STUDI TENTANG TEKNOLOGI GSM UNTUK SISTEM TELEKOMUNIKASI
PERKERETAAPIAN DI INDONESIA
Rahma Wisnu Wardana
–
2206 100 630
Institut Teknologi Sepuluh Nopember, Fakultas Teknologi Industri, Jurusan Teknik Elektro Kampus ITS Sukolilo, Surabaya 60111, INDONESIA
Email :rahmawisnu@yahoo.com
Abstrak - Kereta api mempunyai keunggulan dibandingkan transportasi darat lainnya. Keunggulan itu antara lain sifatnya yang massal sehingga cukup efektif sebagai sarana transportasi umum yang murah dan efisien dalam hal kualitas mobilitas[11]. Menurut siaran pers No.168/DJPT.1/KOMINFO/10/ 2007, frekuensi yang digunakan oleh PT KAI, yaitu pada pita 400 MHz, 1800 MHz dan 2.1 GHz, mengalami gangguan karena frekuensi tersebut sudah di alokasikan untuk keperluan pertahanan dan penyelenggaraan telekomunikasi seluler[7]. GSM-R merupakan solusi yang ideal untuk masalah ini karena pada dasarnnya teknologi ini sama dengan teknologi GSM yang telah dipergunakan di Indonesia. Penerapan GSM-R di Indonesia bukan sesuatu yang mustahil bila dilihat dari prasarana yang dimiliki oleh pihak operator seluler cukup memadai sebagai infrastruktur GSM-R. Dilihat dari alokasi frekuensi GSM yang ada di Indonesia, masih terdapat pita frekuensi yang kosong pada 876-880 MHz yang merupakan frekuensi uplink dari standar GSM-R yang ada di Eropa[4].
1 LATAR BELAKANG
Kereta api mempunyai keunggulan dibandingkan transportasi darat lainnya. Keunggulan itu antara lain sifatnya yang massal sehingga cukup efektif sebagai sarana transportasi umum yang murah dan efisien. Selain itu banyaknya orang yang bisa diangkut dapat mengurangi jumlah kendaraan di jalan yang belakangan ini terus mengalami peningkatan.
Saat ini dibutuhkan sistem teknologi informasi yang lebih modern dan mengacu pada konsep digital. Dari sekian tawaran teknologi, GSM R (global system for mobile telecommunication railway) menjadi sebuah pilihan yang menarik.
GSM-R di Indonesia bisa terwujud jika ada kerja sama antara PT KAI dengan operator GSM. Landasan hukumnya adalah Undang-undang Nomor 23 tahun 2007 Tentang Perkeretaapian pasal 23 ayat 1 yang menjelaskan tentang penyelenggaraan prasarana perkeretaapian dilakukan oleh Badan Usaha baik secara sendiri-sendiri maupun melaui kerjasama. Karena dalam hal pemakaian menara BTS melibatkan pihak swasta (operator GSM), tentunya masih dibutuhkan regulasi lebih lanjut. Dalam hal ini pihak yang terkait yaitu Dirjen kereta api dan Depkominfo serta adanya timbal balik dari pihak swasta yaitu operator GSM.
2 TELEKOMUNIKASI PERKERETAAPIAN DI INDONESIA
2.1 Teknologi Persinyalan di Indonesia
Peralatan persinyalan adalah seperangkat fasilitas yang berfungsi untuk memberikan isyarat berupa bentuk, warna atau cahaya yang ditempatkan pada suatu tempat tertentu dan memberikan isyarat dengan arti tertentu untuk mengatur dan mengontrol pengoperasian kereta api [10].
Persinyalan merupakan komunikasi yang paling penting pada kereta api, karena mengatur perjalanan kereta api secara tepat. Dengan persinyalan, akan menjamin pengaturan perjalanan kereta api aman. Persinyalan ini digunakan sebagai sarana komunikasi antar stasiun, menjamin bahwa hanya ada satu kereta yang memakai rel kereta api.
Menurut keputusan menteri perhubungan no 22 tahun 2003 sinyal kereta api dapat dibedakan menjadi sinyal mekanik, sinyal mekanik dengan blok elektro mekanik dan sinyal listrik [10].
1 Sinyal mekanik
2 Sinyal mekanik dengan blok elektro mekanik 3 Sinyal listrik
2.2 Train dispatcher (pengatur perjalanan kereta api)
Train dispatcher (Pengatur Perjalanan Kereta Api) disebut juga sebagai PPKA, merupakan orang yang bertanggung jawab dalam memberikan arah dan membantu pergerakan kereta pada suatu daerah tertentu, Tugas dari train dispatcher antara lain :
1 Mengkoordinasi rute kereta api yang berlawanan arah secara seksama
2 Mengkoordinasi perjalanan kereta api, kru pekerja dan pengawas yang melintasi rel yang sama.
3 Selalu melakukan kontak dengan terminal pemberangkatan atau pemberhentian untuk mendapatkan informasi tentang kereta api yang sudah tiba di stasiun itu
2.3 Kecepatan
pada
perkeretaapian
di
Indonesia
1 Jalur kereta api kelas І memiliki kecepatan maksimum 120 km/jam serta beban gandar minimum 18 ton.
2 Jalur kereta api kelas І І memiliki kecepatan maksimum 110 km/jam serta beban gandar minimum 18 ton.
3 Jalur kereta api kelas І І І memiliki kecepatan maksimum 110 km/jam serta beban gandar maksimum 18 ton.
4 Jalur kereta api kelas ІV memiliki kecepatan maksimum 90 km/jam.
5 Jalur kereta api kelas V memiliki kecepatan maksimum 80 km/jam.
2.4 Sistem pengaturan perjalanan kereta api (Train dispatching system)
proteksi kereta api. ETCS (European Train Control System) adalah sistem kontrol lalu lintas kereta api yang digunakan di negara-negara Eropa terutama yang menggunakan kecepatan tinggi.
• Global System for Mobile communication-Railway (GSM-R)
ERTMS mempunyai 3 level yang saling berhubungan antara satu dengan yang lain, [11]
1 ERTMS level 1, pada level ini proses signaling menggunakan kabel transmisi di sepanjang rel kereta api, dipadukan dengan sirkuit track dan Eurobalise sehingga posisi kereta, jarak serta kecepatan kereta dapat di monitor.
2 ERTMS level 2, pada level ini masih menggunakan sirkuit track pada level 1, serta menggunakan komunikasi radio GSM-R antara radio block center dengan kereta api untuk memberikan izin kecepatan pada kereta, serta menggunakan eurobalise untuk mendeteksi posisi kereta.
3 ERTMS level 3, pada level ini hampir sama dengan level 2 tetapi bedanya pada level 3 ini tidak memerlukan sirkuit track, jadi komunikasi dengan control center (stasiun) hanya menggunakan radio. Tidak memerlukan kabel disepanjang rel kereta api tetapi hanya menggunakan eurobalise dan radio untuk mendeteksi posisi kereta api serta memberikan ijin kecepatan pada kereta api..
3.4 Kecepatan kereta api dengan penggunaan
GSM-R
GSM-R adalah bagian dari standar ERTMS (European Rail Traffic Management System) yang memungkinkan penggunaan kereta dengan kecepatan tinggi dan kepadatan trafik dengan level keselamatan yang tinggi.
Menurut functional requirements spesification pada dokumen yang dikeluarkan European Integrated Railway Radio Enhanced Network menyatakan bahwa GSM-R masih dapat mendukung komunikasi sampai kecepatan kereta api 500 km/jam. [6]
Implementasi GSM-R yang telah berhasil [16]; 1 Spanyol
Terdapat dua tipe kereta cepat yang telah
berhasil dijalankan di spanyol yaitu, “Velaro E” dan ”TALGO 350”. Kedua kereta tersebut di
desain untuk berjalan pada kecepatan 350
km/jam. Pada tahun 2006, “Velaro E”
memecahkan rekor kecepatan yaitu pada 403.7 km/jam.
2 Jerman
Perkeretaapian Jerman mengaplikasikan GSM-R untuk jalur Berlin menuju Halle/Leipzig yang merupakan ETCS pertama di Eropa yang menggunakan operasi level 2. Jalur sejauh 140 km tersebut merupakan bagian dari rangkaian jalur ganda antara Hamburg-Berlin-Munich. Jalur ini mencapai kecepatan maksimum 200 km/jam.
3 Belanda
Pada ETCS di belanda menggunakan level 2 yang diberi nama proyek “HSL Zuid”,
merupakan jalur ganda sejauh 50 km. Kecepatan maksimum untuk jalur ini mencapai 300 km/jam.
3.5 Frekuensi GSM Railway
Untuk gelombang radionya, GSM-R mempergunakan frekuensi 876,2 sampai 915 MHz (uplink) dan 921.2 sampai 925 MHz (downlink) [2]. Tentu saja alokasi frekuensi ini tidak kaku sesuai dengan kondisi peraturan maupun kondisi geografis yang ada di negara yang bersangkutan.
Gambar 2. Alokasi frekuensi GSM-R
Menurut [EN 301 515, Index [35]]. Penentuan kanal pada GSM-R mengikuti persamaan berikut :
Fl(n) = 890+0.2*(n-1024) ;955≤ n ≤ 973...(1) Fu(n) =Fl(n) + 45………...(2) Satuan dalam MHz
Dimana :
Fl(n) : Frekuensi pusat dari kanal RF ke-n pada lower band (uplink).
Fu(n) : Frekuensi pusat dari kanal RF ke-n pada upper band (downlink).
3.6 Arsitektur perangkat GSM-R
Secara umum, network element dalam arsitektur perangkat GSM-R dapat dibagi menjadi Network Switching System (NSS), Base Station Subsystem (BSS) dan GSM-R terminal equipment.
3.6.1 NSS (network switching system)
NSS terdiri dari tiga komponen dasar yaitu ; • HLR (Home location register) / AUC • IN (Intelligent network)
• MSC (Mobile Switching Centre)
Gambar 3. Arsitektur perangkat GSM-R 3.6.2 BSS (Base Station Subsystem)
BSC (Base station controller) / TCU (TransCoding unit) perangkat yang mengontrol kerja BTS yang berada di bawahnya dan sebagai penghubung BTS dan MSC. BSC menyediakan fungsi seperti handover, konfigurasi sel, dan mengontrol level power RF yang dihasilkan BTS. BTS (Base Transceiver station) perangkat GSM-R yang berhubungan langsung dengan Mobile Terminal dan berfungsi sebagai pengirim dan penerima sinyal. meliputi peralatan radio (tranceivers dan antena) yang diperlukan untuk melayani tiap sel pada jaringan.
3.6.3 GSM-R terminal equipment
GSM-R terminal equipment terdiri dari 3 peralatan, yaiu : Mobile terminal, train terminal dan fixed dispatcher terminal.
1 Mobile teminal
Mobile terminal adalah peralatan Mobile station yang terdiri dari GPH (general purpose handheld) untuk operasi normal, OPH (Operation handheld) untuk petugas maintenance dan OPS (operational purpose handheld shunting ) untuk petugas langsir. 2 Train terminal
Train terminal atau cab radio merupakan peralatan radio yang berada pada kereta api.
3 Fixed dispatcher terminal
3.7 Fitur-fitur GSM-R
Fungsi ASCI (Advanced Speech Call Items) •VGCS (Voice Group Call Service)
•VBS (Voice Broadcast Service) •REC (Railway Emergency Call)
Multi-Level Precedence and Pre-emption Service (eMLPP)
Fitur standar Eirene
•Functional number management •End Call Confirmation
•Shunting mode •Direct mode
3.7.1 Fitur ASCI (Advanced Speech Call Items) • VBS (Voice Broadcast Service)
Merupakan fitur dari ASCI (Advance speech call items) yang mempunyai fungsi dapat melakukan panggilan pada lebih dari satu sel pada suatu area. Dimana fitur ini merupakan prioritas panggilan normal. Semua group yang ada pada area ini akan tersambung melalui VBS dan akan terputus bila group tersebut meninggalkan area.
• Voice Group Call Service (VGCS)
Pada fitur VGCS semua anggota group hanya mendengarkan saja, sedangkan train controller sebagai pembicara. Train controller bertanggung jawab pada semua kereta yang ada pada jarak jangkaunya sehingga harus bisa menjangkau seluruh kereta pada saat yang sama untuk memberikan informasi yang dibutuhkan oleh kereta-kereta tersebut.
Gambar 4. Voice Group Call Service (VGCS) • Railway Emergency Call (REC)
Gambar 5. Railway Emergency Call (REC) 3.7.2 Multi-Level Precedence and Pre-emption Service
(eMLPP) dan Voice Group Call Service (VGCS) Fungsi ini menentukan prioritas dari user. Prioritas level tersebut adalah :
• A dan B: level prioritas tertinggi
• 0:level prioritas tertinggi untuk ASCI dan panggilan normal (fungsi utamanya untuk panggilan REC) • 1:prioritas yang lebih rendah dari level 0 • 2:prioritas yang lebih rendah dari level 1 • 3:prioritas yang lebih rendah dari level 2
• 4:prioritas terendah (prioritas normal, digunakan untuk panggilan point-to-point)
3.7.3 Fitur dari EIRENE (European integrated railway enhanced network)
Merupakan fungsi atau fitur yang khusus digunakan untuk komunikasi perkeretaapian, diantaranya adalah ; • Functional number management
Fucntional number management terdiri dari functional addressing dan location dependent addressing.
a. Functional Addressing
Aplikasi ini sebenarnya sama saja dengan tracking system tetapi khusus digunakan pada sistem perkeretaapian. Lewat functional numbering dapat dilacak mulai dari individual, grup dan pastinya digunakan untuk mengetahui posisi kereta api.
Gambar 6. Functional addressing b. Location dependent addressing
Ini merupakan fungsi komunikasi yang dirancang khusus untuk menghubungkan antara
masinis dan petugas controller pada stasiun. LDA bermanfaat untuk komunikasi perjalanan jauh, lewat LDA masinis akan dapat terhubung dengan petugas controller yang bertugas di area tertentu.
Gambar 7. Location dependent addressing • High priority Call Confirmation
Fitur ini hanya tersedia untuk prioritas panggilan tertinggi (prioritas level 0) dari panggilan VGCS dan VBS.
• Shunting mode
Merupakan mode pada saat melakukan komunikasi langsir (shunting). Dengan jaringan GSM-R, maka keperluan langsir yang dilakukan akan lebih cepat karena tidak perlu bergantian untuk melakukan pembicaraan.
• Direct mode
Direct mode adalah fasilitas walkie talkie (Mobile Station melakukan komunikasi tanpa memasuki jaringan).
4 DATA PERBANDINGAN ANTARA SISTEM TELEKOMUNIKASI PERKERETAAPIAN DI INDONESIA DENGAN TEKNOLOGI GSM RAILWAY
Antara telekomunikasi perkeretaapian yang telah ada di Indonesia dengan GSM-R, tentunya terdapat beberapa perbedaan yang bisa dibandingkan, diantaranya adalah ;
4.1 Kecepatan kereta api
Pada sistem kereta api yang ada di Indonesia terdapat 5 kelas kecepatan menurut keputusan menteri perhubungan nomor 52 tahun 2000, Dari kelima kelas tersebut ijin kecepatan kereta api yang paling tinggi adalah jalur kelasІ dengan kecepatan maksimum 120 km/jam
Menurut functional requirements spesification pada dokumen yang dikelurkan European Integrated Railway Radio Enhanced Network (EIRENE) menyatakan bahwa GSM-R masih dapat mendukung komunikasi sampai kecepatan kereta api 500 km/jam.
Barcelona. Sedangkan di Jerman, pada jalur kereta api Berlin menuju Halle/Leipzig, memiliki kecepatan maksimum 200 km/jam dan di Belanda mencapai kecepatan 300 km/jam untuk jalur ganda sepanjang 50 km yang menggunakan teknologi European Train Control System (ETCS) level 2.
4.2 Peraturan mengenai alokasi frekuensi GSM di Indonesia
Pada keputusan direktur jendral pos dan telekomunikasi nomor 23 tahun 2004, tentang Persyaratan Teknis alat dan perangkat Jaringan Global System for Mobile Communication (GSM) 900 MHz / Digital Communication System (DCS) 1800 MHz, disebutkan bahwa frekuensi GSM 900 MHz yang ada di Indonesia adalah 890–915 MHz untuk Uplink dan 935–960 MHz untuk Downlink. Sedangkan pada GSM-R, frekuensi yang digunakan adalah 876–880 MHz untuk Uplink dan 921 925 MHz untuk downlink.
Sehingga menurut keputusan direktur jendral pos dan telekomunikasi nomor 23 tahun 2004 tersebut, belum ada ijin untuk penggunaan frekuensi GSM-R yang terdapat di Indonesia. Hal ini perlu mendapat pertimbangan mengingat bahwa kereta api merupakan sarana transportasi massal yang sangat dibutuhkan karena dapat mengangkut orang dalam jumlah yang banyak serta efisien.
4.3 Komunikasi antar masinis kereta api
Komunikasi antar masinis hanya bisa dilakukan dengan bantuan pusat kendali (PK). Channel radio pada lokomotif harus selalu diubah sesuai dengan wilayah basestation tempat masinis itu berada. Ditambah lagi keterbatasan jarak jangkau sinyal pada radio analog yang pendek menyebabkan gangguan pada komunikasi ini sering terjadi.
Jaringan GSM Railway memungkinkan pembicaraan antara masinis yang satu dengan masinis yang lain tanpa perlu mengubah channel lokasi dimana lokomotif itu berada. pada jaringan GSM-R dapat dilakukan dengan fitur Multi party call yang merupakan layanan dari teknologi GSM yang digunakan untuk komunikasi antar masinis .
5 KESIMPULAN
Berdasarkan data-data yang diperoleh dari penyusunan buku studi tentang teknologi GSM untuk sistem telekomunikasi perkeretaapian di Indonesia adalah sebagai berikut :
1. Mengenai regulasi frekuensi GSM900 yang ada di Indonesia belum ada alokasi untuk frekuensi GSM-R memungkinkan sistem ini bisa dipakai
2. Pemanfaatan infrastruktur yang telah tersedia yang dapat dimanfaatkan oleh PT. KAI contohnya adalah BTS. Dengan mengacu pada aturan menteri tentang penggunaan menara bersama.
3. GSM-R dapat menggantikan teknologi telekomunikasi yang terdapat pada kereta api diantaranya adalah : komunikasi antar stasiun,
komunikasi antar masinis, komunikasi antara masinis dan stasiun, serta teknologi persinyalan yang berbasis teknologi radio digital.
4. Penambahan berbagai macam aplikasi untuk sistem telekomunikasi perkeretaapian di Indonesia. DAFTAR PUSTAKA
1 Electronic Communication Committee, Compatibility Between UMTS 900/1800 and Systems Operating in Adjacent Bands, Krakow, 2007.
2 ETSI TS 145 005 (V7.16.0), Digital celullar telecommunications system (phase 2+) ; radio transmission and reception, 2009.
3 Hillenbrand, GSM-R ; The railways integrated mobile communication system, 1999.
4 Keputusan dirjen postel Nomor : 23/DIRJEN/2004, persyaratan teknis alat dan perangkat jaringan global system for mobile (GSM) 900 MHz / Digital Communication System (DCS) 1800 MHz, 16 Maret 2004. 5 Siaran pers No. 168/DJPT.1/KOMINFO/10/2007,
komitmen Ditjen postel dan penyelenggara telekomunikasi untuk membantu kelancaran komunikasi frekuensi radio kereta api selama lebaran, 2007
6 Mandoc Dan. UIC, GSM-R ; a global communication platform, 2008.Sao paulo. 7 Keputusan menteri perhubungan Nomor : KM 22
tahun 2003, pengoperasian kereta api, 25 April 2003.
8 Undang-undang Republik Indonesia nomor 23 tahun 27, Tentang Perkeretaapian, 25 April 2007. 11 European Rail Traffic Management System,
<URL : http://www.ertms.com>.
BIODATA PENULIS
