Makalah Seminar Kerja Praktek
VHF BASE STATION SR2000 UNTUK TELEKOMUNIKASI KERETA API
DI PT. KAI DAOP IV SEMARANG
Ariyono Rohmadi (L2F 007 020)
Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Diponegoro
ABSTRAK
Seiring dengan berubahnya waktu, manusia memiliki kebutuhan-kebutuhan yang senantiasa akan menuntut untuk terpenuhi. Dahulu kebutuhan dasar bagi manusia adalah berupa sandang, pangan dan papan. Namun saat ini kebutuhan dasar tersebut telah meluas seiring dengan kehidupan manusia yang semakin dinamis. Tidak hanya berupa sandang, pangan dan papan saja tetapi juga kebutuhan akan komunikasi dan transportasi pun saat ini telah menjadi kebutuhan dasar bagi umat manusia.
Salah satu kebutuhan yang mendesak bagi umat manusia saat ini adalah adanya sarana transportasi yang aman, nyaman dan bebas dari macet. Sejak didirikan dengan nama Djawatan Kereta Api Republik Indonesia pada tahun 1945 hingga saat ini berganti nama menjadi PT. Kereta Api Indonesia (Persero), PT. Kereta Api Indonesia (Persero) senantiasa berkomitmen untuk selalu memenuhi kebutuhan masyarakat dalam penyediaan sarana transportasi. Untuk mendukung kelancaran perjalanan kereta api dibutuhkan sistem telekomunikasi yang andal. Untuk untuk menunjang hal tersebut maka PT Kereta Api Indonesia (Persero) menggunakan VHF Base Station SR2000 untuk melakukan pemantauan terhadap perjalanan kereta api agar senantiasa aman, lancar dan terkendali.
Kata Kunci : Telekomunikasi, VHF Base Station SR2000, Kereta api.
1. PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang
Kemajuan ilmu pengetahuan dan teknologi yang terjadi di era sekarang ini merupakan bukti nyata bahwa manusia selalu berjuang untuk mencari solusi praktis dalam rangka memenuhi kebutuhan hidupnya yang semakin kompleks. Perkembangan dunia yang mampu memenuhi hal tersebut kini telah menjadi sebuah tuntutan bagi kalangan intelektual, khususnya elemen pendidikan tinggi untuk senantiasa berusaha melahirkan sumber daya manusia yang berkualitas, kompetitif, dan profesional.
Melihat semakin berkembangnya ilmu
pengetahuan dan teknologi saat ini, tuntutan terhadap metode pengajaran, pendidikan, dan materinya juga
harus ditingkatkan. Untuk itu, Universitas
Diponegoro Semarang sebagai lembaga akademis
yang berorientasi pada riset dan teknologi,
menetapkan kurikulum yang mampu mengakomodasi perkembangan yang ada. Bidang teknik elektro merupakan salah satu bidang yang terus mengalami perkembangan yang begitu pesat. Jurusan Teknik Elektro Universitas Diponegoro, yang merupakan pendidik ahli di bidang teknik elektro, dalam hal ini selalu berusaha menciptakan kompetensi lulusan yang diharapkan dapat menghadapi persaingan global yang dapat bermanfaat bagi kepentingan umat manusia.
Salah satu kebutuhan yang mendesak saat ini adalah adanya sarana transportasi yang aman, nyaman dan bebas dari macet. Sejak didirikan tahun dengan nama Djawatan Kereta Api Republik Indonesia pada tahun 1945 hingga saat ini berganti nama menjadi PT. Kereta Api Indonesia (Persero), PT. KAI senantiasa berkomitmen untuk selalu memenuhi kebutuhan masyarakat dalam penyediaan sarana transportasi. Untuk mendukung kelancaran
perjalanan kereta api dibutuhkan sistem telekomunikasi yang andal antara Pusat Kendali (PK) perkeretaapian dan lokomotif. Untuk menunjang hal tersebut maka PT. KAI menggunakan VHF BASE STATION SR2000 untuk melakukan pemantauan atau komunikasi terhadap perjalanan kereta api agar senantiasa aman, lancar dan terkendali.
1.2 Tujuan
Tujuan dari Kerja Praktek di PT. KAI DAOP IV Semarang adalah :
a. Mengetahui tentang
perangkat-perangkat yang digunakan pada sistem telekomunikasi radio kereta api. b. Mengetahui prinsip kerja VHF Base
Station SR2000.
1.3 Pembatasan Masalah
Dalam melakukan penyusunan makalah kerja praktek ini, agar pembahasan menjadi terarah, penulis akan membatasi kajian mengenai masalah yang dibahas. Adapun pembahasan yang penulis angkat adalah :
a. Sistem telekomunikasi radio VHF Base Station SR2000.
b. Bagian hardware VHF Base Station SR2000 secara umum.
2. SISTEM TELEKOMUNIKASI DI PT KERETA API INDONESIA (PERSERO) 2.1 Gambaran Umum
Sistem telekomunikasi di PT Kereta Api Indonesia meliputi :
a. Digital Communication
Merupakan backbone telekomunication system untuk mengawasi perjalanan kereta api yang terdiri dari microwave, line communicaton, carries telephony, dan data traffic. Jaringan microwave terdirir dari dua jalur untuk transmisi 34 Mbit/s dan 75 jalur untuk transmisi 8+8 Mbit/s. Kapasitas bearer-nya adalah :
34 Mbps (dua jalur) yang digunakan
antara Manggarai – Karawang.
8+8 Mbps (75 jalur).
b. Train Dispatching System
Merupakan sistem komunikasi suara dan
persinyalan antara Train Dispatch
Centre dengan waystation dan
locomotive untuk mengontrol lalu lintas kereta api. Dengan komunikasi semi duplex panggilan dan laporan dari setiap waystation akan diterima oleh train dispatch centre (TDC) . Dari train dispatch centre inilah lalu lintas kereta api bisa dikontrol. Setiap kereta api yang datang kepada stasiun tertentu, jam
kedatangan dan kondisinya akan
dilaporkan oleh stasiun tersebut melalui
pesawat waystation kepada train
dispatch centre, sehingga adanya
kecelakaan maupun keterlambatan
kereta api bisa diketahui oleh train dispatch centre.
c. Utility Radio System
d. PABX Network
2.2 Train Dispatch Section
Jaringan PT Kereta Api Indonesia di Pulau Jawa terbagi menjadi 25 section untuk keperluan train dispatching system. Tiap section memiliki Train Dispatch Control Centre (TDCC) yang mengatur perjalanan kereta api yang berada di section tersebut. Adapun pembagian section tersebut terdapat dalam tabel 1 dan gambar 2 berikut:
Tabel 1.Train dispatch Section
R69 Banyuwangibar u R14 Semarang R 39 Solobalapan R60 Malang R62 Probolinggo R11 Pekalongan R19 Cepu R50 Serang R49 Rangkasbitung R48 Parungpanjang R1A Manggarai R1 Jakarta R2 Bekasi R3 Krawang R4 Cikampek R5 Pegadenbaru R5A Cilegeh R6 Jatibarang R7 Cirebon R8 Cileduk R9 Tegal R10 Pemalang R12 Plabuhan R13 Kaliwungu R17 Sulur R18 Randublatung R22 Lamongan R46 Sidoarjo R61 Grati R64 Klakah R24 Sasaksaat R25A Cimahi R26 Bandung R27 Nagreg R28 Cipeundeuy R29 Tasikmalaya R25 Padalarang R30 Banjar R31 Jeruklegi R52 S on gg om R5 3 P ru pu k R5 4 S ing ku p R5 5 S ind an g R5 6 P urw ok ert o R5 7B ro dju l R38 Klaten R40 Sragen R41 Walikukun R41A Paron R59 Lawang R33 Ijo R34 Kutowinangun R35 Bukitjeruk R37 Yogyakarta R43 Saradan R42 Madiun R44 Kertosono R45 Mojokerto R32 Kroya R31A Cilacap R4 7 S um be rla w an g R37A Prambanan RU 1 Ple red De po k R66 Jember R23 Surabaya R16 Gambringan R15 Tegowanu R21 Babat R20 Bojonegor o RU6 Kediri RU7 Tulungagung RU8 Blitar RU9 Kesamben RU10 KarangkatesRU11 Ngebruk R58 Bangil Ga mbi r S 2 4 B 3 S 1 A 1 E 2 RU 2 Tu nn el 1 A A 2 A 2 A 1 3 A A 2 S 7 D 3 D 2 D 1 S 8 S 9 F 1 F 2 S 1 8 S 1 7 S 3 R U 3 T un ne l C 2 C 1 C 1 A 3 A 2 S 4 A 1 S 5 F 1 F 3 F 2 F 2 F 3 C 2 G 1 G 2 G 3 R U 3 T u n n e lS 1 1B3 D 3 D 2 D 1 3 D D 3 A 2 A 1 A 3 D 3 G 1 C 2 C 3 C 1 C 2 D 1 D 3 D 2 D 3 D 1 2 D B 1 B 3 S 6 G 2 C 1 S 1 5 S 1 6 S 1 9 A 1 A 2 A 3 S 2 0 C 1 RU12 Tunnel C 2 C 3 C 3 S 2 1 S 1 2 S 1 4 S 1 0 G 2 G 1 G 3 S 2 D 3 D 2 B 3 B 1 S 1 3 S 2 3 Bo go r G 1 Pasa rm in gg u Ta na ha ba ng25 SangTanger C 3 3 A A 2 C 1 2 C B 2 B 1 G 3 G 2 BPL -ST C 3 S 22 u
Gambar 1 Section Map
2.3 Train Dispatch System Radio Network
System TDSRN menyediakan
komunikasi suara dan persinyalan antar 25 train dispatch section (TDS) dan lebih dari 402 pesawat Waystation serta 170 lokomotif. Lokasi 25 TDS tersebar di 9 Daerah Operasi PT Kereta Api Indonesia.
Train Dispatch System Radio Network (TDSRN) terdiri atas sejumlah omnibus yang terkoneksi pada VHF radio basestation yang beroperasi pada 170 MHz band pada komunikasi semi duplex. Semi duplex antara TD dan lokomotif
atau Waystation. Koneksi antar basestation
dipengaruhi oleh kanal jaringan microwave. Adapun basestation berfungsi sebagai repeater talk through full duplex dan jangkauannya mencakupi seluruh bagian section melalui koneksi omnibus menuju basestation lain.
Adapun komunikasi antar waystation, antar
lokomotif maupun antara waystation dengan
lokomotif dapat dilakukan dengan sistem simplex. Akan tetapi, komunikasi ini hanya dapat berlangsung setelah mendapat persetujuan dari Train Dispatch
Centre. Adapun diagram blok networknya
diperlihatkan pada gambar 3 berikut:
Gambar 2Network Block Diagram
3. VHF BASE STATION SR2000 3.1 Tinjauan Umum
Pesawat radio berfungsi untuk mengirimkan pembicaraan atau salah satu berita dari jarak jauh melelui media udara. Radio pada PT. Kereta Api Indonesia digunakan sebagai salah satu sarana komunikasi antar stasiun , antar kantor dan juga untuk fasilitas telepon lokal PT. KAI sehingga biaya operasional untuk komunikasi dapat lebih ditekan. Karena dalam pelaksanaan pekerjaan setiap hari komunikasi sangatlah penting dari pengaturan jalur kereta api sampai dengan pengaturan tiket kereta api , semuanya menggunakan alat komunikasi radio.
Perangkat radio yang digunakan pada PT. KAI DAOP 4 Semarang adalah sebagai berikut :
1. Sistem Radio Digital 2. Sistem Radio Analog
Radio dalam PT. KAI juga dimanfaatkan untuk : 1. FAX
2. TOKA (Telepon Otomatis Kereta Api) 3. WS (Way Station)
4. Radio Locomotive
Base Station SR2000 merupakan salah satu base station yang digunakan dalam telekomunikasi radio di PT Kereta Api Indonesia DAOP IV Semarang. Base Station SR2000 ini telah didesain dengan sedemikian
rupa sehingga pengguna mudah untuk
melakukan maintenance. Semua unit adalah modul-modul yang terdapat dalam konstruksi 6RU. Base Station SR2000 terdiri dari empat modul yang tersusun dalam rak-rak , yaitu: transmiter, receiver, RF combining dan Control/Monitoring. Semua peralatan disusun dalam rak 6RU yang berukuran 19 Inchi. Didalam 6RU ini terdapat eksternal connector, power socket, 25 Way D Connector dan RF ‘N’ connector yang merupakan interkoneksi modul. Berikut ini adalah diagram blok VHF Base Station SR2000 yang disajikan dalam gambar 4.
Gambar 3 Diagram Blok VHF Base Station
SR2000
3.2 Komponen-komponen VHF Base Station SR2000
Komponen-komponen yang terdapat dalam VHF Base Station SR2000 adalah sebagai berikut :
1. Modul Transmiter 2. Modul Receiver 3. Modul DPX-NUD
4. Control and Line Interface (CLI) Masing-masing bagian akan diuraikan lebih rinci pada sub bab berikutnya.
3.3 Modul Transmiter
Modul ini adalah transmitter FM yang terdiri dari rangkaian-rangkaian pengubah VF ( 20 Hz-4000 Hz ) menjadi RF dengan daya 50
watts . Berikut ini diagram blok modul transmitter yang disajikan dalam gambar 5.
Gambar 4 Diagram Blok Modul Transmiter
Didalam modul transmiter tersebut terdapat beberapa komponen, yaitu :
1. Audio Processor Board
Audio Processor Board merupakan komponen yang menerima data ,yaitu : frekuensi FSK atau CTCSS dari 20 Hz-4000 Hz serta VF dari 300 Hz-3400 Hz. Komponen ini juga berfungsi untuk menguatkan kedua input secara terpisah melalui rangkaian automatic gain control compressor sebelum kedua input disatukan kembali serta diproses lebih lanjut oleh VCO. 2. VCO Synthesizer
VCO Synthesizer merupakan komponen yang berfungsi untuk menstabilkan frekuensi output yang selanjutnya sebagai input untuk Power Amplifier.
3. Power Amplifier
Power Amplifier merupakan komponen yang terdiri dari tiga level RF gain dan dua level
input attenuator (dikendalikan secara
elektronik). Dua output tersedia untuk Power Control Board . Arus analog dari Power Amplifier dikombinasikan dengan output dari transistor. Attenuator yang dikontrol dengan Power Control Board dapat memvariasikan daya output dari +19 dBm sampai +48 dBm secara kontinyu.
4. Filter Board
Filter Board merupakan komponen yang menggunakan LPF yang bekerja bersama
dengan directional coupler. Directional
coupler menghasilkan dua output yang bernama Forward power analog dan Reverse power analog. Tegangan analog ini disalurkan ke Power Control Board dan modul Control Line Interface (CLI).
5. Power Tx Control
Tx Power Control juga berfungsi untuk menjumlahkan output setelah dikuatkan dan
menjumlahkan stage comparator .Hal ini bertujuan membangkitkan sinyal
kontrol untuk Power Amplifier
Electronic Attenuator. Penambahan dua Operational Amplifier menghasilkan output DC terfilter untuk forward dan reverse power analog. Hal ini digunakan dalam modul CLI untuk membunyikan alarm.
3.4 Modul Receiver
Modul Receiver adalah receiver FM yang didalamnya terdapat rangkaian-rangkaian yang berfungsi untuk mengkonversikan sinyal frekuensi RF termodulasi menjadi VF sebesar -6dBm/600 ohms. Berikut ini adalah diagram blok modul receiver yang disajikan dalam gambar 6.
Gambar 5 Diagram Blok Modul Receiver
Didalam modul receiver terdapat
komponen-komponen sebagai berikut : 1.
RF Amplifier , Filter dan Mixer
Sinyal RF yang baru masuk ke dalam
komponen
ini
akan
langsung
dikopling melalui filter heliks low
loss 2 tingkat dengan insertion loss
kurang dari 1 dB. Kemudian hasilnya
diproses lebih lanjut melalui
Pre-amplifier berderau rendah. Pada
proses ini input akan dikopling tiga
bagian melalui filter heliks sama
seperti proses pertama. Kedua filter
meminimalkan sinyal yang tidak
diinginkan
dan
insertion
loss
sepanjang bandwidth yang dipakai.
Mixer ganda yang seimbang dan
mempunyai range dinamis yang
tinggi menghasilkan output IF 21,4
MHz.
2.
IF Discriminator Board
IF Discriminator Board menerima input dari RF Amplifier/Mixer Board (21,4 MHz) dan menguatkan sinyal yang diterima sebelum diproses lebih lanjut oleh filter kristal 10 kutub. Filter kristal 10 kutub ini menghasilkan ripple passband yang rendah. Kemudian output dari filter kristal ini dikuatkan lagi lalu menjadi input bagi Combination 2nd Mixer dan 455 MHz Amplifier Discriminator Integrated Circuit. Murata 455 Mhz Ceramic Filter digunakan untuk proses filtering tambahan pada 455 MHz. Baik output proses
de-emphasised maupun unde-emphasised
dihasilkan dari komponen ini dan selanjutnya akan menjadi input pada Rx Audio Processor Board.
3.
Audio Board Processor
Audio Board Processor menerima output dari proses de-emphasised IFA IF/Discriminator Board dan unde-emphasised VF IFA. Proses de-emphasised VF terbagi menjadi dua, yaitu : flat data channel 20 Hz -4000 Hz dan band limited “voice” channel. Flat data channel dikontrol oleh mute circuit. Bandwidth tersebut dapat disesuaikan dengan aplikasi data dan suara. Dengan pilihan link, dimungkinkan
dihasilkan proses unde-emphasised VF
menjadi data VF Processor. 4. Local Oscillator System
VCO/Synthesizer menghasilkan frekuensi yang
stabil (fc +/- 21,4 Mhz) dari local oscillator
yang bersifat high spectral purity. Frekuensi referensi synthesizer dipilih dari channel spacing yang dibutuhkan, yaitu : 12,5 ;25 atau 30 kHz. Program disusun sedemikian rupa sehingga 25 kHz atau 30 kHz (Rx) dan 10 kHz (Tx) channel spacing tersedia pada proses pemilihan di PCB links dari Synthesizer Board. Synthesizer menghasilkan sinyal cuplik RF dari VCO/PRA. Sinyal dibagi oleh Prescaler dan dibandingkan dengan frekuensi referensi. Frekuensi referensi dihasilkan oleh synthesizer pada kristal oscillator. Cuplikan dari frekuensi referensi ini diumpankan ke Transmitter
Synthesizer sebagai frekuensi referensi
Transmitter Synthesizer itu sendiri.
3.5 Modul DPX-NUD
Modul DPX-NUD merupakan modul yang berfungsi untuk pemilihan frekuensi Rx dan Tx dengan DIP switch. Modul DPX-NUD juga berfungsi untuk routing jalur RF Tx dan Rx dari diplexer ke modul Tx dan Rx.
3.6 Control and Line Interface (CLI)
Control and Line Interface (CLI-9) adalah modul yang dirancang sebagai multi-purpose intelligent interface module. Modul ini menyediakan koneksi 6 wire basis ke standard channel modem atau radio link. Modul ini bekerja bersama interface yang diperlukan bagi modul transmitter dan modul
receiver. Penambahan RU4 atau tone
signalling module akan mengkoneksikan ke
2-wire remote land line.
Software dalam CLI-9 digunakan untuk non predictive decoding dari frekuensi standard CTCSS dan membangkitkan semua frekuensi yang diperlukan. Software ini juga menyediakan fasilitas untuk automatic race voting, automatic test atau changeover, real time logging dari penggunaan channel dan banyak lagi fitur lainnya.
Untuk spesial antar muka, sebuah daughter board ditambahkan ke modul CLI-9. Daughter board ini menggabungkan “top slot” modem, VF filtering/splitting dan kombinasi
yang diperlukan untuk mengkoneksikan
modem ke line. Daughter board juga terdapat input relay dan rangkaian output. CLI-9 menyediakan monitor untuk fungsi yang bersifat teknis,yaitu : proses full monitoring Base Station oleh teknisi.
3.7 Race Voting Logic
Base Station SR2000 dilengkapi dengan race voting yang kemungkinan penomoran dari base station dilakukan bersama dengan channel omnibus. Semua receiver base station dalam satu saluran mempunyai frekuensi RF yang sama dan ketika pengiriman bergerak lebih dari satu, base station yang menerima sinyal ini. Untuk menentukan bahwa hanya ada satu base station yang sesuai dengan audio receiver dalam saluran, maka base station akan
melakukan prosedur race voting yang
menentukan bahwa base station akan
menerima sinyal yang terbaik dan kemudian menghubungkan audio penerimaan itu ke saluran.
3.8 Automatic Sistem Test (AST)
Bila supervisory system control output telah diterima, AST Mode akan terjadi. Bila base dalam keadaan ENABLE maka pengirim akan mengirimkan nada/frekuensi dan nada sub-audible CTCSS, jika nada tersebut terpilih. Pengguna radio bergerak akan mengenali transmisi seperti nada ini. Pada waktu yang bersamaan transmitter akan ON, Turn a Round Mixer (TRM) akan aktif dan memodulasi frekuensi sebesar 1 kHz.
4. KESIMPULAN
Dari uraian di atas dapat ditarik beberapa kesimpulan sebagai berikut :
1. Peralatan VHF Base Station SR2000
menyediakan sistem komunikasi semi dupleks antara train dispatch console atau Pusat Kendali (PK) perjalanan kereta api dengan lokomotif maupun waystation.
2. Peralatan VHF Base Station SR2000 secara
umum dapat dibagi menjadi empat bagian, yaitu: transmitter module, receiver module, RF combining (diplexer) dan control/monitoring.
3. Pada VHF Base Station SR2000 terdapat
beberapa fitur, yaitu: race voting, automatic system test dan alarm monitoring.
DAFTAR PUSTAKA
[1] ---, Sistem Manual, Perumka. 1989. Perumka Telecommunications System Manual Volume 1. LSE Technology Pty.Limted.
[2] ---, Train Dispatch System, Perumka. 1898.
Miscellaneous Equipment Manual.
VARIOUS.
[3] ---, VHF BASE STATION Equipment, Perumka. 1898. VHF Base Station SR2000 Technical Manual. Radiolab.
[4] ---, Java Telecommunication Network, Perumka. 1989. Telecommunication System Manual Volume 2. LSE Technology Pty. Limited.
[5] ---, Java Telecommunication Network, Perumka. 1989. Microwave Digital Radio Relay Equipment. LSE Technology Pty. Limited.
[6] ---, Java Telecommunication Network, Perumka. 1989. NA 100 Series Radio Equipment. LSE Technology Pty. Limited. [7] ---, Java Telecommunication Network,
Perumka. 1989. PCM Multiplex Equipment. LSE Technology Pty. Limited.
[8] ---, Buku Manual Perangkat VFT Sistem WT-1000D, 1989. LEN.
[9] ---, STE-Buku-M-01. 2011. PT Kereta Api Indonesia (Persero). [10] ---,www.kereta-api.co.idJuni 2011. BIODATA Ariyono Rohmadi (L2F007020). Lahir di Klaten, 07 Februari 1987. Penulis telah menempuh pendidikan di SDN VI
Delanggu SMPN 1
Delanggu, SMAN 1 Klaten,
dan sekarang tercatat
sebagai Mahasiswa Teknik Elektro UNDIP, Angkatan 2007, Konsentrasi Elektronika dan Telekomunikasi..
Menyetujui Dosen Pembimbing
Ajub Ajulian Zahra M, S.T., M.T. NIP. 1971191998022001
