ITS memiliki 5 Fakultas dengan 4 Program Doktoral, 12 Program Magister, 22 jurusan/program studi tingkat sarjana (10 jurusan diantaranya juga menyelenggarakan program ekstensi S-1 atau lintas jalur), 6 Program Studi D-3 (5 program diantaranya juga menyelenggarakan program ekstensi D-3), 2 Program Studi D-4 dan 2 Politeknik dengan 8 Program Studi (seluruhnya juga menyelenggarakan program ekstensi).
4.2
Deskripsi Laboratorium Pelaksana Penelitian
LABORATORIUM ANTENA DAN PROPAGASI – LAB B306Gedung B306, Kampus ITS Keputih, Sukolilo, Surabaya – 60111
Laboratorium Antena dan Jaringan yang menempati ruangan laboratorium B306 adalah salah satu laboratorium yang ada di Jurusan Teknik Elektro ITS Bidang Studi Telekomunikasi Multimedia. Laboratorium Antena dan Propagasi ini dikepalai oleh Dr. Ir. Achmad Mauludiyanto, MT, dengan anggota yang juga berperan sebagai dosen pengajar yaitu Prof. Ir. Gamantyo Hendrantoro, M. Eng, Ph.D, Dr. Ir. Puji Handayani, MT, Devy Kuswidiastuti, ST, MT, Dr. Eko Setijadi, ST. MT, dan Prasetiyono Hari Mukti, ST, MT. Selain itu, laboratorium ini mempunyai beberapa asisten untuk mata kuliah Elektronika Telekomunikasi serta Antena dan Propagasi dan asisten praktikum untuk mata kuliah Dasar Sistem Telekomunikasi.
Laboratorium ini memiliki beberapa topik untuk penelitian baik Tugas Akhir maupun Thesis yaitu :
• Rekayasa Sistem Antena dan Gelombang Mikro • Sistem Telekomunikasi Multiterminal
• Sistem Komunikasi berbasis SDR • Sistem Radar
Laboratorium Jaringan Telekomunikasi juga melaksanakan beberapa pelatihan seperti: • Training Perancangan Antena
• Training Software Defined Radio (SDR)
Koordinator laboratorium di Lab Antena dan Propagasi bertugas untuk mengkoordinasikan dan mensinergikan seluruh kegiatan lab, mulai dari praktikum, riset, penelitian, training, dan kegiatan lab yang lain.
BAB V HASIL YANG DICAPAI
5 sjdh5.1
Hasil Pengabdian dan Capaian Luaran Sementara
Capaian sementara dalam kegiatan pengabdian ini adalah berupa studi literatur, perancangan sistem pemancar dan penerima di dalam platform SDR. Kedua capaian sementara tersebut akan dijelaskan pada subbab-subbab berikutnya.
5.2
Hasil Studi Literatur
Subbab ini membahas mengenai secara ringkas berbagai tinjauan pustaka yang terkait dengan kegiatan penelitian ini yang meliputi, sistem telekomunikasi dan teknologi SDR.
5.2.1 Sistem Telekomunikasi
Dalam proses perancangan, pada umunya sistem telekomunikasi secara keseluruhan tersusun dari beberapa komponen besar, yaitu
1. Sumber Informasi 2. Transmitter-Receiver 3. Media Transmisi 4. Transducer
Gambaran menyeluruh dari sistem telekomunikasi dalam bentuk blok diagram, diilustrasikan pada Gambar 5.1.
Informasi
Media Transmisi
Transducer TransducerPemancar
Penerima
Informasi- Wire / kawat / kabel - Wireless / radio / optik
Pengirim Penerima
5.2.1.1
Sumber Informasi
Sebagaimana makna dari sistem telekomunikasi yang berperan dalam memindahkan informasi dari suatu titik ke titik lainnya, maka salah komponen utama dari sistem telekomunikasi adalah sumber informasi. Sumber informasi ini dapat berupa tanda-tanda, isyarat, tulisan, gambar, suara ataupun bunyi. Di dalam sistem telekomunikasi, sumber informasi ini kemudian direpresentasikan dalam bentuk sinyal informasi. Beberapa contoh bentuk sinyal informasi diilutrasikan pada Gambar 5.2.
Gambar 5.2 Alternatif bentuk sinyal informasi (a) Asap dan (b) Morse untuk sistem komunikasi konvensioinal, serta (c) sinyal analog dan (d) sinyal digital untuk sinyal informasi modern
Di dalam sistem telekomunikasi modern, berdasarkan karakateristiknya, sumber informasi dapat dikategorikan menjadi [1],
1. Informasi data (www, file transfer, e-mail dsb.), dengan karakteristik, a. Tidak sensitif terhadap delay
b. Harus error free ketika sampai di penerima (sensitif terhadap error) 2. Informasi voice, dengan karakteristik,
a. Sensitif terhadap delay
b. Tidak perlu error free ketika sampai di penerima (tidak sensitif terhadap error) 3. Informasi video, dengan karakteristik,
a. Serupa dengan voice, hanya memerlukan bandwidht yang lebih lebar
5.2.1.2
Transducer
Komponen berikutnya dari sistem telekomunikasi adalah transducer. Transducer
adalah suatu komponen yang dapat mengubah besaran fisik seperti suhu, atau getaran menjadi besaran listrik seperti tegangan atau kuat arus, yang biasanya digunakan untuk
merepresentasikan suatu sinyal informasi listrik. Transducer pun dapat berfungsi sebaliknya, yaitu mengubah besaran listrik menjadi besaran fisik.
5.2.1.3
Transmitter-Receiver
Transmitter-Receiver merupakan komponen di dalam sistem telekomunikasi yang berperan mengolah sinyal informasi menjadi gelombang elektromagnetik, atau sebaliknya. Transmitter dan receiver inilah yang kemudian memancarkan atau menerima sinyal informasi dalam bentuk gelombang elektromagnetik. Jika ditelusuri lebih dalam, transmitter dan receiver ini tersusun dari beberapa komponen yang lebih kecil dengan fungsinya masing-masing, seperti encoding-decoding dan modulasi-demodulasi.
Modulasi adalah proses perubahan suatu gelombang periodik menjadi suatu sinyal mampu membawa suatu informasi melalui perubahan amplitudo, fasa, atau frekuensi [2]. Dengan proses modulasi, suatu informasi dapat dimasukkan ke dalam gelombang pembawa berupa gelombang sinus dengan frekuensi yang lebih tinggi. Pada modulasi analog, sinyal analog membawa informasi dalam bentuk gelombang kontinyu. Sedangkan modulasi digital, membawa informasi dalam bentuk sinyal diskrit yang merupakan deretan bilangan biner. Terdapat tiga parameter kunci pada suatu gelombang sinusiuodal yaitu amplitudo, fase dan frekuensi. Ketiga parameter tersebut dapat dimodifikasi sesuai dengan sinyal informasi untuk membentuk sinyal yang termodulasi.
Modulasi terhadap sinyal informasi yang akan ditransmisikan dilakukan dengan tujuan sebagai berikut,
1. Menghindari Interferensi
2. Meminimalisasi Ukuan Antena (Pembuatan Antena) 3. Mempermudah melakukan penataan frekuensi 4. Mempermudah perancangan perangkat.
Dalam proses modulasi, terdapat beberapa terminologi dasar yang sering dasar, yaitu 1. Sinyal informasi
Biasa disebut juga sebagai sinyal pemodulasi, merupakan sinyal dasar yang berisi informasi yang akan ditransmisi melalui suatu kanal. Sinyal informasi ini biasanya berada pada frekuensi yang relatif rendah.
2. Sinyal pembawa (carrier signal)
Sinyal pembawa merupakan sinyal ditumpangi oleh sinyal informasi untuk dapat ditransmisikan melalui suatu kanal. Frekuensi dari sinyal pembawa ini biasanya relatif lebih tinggi daripada sinyal informasi yang ditumpangkan.
3. Sinyal termodulasi (modulated signal)
Sinyal termodulasi merupakan sinyal hasil modulasi yang akan ditransmisikan melalui suatu kanal.
Gambar 5.3 Bentuk-bentuk sinyal yang terjadi dalam proses modulasi
Parameter gelombang radio yang mempengaruh terhadap proses modulasi adalah: 1. Amplitudo
2. Frekuensi 3. Phasa
Dari bentuk sinyal informasi yang ditransmisikan dan parameter gelombang radio, maka modulasi dapat dikelompokan menjadi 2 kelompok yaitu:
1. Modulasi Analog
a. Modulasi Amplitudo (Amplitude Modulation, AM) b. Modulasi Frekuensi (Frequency Modulation, FM) c. Modulasi Fasa (Phase Modulation, PM)
2. Modulasi Digital
a. Amplitude Shift Keying (ASK) b. Frequency Shift Keying (FSK) c. Phase Shift Keying (PSK)
5.2.1.4
Transmisi Sinyal
Pengiriman sinyal informasi ini dilakukan melalui media transmisi yang dapat dipilih sesuai dengan situasi, kondisi atau karakteristik transmisi sinyal yang diinginkan. Transmisi sinyal ini dapat dikelompokkan berdasarkan beberapa kategori sebagai berikut,
1. Berdasarkan mekanismenya, transmisi sinyal dapat diklasifikasikan menjadi, a. Transmisi Serial, yaitu suatu mekanisme transmisi di mana deretan bit
disebut pula dengan komunikasi serial. Contoh dari transmisi serial adalah komunikasi RS-232.
b. Transmisi Paralel, yaitu suatu mekanisme transmisi di mana sejumlah bit (biasanya 4 atau 8 bit) dikirimkan sekaligus pada saat yang bersamaan. Contoh dari transmisi paralel ini adalah komunikasi data antara PC dan Printer.
Mekanisme transmisi secara serial maupun paralel ini, tentu memiliki kelebihan dan kekurangannya masing-masing. Kecepatan transmisi data secara serial lebih lambat jika dibandingkan dengan transmisi data secara paralel, namun lebih efisien untuk transmisi jarak jauh.
3. Berdasarkan metodenya, transmisi sinyal dapat diklasifikasikan menjadi,
a. Broadcast, yaitu pengiriman informasi secara massif oleh suatu node yang dapat diterima oleh seluruh node lainnya
b. Unicast, yaitu pengiriman informasi hanya kepada satu user tertentu ( one-to-one communication)
c. Multicast, yaitu pengiriman Informasi secara bersamaan kepada beberapa user tertentu
4. Berdasarkan jenis medianya, transmisi sinyal dapat diklasifikasikan menjadi, a. Guided Transmission Media, atau media transmisi terbimbing, yaitu transmisi
sinyal yang dilakukan pada media tertutup. Contoh dari media transmisi terbimbing ini adalah kabel coaxial, kabel twisted pair , untwisted pair
(termasuk kabel serial dan kabel lsitrik), kabel serat optik
b. Unguided transmission media, atau media transmisi tidak terbimbing, yaitu transmisi sinyal yang dilakukan pada media terbuka. Contoh dari media transmisi tidak terbimbing ini adalah infra merah, gelombang radio atau microwave: terrestrial maupun satellite.
5.2.2 Teknologi Software-Defined Radio (SDR)
Software-Defined Radio (SDR) merupakan teknologi yang berkembang untuk menerapkan sistem komunikasi radio. Beberapa fungsi modul dalam sistem radio seperti modulasi, pembangkit sinyal, coding dan protokol dapat diimplementasikan menggunakan perangkat lunak yang terintegrasi dengan SDR tersebut.
Pada aplikasi yang lebih tinggi, SDR tidak hanya mampu mengirimkan sinyal, namun juga bisa melakukan karakterisasi kanal transmisi yang tersedia, memeriksa jalur propagasi, membangun kanal modulasi yang tepat, mengarahkan pengiriman pada arah yang sesuai secara elektronik, memilih tingkat daya yang sesuai, dan kemudian mengirimkan. Selain itu, SDR tidak hanya melakukan penerimaan, SDR mampu melakukan karakterisasi distribusi energi pada suatu kanal dan juga kanal yang berada didekatnya, mengenali mode transmisi yang datang, secara adaptif menghilangkan interferensi, melakukan estimasi sifat dinamis dari sinyal multipath yang diinginkan, dan memperbaiki kesalahan melalui forward error control
(FEC) untuk menerima sinyal dengan BER sekecil mungkin. SDR adalah arsitektur
framework yang handal untuk membantu menyediakan layanan radio tingkat tinggi dengan cara memanfaatkan nilai ekonomis dari teknologi mikroelektronik dan perangkat lunak [3].
1.
Dalam sistem ini sinyal diproses melalui perangkat lunak dengan menggunakan Field Programmable Gate Array, General Purpose Proccessor dan lain lain [4]. Keunggulan dari SDR antara lain adalah:
2.
Memiliki sifat fleksibel (flexibility)
3.
Dapat dikonfigurasi dengan mudah (easy configuration)
4.
Dapat diprogram ulang (Reprogrammability) Memiliki skala (Scalability)
5.2.3 Universal Software Radio Peripheral (USRP)
Modul USRP terdiri atas motherboard dan daughterboard. Secara garis besar,
motherboard USRP terdiri atas FPGA dan ADC/DAC. FPGA menjalankan fungsi Digital Up Converter (DUC) dan Digital Down Converter (DDC) serta menyediakan antarmuka untuk berkomunikasi dengan host PC. Daughterboard ditujukan sebagai RF front end yang menentukan rentang frekuensi kerja radio yang dapat digunakan. Secara umum, daughterboard
terdiri atas filter, mixer, dan amplifier.
Bandwidth perangkat USRP berbeda pada setiap titik dalam rantai sinyal. Tiga tipe dari spesifikasi bandwidth USRP adalah bandwidth analog, bandwidth pemrosesan FPGA, dan bandwidth host. Bandwidth analog selalu lebih kecil dari sample rate ADC/ DAC.
Bandwidth sistem dalam aplikasi USRP ditentukan oleh bandwidth terkecil dari ketiga istilah
bandwidth tersebut [5]. Tabel 1 menunjukkan spesifikasi bandwidth dan samplingrate USRP NI-2922.
Tabel 1 Spesifikasi bandwidth dan samplingrate USRP NI-2922 [6] Sample Width Maximum IQ Sample Rate Max. Instantaneous Bandwidth (LPF) DAC/ADC Sample rate 8 bit/sample 50 MS/s, Full Duplex 40 MHz 400 MS/s / 100 MS/s 16 bit/sample 25 MS/s, Full Duplex 20 MHz 400 MS/s / 100 MS/s
IQ sample rate lebih kecil dari DAC/ADC sample rate. IQ sample rate maksimum menentukan frekuensi maksimum yang dapat dilewatkan melalui antarmuka host, dengan mengasumsikan fs =2. Pada resolusi bit 8 bit/sample frekuensi maksimum yang dapat dilewatkan melalui antarmuka host adalah 25 MHz. Dengan membandingkan nilai bandwidth host tersebut dengan maximum instantaneous bandwidth, dapat disimpulkan bahwa
bandwidth USRP adalah 25 MHz pada resolusi bit 8 bit/sample.
Pada penelitan ini, digunakan modul USRP NI-2922 dengan motherboard USRP N210 dan daughterboard SBX. Daughterboard SBX memiliki cakupan frekuensi radio (RF) dari 400 MHz sampai dengan 4,4 GHz.
5.2.4 Perancangan dan Implementasi Sistem Telekomunikasi
Workshop dalam kegiatan pengabdian kepada masyarakat ini akan mengimple,mentasikan sistem komunikasi HF sebagai dasar dalam mengirimkan sinyal informasi, dengan blok diagram sebagaimana tercantum di dalam Gambar 5.4.
Gambar 5.4 Blok Diagram Dasar Sistem Telekomunikasi
Secara umum, blok diagram terdiri dari dua bagian besar yaitu pengolahan sinyal dan platform sistem telekomunikasi berbasis Software definded Radio (SDR). SDR ini akan
diimplementasikan di dalam USRP sebagaimana ditampilkan pada Gambar 5.5. Keseluruh blok diagram tersebut diimplementasikan dengan menggunakan perangkat lunak LabVIEW sebagai interface dalam melakukan transmisi data oleh pengguna sistem. Kedua implementasi blok diagram di dalam LabVIEW tersebut ditampilkan pada Gambar 5.6 dan Gambar 5.7 secara berurutan.
Gambar 5.5 Perangkat USRP (a) Tampak Luar dan (b) Tampak Dalam
Gambar 5.6 Diagram Blok Sistem Pemancar
5.3
Kendala yang dihadapi dan Solusinya
Terdapat beberapa kendala dalam pelaksanaan kegiatan ini, baik dalam tahap persiapan maupun rencana pelaksanaan. Berikut adalah kendala yang dihadapi berikut rencana solusi yang akan dilakukan, yaitu
1. Kesulitan dalam melakukan koneksi interface blok diagram dengan tampilan GUI yang akan digunakan untuk melakukan kendali transmisi data.
Rencana yang akan dilakukan untuk mengatasi hal tersebut adalah dengan mengupayakan untuk melakukan konfigurasi ulang blok diagram sistem yang diimplementasikan pada perangkat lunak LabVIEW.
2. Kesulitan mencari waktu yang tepat untuk pelaksanaan kegiatan
Kontrak pelaksanaan kegiatan ini dilakukan pada saat mendekati libur akhir tahun akademik dan libur hari raya Idul Fitri. Hal ini menyebabkan tim mengalami kesulitan untuk melakukan koordinasi dalam rangka penentuan waktu kegiatan yang tepat.
Untuk mengatasi masalah tersebut, maka ditentukan bahwa waktu yang akan digunakan dalam melaksanakan workshop ini adalah pada saat kalender akademik berikutnya telah berjalan, yaitu sekitar bulan September 2015.
BAB VI RENCANA TAHAPAN BERIKUTNYA
6 sdkfjsdlf6.1
Rencana Kerja Selanjutnya
Berdasarkan hasil capaian yang telah dipaparkan pada Bab V, maka terdapat beberapa tahapan berikutnya yang harus dilakukan sebagai persiapan lebih lanjut sebelum kegiatan pengabdian ini dilaksanakan. Persiapan tersebut adalah
1. Perancangan Modul Pengiriman Sinyal Informasi berupa text messaging 2. Uji Coba layanan
3. Pengiriman Undangan Kegiatan kepada Mahasiswa Program Studi D3 Teknik Elektro ITS
BAB VII KESIMPULAN DAN SARAN
7 SjdhDari tahapan kegiatan pengabdian yang telah dilaksanakan sampai dengan penulisan Laporan Kemajuan ini, dapat ditarik beberapa kesimpulan:
1. Berbagai teori dasar mengenai perancangan sistem telekomunikasi berbasis
software defined radio (SDR) telah dipelajari. Studi pustaka ini meliputi teori mengenai sistem telekomunikasi secara umum serta implementasinya di dalam platform SDR.
2. Perancangan sistem telekomunikasi dasar yang akan digunakan dalam kegiatan workshop ini telah dilakukan. Blok diagram dasar ini terbagi menjadi tiga segmen, yaitu pembangkitan sinyal, sistem pemancar dan penerima.
3. Instalasi perangkat sistem telekomunikasi sebagai kebutuhan dasar pelaksanaan kegiatan pengabdian telah dilaksanakan.
DAFTAR PUSTAKA
[1] Leon-Garcia, Indra Wijaya, Communication Networks : Fundamental Concepts and Key Architecture, McGraw-Hill, 2001
[2] James E. Gilley, Digital Phase Modulation”, Transcrypt International, Inc. August, 2003. [3] Mitola, J.,“The Software Radio Architecture,” IEEE Communication Magazine, pp.
26-38, Mei 2015
[4] Marpanaji, Eko, dkk. “Aplikasi Platform Komputasi Software Defined Radio (SDR) untuk Digital Spectrum Analizer”. Prosiding Pertemuan Ilmiah XXV HFI Jateng dan DIY. Universitas Negeri Yogyakarta, Yogyakarta.
[5] Ettus, “Support: Knowledge Base USRP Bandwidth”,
<URL: http://www.ettus.com/kb/detail/usrp-bandwidth>, November, 2014. [6] National Instruments, “Datasheet NI2922”,
