Penulis : Iwa Wibawa, S.Si
Divisi Pusat Teknologi & Inovasi
Produk Telekomunikasi dan Informatika

PT Len Industri (Persero)

Radio adalah radiasi sinyal elektromagnetik yang merambat melalui atmosfer dan atau ruang hampa. Informasi yang akan dikirimkan melalui gelombang elektromagnetik ini dimodulasi komponen gelombangnya yaitu amplitude, frekuensi, fasa atau lebar pulsanya. Radiasi tersebut terbentuk ketika objek bermuatan listrik dari gelombang carrier dimodulasi dengan gelombang audio pada frekuensi gelombang radio pada suatu spektrum elektromagnetik. Adapun gelombang radio ini merambat pada frekuensi 100 KHz sampai dengan 100 GHz, sementara gelombang audio merambat pada frekuensi 20 Hz sampai 20 KHz.

Seiring dengan perkembangan teknologi yang semakin berkembang, berbagai perubahan serta perkembangan metode yang memanfaatkan gelombang radio ini juga mengalami kemajuan, gelombang radio ini dimanfaatkan dalam berbagai cara yang memungkinkan komunikasi dapat dilakukan dalam berbagai situasi.
Berikut ini adalah tabel spektrum fekuensi yang dikelompokkan dalam range tertentu.

Radio komunikasi diaplikasikan pada frekuensi HF, VHF dan UHF. Radio HF yang bekerja pada frekuensi 3 – 30 MHz, disebut juga dengan decameter band atau panjang gelombangnya berkisar antara 10-100 m. Angka ini didapat dari persamaan frekuensi dan panjang gelombang :    f=c/λ

Dimana f adalah frekuensi, c adalah kecepatan cahaya 3 x 10⁸ m/s dan adalah panjang gelombang. Radio HF sangat popular di kalangan radio amatir. Berbagai keuntungan radio HF antara lain jarak komunikasi dapat mencapai ribuan kilometer, tergantung daya yang digunakan. Keuntungan ini dikarenakan karakteristik gelombang HF yang dapat memantul pada ionosfer bumi.

Radio VHF bekerja pada frekuensi 30 MHz sampai dengan 300 MHz. Karakteristik dari radio VHF Ini cocok untuk komunikasi teresterial, dengan kisaran umumnya agak lebih jauh dari line-of-sight dari pemancar. Tidak seperti HF, ionosfer tidak selalu memantulkan gelombang radio VHF. Gelombang ini juga lebih tahan terhadap gangguan atmosfer dan interferensi peralatan listrik dibandingkan dengan fekuensi yang lebih rendah. Frekuensi VHF akan terblokir oleh bukit atau gunung, tetapi bangunan gedung tidak terlalu mempengaruhi komunikasi.

Radio frekuensi VHF low band ini digunakan oleh militer, khususnya untuk pasukan yang berada di lapangan agar dapat berkomunikasi dalam radius sekitar 8 km area. Salah satu alasannya karena VHF dapat menggunakan antenna yang relatif tidak terlalu panjang sehingga cocok digunakan sebagai radio manpack. Dibandingkan dengan radio HF, radio VHF ini memiliki bandwidth yang lebih lebar serta jarak jangkau yang lebih pendek sehingga sangat ideal sebagai komunikasi antar pasukan.

Radio militer dikembangkan sebagai perangkat komunikasi aplikasi taktis, oleh karena itu, pada umumnya perangkat taktis harus memiliki kemampuan dan syarat tertentu. Selain dari sisi kehandalannya yang harus dapat tetap berfungsi dalam berbagai kondisi, memenuhi standar militer, juga dari sisi pengamanan informasinya.

Mengenai uji ketahanan yang memenuhi standar militer, saat ini mengacu pada standar MIL-STD 810g. Standar ini didokumentasikan oleh Departemen Pertahanan Amerika Serikat yang mengatur tentang bagaimana sebuah perangkat yang seharusnya tahan terhadap berbagai kondisi yang mungkin terjadi di lapangan. Standar inilah yang kemudian menjadi acuan yang diakui secara internasional. Dokumen ini mencakup sejumlah tes yang harus dilalui oleh setiap perangkat militer, antara lain, High/Low temperature, Immersion, Vibration, Shock dan lain sebagainya.

LenVDR10-Mp

PT Len Industri sebagai salah satu perusahaan BUMN yang bergerak di lini bisnis pertahanan, tengah mengembangkan perangkat radio komunikasi untuk militer. Salah satunya produknya adalah LenVDR10-Mp. Radio ini bekerja pada band VHF 30 MHz – 88 MHz dengan modulasi FM. Radio ini didesain sebagai perangkat komunikasi taktis dengan standar militer, kedap air, vibrasi, tahan banting serta tahan terhadap suhu yang ekstrim.

Berikut adalah spesifikasi teknis LenVDR10-Mp :

Frekuensi :   30-88MHz
Tuning Step :   25 kHz
Stabilitas Frekuensi :   2ppm
Kapasitas Kanal :   100 kanal
Mode Modulasi :   FM
Modulasi Digital :   BPSK
Vocoder :   CVSD
FEC :   Viterbi
Enkripsi :   AES 128
Keluaran RF :   Maximum 10Watt
Sensitifitas :   -110 dBm untuk 10dB Sinad
Koneksi RF :   Whip 1.5m, whip 3m & BNC 50R
Catu Daya :     Baterai LiPo 11.1VDC-12.6VDC, 10AH
Ketahanan baterai :   lebih dari 14 jam dengan rasio Tx:Rx:Stand by  1:1:8
Temperatur :   -10C-50C
IP Rating :   IP67
Immersion :   Kedalaman 1 meter
Dimensi :   250mm(panjang) x 250mm(tinggi) x 90mm(lebar)

LenVDR10-Mp ini dikembangkan dengan mengimplementasikan platform Software Defined Radio (SDR). SDR itu sendiri merupakan teknologi dimana software dijalankan pada platform hardware. Teknologi SDR ini yang memproses sinyal secara digital didalam sebuah chip DSP.

Berbicara lebih jauh mengenai LenVDR10-Mp ini, terdapat 2 mode komunikasi yaitu Analog (AFM) dan Digital (DFM). Pada mode AFM, komunikasi dilakukan secara plain tanpa pengamanan, sehingga radio ini dapat saling berkomunikasi dengan radio lainnya pada frekuensi yang sama. Sedangkan pada mode digital, komunikasi antar radio hanya dapat dilakukan jika radio yang berkomunikasi memiliki mode yang sama.

Berikut adalah grafik perbandingan kualitas penerimaan berbanding jarak.

Gambar : Perbandingan Kualitas vs Jarak

Dari grafik diatas, dapat diketahui bahwa pada mode Analog FM, kualitas penerimaan akan semakin menurun seiring dengan jarak yang semakin jauh, dalam hal penurunan kualitas, suara yang terdengar akan semakin rusak. Pada mode Digital FM, kualitas penerimaan akan tetap baik, sampai pada jarak tertentu akan langsung rusak sama sekali. Jauh dekatnya pancaran gelombang ditentukan oleh banyak faktor, antara lain power output, performa antenna serta medan lapangan. semakin besar power yang dipancarkan, semakin besar gain antennanya, semakin jauh pula jangkauan transmisinya. Demikian halnya pada sisi receiver, dimana sensitivitas receiver yang menentukan jarak jangkau komunikasi yang dapat ditempuh.

Proses pengolahan sinyal

Salah satu teknik algoritma voice coding yang digunakan untuk membangun komunikasi digital ini adalah Continuously variable slope Delta (CVSD). CVSD ini merupakan salah satu algoritma kompresi sample data yang mengkodekan 1 bit per sample, artinya, jika ada audio yang disampling 16 KHz, maka akan diubah menjadi 16 Kbit/s. angka ini merupakan kecepatan maksimal (datarate) yang dapat dicapai untuk transfer data. Gambar berikut adalah contoh sinyal audio yang diproses CVSD.

Gambar : Grafik encode CVSD

Contoh lain voice coding yang digunakan luas untuk radio komunikasi adalah Mixed-Excitation Linear Prediction (MELP). Algoritma ideal untuk digunakan pada komunikasi dengan bandwidth yang sempit, karena MELP memiliki datarate 1200/2400 bps.

Berikutnya, teknik yang dilakukan adalah memodulasi data. Teknik modulasi diantaranya ada Binary Phase Shift Keying (BPSK), yaitu teknik yang mengubah data digital menjadi 2 _­jenis. Setiap data merepresentasikan fasa dari suatu gelombang. Sejenis dengan BPSK, ada QPSK, yaitu mengubah data digital menjadi 4 data fasa. dan seterusnya. Berbeda dengan PSK, ada teknik yang dinamakan PAM atau Pulse Amplitude Modulation, yaitu mengubah data dimana setiap data tersebut merepresentasikan Amplitude dari suatu gelombang.

Selanjutnya, pada radio digital ditambahkan Forward Error Correction (FEC), yaitu algoritma yang memungkinkan untuk memperbaiki data rusak yang diterima pada penerima. Beberapa diantaranya ada Viterbi, Reed Solomon, dan lain sebagainya.

Secure Communication

salah satu fitur Radio LenVDR10-Mp ini adalah pengamanan komunikasi (comsec) serta pengamanan transmisi (transec). COMSEC diterapkan pada radio komunikasi agar tidak mudah disadap. Ada berbagai macam metode pengamanan ini, antara lain dengan menggunakan enkripsi dengan kunci. LenVDR10-Mp menggunakan algoritma AES128 untuk mengacak data maupun suara.

Advanced Encryption Standard (AES) merupakan standar enkripsi dengan kunci simetris. Standar ini terdiri atas 3 blok chipper, yaitu AES-128, AES-192 dan AES-256. Masing-masing chipper memiliki ukuran 128-bit dengan ukuran kunci masing-masing 128, 192 dan 256 bit.

TRANSEC adalah pengamanan pada sinyal transmisi. Metode yang digunakan untuk mengimplementasikan transec ini adalah frekuensi hopping dan spread spectrum. Frekuensi hopping adalah sebuah metode transmisi radio dengan mengubah-ubah frekuensi carrier yang digunakan secara cepat & acak. Frekuensi hopping menggunakan urutan psedo-random yang dikontrol oleh algoritma kriptografi dengan kunci. Mode Frequency Hopping dimaksudkan supaya komunikasi tidak dapat disadap ataupun diganggu (oleh jamming). Pada LenVDR10-MP, perubahan frekuensi carrier saat Hopping berubah dengan kecepatan pindah 100 hop/detik, dengan resolusi perpindahan frekuensi 25kHz dan rentang frekuensi sebesar 3400 kHz di sekitar frekuensi channel yang aktif. Gambar berikut adalah ilustrasi frekuensi hopping dilakukan.

Gambar : Komunikasi secara hopping dengan gangguan

Ilustrasi tersebut menggambarkan jika ada proses komunikasi antar radio, dimana pada frekuensi tertentu terdapat gangguan (jamming), maka dengan frekuensi hopping, informasi akan tetap dapat diterima meskipun ada penurunan kualitas sinyal.

Gambar : Komunikasi secara hopping dengan penyadapan

Ilustrasi tersebut memperlihatkan bahwa jika terjadi penyadapan informasi pada frekuensi tertentu, maka hanya sedikit informasi yang diterima oleh penyadap.

Sejatinya radio frekuensi (RF) adalah suatu sumber daya alam yang terbatas yang mempunyai nilai strategis. Oleh karena itu pemanfaatannya harus dilakukan secara tertib. Hal ini telah diatur dalam peraturan pemerintah yang mungkin setiap negara menerapkannya secara berbeda, tetapi pada intinya, spektrum radio frekuensi ini diatur agar tertib, efisien dan sesuai dengan peruntukannya sehingga tidak menimbulkan gangguan yang merugikan.