Teknologi WAP (Wireless Application Protocol) merupakan sebuah metode untuk menghadirkan halaman web ke dalam layar ponsel (handphone). Dengan begitu, maka bentuk informasi dari sebuah instansi tidak harus ditampilkan dengan metode web yang hanya dapat diakses melalui browser akan tetapi dapat ditampilkan dalam bentuk WAP. Spesifikasi protokol WAP dikembangkan oleh suatu konsorsium dari perusahaan-perusahaan yang terlibat dalam industri telekomunikasi wireless. Tujuan dari spesifikasi WAP adalah untuk memberikan suatu standarisasi yang sederhana untuk telepon seluler untuk mengakses internet. Agar dapat mengakses internet dalam ponsel terdapat micro-browser. Micro-browser untuk saat ini tidak sebaik browser untuk website. WAP belum bisa menampung bentuk-bentuk informasi seperti yang bisa dilakukan oleh website.
Terdapat tiga bagian utama dalam akses WAP yaitu perangkat wireless yang mendukung WAP, WAP Gateway sebagai perantara, dan web server sebagai sumber dokumen. Dokumen yang berada dalam web server dapat berupa dokumen html ataupun WML (Wireless Markup Language). Dokumen WML sebelum dibaca melalui browser WAP, diterjemahkan terlebih dahulu oleh gateway agar content yang ada dapat disesuaikan dengan perangkat WAP. Untuk memenuhi kebutuhan, WAP menetapkan lingkungan pengembangan aplikasi dan arsitektur sistem, yang meliputi hal-hal seperti berikut :
1. Menyediakan suatu arsitektur layered, scaleable, dan extensible
2. Mengoptimalkan tranmisi wireless
3. Mempengaruhi yang ada dan mengembangkan standar-standar internet
4. Menyediakan model aplikasi Web-centric :
a. Pemetaan antarmuka user WAP yang baik berdasarkan pada antarmuka web yang ada dan telepon mobile
b. WAP menggunakan Web Servers – WAP mempengaruhi semua teknologi pengembangan server side web yang ada (seperti ASP.NET, PHP, dan JSP)
5. Menggunakan XML sebagai dasar penyajian dan pengolahan
a. Memungkinkan personalisasi device, isi, dan presentasi
b. Komunikasi dan aplikasi interoperable menjadi mungkin
WAP Gateway
WAP Gateway digunakan untuk encoding dan decoding data yang dikirim dari dan ke client. Tujuan encoding ke client adalah untuk meminimalkan ukuran data yang dikirim melalui air-interface, sama halnya dengan memperkecil energi untuk pemrosesan data yang dibutuhkan oleh client. WAP mempunyai MIME Type yang khusus dan harus ditambahkan dalam konfigurasi MIME agar ponsel dapat mengakses dokumen WAP Server. MIME Type yang digunakan oleh WAP adalah sebagai berikut
Tampilkan postingan dengan label Muhamad Habibie (0807). Tampilkan semua postingan
Tampilkan postingan dengan label Muhamad Habibie (0807). Tampilkan semua postingan
Senin, 11 Januari 2010
Global System for Mobile Communication (GSM)
GSM merupakan salah satu trend teknologi selular yang paling banyak dipakai pada saat ini. GSM merupakan teknologi selular generasi kedua yang menggunakan teknologi modulasi digital, menyediakan kapasitas lebih besar, kualitas suara serta sekuritas yang lebih baik jika dibandingkan dengan teknologi selular generasi pertama. Teknologi selular generasi kedua ini menggunakan teknologi Time Division Multiple Access (TDMA) dan Frequency Divison Multiple Access (FDMA) pada “air interface”. Air interface merupakan interface yang menghubungkan antara BTS dengan MS.
Pada teknologi ini, suatu pita frekuensi tertentu yang lebih lebar dibagi-bagi ke dalam beberapa time slot. Hal ini berarti bahwa beberapa panggilan dapat menggunakan kanal frekuensi yang sama, tetapi pada suatu slot waktu yang berbeda-beda. Ada sekitar 250 sistem GSM yang beroperasi di hampir 105 negara. Di Amerika Utara, standar digital yang berbeda dikembangkan, dan dikenal dengan DAMPS (IS-136). D-AMPS ini merupakan evolusi dari standar AMPS analog yang banyak digunakan di Amerika, Asia Pasifik dan beberapa area di Eropa Timur. Di Jepang, standar digital yang dikembangkan adalah PDC. Ketiga standar inilah yang banyak dikembangkan dan mendominasi pasar sekarang ini.
Elemen Jaringan GSM dan Interaksi Sistem
Sistem GSM terdiri dari elemen-elemen penyusun dan juga system pensinyalan (signalling) dan antarmuka (interface) yang sudah distandarisasi. Pembagian jaringan GSM dapat dibedakan atas tiga subsistem yaitu:
1. RSS (Radio Station Subsystem)
2. NSS (Network and Switching Subsystem)
3. OMS (Operation and Maintenance Subsystem)
RSS (Radio Station Subsystem)
RSS merupakan bagian sistem yang berinteraksi erat dengan penanganan sumber daya radio, dalam hal ini BSS dan MS. BSS mewakili unit fungsi dari peralatan yang diperlukan untuk mendukung suatu sel. Unit ini terdiri dari tiga entitas fungsional : BSC (Base Station Controller)
sebagai unit control, BTS (Base Transceiver Station) sebagai unit transmisi, dan TCE (Transcoding Equipment) sebagai unit pengadaptasian metode pengkodean suara yang berbeda antara dua elemen yang berbeda.
a. BSC (Base Station Controller)
Dalam terminologi GSM, suatu BSS adalah gabungan sebuah BSC dan semua BTS yang dikontrolnya. BSC berfungsi untuk memonitor dan mengontrol sejumlah BTS. Jadi semua pengaturan kanal pada air interface (pengalokasian/pelepasan kanal) dan mekanisme handover dilakukan secara remote oleh BSC dan MSC. Handover dilakukan secara remote oleh BSC jika handover tersebut terjadi dalam satu BSC (intracell and intra BSC handover), sedangkan handover di remote oleh MSC jika handover tersebut terjadi pada BSC yang berbeda (intra MSC
and inter MSC handover).
b. BTS (Base Transceiver Station)
Base Transceiver Station terdiri dari perlengkapan radio yang diperlukan untuk mendukung sebuah sel. Tugas dari BTS adalah menjaga dan memonitor hubungan dengan MS. Lebih khusus lagi, menghubungkan dengan transmisi penerimaan radio, semua fungsi pemrosesan sinyal spesifik dengan air interface dan beberapa fungsi tambahan. BTS juga sering disebut sebagai kepanjangan tangan BSC dan merupakan bagian dengan perangkat keras tesebut.
c. TCE (Transcoding Equipment)
Dengan adanya TCE maka frekuensi radio dapat digunakan secara lebih efektif. Tugas dari TCE antara lain adaptasi bit rate antara BSC dan MSC . Hubungan informasi kontrol (SS7) dan adaptasi rate untuk transmisi data melalui telepon mobile. Beberapa literature menyebutnya sebagai TRAU (Transcoder Rate Adaptation Unit) dan dalam arsitektur kanonik GSM diklasifikasikan sebagai bagian dari BSS. Bit rate yang dapat diproses di MSC adalah 64 Kbps, sedangkan bit rate pada BSC adalah 16 Kbps. Untuk itu diperlukan transcoder antara BSC dengan MSC agar komunikasi dapat berjalan.
d. MS (Mobile Station)
Pada umumnya terdapat tiga jenis MS untuk sistem komunikasi bergerak. Pertama adalah pesawat yang terhubung dengan kendaraan (vehicle mounterd). Kedua pesawat portable dan yang terakhir pesawat genggam (handheld). Secara arsitektur MS terdiri dari bagian yang menangani radio, bagian pemrosesan data dan antarmuka dengan pengguna atau ke terminal yang lain.
NSS (Network Subsystem)
NSS terdiri dari fungsi yang diperlukan untuk menangani perintahperintah penyediaan hubungan, proses, dan pelepasannya kembali (Fungsi switching/ penyambungan) serta mekanisme pemrosesan basis data yang mendukungnya. Fungsi ini antara lain : fungsi khusus yang berhubungan dengan mobilitas pelanggan (misalnya paging – memanggil MS selama datangnya panggilan/call setup), pengalokasian kanal radio yang dilakukan oleh BSC ke masing-masing MS selama panggilan berlangsung,menentukan location area MS, menentukan MSRN, pengaturan pensinyalan dengan entitas yang lain (misalnya BSS), handover (interaksi MSC atau intra MSC), validasi dan security, serta pengaturan komunikasi antar pelanggan GSM dengan pelanggan jaringan telekomunikasi yang lain.
a. MSC (Mobile Service Switching Centre)
MSC pada intinya adalah suatu peralatan switching, ekivalen dengan sentral digital (ISDN) ditambah dengan pengaturan mobilitas pelanggan. Fungsi utamanya adalah untuk kordinasi panggilan dating dari/ke pelanggan GSM termasuk fungsi call routing dan call control. Lebih spesifik fungsi ini bertanggung jawab atas pengalokasian dan pelepasan kanal radio melalui BSC beserta mekanisme location updating, handover dari satu sel ke sel yang lainnya, serta interkoneksi dengan jaringan lain (ISDN/PSTN).
b. HLR (Home Location Register)
HLR adalah tempat penyimpanan dan administrasi pelanggan yang diperlukan untuk menyediakan service (ekivalen dengan sentral lokal pada jaringan tetap ). Fungsi dasarnya adalah untuk menyediakan referensi lokasi MS pada wilayah GSM. Ketika pelanggan harus dicari (call setup), HLR akan diinterogasi unuk memberikan informasi yang relevan.
c. EIR (Equipment Identity Register)
Setiap pesawat GSM mempunyai nomor identitas yang dilakukan secara perangkat keras (IMEI). Dalam mengakses jaringan, pesawat akan mengirim pesan permintaan akses disertai dengan nomor pesawat yang bersangkutan. Jaringan akan memberikan nomor ini bila nomor pesawat tersebut tidak terdaftar dalam EIR, maka akses ke jaringan akan dapat dilakukan.
d. AUC (Authentication Center)
Authentication Center memproteksi sistem GSM terhadap penggunaan ilegal (oleh bukan pelanggan). AuC juga memproteksi sistem terhadap penyalahgunaan data pelanggan GSM. AuC terdiri dari suatu bank data unit kontrol dan monitor (untuk pemeriksaan hak akses lain) dan perangkat keras khusus untuk menjalankan algoritma enkripsi.
OMS (Operation and Maintenance SubSystem)
Bagian ini bertangung jawab terhadap operation and maintenance system GSM. OOS adalah unit fungsi yang bertanggung jawab untuk memonitor dan mengontrol sistem (totalitas semua elemen jaringan) dan mengkombinasikan semua fungsi yang diperlukan untuk menjaga konsistensi fungsional sistem secara global. Yang termasuk fungsi ini adalah :
1. Fungsi yang berhubungan dengan administrasi pelanggan :
_ Administrasi pelanggan dan hubungan.
_ Registrasi pembayaran.
_ Registrasi data untuk kepentingan statistik.
2. Fungsi yang berhubungan dengan security :
_ Memeriksa identitas pelanggan dalam AuC.
_ Melakukan pengkodean data.
_ Memeriksa identitas pesawat dalam EIR.
3. Fungsi Operasi
Berupa semua aktivitas teknis dan administritif yang diperlukan karena kondisi eksternal yang dimodifikasi misalnya pengenalan layanan-layanan baru sebagai reaksi kebutuhan baru.
4. Fungsi pemeliharaan
Berupa semua aktifitas teknis atau administratif yang diperlukan untuk menjalankan fungsi sistem atau mengembalikan dan memperbaikinya secepat mungkin setelah terjadi kegagalan.
Pada teknologi ini, suatu pita frekuensi tertentu yang lebih lebar dibagi-bagi ke dalam beberapa time slot. Hal ini berarti bahwa beberapa panggilan dapat menggunakan kanal frekuensi yang sama, tetapi pada suatu slot waktu yang berbeda-beda. Ada sekitar 250 sistem GSM yang beroperasi di hampir 105 negara. Di Amerika Utara, standar digital yang berbeda dikembangkan, dan dikenal dengan DAMPS (IS-136). D-AMPS ini merupakan evolusi dari standar AMPS analog yang banyak digunakan di Amerika, Asia Pasifik dan beberapa area di Eropa Timur. Di Jepang, standar digital yang dikembangkan adalah PDC. Ketiga standar inilah yang banyak dikembangkan dan mendominasi pasar sekarang ini.
Elemen Jaringan GSM dan Interaksi Sistem
Sistem GSM terdiri dari elemen-elemen penyusun dan juga system pensinyalan (signalling) dan antarmuka (interface) yang sudah distandarisasi. Pembagian jaringan GSM dapat dibedakan atas tiga subsistem yaitu:
1. RSS (Radio Station Subsystem)
2. NSS (Network and Switching Subsystem)
3. OMS (Operation and Maintenance Subsystem)
RSS (Radio Station Subsystem)
RSS merupakan bagian sistem yang berinteraksi erat dengan penanganan sumber daya radio, dalam hal ini BSS dan MS. BSS mewakili unit fungsi dari peralatan yang diperlukan untuk mendukung suatu sel. Unit ini terdiri dari tiga entitas fungsional : BSC (Base Station Controller)
sebagai unit control, BTS (Base Transceiver Station) sebagai unit transmisi, dan TCE (Transcoding Equipment) sebagai unit pengadaptasian metode pengkodean suara yang berbeda antara dua elemen yang berbeda.
a. BSC (Base Station Controller)
Dalam terminologi GSM, suatu BSS adalah gabungan sebuah BSC dan semua BTS yang dikontrolnya. BSC berfungsi untuk memonitor dan mengontrol sejumlah BTS. Jadi semua pengaturan kanal pada air interface (pengalokasian/pelepasan kanal) dan mekanisme handover dilakukan secara remote oleh BSC dan MSC. Handover dilakukan secara remote oleh BSC jika handover tersebut terjadi dalam satu BSC (intracell and intra BSC handover), sedangkan handover di remote oleh MSC jika handover tersebut terjadi pada BSC yang berbeda (intra MSC
and inter MSC handover).
b. BTS (Base Transceiver Station)
Base Transceiver Station terdiri dari perlengkapan radio yang diperlukan untuk mendukung sebuah sel. Tugas dari BTS adalah menjaga dan memonitor hubungan dengan MS. Lebih khusus lagi, menghubungkan dengan transmisi penerimaan radio, semua fungsi pemrosesan sinyal spesifik dengan air interface dan beberapa fungsi tambahan. BTS juga sering disebut sebagai kepanjangan tangan BSC dan merupakan bagian dengan perangkat keras tesebut.
c. TCE (Transcoding Equipment)
Dengan adanya TCE maka frekuensi radio dapat digunakan secara lebih efektif. Tugas dari TCE antara lain adaptasi bit rate antara BSC dan MSC . Hubungan informasi kontrol (SS7) dan adaptasi rate untuk transmisi data melalui telepon mobile. Beberapa literature menyebutnya sebagai TRAU (Transcoder Rate Adaptation Unit) dan dalam arsitektur kanonik GSM diklasifikasikan sebagai bagian dari BSS. Bit rate yang dapat diproses di MSC adalah 64 Kbps, sedangkan bit rate pada BSC adalah 16 Kbps. Untuk itu diperlukan transcoder antara BSC dengan MSC agar komunikasi dapat berjalan.
d. MS (Mobile Station)
Pada umumnya terdapat tiga jenis MS untuk sistem komunikasi bergerak. Pertama adalah pesawat yang terhubung dengan kendaraan (vehicle mounterd). Kedua pesawat portable dan yang terakhir pesawat genggam (handheld). Secara arsitektur MS terdiri dari bagian yang menangani radio, bagian pemrosesan data dan antarmuka dengan pengguna atau ke terminal yang lain.
NSS (Network Subsystem)
NSS terdiri dari fungsi yang diperlukan untuk menangani perintahperintah penyediaan hubungan, proses, dan pelepasannya kembali (Fungsi switching/ penyambungan) serta mekanisme pemrosesan basis data yang mendukungnya. Fungsi ini antara lain : fungsi khusus yang berhubungan dengan mobilitas pelanggan (misalnya paging – memanggil MS selama datangnya panggilan/call setup), pengalokasian kanal radio yang dilakukan oleh BSC ke masing-masing MS selama panggilan berlangsung,menentukan location area MS, menentukan MSRN, pengaturan pensinyalan dengan entitas yang lain (misalnya BSS), handover (interaksi MSC atau intra MSC), validasi dan security, serta pengaturan komunikasi antar pelanggan GSM dengan pelanggan jaringan telekomunikasi yang lain.
a. MSC (Mobile Service Switching Centre)
MSC pada intinya adalah suatu peralatan switching, ekivalen dengan sentral digital (ISDN) ditambah dengan pengaturan mobilitas pelanggan. Fungsi utamanya adalah untuk kordinasi panggilan dating dari/ke pelanggan GSM termasuk fungsi call routing dan call control. Lebih spesifik fungsi ini bertanggung jawab atas pengalokasian dan pelepasan kanal radio melalui BSC beserta mekanisme location updating, handover dari satu sel ke sel yang lainnya, serta interkoneksi dengan jaringan lain (ISDN/PSTN).
b. HLR (Home Location Register)
HLR adalah tempat penyimpanan dan administrasi pelanggan yang diperlukan untuk menyediakan service (ekivalen dengan sentral lokal pada jaringan tetap ). Fungsi dasarnya adalah untuk menyediakan referensi lokasi MS pada wilayah GSM. Ketika pelanggan harus dicari (call setup), HLR akan diinterogasi unuk memberikan informasi yang relevan.
c. EIR (Equipment Identity Register)
Setiap pesawat GSM mempunyai nomor identitas yang dilakukan secara perangkat keras (IMEI). Dalam mengakses jaringan, pesawat akan mengirim pesan permintaan akses disertai dengan nomor pesawat yang bersangkutan. Jaringan akan memberikan nomor ini bila nomor pesawat tersebut tidak terdaftar dalam EIR, maka akses ke jaringan akan dapat dilakukan.
d. AUC (Authentication Center)
Authentication Center memproteksi sistem GSM terhadap penggunaan ilegal (oleh bukan pelanggan). AuC juga memproteksi sistem terhadap penyalahgunaan data pelanggan GSM. AuC terdiri dari suatu bank data unit kontrol dan monitor (untuk pemeriksaan hak akses lain) dan perangkat keras khusus untuk menjalankan algoritma enkripsi.
OMS (Operation and Maintenance SubSystem)
Bagian ini bertangung jawab terhadap operation and maintenance system GSM. OOS adalah unit fungsi yang bertanggung jawab untuk memonitor dan mengontrol sistem (totalitas semua elemen jaringan) dan mengkombinasikan semua fungsi yang diperlukan untuk menjaga konsistensi fungsional sistem secara global. Yang termasuk fungsi ini adalah :
1. Fungsi yang berhubungan dengan administrasi pelanggan :
_ Administrasi pelanggan dan hubungan.
_ Registrasi pembayaran.
_ Registrasi data untuk kepentingan statistik.
2. Fungsi yang berhubungan dengan security :
_ Memeriksa identitas pelanggan dalam AuC.
_ Melakukan pengkodean data.
_ Memeriksa identitas pesawat dalam EIR.
3. Fungsi Operasi
Berupa semua aktivitas teknis dan administritif yang diperlukan karena kondisi eksternal yang dimodifikasi misalnya pengenalan layanan-layanan baru sebagai reaksi kebutuhan baru.
4. Fungsi pemeliharaan
Berupa semua aktifitas teknis atau administratif yang diperlukan untuk menjalankan fungsi sistem atau mengembalikan dan memperbaikinya secepat mungkin setelah terjadi kegagalan.
WATERMAKING
Istilah watermarking ini muncul dari salah satu cabang ilmu yang disebut steganography. Steganography adalah suatu cabang ilmu yang mempelajari tentang bagaimana enyembunyikan suatu informasi rahasia di dalam suatu informasi lainnya. Steganography mempunyai sejarah yang hampir sama dengan criptography, keduanya banyak digunakan terutama pada zaman perang. Perbedaan steganography dengan criptography terletak pada bagaimana proses penyembunyian data dan hasil akhir dari proses tersebut. Criptography melakukan proses pengacakan data aslinya sehingga menghasilkan data yang terenkripsi yang benar-benar acak dan berbeda dengan aslinya, sedangkan steganography menyembunyikan data lain yang akan ditumpanginya tersebut sehingga data yang ditumpanginya sebelum dan setelah proses penyembunyian hampir sama.
Watermarking atau tanda air dapat diartikan sebagai suatu teknik penyembunyian dataatau informasi rahasia kedalam suatu data lainnya untuk ditumpangi (kadang disebut host data ), tetapi orang lain tidak menyadari adanya kehadiran data tambahan pada host-nya. Jadi seolah-olah tidak ada perbedaan antara data host sebelum dan sesudah proses watermarking. Disamping itu data yang ter-watermark harus tahan (robust) terhadap serangan-serangan baik secara sengaja ataupun tidak di sengaja untuk menghilangkan data watermark di dalamnya. Watermark juga harus tahan terhadap berbagai jenis pengolahan/proses bisa berupa text, image, audio, maupun video. Watermarking dapat diterapkan dalam berbagai domain, baik itu dalam domain spasial maupun dalam domain frekuensi.Penerapan watermarking dapat dilakukan secara langsung pada domain jenis data digital tersebut atau terlebih dahulu dilakukan transformasi ke dalam domain yang lain.Berbagai transformasi yang dikenal dalam pemrosesan sinyal digital seperti:FFT (Fast Fourier Transform), DCT (Discrete Cosine Transform), Wavele Transform, dan sebagainya.
Video Watermarking
Video pada dasarnya merupakan susunan dari beberapa frame, dan tiap frame ini dipandang sebagai sebuah citra diam. Oleh karena itu sebagian besar metode pada image watermarking dapat digunakan pada video watermarking. Penyisipan watermark pada watermark video dapat dilakukan pada bagian frame motion dan atau motionless. Dalam penggunaannya, watermarking terdiri dari dua tipe yaitu identik watermark dan independen watermark. Agar dapat terhindar dari penghilangan watermark oleh pihak-pihak yang tidak berhak maka peyisipan watermark dilakukan dengan menggunakan identik watermark pada bagian frame motionless. Teknik watermarking sendiri dapat dibagi kedalam dua kelompok yaitu watermarking dalam domain spatial dan dalam domain frekuensi. Teknik watermarking dalam domain frekuensi lebih handal terhadap kompresi dan transformasi geometris dibandingkan teknik watermarking dalam domain spatial. Keuntungan dari video watermarking adalah banyaknya data yang dapat disembunyikan di dalamnya, serta fakta bahwa video merupakan streams dari image-image menyebabkan adanya distorsi pada salah satu frame image tidak akan dilihat dengan mudah dengan mata manusia. Akan tetapi semakin banyak data pesan yang disembunyikan, bukan hal yang mustahil jika perubahan pada video menjadi semakin mudah terlihat.
Watermarking atau tanda air dapat diartikan sebagai suatu teknik penyembunyian dataatau informasi rahasia kedalam suatu data lainnya untuk ditumpangi (kadang disebut host data ), tetapi orang lain tidak menyadari adanya kehadiran data tambahan pada host-nya. Jadi seolah-olah tidak ada perbedaan antara data host sebelum dan sesudah proses watermarking. Disamping itu data yang ter-watermark harus tahan (robust) terhadap serangan-serangan baik secara sengaja ataupun tidak di sengaja untuk menghilangkan data watermark di dalamnya. Watermark juga harus tahan terhadap berbagai jenis pengolahan/proses bisa berupa text, image, audio, maupun video. Watermarking dapat diterapkan dalam berbagai domain, baik itu dalam domain spasial maupun dalam domain frekuensi.Penerapan watermarking dapat dilakukan secara langsung pada domain jenis data digital tersebut atau terlebih dahulu dilakukan transformasi ke dalam domain yang lain.Berbagai transformasi yang dikenal dalam pemrosesan sinyal digital seperti:FFT (Fast Fourier Transform), DCT (Discrete Cosine Transform), Wavele Transform, dan sebagainya.
Video Watermarking
Video pada dasarnya merupakan susunan dari beberapa frame, dan tiap frame ini dipandang sebagai sebuah citra diam. Oleh karena itu sebagian besar metode pada image watermarking dapat digunakan pada video watermarking. Penyisipan watermark pada watermark video dapat dilakukan pada bagian frame motion dan atau motionless. Dalam penggunaannya, watermarking terdiri dari dua tipe yaitu identik watermark dan independen watermark. Agar dapat terhindar dari penghilangan watermark oleh pihak-pihak yang tidak berhak maka peyisipan watermark dilakukan dengan menggunakan identik watermark pada bagian frame motionless. Teknik watermarking sendiri dapat dibagi kedalam dua kelompok yaitu watermarking dalam domain spatial dan dalam domain frekuensi. Teknik watermarking dalam domain frekuensi lebih handal terhadap kompresi dan transformasi geometris dibandingkan teknik watermarking dalam domain spatial. Keuntungan dari video watermarking adalah banyaknya data yang dapat disembunyikan di dalamnya, serta fakta bahwa video merupakan streams dari image-image menyebabkan adanya distorsi pada salah satu frame image tidak akan dilihat dengan mudah dengan mata manusia. Akan tetapi semakin banyak data pesan yang disembunyikan, bukan hal yang mustahil jika perubahan pada video menjadi semakin mudah terlihat.
Konsep Pengkodean Video
Secara sederhana, video dapat diilustrasikan sebagai setumpuk gambar dengan ukuran frame yang sama dimana gambar-gambar tersebut ditampilkan secara berurutan dengan frekuensi pemunculan tertentu. Sehingga video memiliki tiga dimensi yaitu dua dimensi spatial (horizontal dan vertikal) dan satu dimensi waktu. Di dalam video sendiri terdapat dua hal yang dapat dikompresi yaitu frame (still image). Terdapat dua hal penting yang dapat dimanfaatkan untuk melakukan kompresi video yaitu redundancy spatial (warna dalam still image) dan redundancy temporal (perubahan antar frame). Penghilangan redundancy spatial (spatial / intraframe compression) dilakukan dengan mengambil keuntungan dari fakta bahwa mata manusia tidak terlalu dapat membedakan warna dibandingkan dengan brightness, sehingga image dalam video bisa dikompresi (teknik ini sama dengan teknik kompresi lossy color reduction pada image). Penghilangan redundancy temporal (temporal / interframe compression) dilakukan dengan mengirimkan dan mengenkode frame yang berubah saja sedangkan data yang sama masih disimpan.
Standar Pengkodean H.264/AVC
H.264 (MPEG-4 Part 10) atau lebih dikenal dengan Advance Video Coding (AVC) merupakan sebuah codec video digital yang memiliki keunggulan dalam rasio kompresi (tingkat kompresi yang tinggi) dengan memanfaatkan metoda blok transformasi adaptif yang efektif. H.264 dikembangkan oleh ITU-T Video Coding Expert Group (VCEG) bersama-sama dengan ISO/IEC Moving Picture Expert Group (MPEG) yang dinamakan Joint Video Team (JVC) pada tahun 2003. Tujuan pengembangan H.264/AVC adalah untuk membuat suatu standar video digital yang dapat menghasilkan kualitas video yang baik pada bitrate yang lebih kecil dibandingkan dengan standar video digital sebelumnya (MPEG-2, H.263, maupun MPEG-4 Part 2) tanpa harus melakukan perubahan yang kompleks dan dapat diimplementasikan dengan biaya yang murah. Tujuan lain dari pengembangan H.264 adalah dapat digunakan dalam berbagai macam aplikasi seperti video broadcast, DVB strorage, RTP/IP packet networks, dan ITU-T multimedia telephony systems. Standar pengkodean H.264/AVC disusun atas dua lapis konsep (gambar 2.3) yaitu video coding layer (VCL), yang bertujuan untuk efisiensi konten video, dan network abstraction layer (NAL), yang memformat keluaran video dari VCL dan memberi informasi header dengan tepat untuk diteruskan ke transport layer atau media penyimpanan. Pictures). Picture (frame) yang merupakan bagian dari GOP adalah primary coding unit dari video sequence. Merepresentasikan nilai luminance (Y) dan 2 chrominance (Cb dan Cr). Dalam pengkodean H.264/AVC menggunakan format 4:2:0, yaitu komponen chrominance memiliki porsi setengah dari komponen luminance. Sedangkan macroblock dikenal sebagai basic coding unit pada algoritma MPEG.16x16 pixel segment dalam sebuah frame. Macroblock mencakup area segi empat dengan ukuran 16x16 pixel untuk komponen luminance(Y) dan 8x8 pixel setiap 2 komponen chrominance (Cb dan Cr). Block adalah coding unit terkecil pada algoritma MPEG. 8x8 pixel atau 4x4 pixel dapat berupa salah satu dari luminance(Y), red chrominance(Cr),atau blue chrominance(Cb). Sejumlah makroblok, disebut sebagai slice, diproses untuk dikodekan. Slice dibedakan menjadi lima tipe I-,P-,B-,SI-dan SP-slice. Urutannya dari kiri-kanan, atas bawah.
Penting untuk error handling. Bila terjadi error maka di-skip ke slice berikutnya.
H.264/AVC CODEC
Seperti pada standar pengkodean sebelumnya (seperti H.263 dan MPEG-1,2), H.264/AVC merupakan standar pengkodean yang berbasiskan pada hybrid video coding. Gambar di bawah ini menunjukkan blok diagram encoder dan decoder H.264/AVC.
Citra masukan dibagi menjadi makroblok (macroblocks). Setiap makroblok terdiri dari tiga komponen Y, Cr dan Cb. Komponen Y disebut sebagai luminance yang merepresentasikan tingkat kecerahan (brightness). Sedangkan Cb dan Cr disebut sebagai chrominance yang merupakan representasi intensitas warna dari keabuan hingga merah dan biru. Suatu makroblok terdiri dari satu blok 16x16 piksel komponen luminance dan dua blok 8x8 piksel komponen chrominance. Sejumlah makroblok, disebut sebagai slice, diproses untuk dikodekan. Slice dibedakan menjadi lima tipe I-,P-,B-,SI-dan SP-slice. Pada I-slice, semua makroblok dikodekan dengan mode intra. P-slice, semua makroblok diprediksikan menggunakan motion compensated prediction dengan satu frame referensi, untuk B-slice menggunakan dua frame referensi. SI-dan SP-slice merupakan slice khusus yang tidak ada pada standar pengkodean sebelumnya. SP-slice dikodekan sedemikian hingga efisien untuk pertukaran antara aliran video yang berbeda. Sedangkan SI-slice dikodekan untuk perbaikan kesalahan ketika menggunakan intra prediction. Pada proses decoding H.264/AVC , entropy decoder mendekodekan koefisien kuantisasi dan data gerakan yang digunakan untuk motion compensated prediction. Seperti pada proses encoding, sinyal prediksi dihasilkan dari intraframe atau motion compensated prediction, yang ditambahkan dengan invers koefisien transformasi. Setelah deblocking filter, makroblok telah selesai didekodekan dan disimpan di memori untuk prediksi berikutnya.
Deblocking filter
Deblocking filter merupakan elemen baru dalam standar kompresi video MPEG. Dalamvstandar MPEG sebelum MPEG4/H.264 (MPEG1, MPEG2, MPEG4/H.261, MPEG4/H.263), elemen ini tidak dijumpai. Fungsi utama dari deblocking filter adalah untuk mengurangi distorsi blocking pada setiap decoded macroblock. Pada encoder, deblocking filter diaplikasikan setelah inverse transform dan sebelum proses rekonstruksi dan penyimpanan macroblock untuk prediksi berikutnya. Sementara, pada decoder, aplikasi deblocking filter dilakukan setelah inverse transform dan sebelum proses rekonstruksi dan penampilan macroblock Deblocking filter digunakan untuk memperbaiki kualitas gambar yang pada intinya adalah menghaluskan (mengurangi) efek blocking yang biasa terjadi pada video digital. Deblocking filter diaplikasikan dalam setiap 4x4 block maupun 16x16 macroblock sehingga menghasilkan kualitas video yang lebih baik. Filter ini memiliki dua keuntungan yaitu :
a. Sisi-sisi dari block dan macroblock lebih halus sehingga meningkatkan kualitas dari
gambar yang didecode.
b. Macroblock yang difilter digunakan untuk prediksi motion-compensated dari frame berikutnya (pada encoder), yang menghasilkan “residu” yang lebih sedikit pada saat proses prediksi
Profiles and Levels
Profile didefinisikan sebagai suatu set perangkat atau algoritma pengkodean yang digunakan untuk menghasilkan bitstream yang sesuai, sedangkan level bertujuan untuk membatasi nilai dari parameter-parameter algoritma yang digunakan. H.264/AVC mendefinisikan tiga macam profile: baseline profile (untuk video conference dan aplikasi wireless), main profile (digunakan untuk layanan broadcast) dan extended profile (digunakan dalam aplikasi streaming).
Setiap level memiliki batas atas nilai dari ukuran gambar (dalam makroblock), rata-rata waktu proses decode (dalam makroblock perdetik), ukuran multipicture buffer, bitrate video, dan ukuran buffer video.
Standar Pengkodean H.264/AVC
H.264 (MPEG-4 Part 10) atau lebih dikenal dengan Advance Video Coding (AVC) merupakan sebuah codec video digital yang memiliki keunggulan dalam rasio kompresi (tingkat kompresi yang tinggi) dengan memanfaatkan metoda blok transformasi adaptif yang efektif. H.264 dikembangkan oleh ITU-T Video Coding Expert Group (VCEG) bersama-sama dengan ISO/IEC Moving Picture Expert Group (MPEG) yang dinamakan Joint Video Team (JVC) pada tahun 2003. Tujuan pengembangan H.264/AVC adalah untuk membuat suatu standar video digital yang dapat menghasilkan kualitas video yang baik pada bitrate yang lebih kecil dibandingkan dengan standar video digital sebelumnya (MPEG-2, H.263, maupun MPEG-4 Part 2) tanpa harus melakukan perubahan yang kompleks dan dapat diimplementasikan dengan biaya yang murah. Tujuan lain dari pengembangan H.264 adalah dapat digunakan dalam berbagai macam aplikasi seperti video broadcast, DVB strorage, RTP/IP packet networks, dan ITU-T multimedia telephony systems. Standar pengkodean H.264/AVC disusun atas dua lapis konsep (gambar 2.3) yaitu video coding layer (VCL), yang bertujuan untuk efisiensi konten video, dan network abstraction layer (NAL), yang memformat keluaran video dari VCL dan memberi informasi header dengan tepat untuk diteruskan ke transport layer atau media penyimpanan. Pictures). Picture (frame) yang merupakan bagian dari GOP adalah primary coding unit dari video sequence. Merepresentasikan nilai luminance (Y) dan 2 chrominance (Cb dan Cr). Dalam pengkodean H.264/AVC menggunakan format 4:2:0, yaitu komponen chrominance memiliki porsi setengah dari komponen luminance. Sedangkan macroblock dikenal sebagai basic coding unit pada algoritma MPEG.16x16 pixel segment dalam sebuah frame. Macroblock mencakup area segi empat dengan ukuran 16x16 pixel untuk komponen luminance(Y) dan 8x8 pixel setiap 2 komponen chrominance (Cb dan Cr). Block adalah coding unit terkecil pada algoritma MPEG. 8x8 pixel atau 4x4 pixel dapat berupa salah satu dari luminance(Y), red chrominance(Cr),atau blue chrominance(Cb). Sejumlah makroblok, disebut sebagai slice, diproses untuk dikodekan. Slice dibedakan menjadi lima tipe I-,P-,B-,SI-dan SP-slice. Urutannya dari kiri-kanan, atas bawah.
Penting untuk error handling. Bila terjadi error maka di-skip ke slice berikutnya.
H.264/AVC CODEC
Seperti pada standar pengkodean sebelumnya (seperti H.263 dan MPEG-1,2), H.264/AVC merupakan standar pengkodean yang berbasiskan pada hybrid video coding. Gambar di bawah ini menunjukkan blok diagram encoder dan decoder H.264/AVC.
Citra masukan dibagi menjadi makroblok (macroblocks). Setiap makroblok terdiri dari tiga komponen Y, Cr dan Cb. Komponen Y disebut sebagai luminance yang merepresentasikan tingkat kecerahan (brightness). Sedangkan Cb dan Cr disebut sebagai chrominance yang merupakan representasi intensitas warna dari keabuan hingga merah dan biru. Suatu makroblok terdiri dari satu blok 16x16 piksel komponen luminance dan dua blok 8x8 piksel komponen chrominance. Sejumlah makroblok, disebut sebagai slice, diproses untuk dikodekan. Slice dibedakan menjadi lima tipe I-,P-,B-,SI-dan SP-slice. Pada I-slice, semua makroblok dikodekan dengan mode intra. P-slice, semua makroblok diprediksikan menggunakan motion compensated prediction dengan satu frame referensi, untuk B-slice menggunakan dua frame referensi. SI-dan SP-slice merupakan slice khusus yang tidak ada pada standar pengkodean sebelumnya. SP-slice dikodekan sedemikian hingga efisien untuk pertukaran antara aliran video yang berbeda. Sedangkan SI-slice dikodekan untuk perbaikan kesalahan ketika menggunakan intra prediction. Pada proses decoding H.264/AVC , entropy decoder mendekodekan koefisien kuantisasi dan data gerakan yang digunakan untuk motion compensated prediction. Seperti pada proses encoding, sinyal prediksi dihasilkan dari intraframe atau motion compensated prediction, yang ditambahkan dengan invers koefisien transformasi. Setelah deblocking filter, makroblok telah selesai didekodekan dan disimpan di memori untuk prediksi berikutnya.
Deblocking filter
Deblocking filter merupakan elemen baru dalam standar kompresi video MPEG. Dalamvstandar MPEG sebelum MPEG4/H.264 (MPEG1, MPEG2, MPEG4/H.261, MPEG4/H.263), elemen ini tidak dijumpai. Fungsi utama dari deblocking filter adalah untuk mengurangi distorsi blocking pada setiap decoded macroblock. Pada encoder, deblocking filter diaplikasikan setelah inverse transform dan sebelum proses rekonstruksi dan penyimpanan macroblock untuk prediksi berikutnya. Sementara, pada decoder, aplikasi deblocking filter dilakukan setelah inverse transform dan sebelum proses rekonstruksi dan penampilan macroblock Deblocking filter digunakan untuk memperbaiki kualitas gambar yang pada intinya adalah menghaluskan (mengurangi) efek blocking yang biasa terjadi pada video digital. Deblocking filter diaplikasikan dalam setiap 4x4 block maupun 16x16 macroblock sehingga menghasilkan kualitas video yang lebih baik. Filter ini memiliki dua keuntungan yaitu :
a. Sisi-sisi dari block dan macroblock lebih halus sehingga meningkatkan kualitas dari
gambar yang didecode.
b. Macroblock yang difilter digunakan untuk prediksi motion-compensated dari frame berikutnya (pada encoder), yang menghasilkan “residu” yang lebih sedikit pada saat proses prediksi
Profiles and Levels
Profile didefinisikan sebagai suatu set perangkat atau algoritma pengkodean yang digunakan untuk menghasilkan bitstream yang sesuai, sedangkan level bertujuan untuk membatasi nilai dari parameter-parameter algoritma yang digunakan. H.264/AVC mendefinisikan tiga macam profile: baseline profile (untuk video conference dan aplikasi wireless), main profile (digunakan untuk layanan broadcast) dan extended profile (digunakan dalam aplikasi streaming).
Setiap level memiliki batas atas nilai dari ukuran gambar (dalam makroblock), rata-rata waktu proses decode (dalam makroblock perdetik), ukuran multipicture buffer, bitrate video, dan ukuran buffer video.
Algoritma Kohonen
Prinsip kerja dari algoritma Kohonen adalah pengurangan node-node tetangganya (neighbour), sehingga pada akhirnya hanya ada satu keluaran node yang terpilih (winner node). Langkah pertama adalah melakukan inisialisasi bobot untuk tiap-tiap node dengan nilai random. Setelah diberikan bobot random, jaringan diberi masukan sejumlah dimensi masukan node/neuron. Setelah masukan diterima jaringan, jaringan mulai melakukan perhitungan jarak vector yang didapatkan dengan menjumlahkan selisih atau jarak antar vektor dengan vektor bobot. Secara matematis, dituliskan sebagai berikut :
Setelah diketahui tiap-tiap jarak antara keluaran node dengan masukannya, dilakukan perhitungan jumlah jarak selisih minimum. Node yang terpilih (winner) dan berjarak minimum diberi tanda khusus, yaitu diberikan angka satu dan node yang lain nol. Tahap akhir algoritma ini adalah melakukan perubahan bobot pada keluaran node yang terpilih beserta tetangga sekitarnya (misal node terpilih adalah node ke-20 dan jumlah neighbourhood=5, maka bobot pada node ke-15 sampai ke-25 akan diubah), yang dirumuskan sebagai berikut :
dimana :
0 < α(t) < 1
x = masukan
w = bobot
Ne = nilai neighborhood
t = waktu
i = indeks masukan node
j = indeks keluaran node
α(t) merupakan alpha/learning rate yaitu faktor pengali pada perubahan bobot yang berubah terhadap perubahan error. Perubahan alpha ini sesuai dengan banyaknya masukan yang masuk. Faktor pengali alpha/learning rate ini akan selalu berkurang bila tidak ada perubahan error.
Pada metode ini, hasil pengenalan pola ada pada bobot-bobot yang terdapat pada node winner output. Dibandingkan dengan bobot-bobot yang lain, bobot pada winner output ini paling mendekati dengan pola yang dilatihkan pada jaringan. Proses pelatihan bobot pada winner output beserta dengan tetangganya selalu diupdate, dan dilakukan iterasi terus menerus sampai mencapai error yang diinginkan. Jika belum mencapai eror tertentu, maka proses kembali pada penginputan pola/citra untuk dilatih kembali. Dalam perubahan bobot ini, hal yang paling menentukan adalah alpha/learning rate α(t). Faktor pengali ini menentukan kecepatan belajar jaringan dan diset dengan nilai antara nol sampai satu.
Faktor pengali yang cukup besar akan didapatkan hasil belajar yang cepat, tetapi dengan pemetaan yang kasar. Sedangkan, faktor pengali yang kecil akan didapatkan pemetaan yang bagus dengan waktu belajar yang lebih lama. Bobot yang didapatkan bukan hanya didasarkan pada besarnya vektor, tetapi arah vektor itu sendiri. Inisialisasi bobot dilakukan dengan cara memberikan bobot random antara -1 sampai 1. Jika hal ini dilakukan, maka vektor bobot akan benar-benar menyebar secara random. Konsekuesi dari penyebaran yang random memungkinkan jaringan tidak dapat belajar secara konvergen dan akhirnya jaringan akan memiliki orientasi yang sangat berbeda dengan orientasi awal. Karena kesalahan orientasi ini akan dapat menyebabkan jaringan tidak terlatih dan pada akhirnya menghasilkan sedikit node yang dapat membedakan input. Salah satu metode untuk mencegah terjadinya non-konvergen adalah menginisialisasi bobot awal dengan pola-pola yang sangat mirip dengan pola-pola yang akan dilatihkan (input pattern).
Dengan cara ini, jaringan akan dapat belajar secara perlahan mengikuti perubahan input yang ada, yang pada akhirnya didapatkan bentuk pemetaan yang sesuai dengan yang diperlukan oleh jaringan untuk pengenalan pola. Pada algoritma Kohonen, didapatkan keluaran node yang saling berhubungan antara satu node dengan node yang lain, dari hubungan ini maka node yang satu akan mempengaruhi node-node yang lain. Sebelum diberikan masukan, daerah keputusan memiliki area yang sangat lebar. Setelah melewati tahapan pelatihan, luas area dari vektor keputusan akan semakin kecil.
Setelah diketahui tiap-tiap jarak antara keluaran node dengan masukannya, dilakukan perhitungan jumlah jarak selisih minimum. Node yang terpilih (winner) dan berjarak minimum diberi tanda khusus, yaitu diberikan angka satu dan node yang lain nol. Tahap akhir algoritma ini adalah melakukan perubahan bobot pada keluaran node yang terpilih beserta tetangga sekitarnya (misal node terpilih adalah node ke-20 dan jumlah neighbourhood=5, maka bobot pada node ke-15 sampai ke-25 akan diubah), yang dirumuskan sebagai berikut :
dimana :
0 < α(t) < 1
x = masukan
w = bobot
Ne = nilai neighborhood
t = waktu
i = indeks masukan node
j = indeks keluaran node
α(t) merupakan alpha/learning rate yaitu faktor pengali pada perubahan bobot yang berubah terhadap perubahan error. Perubahan alpha ini sesuai dengan banyaknya masukan yang masuk. Faktor pengali alpha/learning rate ini akan selalu berkurang bila tidak ada perubahan error.
Pada metode ini, hasil pengenalan pola ada pada bobot-bobot yang terdapat pada node winner output. Dibandingkan dengan bobot-bobot yang lain, bobot pada winner output ini paling mendekati dengan pola yang dilatihkan pada jaringan. Proses pelatihan bobot pada winner output beserta dengan tetangganya selalu diupdate, dan dilakukan iterasi terus menerus sampai mencapai error yang diinginkan. Jika belum mencapai eror tertentu, maka proses kembali pada penginputan pola/citra untuk dilatih kembali. Dalam perubahan bobot ini, hal yang paling menentukan adalah alpha/learning rate α(t). Faktor pengali ini menentukan kecepatan belajar jaringan dan diset dengan nilai antara nol sampai satu.
Faktor pengali yang cukup besar akan didapatkan hasil belajar yang cepat, tetapi dengan pemetaan yang kasar. Sedangkan, faktor pengali yang kecil akan didapatkan pemetaan yang bagus dengan waktu belajar yang lebih lama. Bobot yang didapatkan bukan hanya didasarkan pada besarnya vektor, tetapi arah vektor itu sendiri. Inisialisasi bobot dilakukan dengan cara memberikan bobot random antara -1 sampai 1. Jika hal ini dilakukan, maka vektor bobot akan benar-benar menyebar secara random. Konsekuesi dari penyebaran yang random memungkinkan jaringan tidak dapat belajar secara konvergen dan akhirnya jaringan akan memiliki orientasi yang sangat berbeda dengan orientasi awal. Karena kesalahan orientasi ini akan dapat menyebabkan jaringan tidak terlatih dan pada akhirnya menghasilkan sedikit node yang dapat membedakan input. Salah satu metode untuk mencegah terjadinya non-konvergen adalah menginisialisasi bobot awal dengan pola-pola yang sangat mirip dengan pola-pola yang akan dilatihkan (input pattern).
Dengan cara ini, jaringan akan dapat belajar secara perlahan mengikuti perubahan input yang ada, yang pada akhirnya didapatkan bentuk pemetaan yang sesuai dengan yang diperlukan oleh jaringan untuk pengenalan pola. Pada algoritma Kohonen, didapatkan keluaran node yang saling berhubungan antara satu node dengan node yang lain, dari hubungan ini maka node yang satu akan mempengaruhi node-node yang lain. Sebelum diberikan masukan, daerah keputusan memiliki area yang sangat lebar. Setelah melewati tahapan pelatihan, luas area dari vektor keputusan akan semakin kecil.
Elektrokardiogram (EKG)
Elektrokardiogram (EKG) adalah suatu sinyal yang dihasilkan oleh aktifitas listrik otot jantung. EKG ini merupakan rekaman informasi kondisi jantung yang diambil dengan memasang electroda pada badan. Rekaman EKG ini digunakan oleh dokter ahli untuk menentukan kodisi jantung dari pasien. Sinyal EKG direkam menggunakan perangkat elektrokardiograf.
Sensor EKG
Fungsi dasar dari elektroda adalah mendeteksi sinyal kelistrikan jantung. Fungsi dari transducer adalah untuk mengkonversi informasi biologis menjadi sinyal elektrik yang dapat diukur. Transducer ini dipakai dengan menggunakan interface jelly electrode-electrolyte. Dengan menggunakan elektroda Ag/AgCl mengurangi noise dengan frekuensi rendah pada sinyal EKG yang terjadi karena pergerakan. Gambar di bawah memperlihatkan beberapa contoh sensor EKG sedangkan gambar kedua memperlihatkan salah satu teknik monitoring EKG dalam penempatan elektroda.
Teknik monitoring EKG
Saat ini 4 macam teknik monitoring EKG yang sering digunakan yaitu :
1. Teknik monitoring standar ekstremitas (metoda Einthoven) atau standard limb leads
Dalam menggunakan teknik ini, dilakukan 3 tempat monitoring EKG yakni
a. Lead I dibentuk dengan membuat lengan kiri (LA-left arm) elektroda positif dan lengan kanan (RA- right arm) elektroda negatif. Sudut orientasi 0º
b. Lead II dibentuk dengan membuat kaki kiri (LL-left leg) elektroda positif dan lengan kanan (RA- right arm) elektroda negatif. Sudut orientasi 60º
c. Lead III dibentuk dengan membuat kaki kiri (LL-left leg) elektroda positif dan lengan kiri (LA- left arm) elektroda negatif. Sudut orientasi 120º
2. Teknik monitoring tambahan atau augmented limb leads Dalam menggunakan teknik ini, dilakukan 3 tempat monitoring EKG yakni :
a. aVL dibentuk dengan membuat lengan kiri (LA-left arm) elektroda positif dan anggota tubuh lainnya (ekstremitas) elektroda negatif. Sudut orientasi -30º
b. aVR dibentuk dengan membuat lengan kanan (RA- right arm) elektroda positif dan anggota tubuh lainnya (ekstremitas) elektroda negatif. Sudut orientasi -150º
c. aVF dibentuk dengan membuat kaki kiri (LL-left leg) elektroda positif dan anggota tubuh lainnya (ekstremitas) elektroda negatif. Sudut orientasi +90º monitoring EKG prekordial/ dada atau standard chest leads monitoring EKG
Karakteristik dan parameter- parameter dalam Elektrokardiogram
Sinyal EKG terdiri dari gelombang P, kompleks QRS, dan gelombang T (diperlihatkan pada gambar di bawah ini digunakan untuk mendeteksi kelainan jantung atau aritmia (arrythmia). Urutan terjadinya sinyal EKG yang dapat menimbulkan gelombang P, kompleks QRS, dan gelombang T adalah sebagai berikut :
1. Setiap siklus kontraksi dan relaksasi jantung dimulai dengan depolarisasi spontan pada nodus. Peristiwa ini tidak tampak pada rekaman EKG
2. Gelombang P merekam peristiwa depolarisasi dan kontraksi atrium (atria contract). Bagian pertama gelombang P menggambarkan aktivitas atrium kanan; bagian kedua mencerminkan aktivitas atrium kiri
Setelah mendapatkan sinyal EKG, denyut jantung (HR- heart rate) dapat dihitung dengan menggunakan persamaan di bawah ini :
Dengan Interval_RR = Jarak antara gelombang R dengan gelombang R lainnya yang berdekatan terukur dalam satuan waktu (sekon) HR = Besar denyut jantung yang dalam satuan beat per minute (BPM)
Sensor EKG
Fungsi dasar dari elektroda adalah mendeteksi sinyal kelistrikan jantung. Fungsi dari transducer adalah untuk mengkonversi informasi biologis menjadi sinyal elektrik yang dapat diukur. Transducer ini dipakai dengan menggunakan interface jelly electrode-electrolyte. Dengan menggunakan elektroda Ag/AgCl mengurangi noise dengan frekuensi rendah pada sinyal EKG yang terjadi karena pergerakan. Gambar di bawah memperlihatkan beberapa contoh sensor EKG sedangkan gambar kedua memperlihatkan salah satu teknik monitoring EKG dalam penempatan elektroda.
Teknik monitoring EKG
Saat ini 4 macam teknik monitoring EKG yang sering digunakan yaitu :
1. Teknik monitoring standar ekstremitas (metoda Einthoven) atau standard limb leads
Dalam menggunakan teknik ini, dilakukan 3 tempat monitoring EKG yakni
a. Lead I dibentuk dengan membuat lengan kiri (LA-left arm) elektroda positif dan lengan kanan (RA- right arm) elektroda negatif. Sudut orientasi 0º
b. Lead II dibentuk dengan membuat kaki kiri (LL-left leg) elektroda positif dan lengan kanan (RA- right arm) elektroda negatif. Sudut orientasi 60º
c. Lead III dibentuk dengan membuat kaki kiri (LL-left leg) elektroda positif dan lengan kiri (LA- left arm) elektroda negatif. Sudut orientasi 120º
2. Teknik monitoring tambahan atau augmented limb leads Dalam menggunakan teknik ini, dilakukan 3 tempat monitoring EKG yakni :
a. aVL dibentuk dengan membuat lengan kiri (LA-left arm) elektroda positif dan anggota tubuh lainnya (ekstremitas) elektroda negatif. Sudut orientasi -30º
b. aVR dibentuk dengan membuat lengan kanan (RA- right arm) elektroda positif dan anggota tubuh lainnya (ekstremitas) elektroda negatif. Sudut orientasi -150º
c. aVF dibentuk dengan membuat kaki kiri (LL-left leg) elektroda positif dan anggota tubuh lainnya (ekstremitas) elektroda negatif. Sudut orientasi +90º monitoring EKG prekordial/ dada atau standard chest leads monitoring EKG
Karakteristik dan parameter- parameter dalam Elektrokardiogram
Sinyal EKG terdiri dari gelombang P, kompleks QRS, dan gelombang T (diperlihatkan pada gambar di bawah ini digunakan untuk mendeteksi kelainan jantung atau aritmia (arrythmia). Urutan terjadinya sinyal EKG yang dapat menimbulkan gelombang P, kompleks QRS, dan gelombang T adalah sebagai berikut :
1. Setiap siklus kontraksi dan relaksasi jantung dimulai dengan depolarisasi spontan pada nodus. Peristiwa ini tidak tampak pada rekaman EKG
2. Gelombang P merekam peristiwa depolarisasi dan kontraksi atrium (atria contract). Bagian pertama gelombang P menggambarkan aktivitas atrium kanan; bagian kedua mencerminkan aktivitas atrium kiri
Setelah mendapatkan sinyal EKG, denyut jantung (HR- heart rate) dapat dihitung dengan menggunakan persamaan di bawah ini :
Dengan Interval_RR = Jarak antara gelombang R dengan gelombang R lainnya yang berdekatan terukur dalam satuan waktu (sekon) HR = Besar denyut jantung yang dalam satuan beat per minute (BPM)
Jaringan Fungsi Basis Radial
Jaringan Fungsi Basis Radial merupakan salah satu model feed forward neural network. Jaringan Fungsi Basis Radial dikenalkan oleh Broomhead dan Lowe, dengan penerapan utamanya pada fungsi perkiraan dan prediksi data time series, seperti penggunaan dalam klasifikasi dan klustering.
Struktur Dasar Jaringan Fungsi Basis Radial
Jaringan Fungsi Basis Radial disusun oleh 3 layer, yaitu input, hidden layer, dan output layer. Strukur dasar Jaringan Fungsi Basis Radial dapat dilihat pada gambar dibawah ini.
pada artikel ini input layer menerima masukan dari keluaran PCA yang berjumlah 180 neuron yang dilambangkan dengan X. 180 neuron tersebut diteruskan ke layer berikutnya yaitu hidden layer yang dilambangkan dengan . Terdapat 30 node pada hidden layer dimana jumlah node tersebut menyatakan jumlah kelas yang diinginkan saat pengklasifikasian data latih. Jaringan Fungsi Basis Radial tidak memproses data masukan pada layer input, tetapi inputan tersebut diteruskan sebagai masukan fungsi Basis Radial pada hidden layer. Fungsi gaussian merupakan salah satu fungsi Basis Radial yang memberikan hasil terbaik dalam pengenalan pola,
µi = fungsi gaussian neuron ke-i
x(t) = inputan
ci = center vektor neuron ke-i
r = radius
Terdapat beberapa pendekatan dalam mendapatkan nilai center dari tiap cluster, yaitu :
· Semua data masukan : salah satu cara yang mudah dalam memilih nilai center pada fungsi basis radial adalah dengan estimasi menggunakan data itu sendiri.
Data Latih Random : yakni dengan cara memilih data latih secara acak dan menetapkannya sebagai nilai center.
Menggunakan K-means Clustering.
Pada artikel ini digunakan pendekatan pertama untuk memilih nilai center dengan radius = 1
Untuk mendapatkn bobot dari fungsi basis radial ini digunakan metode least square, dengan persamaan sebagai berikut :
Pada persamaan ini y adalah nilai keluaran dari jaringan fungsi basis radial. W adalah bobot, awalnya bernilai sama dengan keluaran yang diinginkan. Kemudian didapat nilai error dengan mengurangkan nilai keluaran yang diinginkan dengan nilai keluaran aktual. Untuk mendapatkan error yang minimal, maka dilakukan pendekatan dengan persamaan berikut :
d = keluaran yang diinginkan
Struktur Dasar Jaringan Fungsi Basis Radial
Jaringan Fungsi Basis Radial disusun oleh 3 layer, yaitu input, hidden layer, dan output layer. Strukur dasar Jaringan Fungsi Basis Radial dapat dilihat pada gambar dibawah ini.
pada artikel ini input layer menerima masukan dari keluaran PCA yang berjumlah 180 neuron yang dilambangkan dengan X. 180 neuron tersebut diteruskan ke layer berikutnya yaitu hidden layer yang dilambangkan dengan . Terdapat 30 node pada hidden layer dimana jumlah node tersebut menyatakan jumlah kelas yang diinginkan saat pengklasifikasian data latih. Jaringan Fungsi Basis Radial tidak memproses data masukan pada layer input, tetapi inputan tersebut diteruskan sebagai masukan fungsi Basis Radial pada hidden layer. Fungsi gaussian merupakan salah satu fungsi Basis Radial yang memberikan hasil terbaik dalam pengenalan pola,
µi = fungsi gaussian neuron ke-i
x(t) = inputan
ci = center vektor neuron ke-i
r = radius
Terdapat beberapa pendekatan dalam mendapatkan nilai center dari tiap cluster, yaitu :
· Semua data masukan : salah satu cara yang mudah dalam memilih nilai center pada fungsi basis radial adalah dengan estimasi menggunakan data itu sendiri.
Data Latih Random : yakni dengan cara memilih data latih secara acak dan menetapkannya sebagai nilai center.
Menggunakan K-means Clustering.
Pada artikel ini digunakan pendekatan pertama untuk memilih nilai center dengan radius = 1
Untuk mendapatkn bobot dari fungsi basis radial ini digunakan metode least square, dengan persamaan sebagai berikut :
Pada persamaan ini y adalah nilai keluaran dari jaringan fungsi basis radial. W adalah bobot, awalnya bernilai sama dengan keluaran yang diinginkan. Kemudian didapat nilai error dengan mengurangkan nilai keluaran yang diinginkan dengan nilai keluaran aktual. Untuk mendapatkan error yang minimal, maka dilakukan pendekatan dengan persamaan berikut :
d = keluaran yang diinginkan
Konversi dari teks ke ucapan (text to speech)
Konversi dari teks ke ucapan terdiri dari dua hal, yaitu :
1. mengubah dari teks ke fonem (text to fonem)
2. mengubah dari fonem ke ucapan (fonem to speech)
Teks ke fonem
Proses yang terjadi pada teks ke fonem adalah mengubah kalimat(teks) yang dimasukan dalam suatu bahasa tertentu yang berbentuk teks menjadi kode-kode bunyi yang biasanya diartikan menjadi kode fonem. Sedangkan kode fonem sendiri terdiri dari kode sampa, nilai duras dan nilai pitch (frekuensi dasar). Pada prinsipnya proses ini melakukan konversi dari symbo lsimbol tekstual menjadi symbol-simbol fonentik yang mempresentasikan unit bunyi terkecil dalam bahasa, sedangkan setiap bahsa memiliki atuaran cara pembacaannya. Hal ini yang menyebabkan implementasi unit converter teks ke fonem menjadi sangat spesifik terhadap suatu bahasa. Karena setiap bahasa memiliki jumlah fonem yang berbeda sehingga mempunyai kode sampa yang berbeda pula. Maka, dibutuhkan diphone database yang berbeda untuk tiap bahasa.
cotoh : kata ‘yo’ dikodekan dengan kode fonem dengan kode sebagai berikut :
‘y’ dikodekan ‘j 25 100 50 100’
‘o’ dikodekan ‘Q 25 100 50 100’
Pada contoh diatas memiliki arti bahwa pada huruf ‘y’ dan ‘o’ pada durasi 25 ms, pitchnya senilai 100 hz.Jika kode tersebut kita masukan ke dalam engine MBROLA maka suara yang akan dihasilkan masih berupa suara yang datar tanpa intonasi karena memiliki durasi dan pitch yang sama.
Fonem ke ucapan
MBROLA adalah Speech syntheizer yang menggunakan teknik penggabungan segmen bunyi berdasarkan pangkalan diphone (diphone concatenation), merupakan salah satu converter yang dibuat oleh TCTS Lab (TTS Research Team, Belgia), yang dapat beroprasi pada system operasi windows maupun yang lain, dan dapat menggunakan bahasa pemograman delphi, java, visual basic dan bahasa pemograman yang lain. Software ini digunakan untuk mengubah kode kode fonem menjadi suara/ ucapan.
Engine MBROLA hanya dapat membaca kode-kode fonem dalam file berextension ‘.pho’. Diphone database harus kita masukan untuk mendefinisikan jenis suara berprosodi seperti apa yang akan dikeluarkan. Diphone adalah gabungan dari dua buah fonem, dan menggunakan teknik diphone concatenation yang bekerja dengan menggabungkan segmen-segmen bunyi yang telah direkam sebelumnya.dan setipa segmen merupakan gabungan dari dua buah fonem (diphone). Teknik ini digunakan agar dapat menghasilkan tingkat kenaturalan yang tinggi. Prosodi dataset, seperti yang kita ketahui bahwa posodi adalah intonasi, dalam hal ini adalah intonasi suara yang dikeluarkan synthesizer MBROLA sesuai dengan pitch dan durasi yang tercantum pada kode fonemnya. Sedangakan model prosodi dataset adalah suatu model perbaikan ucapan yang dilakukan pada sistem texs to speech dengan penambahan kosakata serta memasukkan parameter dari durasi dan pitch yang diubah-ubah berdasarkan langkah-langkah percobaan, sehingga menghasilkan sistem text to spech yang memiliki intonasi pada kata yang diucapkan.
Pada bagian teks ke fonem, teks dijabarkan dalam bentuk kode fonem yang kemudian kode-kode fonem itu akan dikonversikan menjadi kode sampa yang akan dimengerti oleh synthesizar MBROLA. Dalam synthesizer MBROLA yang akan terjadi adalah, kode-kode sampa yang telah berisikan pitch dan durasi akan disuarakan, pastinya sesuai dengan bahasa yang dimengerti synthesizer MBROLA. Oleh sebab itu dalam pembutan sistem text to speech ini, sistem harus mengkonversi teks menjadi bahasa yang dikenali oleh MBROLA, sehingga dapat dibaca.lihat contoh berikut:
Pengucapan ‘ratri sedang kerja’
1. mengubah dari teks ke fonem (text to fonem)
2. mengubah dari fonem ke ucapan (fonem to speech)
Teks ke fonem
Proses yang terjadi pada teks ke fonem adalah mengubah kalimat(teks) yang dimasukan dalam suatu bahasa tertentu yang berbentuk teks menjadi kode-kode bunyi yang biasanya diartikan menjadi kode fonem. Sedangkan kode fonem sendiri terdiri dari kode sampa, nilai duras dan nilai pitch (frekuensi dasar). Pada prinsipnya proses ini melakukan konversi dari symbo lsimbol tekstual menjadi symbol-simbol fonentik yang mempresentasikan unit bunyi terkecil dalam bahasa, sedangkan setiap bahsa memiliki atuaran cara pembacaannya. Hal ini yang menyebabkan implementasi unit converter teks ke fonem menjadi sangat spesifik terhadap suatu bahasa. Karena setiap bahasa memiliki jumlah fonem yang berbeda sehingga mempunyai kode sampa yang berbeda pula. Maka, dibutuhkan diphone database yang berbeda untuk tiap bahasa.
cotoh : kata ‘yo’ dikodekan dengan kode fonem dengan kode sebagai berikut :
‘y’ dikodekan ‘j 25 100 50 100’
‘o’ dikodekan ‘Q 25 100 50 100’
Pada contoh diatas memiliki arti bahwa pada huruf ‘y’ dan ‘o’ pada durasi 25 ms, pitchnya senilai 100 hz.Jika kode tersebut kita masukan ke dalam engine MBROLA maka suara yang akan dihasilkan masih berupa suara yang datar tanpa intonasi karena memiliki durasi dan pitch yang sama.
Fonem ke ucapan
MBROLA adalah Speech syntheizer yang menggunakan teknik penggabungan segmen bunyi berdasarkan pangkalan diphone (diphone concatenation), merupakan salah satu converter yang dibuat oleh TCTS Lab (TTS Research Team, Belgia), yang dapat beroprasi pada system operasi windows maupun yang lain, dan dapat menggunakan bahasa pemograman delphi, java, visual basic dan bahasa pemograman yang lain. Software ini digunakan untuk mengubah kode kode fonem menjadi suara/ ucapan.
Engine MBROLA hanya dapat membaca kode-kode fonem dalam file berextension ‘.pho’. Diphone database harus kita masukan untuk mendefinisikan jenis suara berprosodi seperti apa yang akan dikeluarkan. Diphone adalah gabungan dari dua buah fonem, dan menggunakan teknik diphone concatenation yang bekerja dengan menggabungkan segmen-segmen bunyi yang telah direkam sebelumnya.dan setipa segmen merupakan gabungan dari dua buah fonem (diphone). Teknik ini digunakan agar dapat menghasilkan tingkat kenaturalan yang tinggi. Prosodi dataset, seperti yang kita ketahui bahwa posodi adalah intonasi, dalam hal ini adalah intonasi suara yang dikeluarkan synthesizer MBROLA sesuai dengan pitch dan durasi yang tercantum pada kode fonemnya. Sedangakan model prosodi dataset adalah suatu model perbaikan ucapan yang dilakukan pada sistem texs to speech dengan penambahan kosakata serta memasukkan parameter dari durasi dan pitch yang diubah-ubah berdasarkan langkah-langkah percobaan, sehingga menghasilkan sistem text to spech yang memiliki intonasi pada kata yang diucapkan.
Pada bagian teks ke fonem, teks dijabarkan dalam bentuk kode fonem yang kemudian kode-kode fonem itu akan dikonversikan menjadi kode sampa yang akan dimengerti oleh synthesizar MBROLA. Dalam synthesizer MBROLA yang akan terjadi adalah, kode-kode sampa yang telah berisikan pitch dan durasi akan disuarakan, pastinya sesuai dengan bahasa yang dimengerti synthesizer MBROLA. Oleh sebab itu dalam pembutan sistem text to speech ini, sistem harus mengkonversi teks menjadi bahasa yang dikenali oleh MBROLA, sehingga dapat dibaca.lihat contoh berikut:
Pengucapan ‘ratri sedang kerja’
Aplikasi Security Surveillance System Menggunakan Webcam dan HP dengan Fasilitas General Packet Radio Services dan MMS
Andreas Handojo1, Resmana Lim2, Sugianto1
1 Fakultas Teknologi Industri, Jurusan Teknik Informatika, Universitas Kristen Petra
2 Fakultas Teknologi Industri , Jurusan Teknik Elektro, Universitas Kristen Petra
Abstrak
Handphone telah berubah dari alat telekomunikasi biasa menjadi alat serbaguna yang mempunyai berbagai fasilitas. Selain untuk berkomunikasi handphone juga dapat digunakan sebagai koneksi internet (lewat fasilitas GPRS) dan pengiriman gambar (lewat fasilitas MMS). Pada pembuatan penelitian ini akan dikembangkan security surveillance system yang memungkinkan user untuk memantau keadaan ruangan dari jarak jauh. Security surveillance system akan menggunakan webcam yang akan mengirimkan MMS kepada user secara otomatis jika terdeteksi adanya suatu gerakan. Security surveillance system dibuat dengan menggunakan program Visual Basic dan Java. Berdasarkan hasil pengujian sistem, maka dapat disimpulkan bahwa security surveillance system yang dibuat telah mampu bekerja dengan baik. Tetapi penggunaan GPRS dan MMS belum cocok untuk diimplementasikan di Indonesia. Hal ini disebabkan karena buruknya jaringan infrastruktur layanan GPRS dan MMS di Indonesia
Kata kunci: motion detection, security surveillance system, MMS, GP
Pendahuluan
Pada era globalisasi ini teknologi telekomunikasi dan informasi telah berkembang sangat pesat terutama
peralatan telekomunikasi mobile yaitu handphone Dimana handphone telah berubah dari alat telekomunikasi biasa menjadi alat serba guna yang mempunyai berbagai fasilitas seperti hubungan
internet, pengiriman gambar, bermain game, memutar lagu, dsb. Teknologi handphone telah mendukung layanan Multimedia Messaging Service (MMS) dan General Packet Radio Service (GPRS). Dengan fasilitas MMS maka pemilik handphone tersebut dapat menerima informasi dengan lebih lengkap karena MMS dapat mengirim data berupa gambar, suara dan teks sekaligus. Pada penelitian ini dibuat suatu aplikasi pemantauan ruangan melalui webcam yang terhubung ke komputer dengan infrared, bila terdapat gerakan dalam ruangan yang tertangkap oleh webcam maka webcam akan mengambil gambar tersebut dan mengirimkan via MMS ke handphone user. Seperti dapat dilihat pada gambar 1. Pada penelitian ini akan digunakan platform yaitu pemrograman dengan Visual basic 6.0 dan Jbuilder Personal 9. Tools yang digunakan adalah VideoOCX[5], Nokia MMS library [3] dan JWAP protocol stack [1][2][4]. Tipe gambar yang disimpan dan dikirimkan memiliki format JPG (*.JPG). Fasilitasfasilitas yang terdapat pada security surveillance
system ini adalah :
Motion detection, digunakan untuk mendeteksi adanya gerakan yang terjadi kemudian melakukan
capture gambar. Gambar yang di-captu
file yang disimpan sesuai dengan tanggal dan
waktu gambar tersebut di-capture.
• Menu history yang untuk mengetahui status pesan
yang dikirimkan.
• Pengiriman gambar dari PC ke handphone atau email
address secara otomatis.
Desain Sistem
Secara garis besar security surveillance system terdiri dari modul program motion detection dan modul program pengiriman MMSdigambarkan sebagai berikut :
• Webcam yang akan merekam gambar dan mengirimkannya
ke PC.
• PC akan memproses gambar-gambar tersebut
untuk menentukan terjadinya gerakan kemudian
mentransfer data berupa gambar tersebut ke
sebuah handphone.
• Dari handphone tersebut maka penerima akan
menerima gambar tersebut melalui Multimedia
Messaging Service (MMS) yang difasilitasi oleh
teknologi General Packet Radio Services (GPRS).
Adapun spesifikasi hardware dan software yang
digunakan pada penelitian ini adalah sebagai berikut :
Handphone :
Nokia 3660 (untuk mengirimkan MMS)
Samsung SGHX 100 (untuk menerima MMS)
Webcam Philips PCVC730K ToUcam Fun :
Sensor : CMOS
Pixels : 640 (H) x 480 (V)
Still image resolution : 800 (H) x 600 (V)
Illumination : < 5 lux
Integrated lens : F2.0
Frames/second (fps) : up to 30
Notebook:
Intel Centrino 1,4 GHz dengan memory 256MB
Integrated infrared device
Borland Jbuilder9 Personal Edition
Visual Basic 6
VideoOCX
JWAP Protocol stack
Nokia MMS Java Library
Motion Detection
Program motion detection dibuat dengan bantuan VideoOCX[5] seperti terlihat pada gambar 2.
Program motion detection ini akan mendeteksi adanya gerakan dengan cara sebagai berikut:
Pertama-tama video image akan menampilkan
gambar/image yang ditangkap oleh webcam
(berupa color image).
Video image (berupa color image) yang ditangkap
ini kemudian diubah menjadi gray image.
Dengan tujuan untuk memudahkan pemrosesan
image.
Bila timbul suatu image baru yang ditangkap oleh
webcam maka program akan menghitung perbedaan
yang terjadi antara dua image dengan cara
melakukan penghitungan nilai rata-rata dari
semua nilai grayvalue dalam suatu gambar yang
dapat disebut juga sebagai mean.
Nilai mean yang didapat akan dibandingkan
dengan nilai threshold yang ditentukan oleh user.
Suatu Nilai threshold dipakai sebagai acuan agar
webcam mulai meng-capture gambar. Jadi threshold adalah batasan nilai mean dimana webcam mulai meng-capture gambar. Semakin kecil batas nilai threshold maka motion detection akan semakin sensitif.
Jika nilai mean melebihi batas nilai threshold
yang ditentukan maka image akan di-capture dan
disimpan pada folder yang telah ditentukan.
Pengiriman MMS
Pengiriman MMS dibuat dengan bantuan Nokia MMS java library [3] dan JWAP protocol stack1][2][4]. Untuk dapat mengirimkan pesan MMS terlebih dahulu dilakukan pembuatan pesan MMS. Pembuatan pesan MMS bertujuan untuk menyiapkan dan mengatur header (berisi nomor handphone [
pengirim, nomor handphone penerima dan subyek) dan isi dari pesan MMS yang akan dikirimkan
Setelah MMS message selesai dibuat maka yang perlu dilakukan selanjutnya adalah mengirimkan MMS tersebut. Berikut adalah langkah-langkah pengiriman MMS :
Program Pengiriman MMS akan mengadakan
koneksi ke WAP gateway.
Setelah koneksi ke WAP gateway tercapai maka
program pengiriman MMS akan mengirimkan
MMS sebagai content dari sebuah WSP
(Wireless Session Protocol) POST.
Program Pengiriman MMS akan memutuskan
koneksi ke WAP gateway.
WAP gateway akan mengirimkan pesan tersebut
ke MMSC.
Setelah MMSC menerima pesan maka MMSC
akan mengirimkan sinyal kepada pengirim.
Handphone pengunjung akan tercantum
“message sent”.
MMSC akan menggunakan WAP PUSH untuk
mengirimkan pesan ke penerima bahwa ada
pesan MMS baru.
Dengan mengasumsikan bahwa handphone
penerima sudah di-setting untuk menerima pesan
MMS, maka handphone penerima akan mengadakan
sebuah koneksi ke WAP gateway.
Penerima mengirimkan sinyal WSP GET kepada
WAP gateway untuk men-download pesan
MMS.
WAP gateway mendownload pesan MMS dari
MMSC.
Pesan MMS dikirim kepada penerima sebagai
content dari WSP GET RESPONSE melalui
koneksi WAP yang sama.
Setelah pesan MMS selesai di-download maka
penerima memutuskan koneksi ke WAP gateway.
MMSC menggunakan WAP PUSH untuk
memberitahukan kepada pengirim MMS bahwa
pesan tersebut sudah terkirim. Pada handphone pengirim akan tertulis "Message Delivered".
Implementasi Sistem Pada tahap awal dilakukan setting pada menu configuration seperti terlihat pada Gambar 3. Difference adalah batas bagian dari gambar yang akan dilakukan surveylance. Threshold adalah batasan nilai mean dimana webcam mulai meng-capture gambar bila nilainya melebihi dari setting. Delay adalah batasan waktu aplikasi akan melakukan pembandingan dan pengambilan gambar setelah pengambilan gambar yang sebelumnya sehingga pengambilan gambar yang sama tidak dilakukan berulang-ulang. Berapa kali adalah proses pengambilan gambar setiap kali nilai threshold tercapai
dilakukan berapa kali.
Pada pengujian pengiriman MMS, tingkat keberhasilan pengiriman MMS hanya 32% disebabkan
karena kualitas layanan MMS dan GPRS yang masih kurang reliable. Hal ini dapat diketahui dengan cara
mengirimkan MMS dari handphone ke handphone yang juga sering gagal. Untuk pengujian filesize yang dilakukan untuk mengetahui hubungan antara besarnya pesan MMS yang dikirimkan dengan prosentase keberhasilan pengiriman MMS ke HP penerimaHasil pengujian filesize membuktikan bahwa jika
filesize yang dikirim semakin kecil maka prosentase keberhasilan untuk mengirimkan pesan MMS
semakin besar. Pengujian motion detection dilakukan untuk mengetahui kemampuan webcam untuk melakukan pengenalan motion detection Pengujian kecepatan gerakan dilakukan dengan menggunakan menciptakan gerakan yang kemudian diukur dengan jarak dan waktu sehingga menghasilkan kecepatan gerakan (meter/detik). Dari hasil pengujian motion detection, semakin cepat suatu gerakan maka akan sulit terdeteksi oleh program motion detection. Jika nilai threshold diturunkan kemungkinan program motion detection untuk mendeteksi adanya gerakan yang cepat semakin besar.
Kesimpulan
Kesimpulan yang dapat diperoleh dari penelitian ini
adalah:
Jika ingin menangkap gerakan yang cepat maka threshold yang ada dapat diturunkan sesuai
dengan kebutuhan. Dengan threshold 15 security surveillance system sudah dapat mendeteksi adanya gerakan dengan kecepatan 1 meter/detik
Security surveillance system dapat mengirimkan MMS dengan tujuan handphone atau alamat email
Prosentase berhasil tidaknya pengiriman MMS sangat ditentukan oleh besar kecilnya data yang
dikirim. Dalam pengujian filesize, besar filesize yang paling cocok untuk pengiriman MMS adalah kurang dari 10 kb.
Dengan tingginya tingkat kegagalan pengujian pengiriman melalui layangan jaringan MMS dan
pengujian pengiriman melalui e-mail dimana prosentase keberhasilan hanya 32 persen. Disimpulkan bahwa kualitas jaringan infrastruktur layanan GPRS dan MMS masih kurang memadai terutama layanan antar operator. Security surveillance system via MMS kurang cocok diimplementasikan di Indonesia karena layanan MMS dan GPRS yang masih kurang memadai.
1 Fakultas Teknologi Industri, Jurusan Teknik Informatika, Universitas Kristen Petra
2 Fakultas Teknologi Industri , Jurusan Teknik Elektro, Universitas Kristen Petra
Abstrak
Handphone telah berubah dari alat telekomunikasi biasa menjadi alat serbaguna yang mempunyai berbagai fasilitas. Selain untuk berkomunikasi handphone juga dapat digunakan sebagai koneksi internet (lewat fasilitas GPRS) dan pengiriman gambar (lewat fasilitas MMS). Pada pembuatan penelitian ini akan dikembangkan security surveillance system yang memungkinkan user untuk memantau keadaan ruangan dari jarak jauh. Security surveillance system akan menggunakan webcam yang akan mengirimkan MMS kepada user secara otomatis jika terdeteksi adanya suatu gerakan. Security surveillance system dibuat dengan menggunakan program Visual Basic dan Java. Berdasarkan hasil pengujian sistem, maka dapat disimpulkan bahwa security surveillance system yang dibuat telah mampu bekerja dengan baik. Tetapi penggunaan GPRS dan MMS belum cocok untuk diimplementasikan di Indonesia. Hal ini disebabkan karena buruknya jaringan infrastruktur layanan GPRS dan MMS di Indonesia
Kata kunci: motion detection, security surveillance system, MMS, GP
Pendahuluan
Pada era globalisasi ini teknologi telekomunikasi dan informasi telah berkembang sangat pesat terutama
peralatan telekomunikasi mobile yaitu handphone Dimana handphone telah berubah dari alat telekomunikasi biasa menjadi alat serba guna yang mempunyai berbagai fasilitas seperti hubungan
internet, pengiriman gambar, bermain game, memutar lagu, dsb. Teknologi handphone telah mendukung layanan Multimedia Messaging Service (MMS) dan General Packet Radio Service (GPRS). Dengan fasilitas MMS maka pemilik handphone tersebut dapat menerima informasi dengan lebih lengkap karena MMS dapat mengirim data berupa gambar, suara dan teks sekaligus. Pada penelitian ini dibuat suatu aplikasi pemantauan ruangan melalui webcam yang terhubung ke komputer dengan infrared, bila terdapat gerakan dalam ruangan yang tertangkap oleh webcam maka webcam akan mengambil gambar tersebut dan mengirimkan via MMS ke handphone user. Seperti dapat dilihat pada gambar 1. Pada penelitian ini akan digunakan platform yaitu pemrograman dengan Visual basic 6.0 dan Jbuilder Personal 9. Tools yang digunakan adalah VideoOCX[5], Nokia MMS library [3] dan JWAP protocol stack [1][2][4]. Tipe gambar yang disimpan dan dikirimkan memiliki format JPG (*.JPG). Fasilitasfasilitas yang terdapat pada security surveillance
system ini adalah :
Motion detection, digunakan untuk mendeteksi adanya gerakan yang terjadi kemudian melakukan
capture gambar. Gambar yang di-captu
file yang disimpan sesuai dengan tanggal dan
waktu gambar tersebut di-capture.
• Menu history yang untuk mengetahui status pesan
yang dikirimkan.
• Pengiriman gambar dari PC ke handphone atau email
address secara otomatis.
Desain Sistem
Secara garis besar security surveillance system terdiri dari modul program motion detection dan modul program pengiriman MMSdigambarkan sebagai berikut :
• Webcam yang akan merekam gambar dan mengirimkannya
ke PC.
• PC akan memproses gambar-gambar tersebut
untuk menentukan terjadinya gerakan kemudian
mentransfer data berupa gambar tersebut ke
sebuah handphone.
• Dari handphone tersebut maka penerima akan
menerima gambar tersebut melalui Multimedia
Messaging Service (MMS) yang difasilitasi oleh
teknologi General Packet Radio Services (GPRS).
Adapun spesifikasi hardware dan software yang
digunakan pada penelitian ini adalah sebagai berikut :
Handphone :
Nokia 3660 (untuk mengirimkan MMS)
Samsung SGHX 100 (untuk menerima MMS)
Webcam Philips PCVC730K ToUcam Fun :
Sensor : CMOS
Pixels : 640 (H) x 480 (V)
Still image resolution : 800 (H) x 600 (V)
Illumination : < 5 lux
Integrated lens : F2.0
Frames/second (fps) : up to 30
Notebook:
Intel Centrino 1,4 GHz dengan memory 256MB
Integrated infrared device
Borland Jbuilder9 Personal Edition
Visual Basic 6
VideoOCX
JWAP Protocol stack
Nokia MMS Java Library
Motion Detection
Program motion detection dibuat dengan bantuan VideoOCX[5] seperti terlihat pada gambar 2.
Program motion detection ini akan mendeteksi adanya gerakan dengan cara sebagai berikut:
Pertama-tama video image akan menampilkan
gambar/image yang ditangkap oleh webcam
(berupa color image).
Video image (berupa color image) yang ditangkap
ini kemudian diubah menjadi gray image.
Dengan tujuan untuk memudahkan pemrosesan
image.
Bila timbul suatu image baru yang ditangkap oleh
webcam maka program akan menghitung perbedaan
yang terjadi antara dua image dengan cara
melakukan penghitungan nilai rata-rata dari
semua nilai grayvalue dalam suatu gambar yang
dapat disebut juga sebagai mean.
Nilai mean yang didapat akan dibandingkan
dengan nilai threshold yang ditentukan oleh user.
Suatu Nilai threshold dipakai sebagai acuan agar
webcam mulai meng-capture gambar. Jadi threshold adalah batasan nilai mean dimana webcam mulai meng-capture gambar. Semakin kecil batas nilai threshold maka motion detection akan semakin sensitif.
Jika nilai mean melebihi batas nilai threshold
yang ditentukan maka image akan di-capture dan
disimpan pada folder yang telah ditentukan.
Pengiriman MMS
Pengiriman MMS dibuat dengan bantuan Nokia MMS java library [3] dan JWAP protocol stack1][2][4]. Untuk dapat mengirimkan pesan MMS terlebih dahulu dilakukan pembuatan pesan MMS. Pembuatan pesan MMS bertujuan untuk menyiapkan dan mengatur header (berisi nomor handphone [
pengirim, nomor handphone penerima dan subyek) dan isi dari pesan MMS yang akan dikirimkan
Setelah MMS message selesai dibuat maka yang perlu dilakukan selanjutnya adalah mengirimkan MMS tersebut. Berikut adalah langkah-langkah pengiriman MMS :
Program Pengiriman MMS akan mengadakan
koneksi ke WAP gateway.
Setelah koneksi ke WAP gateway tercapai maka
program pengiriman MMS akan mengirimkan
MMS sebagai content dari sebuah WSP
(Wireless Session Protocol) POST.
Program Pengiriman MMS akan memutuskan
koneksi ke WAP gateway.
WAP gateway akan mengirimkan pesan tersebut
ke MMSC.
Setelah MMSC menerima pesan maka MMSC
akan mengirimkan sinyal kepada pengirim.
Handphone pengunjung akan tercantum
“message sent”.
MMSC akan menggunakan WAP PUSH untuk
mengirimkan pesan ke penerima bahwa ada
pesan MMS baru.
Dengan mengasumsikan bahwa handphone
penerima sudah di-setting untuk menerima pesan
MMS, maka handphone penerima akan mengadakan
sebuah koneksi ke WAP gateway.
Penerima mengirimkan sinyal WSP GET kepada
WAP gateway untuk men-download pesan
MMS.
WAP gateway mendownload pesan MMS dari
MMSC.
Pesan MMS dikirim kepada penerima sebagai
content dari WSP GET RESPONSE melalui
koneksi WAP yang sama.
Setelah pesan MMS selesai di-download maka
penerima memutuskan koneksi ke WAP gateway.
MMSC menggunakan WAP PUSH untuk
memberitahukan kepada pengirim MMS bahwa
pesan tersebut sudah terkirim. Pada handphone pengirim akan tertulis "Message Delivered".
Implementasi Sistem Pada tahap awal dilakukan setting pada menu configuration seperti terlihat pada Gambar 3. Difference adalah batas bagian dari gambar yang akan dilakukan surveylance. Threshold adalah batasan nilai mean dimana webcam mulai meng-capture gambar bila nilainya melebihi dari setting. Delay adalah batasan waktu aplikasi akan melakukan pembandingan dan pengambilan gambar setelah pengambilan gambar yang sebelumnya sehingga pengambilan gambar yang sama tidak dilakukan berulang-ulang. Berapa kali adalah proses pengambilan gambar setiap kali nilai threshold tercapai
dilakukan berapa kali.
Pada pengujian pengiriman MMS, tingkat keberhasilan pengiriman MMS hanya 32% disebabkan
karena kualitas layanan MMS dan GPRS yang masih kurang reliable. Hal ini dapat diketahui dengan cara
mengirimkan MMS dari handphone ke handphone yang juga sering gagal. Untuk pengujian filesize yang dilakukan untuk mengetahui hubungan antara besarnya pesan MMS yang dikirimkan dengan prosentase keberhasilan pengiriman MMS ke HP penerimaHasil pengujian filesize membuktikan bahwa jika
filesize yang dikirim semakin kecil maka prosentase keberhasilan untuk mengirimkan pesan MMS
semakin besar. Pengujian motion detection dilakukan untuk mengetahui kemampuan webcam untuk melakukan pengenalan motion detection Pengujian kecepatan gerakan dilakukan dengan menggunakan menciptakan gerakan yang kemudian diukur dengan jarak dan waktu sehingga menghasilkan kecepatan gerakan (meter/detik). Dari hasil pengujian motion detection, semakin cepat suatu gerakan maka akan sulit terdeteksi oleh program motion detection. Jika nilai threshold diturunkan kemungkinan program motion detection untuk mendeteksi adanya gerakan yang cepat semakin besar.
Kesimpulan
Kesimpulan yang dapat diperoleh dari penelitian ini
adalah:
Jika ingin menangkap gerakan yang cepat maka threshold yang ada dapat diturunkan sesuai
dengan kebutuhan. Dengan threshold 15 security surveillance system sudah dapat mendeteksi adanya gerakan dengan kecepatan 1 meter/detik
Security surveillance system dapat mengirimkan MMS dengan tujuan handphone atau alamat email
Prosentase berhasil tidaknya pengiriman MMS sangat ditentukan oleh besar kecilnya data yang
dikirim. Dalam pengujian filesize, besar filesize yang paling cocok untuk pengiriman MMS adalah kurang dari 10 kb.
Dengan tingginya tingkat kegagalan pengujian pengiriman melalui layangan jaringan MMS dan
pengujian pengiriman melalui e-mail dimana prosentase keberhasilan hanya 32 persen. Disimpulkan bahwa kualitas jaringan infrastruktur layanan GPRS dan MMS masih kurang memadai terutama layanan antar operator. Security surveillance system via MMS kurang cocok diimplementasikan di Indonesia karena layanan MMS dan GPRS yang masih kurang memadai.
SISTEM INJEKSI BAHAN BAKAR SEPEDA MOTOR SATU SILINDER EMPAT LANGKAH
SISTEM INJEKSI BAHAN BAKAR
SEPEDA MOTOR SATU SILINDER EMPAT LANGKAH
Bambang Sugiarto
Abstrak
Sistem injeksi bahan bakar telah dikembangkan sejak lama. Namun umumnya sistem injeksi bahan bakar tersebut
digunakan pada mesin mobil. Penggunaan sistem ini pada mesin sepeda motor dengan silinder tunggal masih belum
luas. Dengan penggunaan sistem injeksi bahan bakar, debit bahan bakar dapat dikontrol sesuai dengan parameter mesin
seperti putaran mesin, debit udara yang masuk, serta volume bahan bakar untuk setiap siklus, pada semua kondisi
mesin. Penelitian sistem injeksi bahan bakar ini dilakukan untuk mengetahui efisiensi volumetris sistem intake
manifold, kebutuhan bahan bakar untuk setiap siklus mesin, dan karakteristik mesin pada setiap kondisi yang diujikan.
Penelitian sistem injeksi bahan bakar untuk mesin satu silinder dengan siklus Otto empat langkah, dilakukan pada mesin
Honda CB100 dan dilaksanakan di Laboratorium Thermodinamika Departemen Teknik Mesin FTUI. Dari uji
eksperimen dalam penelitian ini menunjukkan karakteristik lama buka injector yang sesuai dengan fungsi putaran
mesin, dan tekanan intake pada mesin satu silinder. Sedangkan dari hasil penelitian ini menunjukan nilai efisiensi
volumetris yang baik dengan desain intake manifold menggunakan hasil simulasi CFD (Computational Fluid Dynamic).
1. Pendahuluan
Pada mesin dengan karburator, terjadi head loss pada venturi. Head loss ini berupa penurunan tekanan pada saluran masuk (intake manifold) yang akan berbanding lurus dengan penurunan debit udara yang masuk ke dalam silinder. Sehingga besarnya head loss pada karburator akan mempengaruhi efisiensi volumetrik secara langsung. Sedangkan pada mesin dengan sistem injeksi bahan bakar, dimana bahan bakar diinjeksikan dekat dengan katup hisap, maka intake manifold dapat didesain untuk lebih memaksimalkan aliran udara yang masuk merupakan fungsi dari aliran udara sebagai variabel
tanpa adanya kerugian tekanan pada sistem pemasukan Proses pengkabutan bahan bakar di karburator bebas. Pada venturi kecepatan aliran udara akan meningkat dan tekanan udara akan turun, sehingga bahan bakar akan mengalir melalui nozzle akibat adanya beda tekanan antara tekanan di venturi dengan tekanan. bahan bakar yang masuk ke silinder dilakukan bahan bakar di ruang pelampung. Pengontrolan debit dengan prinsip beda tekanan tersebut [1].
Pada mesin dengan sistem injeksi bahan bakar, pengontrolan debit bahan bakar dilakukan berdasarkan parameter beban dan kecepatan mesin untuk setiap siklus. Sehingga sistem injeksi bahan bakaremungkinkan pencampuran udara-bahan bakar dapat lebih tepat dan homogen. Disamping itu dengan penginjeksian bahan bakar di dekat katup masuk losses pada aliran bahan bakar akibat berat jenis dan sifat termodinamik bahan bakar dapat diminimalkan [2]. Penelitian ini dilakukan untuk mengetahui karakteristik mesin satu silinder manifold, debit udara yang masuk, debit bahan bakar empat langkah yang menggunakan sistem injeksi bahan bakar, meliputi tekanan intake yang dibutuhkan, dan efisiensi volumetris pada saluran masuk (intake manifold)
2. Metode Penelitian
Pada tahap desain, dilakukan proses desain penempatan injektor, dengan menggunakan alat bantu program CFD
(Computational Fluid Dynamic) Phoenics untuk mensimulasikan bentuk laluan intake manifold sebagai variabel yang konstan Untuk itu, pada tahap desain ini, parameter yang dinilai dalam simulasi CFD adalah letak injektor yang mampu memberikan pencampuran udarabahan bakar yang homogen di dalam intake manifold. Parameter yang kedua mensyaratkan pencampuran udara-bahan bakar yang homogen harus terjadi pada berbagai kondisi putaran mesin Eksperimental ini dilakukan pada Mesin CB 100 di Laboratorium Thermodinamika Departemen Teknik
Mesin Fakultas Teknik Universitas Indonesia, dengane bagai variasi putaran mesin tanpa beban dan data pengukurannya dikirim ke komputer melalui data acquisition system.
Spesifikasi Mesin uji ( Honda CB 100):
• Bore x stroke, mm : 50,5 x 49,5
• Compression ratio/press, psi : 9,0 / 156 – 213
• Valve timing/lift, degree/mm
Intake open/close : 5°BTDC/35°ABCD
Exhaust open/close : 30°BBDC/5°ATDC
• Ignition timing, mm or : 10°(F)/1300 to
BTDC/ speed, rpm 36°-40°/3700-4000
• Spark plug grade/gap, mm : NGK DR8ES/0,6-0,7
Spesifikasi Sistem Electronic Fuel Injection:
• Jenis : Haltech F9
• Kebutuhan listrik : 8,6 – 16 Volt DC
• Konsumsi Listrik
ECU : 270 mA pada 12 Volt
• Input sensor
1. Manifold Absolute Pressure (MAP) Sensor
1 Bar : -100 kPa sampai 0 kPa (Naturally
aspirated)
2. Temperatur Sensor (Udara dan Mesin)
Tipe NTC temperature dependent resistor
Jangkauan operasi
Kontinyu -40° sampai 100°C
Intermittent sampai 125°C
3. Throttle Position Sensor
4. Engine Speed Pickup
• ECU output
1. Injector Driver
4 x 4/1 A peak and hold injector
2. Fuel Pump Control
• Adjustable features Base Fuel Map
- 22 Fuel ranges, setiap 500 RPM sampai
dengan 10.500 RPM, atau
- 17 Fuel ranges, setiap 1.000 RPM sampai
dengan 16.000 RPM
• Datalogging 5 titik kondisi setiap detik
• Koneksi ke komputer dengan menggunakan kabel
serial RS232C port 9 pin D connector
Sistem Bahan Bakar:
1. Pompa Bahan Bakar
Jenis : In-tank
Merk : Aisan
Tekanan Maksimal : 3,5 bar
2. Fuel pressure regulator
Merk : Denso 1262
Tekanan Maksimal : 2,5 bar
3. Fuel injector
Jenis : Pintle bertahanan tinggi
Debit massa : 200 gr/menit
Pengambilan data pada pengujian ini dilakukan dengan
variasi sebagai berikut :
1. Pengambilan data melalui pengujian pada kondisi putaran mesin yang tetap mulai dari kecepatan putar mesin 2000 – 8500 rpm pada setiap kenaikan500 rpm, akselerasi, dan deselerasi. Hasil dari pengambilan data ini adalah: putaran mesin,
tekanan intake, lambda dan waktu buka injector.
2. Pengolahan dan pengambilan data dimulai pada saat kondisi mesin dalam keadaan steady untuk setiap kecepatan putar mesin.
3. Menentukan lama buka injektor teoritis campuran udara-bahan bakar stokiometri (Lambda = 1) berdasarkan pengambilan data awal berupa tekanan intake manifold, temperatur udara masuk, danfisiensi volumetris hasil perhitungan langkah kedua. Debit injektor telah diketahui dengan rumus teoritis yang ada.
4. Pengujian dimulai dari campuran yang rich, dan diarahkan ke kondisi lean, dan hasil eksperimen ini akan dibandingkan dengan durasi buka injektor teoritis (Lambda = 1) dan dilihat kecenderungan nilai Lambda pada berbagai kondisi mesin
3. Hasil dan Pembahasan
Analisis Desain Penempatan Injektor hasil simulasi CFD. Simulasi CFD ini menyatakan proses penginjeksian bahan bakar sesaat, dimana hasil simulasi menunjukan distribusi aliran bahan bakar yang diinjeksikan secara terputus-putus (intermittent). Pada Gambar 1 dan 2, adalah hasil simulasi CFD yang dilakukan pada elbow dari intake manifold dimana
terjadi proses percampuran udara dengan bahan bakar yang diinjeksikan. Elbow memiliki diameter dalam 10 mm, dan diameter luar 40 mm. Diameter intake 30 mm. Tekanan intake manifold dianggap konstan antara inlet dan outlet dan beda tekanan injektor dengan intake selalu 2,5 bar. Pada tahap ini, simulasi dilakukan dua kali, pada tekanan intake -54 kPa dan 0 kPa. Dari hasil simulasi CFD ini diketahui bahwa desain yang dibuat mampu menghasilkan campuran udara-bahan bakar
yang cukup homogen (merah-orange). Ini membuktikan bahwa desain intake manifold bantuan CFD tersebut cukup baik dari segi pencampuran udara-bahan bakar. Dari Gambar 5, maka dapat diketahui bahwa nilai durasi buka injektor aktual didapat lebih besar dibandingkan nilai durasi buka injektor teoritis. Nilai durasi buka injektor aktual ini adalah nilai minimal yang dapat dicapai sebelum mesin cenderung untuk mati. Hal ini disebabkan untuk campuran yang lebih lean, proses pembakaran menjadi sangat lambat, delay periodAnalisis Efisiensi Volumetris, data-data diambil pada
kondisi kecepatan putaran mesin yang tetap untuk setiap titik data Dari Gambar 3, dapat diketahui bahwa kecepatan
rendah tekanan intake berkisar -56 kPa. Dan pada kondisi putaran tertinggi tekanan intake -16 kPa. Namun
demikian kenaikan tekanan intake manifold tidak menunjukan kenaikan yang kontinyu. Kenaikan tekanan intake berfluktuasi, hal ini disebabkan oleh karena kondisi mesin belum pada keadaan steady. Efisiensi volumetris maksimal yang dapat tercapai 1,100 pada kecepatan 2500 rpm dan 3500 rpm, dan efisiensi volumetris minimal 0,755 pada kecepatan 8000 rpm Setelah mencapai nilai maksimal di kecepatan 3500 rpm, efisiensi volumetris turun secara kontinyu dan
berkisar pada nilai 0,800. Penurunan efisiensi volumetris ini dapat disebabkan oleh gesekan yang makin besar. Analisis Campuran Udara-Bahan Bakar, berdasarkan data hasil perhitungan teoritis dan hasil pengujian variasi pembakaran didalam silinder semakin fluktuatif. Dari referensi yang ada [3], dijelaskan pada putaran rendah beda tekanan intake manifold dengan exhaust manifold adalah sangat besar. Sehingga gas sisa pembakaran akan mengalir dari silinder ke intake manifold, dan mengakibatkan presentase gas sisa pembakaran meningkat pada kondisi idle, yang akan mengencerkan (diluted) fresh mixture yang masuk ke silinder. Dari Gambar 6 dan 7 pada 7000 rpm dapat dianalisis
diketahui bahwa pada kecepatan putar yang tinggi, tekanan intake manifold berfluktuasi pada amplitudo yang tinggi. Fluktuasi ini dapat disebabkan aliran udara yang berkecepatan tinggi dan siklus buka-tutup katup masuk yang menyebabkan terjadinya inersia aliran udara yang tinggi dan menimbulkan gelombang tekanan yang berfluktuasi dan mempengaruhi tekanan intake manifold. Terlihat kecenderungan bukaan injektor sebanding dengan tekanan intake manifold. Garisersamaan polinomial durasi buka injektor dan tekanan intake manifold menunjukan periode yang sama. Terjadi beberapa keterlambatan respons injektor terhadap tekanan intake manifold yang sangat berfluktuasi Dari Gambar 8 dan 9 dapat diketahui bahwa pada kecepatan yang rendah kevacuuman yang tinggi terjadi didalam intake manifold. Hal ini menyebabkan aliran udara yang lebih kontinyu, sehingga mengakibatkan amplitudo pulsa tekanan akan lebih kecil dibandingkan dengan kondisi mesin pada kecepatan tinggi. Untuk kecepatan putar mesin yang rendah durasi buka injektor
diatur cenderung lebih rich. Hal ini diperlukan untuk menjaga operasi mesin yang stabil. Pada saat mesin berakselerasi rpm ke sekitar 8000 rpm, didapatkan data kecepatan dari kecepatan putar 5280. putar, tekanan intake manifold, dan durasi buka injector sehingga dapat dihitung nilai lambda saat akselerasi Dari Gambar 10 dan 11 dapat diketahui bahwa terjadi
eterlambatan respons perubahan tekanan intake manifold terhadap perubahan putaran mesin. Hal ini disebabkan volume intake manifold yang terbatas sehingga tingkat tekanan didalam manifold bertambah dengan lebih lambat. Akibatnya perbedaan tekanan tekanan intake ini tidak sebanding dengan durasi buka injektor. Oleh karena durasi buka injektor diatur untuk menghasilkan campuran yang lebih rich pada kecepatan putar mesin uang rendah. Sehingga Lambda pada putaran rendah akan lebih rendah dibandingkan pada putaran tinggi. antara kondisi awal dan akhir pada perubahan throttle
menjadi lebih besar. Durasi buka injektor menunjukan kenaikan, tetapi tidak sebanding dengan kenaikan tekanan intake manifold, hal ini dikarenakan pengaturan campuran udara-bahan bakar yang lebih lean pada kondisi kecepatan putar mesin yang lebih tinggi dan juga tekanan intake yang lebih tinggi. Berdasarkan hasil eksperimen pada saat mesin berdeselerasi dari 3960 rpm ke 2700 rpm, didapatkan data kecepatan putar, tekanan intake manifold, dan durasi buka injektor sehingga dapat dihitung nilai Lambda pada saat deselerasi. Dari Gambar 12 dan 13 dapat diketahui bahwa pada saat deselerasi tekanan intake manifold secara keseluruhan turun dengan drastis dan sebanding dengan turunya kecepatan putar mesin. Fluktuasi tekanan intake manifold masih tetap terjadi. Pada akhir deselerasi tekanan intake akan mengalami kenaikan untuk menuju kondisi steady pada putaran rendah. Hal ini diikuti oleh durasi buka injektor, namun penurunan dan kenaikan
4. Kesimpulan
Dari pembahasan berdasarkan simulasi dan pengamatan data pengujian maka diketahui pengaruh desain intake manifold terhadap efisiensi volumetris dan karakteristik kerja mesin. Berdasarkan analisis tersebut dapat disimpulkan bahwa desain intake manifold model elbow dengan bantuan simulasi CFD mampu menghasilkan campuran udara-bahan bakar yang cukup homogen. Ini membuktikan bahwa desain intake manifold bantuan CFD tersebut sangat baik dari segi pencampuran udarabahan bakar. Desain intake manifold dengan bantuan simulasi CFD ini, menghasilkan efisiensi volumetris yang cukup baik, khususnya pada kecepatan rendah Pada mesin 4 langkah satu silinder ini terjadi fluktuasi tekanan masuk yang besar terutama pada kecepatan putar mesin yang tinggi. Fluktuasi ini dapat menyebabkan keterlambatan respons alat. Pada
penelitian ini, yang menggunakan kondisi mesin tanpa beban diperoleh nilai Lambda yang tidak dapat mencapai nilai stoikiometri. Nilai Lambda yang didapat adalah parameter batas operasi mesin yang stabil. Terjadi keterlambatan respons perubahan tekanan intake manifold terhadap perubahan kondisi mesin sehingga perlu dikembangkan bentuk geometri manifold dan perletakkan injektor yang lebih optimal.
Ucapan Terima Kasih
Kepada Bayu Priyantoro ST dan dilanjutkan oleh Indra
Nugroho yang telah mengambil topik skripsi dalam riset
ini atas seluruh kerja keras dan dedikasinya
Daftar Acuan
[1] J.B. Heywood, Internal Combustion Engine
Fundamentals, McGraw Hill Int. Ed., New York,
1988, p.151.
[2] J.H. Weaving, Internal Combustion Engineering:
Science and Technology, Elsevier Applied
Science, London, 1990, p.223.
[3] A.A. Quader, SAE Technical Papers No. 760760,
Society of Automotive Engineer, 1976.
SEPEDA MOTOR SATU SILINDER EMPAT LANGKAH
Bambang Sugiarto
Abstrak
Sistem injeksi bahan bakar telah dikembangkan sejak lama. Namun umumnya sistem injeksi bahan bakar tersebut
digunakan pada mesin mobil. Penggunaan sistem ini pada mesin sepeda motor dengan silinder tunggal masih belum
luas. Dengan penggunaan sistem injeksi bahan bakar, debit bahan bakar dapat dikontrol sesuai dengan parameter mesin
seperti putaran mesin, debit udara yang masuk, serta volume bahan bakar untuk setiap siklus, pada semua kondisi
mesin. Penelitian sistem injeksi bahan bakar ini dilakukan untuk mengetahui efisiensi volumetris sistem intake
manifold, kebutuhan bahan bakar untuk setiap siklus mesin, dan karakteristik mesin pada setiap kondisi yang diujikan.
Penelitian sistem injeksi bahan bakar untuk mesin satu silinder dengan siklus Otto empat langkah, dilakukan pada mesin
Honda CB100 dan dilaksanakan di Laboratorium Thermodinamika Departemen Teknik Mesin FTUI. Dari uji
eksperimen dalam penelitian ini menunjukkan karakteristik lama buka injector yang sesuai dengan fungsi putaran
mesin, dan tekanan intake pada mesin satu silinder. Sedangkan dari hasil penelitian ini menunjukan nilai efisiensi
volumetris yang baik dengan desain intake manifold menggunakan hasil simulasi CFD (Computational Fluid Dynamic).
1. Pendahuluan
Pada mesin dengan karburator, terjadi head loss pada venturi. Head loss ini berupa penurunan tekanan pada saluran masuk (intake manifold) yang akan berbanding lurus dengan penurunan debit udara yang masuk ke dalam silinder. Sehingga besarnya head loss pada karburator akan mempengaruhi efisiensi volumetrik secara langsung. Sedangkan pada mesin dengan sistem injeksi bahan bakar, dimana bahan bakar diinjeksikan dekat dengan katup hisap, maka intake manifold dapat didesain untuk lebih memaksimalkan aliran udara yang masuk merupakan fungsi dari aliran udara sebagai variabel
tanpa adanya kerugian tekanan pada sistem pemasukan Proses pengkabutan bahan bakar di karburator bebas. Pada venturi kecepatan aliran udara akan meningkat dan tekanan udara akan turun, sehingga bahan bakar akan mengalir melalui nozzle akibat adanya beda tekanan antara tekanan di venturi dengan tekanan. bahan bakar yang masuk ke silinder dilakukan bahan bakar di ruang pelampung. Pengontrolan debit dengan prinsip beda tekanan tersebut [1].
Pada mesin dengan sistem injeksi bahan bakar, pengontrolan debit bahan bakar dilakukan berdasarkan parameter beban dan kecepatan mesin untuk setiap siklus. Sehingga sistem injeksi bahan bakaremungkinkan pencampuran udara-bahan bakar dapat lebih tepat dan homogen. Disamping itu dengan penginjeksian bahan bakar di dekat katup masuk losses pada aliran bahan bakar akibat berat jenis dan sifat termodinamik bahan bakar dapat diminimalkan [2]. Penelitian ini dilakukan untuk mengetahui karakteristik mesin satu silinder manifold, debit udara yang masuk, debit bahan bakar empat langkah yang menggunakan sistem injeksi bahan bakar, meliputi tekanan intake yang dibutuhkan, dan efisiensi volumetris pada saluran masuk (intake manifold)
2. Metode Penelitian
Pada tahap desain, dilakukan proses desain penempatan injektor, dengan menggunakan alat bantu program CFD
(Computational Fluid Dynamic) Phoenics untuk mensimulasikan bentuk laluan intake manifold sebagai variabel yang konstan Untuk itu, pada tahap desain ini, parameter yang dinilai dalam simulasi CFD adalah letak injektor yang mampu memberikan pencampuran udarabahan bakar yang homogen di dalam intake manifold. Parameter yang kedua mensyaratkan pencampuran udara-bahan bakar yang homogen harus terjadi pada berbagai kondisi putaran mesin Eksperimental ini dilakukan pada Mesin CB 100 di Laboratorium Thermodinamika Departemen Teknik
Mesin Fakultas Teknik Universitas Indonesia, dengane bagai variasi putaran mesin tanpa beban dan data pengukurannya dikirim ke komputer melalui data acquisition system.
Spesifikasi Mesin uji ( Honda CB 100):
• Bore x stroke, mm : 50,5 x 49,5
• Compression ratio/press, psi : 9,0 / 156 – 213
• Valve timing/lift, degree/mm
Intake open/close : 5°BTDC/35°ABCD
Exhaust open/close : 30°BBDC/5°ATDC
• Ignition timing, mm or : 10°(F)/1300 to
BTDC/ speed, rpm 36°-40°/3700-4000
• Spark plug grade/gap, mm : NGK DR8ES/0,6-0,7
Spesifikasi Sistem Electronic Fuel Injection:
• Jenis : Haltech F9
• Kebutuhan listrik : 8,6 – 16 Volt DC
• Konsumsi Listrik
ECU : 270 mA pada 12 Volt
• Input sensor
1. Manifold Absolute Pressure (MAP) Sensor
1 Bar : -100 kPa sampai 0 kPa (Naturally
aspirated)
2. Temperatur Sensor (Udara dan Mesin)
Tipe NTC temperature dependent resistor
Jangkauan operasi
Kontinyu -40° sampai 100°C
Intermittent sampai 125°C
3. Throttle Position Sensor
4. Engine Speed Pickup
• ECU output
1. Injector Driver
4 x 4/1 A peak and hold injector
2. Fuel Pump Control
• Adjustable features Base Fuel Map
- 22 Fuel ranges, setiap 500 RPM sampai
dengan 10.500 RPM, atau
- 17 Fuel ranges, setiap 1.000 RPM sampai
dengan 16.000 RPM
• Datalogging 5 titik kondisi setiap detik
• Koneksi ke komputer dengan menggunakan kabel
serial RS232C port 9 pin D connector
Sistem Bahan Bakar:
1. Pompa Bahan Bakar
Jenis : In-tank
Merk : Aisan
Tekanan Maksimal : 3,5 bar
2. Fuel pressure regulator
Merk : Denso 1262
Tekanan Maksimal : 2,5 bar
3. Fuel injector
Jenis : Pintle bertahanan tinggi
Debit massa : 200 gr/menit
Pengambilan data pada pengujian ini dilakukan dengan
variasi sebagai berikut :
1. Pengambilan data melalui pengujian pada kondisi putaran mesin yang tetap mulai dari kecepatan putar mesin 2000 – 8500 rpm pada setiap kenaikan500 rpm, akselerasi, dan deselerasi. Hasil dari pengambilan data ini adalah: putaran mesin,
tekanan intake, lambda dan waktu buka injector.
2. Pengolahan dan pengambilan data dimulai pada saat kondisi mesin dalam keadaan steady untuk setiap kecepatan putar mesin.
3. Menentukan lama buka injektor teoritis campuran udara-bahan bakar stokiometri (Lambda = 1) berdasarkan pengambilan data awal berupa tekanan intake manifold, temperatur udara masuk, danfisiensi volumetris hasil perhitungan langkah kedua. Debit injektor telah diketahui dengan rumus teoritis yang ada.
4. Pengujian dimulai dari campuran yang rich, dan diarahkan ke kondisi lean, dan hasil eksperimen ini akan dibandingkan dengan durasi buka injektor teoritis (Lambda = 1) dan dilihat kecenderungan nilai Lambda pada berbagai kondisi mesin
3. Hasil dan Pembahasan
Analisis Desain Penempatan Injektor hasil simulasi CFD. Simulasi CFD ini menyatakan proses penginjeksian bahan bakar sesaat, dimana hasil simulasi menunjukan distribusi aliran bahan bakar yang diinjeksikan secara terputus-putus (intermittent). Pada Gambar 1 dan 2, adalah hasil simulasi CFD yang dilakukan pada elbow dari intake manifold dimana
terjadi proses percampuran udara dengan bahan bakar yang diinjeksikan. Elbow memiliki diameter dalam 10 mm, dan diameter luar 40 mm. Diameter intake 30 mm. Tekanan intake manifold dianggap konstan antara inlet dan outlet dan beda tekanan injektor dengan intake selalu 2,5 bar. Pada tahap ini, simulasi dilakukan dua kali, pada tekanan intake -54 kPa dan 0 kPa. Dari hasil simulasi CFD ini diketahui bahwa desain yang dibuat mampu menghasilkan campuran udara-bahan bakar
yang cukup homogen (merah-orange). Ini membuktikan bahwa desain intake manifold bantuan CFD tersebut cukup baik dari segi pencampuran udara-bahan bakar. Dari Gambar 5, maka dapat diketahui bahwa nilai durasi buka injektor aktual didapat lebih besar dibandingkan nilai durasi buka injektor teoritis. Nilai durasi buka injektor aktual ini adalah nilai minimal yang dapat dicapai sebelum mesin cenderung untuk mati. Hal ini disebabkan untuk campuran yang lebih lean, proses pembakaran menjadi sangat lambat, delay periodAnalisis Efisiensi Volumetris, data-data diambil pada
kondisi kecepatan putaran mesin yang tetap untuk setiap titik data Dari Gambar 3, dapat diketahui bahwa kecepatan
rendah tekanan intake berkisar -56 kPa. Dan pada kondisi putaran tertinggi tekanan intake -16 kPa. Namun
demikian kenaikan tekanan intake manifold tidak menunjukan kenaikan yang kontinyu. Kenaikan tekanan intake berfluktuasi, hal ini disebabkan oleh karena kondisi mesin belum pada keadaan steady. Efisiensi volumetris maksimal yang dapat tercapai 1,100 pada kecepatan 2500 rpm dan 3500 rpm, dan efisiensi volumetris minimal 0,755 pada kecepatan 8000 rpm Setelah mencapai nilai maksimal di kecepatan 3500 rpm, efisiensi volumetris turun secara kontinyu dan
berkisar pada nilai 0,800. Penurunan efisiensi volumetris ini dapat disebabkan oleh gesekan yang makin besar. Analisis Campuran Udara-Bahan Bakar, berdasarkan data hasil perhitungan teoritis dan hasil pengujian variasi pembakaran didalam silinder semakin fluktuatif. Dari referensi yang ada [3], dijelaskan pada putaran rendah beda tekanan intake manifold dengan exhaust manifold adalah sangat besar. Sehingga gas sisa pembakaran akan mengalir dari silinder ke intake manifold, dan mengakibatkan presentase gas sisa pembakaran meningkat pada kondisi idle, yang akan mengencerkan (diluted) fresh mixture yang masuk ke silinder. Dari Gambar 6 dan 7 pada 7000 rpm dapat dianalisis
diketahui bahwa pada kecepatan putar yang tinggi, tekanan intake manifold berfluktuasi pada amplitudo yang tinggi. Fluktuasi ini dapat disebabkan aliran udara yang berkecepatan tinggi dan siklus buka-tutup katup masuk yang menyebabkan terjadinya inersia aliran udara yang tinggi dan menimbulkan gelombang tekanan yang berfluktuasi dan mempengaruhi tekanan intake manifold. Terlihat kecenderungan bukaan injektor sebanding dengan tekanan intake manifold. Garisersamaan polinomial durasi buka injektor dan tekanan intake manifold menunjukan periode yang sama. Terjadi beberapa keterlambatan respons injektor terhadap tekanan intake manifold yang sangat berfluktuasi Dari Gambar 8 dan 9 dapat diketahui bahwa pada kecepatan yang rendah kevacuuman yang tinggi terjadi didalam intake manifold. Hal ini menyebabkan aliran udara yang lebih kontinyu, sehingga mengakibatkan amplitudo pulsa tekanan akan lebih kecil dibandingkan dengan kondisi mesin pada kecepatan tinggi. Untuk kecepatan putar mesin yang rendah durasi buka injektor
diatur cenderung lebih rich. Hal ini diperlukan untuk menjaga operasi mesin yang stabil. Pada saat mesin berakselerasi rpm ke sekitar 8000 rpm, didapatkan data kecepatan dari kecepatan putar 5280. putar, tekanan intake manifold, dan durasi buka injector sehingga dapat dihitung nilai lambda saat akselerasi Dari Gambar 10 dan 11 dapat diketahui bahwa terjadi
eterlambatan respons perubahan tekanan intake manifold terhadap perubahan putaran mesin. Hal ini disebabkan volume intake manifold yang terbatas sehingga tingkat tekanan didalam manifold bertambah dengan lebih lambat. Akibatnya perbedaan tekanan tekanan intake ini tidak sebanding dengan durasi buka injektor. Oleh karena durasi buka injektor diatur untuk menghasilkan campuran yang lebih rich pada kecepatan putar mesin uang rendah. Sehingga Lambda pada putaran rendah akan lebih rendah dibandingkan pada putaran tinggi. antara kondisi awal dan akhir pada perubahan throttle
menjadi lebih besar. Durasi buka injektor menunjukan kenaikan, tetapi tidak sebanding dengan kenaikan tekanan intake manifold, hal ini dikarenakan pengaturan campuran udara-bahan bakar yang lebih lean pada kondisi kecepatan putar mesin yang lebih tinggi dan juga tekanan intake yang lebih tinggi. Berdasarkan hasil eksperimen pada saat mesin berdeselerasi dari 3960 rpm ke 2700 rpm, didapatkan data kecepatan putar, tekanan intake manifold, dan durasi buka injektor sehingga dapat dihitung nilai Lambda pada saat deselerasi. Dari Gambar 12 dan 13 dapat diketahui bahwa pada saat deselerasi tekanan intake manifold secara keseluruhan turun dengan drastis dan sebanding dengan turunya kecepatan putar mesin. Fluktuasi tekanan intake manifold masih tetap terjadi. Pada akhir deselerasi tekanan intake akan mengalami kenaikan untuk menuju kondisi steady pada putaran rendah. Hal ini diikuti oleh durasi buka injektor, namun penurunan dan kenaikan
4. Kesimpulan
Dari pembahasan berdasarkan simulasi dan pengamatan data pengujian maka diketahui pengaruh desain intake manifold terhadap efisiensi volumetris dan karakteristik kerja mesin. Berdasarkan analisis tersebut dapat disimpulkan bahwa desain intake manifold model elbow dengan bantuan simulasi CFD mampu menghasilkan campuran udara-bahan bakar yang cukup homogen. Ini membuktikan bahwa desain intake manifold bantuan CFD tersebut sangat baik dari segi pencampuran udarabahan bakar. Desain intake manifold dengan bantuan simulasi CFD ini, menghasilkan efisiensi volumetris yang cukup baik, khususnya pada kecepatan rendah Pada mesin 4 langkah satu silinder ini terjadi fluktuasi tekanan masuk yang besar terutama pada kecepatan putar mesin yang tinggi. Fluktuasi ini dapat menyebabkan keterlambatan respons alat. Pada
penelitian ini, yang menggunakan kondisi mesin tanpa beban diperoleh nilai Lambda yang tidak dapat mencapai nilai stoikiometri. Nilai Lambda yang didapat adalah parameter batas operasi mesin yang stabil. Terjadi keterlambatan respons perubahan tekanan intake manifold terhadap perubahan kondisi mesin sehingga perlu dikembangkan bentuk geometri manifold dan perletakkan injektor yang lebih optimal.
Ucapan Terima Kasih
Kepada Bayu Priyantoro ST dan dilanjutkan oleh Indra
Nugroho yang telah mengambil topik skripsi dalam riset
ini atas seluruh kerja keras dan dedikasinya
Daftar Acuan
[1] J.B. Heywood, Internal Combustion Engine
Fundamentals, McGraw Hill Int. Ed., New York,
1988, p.151.
[2] J.H. Weaving, Internal Combustion Engineering:
Science and Technology, Elsevier Applied
Science, London, 1990, p.223.
[3] A.A. Quader, SAE Technical Papers No. 760760,
Society of Automotive Engineer, 1976.
Sistem Pencatat Data Percakapan Telepon Dengan Deteksi Sinyal Pandu Secara Otomatis
Anies Hannawati, Ronnie
Fakultas Teknologi Industri, Jurusan Teknik Elektro, Universitas Kristen Petra
e-mail: anies@petra.ac.id
Abstrak
Seiring dengan perkembangan teknologi telekomunikasi, usaha dalam bidang telekomunikasi menjadi semakin
diminati. Salah satunya adalah usaha warung telekomunikasi. Kini banyak beredar perangkat untuk mendukung
usaha tersebut yaitu Pencatat Data Percakapan Telepon (PDPT), ada yang menggunakan PC (Personal
Computer), dan ada juga yang tidak menggunakan PC. Pada kesempatan ini, perangkat yang hendak dibuat
adalah perangkat PDPT tanpa menggunakan komputer, dengan sistem deteksi sinyal pandu secara otomatis. Ada
empat jenis sinyal pandu yang dapat dideteksi, yaitu; sinyal injeksi 16 KHz, reverse polarity, nada panggil dan
respon suara manusia. PDPT akan menghitung biaya percakapan, dan bila percakapan telah selesai, maka PDPT
akan mencetak rincian biaya menggunakan printer. Sistem yang dibangun menggunakan mikrokontroler
AT89C51 untuk mengendalikan memori, clock, display dan printer. Dari hasil pengujian diperoleh kesimpulan
bahwa perangkat yang dibuat telah berhasil sesuai dengan rencana dan hemat listrik, karena hanya memerlukan
daya listrik yang relatif kecil, yaitu 2,42 Watt saja.
Kata kunci : Sistem Telepon, Telepon, Perhitungan Biaya, Sinyal Pandu, Warung Telekomunikasi
Pendahuluan
Seiring dengan pesatnya perkembangan teknologi dalam bidang elektronika, teknologi telekomunikasi pun menjadi ikut berkembang dengan pesat. Kebutuhan akan perangkat telekomunikasi dari jaringan telepon kabel sampai dengan selular terus bertambah untuk
memenuhi tuntutan pelanggan yang hendak dengan mudah berkomunikasi. Dampaknya di negara kita, perkembangan usaha warung telekomunikasi (wartel) pun menjadi ramai mengikuti perkembangan teknologi yang ada Wartel adalah suatu tempat dimana seseorang dapat melakukanpercakapan jarak jauh melalui jaringan telepon. Dimana pesawat telepon yang
digunakan telah dilengkapi dengan perangkat Pencatat Data Percakapan Telepon (PDPT) yang
telah dipersiapkan untuk tujuan bisnis. Sewaktu percakapanberlangsung, PDPT akan melakukan
perhitungan biaya yang harus dibayar oleh pengguna. Besarnya biaya tergantung dari jauh dekatnya nomor tujuan dan waktuserta durasi dari percakapan yang dilakukan. Setelah percakapan selesai maka oleh printer akan dicetak rincian percakapan termasuk biaya yang harus dibayar oleh pengguna. Operasi untuk mencetak perincian biaya ini dinamakan operasi normal dari perangkat wartel. Operasi lain yang mendukung operasi normal adalah operasi sewaktu dilakukan penyetingan nilai-nilai yang diperlukan dalam mencetak perincian biaya, seperti waktu, durasi dan data-data untuk menentukan nomor area tujuan (database).
Pada saat ini, banyak sekali beredar perangkat wartel yang digunakan untuk mencetak perincian
biaya atau melakukan operasi normal. Perangkat tersebut ada yang menggunakan komputer,
ataupun yang tidak menggunakan bantuan komputer. Dari kedua jenis alat ini, pemakaian daya listrik yang digunakan sangat jauh berbeda. Dari hasil pengukuran yang dilakukan, perangkat yang menggunakan bantuan komputer mengkonsumsi daya lebih dari 100 Watt, ini disebabkan
karena komputer harus menggunakan monitor yang mengkonsumsi daya yang besar. Sedangkan yang tidak menggunakan bantuan komputer hanya menggunakan daya tidak lebih dari 10 Watt, bahkan ada dan beberapa yang hanya menggunakan daya listrik sebesar 5 Watt.
Untuk menentukan durasi dari suatu percakapan telepon yang dilakukan, perlu dilakukan pendeteksian awal dari percakapan itu sendiri Pendeteksian ini dapat dilakukan dengan beberapa cara. Cara pertama adalah dengan perubahan sinyal nada panggil. Pada pesawat telepon yang telah memanggil nomor tujuan, akan terdengar nada panggil (ringback tone). Nada panggil merupakan sinyal dengan frekuensi425Hz, dan sewaktu nada ini terdengar berarti pesawat telepon tujuan belum terangkat dan sedang berdering. Nada panggil memiliki perbandingan sinyal untuk nyala dan mati, satu detik berbanding tiga detik sampai empat detik. Bila perbandingan ini telah melebihi angka
tersebut, maka hal ini dapat ditentukan sebagai awal dari suatu percakapan. Sewaktu pesawat telepon pada nomor tujuan menjawab, pada umumnya akan terdengar suara sapaan dari pihak lawan bicara. Suara jawaban ini adalah cara kedua yang dapat digunakan sebagai tanda dari awal suatu percakapan. Pada perkembangannya, untuk menunjang kelancaran dan keakuratan dalam mendeteksi awal dari suatu percakapan, Sentra Telepon Otomat (STO) akan memberikan sinyal sebagai pemberitahuan awal dari suatu percakapan. STO merupakan sentral pengatur dan pengendali dari jaringan pesawat telepon. Ada dua macam sinyal yang digunakan di negara kita, yaitu injeksi sinyal 16 KHz dan pembalikan polaritas (reverse polarity). Kedua jenis sinyal terakhir ini juga dapat digunakan untuk mendeteksi awal percakapan. Pada kenyataannya, hanya sebagian STO saja yang dapat menyediakan
kedua sinyal tersebut. Sehingga untuk pendeteksian tanpa sinyal dapat digunakan dengan menganalisa nada panggil ataupun dengan mendeteksi suara.
Dengan demikian, ada empat macam sinyal yang dapat digunakan untuk mendeteksi awal dari
suatu percakapan yaitu nada panggil, suara manusia, injeksi sinyal 16 KHz dan reverse polarity . Sinyal-sinyal ini disebut sinyal pandu atau lebih dikenal dengan cashing signal. Dengan pendeteksian secara otomatis untuk mengetahui akan adanya salah satu dari empat macam sinyal tersebut, maka kinerja dari PDPT akan lebih efektif dan efisien. Karena dengan metode ini tidak diperlukan lagi pendefinisian apakah saluran telepon tersebut memiliki injeksi sinyal 16 KHz atau reverse polarity ataupun tidak memiliki sama sekali. Dengan demikian tingkat keberhasilan pendeteksian awal percakapan telepon semakin tinggi sehingga perhitungan durasi percakapan telepon semakin
akurat. Berdasarkan hal-hal di atas, timbullah suatu permasalahan dalam membuat perangkat wartel
yang tidak menggunakan komputer dalam mencetak perincian biaya serta menggunakan keempat macam sinyal di atas sebagai pendeteksi awal percakapan. Perangkat Pencatat Data Percakapan Telepon (PDPT) tersebut berfungsi untuk melakukan perhitungan biaya yang harus dibayar oleh pengguna. Dimana perhitungan biaya ini tergantung dari jauh dekatnya nomor tujuan, waktu serta lama percakapan. Perangkat PDPT yang efisien adalah yang tidak memerlukan daya yang besar dalam pengoperasiannya dan juga handal dalam mendeteksi sinyal-sinyal yang digunakan untuk menentukan besar dari biaya percakapan ini.
Selanjutnya makalah ini akan diorganisasi sebagai berikut, bagian kedua akan menjelaskan secara singkat mengenai landasan desain sistem dari alat ini. Berikutnya pada bagian ketiga, akan dijelaskan mengenai implementasi hardware dan software dari disain sistem telah dibahas sebelumnya, diikuti dengan pengujian sistem pada bagian keempat. Terakhir, akan disimpulkan hal-hal yang berkaitan dengan penelitian ini
Desain Sistem
Pada bagian ini, akan dibahas mengenai desain sistem, dimana desain sistem berisikan permasalahan
yang ada dan hal ini akan menjadi dasar dalam pembuatan hardware dan software pada bagian berikutnya.
Perhitungan Biaya
Seperti yang telah diketahui, perhitungan biaya percakapan dilakukan berdasarkan empat parameter yang ada, yaitu zona wilayah dan tariff per pulsa, zona waktu dan durasi
Zona Wilayah dan Tarif Per Pulsa. Untuk
mengetahui pembagian zona wilayah yang ada, diperlukan suatu database yang memuat informasi mengenai zona wilayah tersebut. Pembagian zona wilayah sangat tergantung dari kode wilayah yang telah terapkan, seperti terlihat pada Tabel 1. Zona wilayah akan menentukan besarnya penambahan untuk tiap pulsa percakapan telepon. Semakin jauh jaraknya, maka semakin besar pula penambahannya. Zona wilayah dibagi-bagi berdasarkan kategorinya yaitu Lokal, Sambungan Langsung Jarak Jauh (SLJJ), sambungan ke Sentral Telepon Bergerak (STB). Khusus untuk kategori Sambungan Langsung Internasional (SLI), pembagian zona wilayah dilakukan berdasarkan besarnya tarif jasa telepon internasional di negara tujuan, jadi bukan berdasarkan jarak. Misalnya, bila nomor panggilan adalah055123456, maka dapat diketahui bahwa nomor tujuan tersebut berada di kota Tarakan karena diawali dengan kode 0551, bila panggilan tersebut dilakukan dari kota Surabaya, maka panggilan tersebut termasuk kategori SLJJ-3 karena jarak Surabaya dan Tarakan lebih dari
500 Km. Bila nomor panggilan diawali oleh nomor bukan nol, maka panggilan tersebut dikategorikan Lokal. Bila diawali 0 dan 8 maka panggilan tersebut dikategorikan panggilan ke
STB. Dengan demikian diperlukan suatu rangkaian yang dapat mendeteksi kehadiran angka-angka tersebut. Angka-angka tersebut merupakan sinyal yang berupa nada-nada Dual Tone Multi Frequency (DTMF). Pendeteksian DTMF hanya akan dilakukan bila gagang telepon dalam keadaan terangkat, sehingga diperlukan pendeteksi status dari gagang telepon tersebut, sedang diangkat atau ditutup, rangkaian ini juga dikenal dengan sebutan hook-detector. Selain itu juga diperlukan memori yang dapat menyimpan database pembagian zona wilayah yang berisikan kode-kode wilayah yang ada dan dihubungkan dengan tariff tiap untuk tiap pulsa sesuai zona wilayah. Tiap pulsa baik kategori Lokal, SLJJ, STB maupun SLI memiliki tariff dasar pulsa dan air-time yang telah ditentukan. Untuk kategori Lokal memiliki tarif dasar 195 rupiah, kategori SLJJ 151 rupiah, untuk STB-0 setengah dari tariff dasar kategori Lokal, STB-1 sampai STB-3 sama dengan tarif dasar SLJJ, airtime sama dengan 325 rupiah. Khusus untuk SLI, dibagi menjadi 11 kelompok tariff. Dengan demikian, rangkaian tersebut tidak hanya dapat berfungsi untuk menentukan zona wilayah tetapi,
juga untuk menentukan tarif per pulsa yang mana tergantung dari kategori percakapan tersebut.
Zona Waktu.
percakapan telepon, tiap kategori memiliki durasi-durasi yang dijadikan acuan untuk menghitung
durasi berdasarkan zona waktu, seperti yang terlihat pada Tabel 2. Untuk SLI, durasi perpulsanya adalah 6 detik. Untuk hari minggu dan hari raya, ada diskon khusus yang diberikan oleh penyedia saluran telekomunikasi, yaitu Telkom dengan memberikan ekstra durasi sehingga biaya percakapan menjadi lebih murah. Selain zona wilayah, zona waktu juga menjadi parameter dalam perhitungan biaya percakapan. Untuk mengetahui waktu terjadinya percakapan, diperlukan suatu rangkaian yang dapat mengatur waktu. Sehingga pada saat awal terjadi percakapan, data waktu yang diperoleh akan
dicocokkan dengan daftar pembagian zona waktu yang ada. Dengan demikian juga diperlukan
memori yang dapat menyimpan daftar pembagian zona waktu yang ada
Lama Percakapan (Durasi) Untuk menghitung durasi percakapan, maka yang harus dilakukan pertama kali adalah mendeteksi awal dari percakapan itu sendiri. Perhitungan dimulai ketika panggilan telepon terjawab. Ada empat sinyal yang dapat dimanfaatkan dalam mendeteksi awal dari suatu percakapan. Pertama dengan mendeteksi sinyal berfrekuensi 16 KHz, yang kedua dengan mendeteksi reverse polarity, yang ketiga dengan menganalisa nada panggil, bila perbandingan nada panggil telah lebih dari 1 detik berbanding 4 detik maka dapat dianggap bahwa awal dari suatu percakapan dimulai. Dan yang terakhir, mendeteksi adanya suara sapaan ketika panggilan telepon terjawab. Pada umumnya, bila seseorang menjawab telepon, kata pertama yang keluar adalah kata sapaan, sapaan ini dapat dimanfaatkan sebagai tanda awal dari suatu percakapan, dengan demikian suara dari pemanggil tidak boleh masuk ke saluran telepon sebelum panggilan terjawab karena akan
mengakibatkan kesalahan dalam pendeteksian. Ke empat sinyal tersebut di sebut dengan sinyal
pandu, sinyal-sinyal yang dapat menginformasikan bahwa suatu percakapan telah dimulai. Pendeteksian sinyal-sinyal pandu secara otomatis akan sangat membantu para instalator PDPT, karena tidak perlu lagi mengetahui apakah saluran telepon yang digunakan memiliki sinyal
16 KHz atau reverse polarity ataupun tidak memiliki kedua-duanya. Bila gagang telepon ditutup maka akhir dari suatu percakapan dapat dideteksi. Dengan demikian diperlukan rangkaian-rangkaian untuk mendeteksi ke empat sinyal pandu tersebut.
Tampilan perannya sebagai penghitung biaya di wartel, Sebagai perangkat yang akan menjalankan
maka diperlukan tampilan untuk mengetahui status dari kerja PDPT tersebut. Tampilan tersebut haruslah dapat menampilkan biaya yang harus dibayar oleh pelanggan, selain dilihat oleh pelanggan, tampilan juga diperlukan seorang operator dimana operator ini adalah penjaga dari wartel tersebut, dimana setelah pelanggan melakukan percakapan, maka pelanggan akan langsung membayar kepada operator tersebut. Tampilan tersebut selain menampilkan biaya, juga menampilkan nomor tujuan, agar pelanggan dapat memastikan bahwa nomor yang telah ditekan sesuai dengan yang diinginkan dan agar tidak terjadi kesalahan perhitungan.
Pencetakan Nota Sebagai tanda bukti telah melakukan suatu percakapan, maka perlu dicetak suatu nota kecil, dimana pada nota tersebut tercantum nomor tujuan, waktu, banyaknya pulsa, dan biaya yang harus dibayar.
Operasi Tanpa Komputer PDPT ini dalam operasinya menghitung biaya percakapan, tidak memerlukan komputer sebagai pengolah parameter-parameter yang ada Sehingga, tanpa bantuan komputer pun PDPT dapat bekerja dan sama seperti PDPT lainnya yang menggunakan komputer. Untuk melakukan pengaturan nilai- nilai parameter yang ada, diperlukan sebuah komputer untuk melakukannya setelah itu PDPT tidak terhubung lagi dengan komputer. Jadi komputer hanya digunakan bila diperlukan saja.
Desain Hardware dan Software Pada bagian ini akan dibahas mengenai pembuatan hardware dan software , dimana keduanya akan menjadi satu kesatuan yang utuh sebagai suatu operasi sistem yang akan saling mendukung satu sama lain
Pembuatan Hardware Dengan mengadopsi sistem yang telah dibahas pada bagian kedua, sistem tersebut kemudian disesuaikan dengan komponen-komponen elektronik yang telah ada sehingga, blok diagram sistem dapat dikembangkan menjadi blok
Sebuah pengontrol saluran telepon dan buffer sinyal ditambahkan pada blok diagram hardware. Pengontrol saluran telepon berfungsi sebagai pemutus dan penghubung sebelum saluran telepon memasuki perangkat, ini dimaksudkan agar rangkaian terisolasi dari saluran telepon bila saluran perangkat dalam keadaan mati. Penambahan buffer sinyal dimaksudkan agar sinyal dapat diterima dengan baik oleh komponen penerima sinyal, yaitu dekoder DTMF, detektor sinyal 16 KHz, detector
nada panggil dan detektor suara. Pemasangan input komponen yang paralel pada komponenkomponen tersebut dapat menyebabkan pembebanan terhadap saluran telepon bila dipasangkan secara bersamaan seperti itu. Oleh karena itu, penambahan buffer sinyal dipandang
perlu.
Rangkaian pendeteksi sinyal-sinyal diperlukan untuk mendeteksi ada atau tdak sinyal-sinyal yang masuk ke dalam sistem. Pertama-tama diperlukan adanya pendeteksi status dari gagang telepon, sedang diangkat atau ditutup, rangkaian ini juga dikenal dengan sebutan hook-detector Kedua, diperlukan suatu rangkaian yang dapat mendeteksi kehadiran angka-angka tersebut berupa decoder DTMF. Ketiga, ada beberapa, rangkaian yang digunakan untuk mendeteksi sinyal pandu, yaitu detector sinyal 16 KHz, detector reverse polarity, detector nada panggil dan detector suara.
Sebuah memori yang dapat menyimpan database pembagian zona wilayah, tariff per pulsa dan waktu juga telah disiapkan. Untuk mengetahui waktu terjadinya percakapan, diperlukan suatu
rangkaian yang dapat mengatur waktu. Dimana sudah sangat umum digunakan Real Time Clock
(RTC) sebagai pengatur waktu yang memiliki akurasi tinggi. Pada saat awal terjadi percakapan,
data waktu yang diperoleh dari RTC akan dicocokkan dengan daftar pembagian zona waktu
yang ada. Dengan demikian juga diperlukan memori yang dapat menyimpan daftar pembagian zona waktu yang ada selain RTC sebagai pengolah waktu Untuk tampilan, ada dua jenis, yaitu tampilan
untuk pelanggan dan operator. Pada tampilan untuk pelanggan, digunakan penampil sevensegmen
karena dengan penampil ini selain menyala, ukurannya juga cukup besar. Hal ini dimaksudkan agar memudahkan bagi para pelanggan yang penglihatannya agak kurang Penampil ini juga dikenal dengan sebutan display. Untuk operator digunakan penampil dengan Liquid Crystal Display (LCD). LCD digunakan karena mengkonsumsi arus yang kecil, selain ukuran yang kecil pula, hal ini juga
dimaksudkan agar operator dapat mengawasi PDPT dengan sekali pandang pada satu sudut pandang saja sehingga menjadi lebih mudah Untuk mencetak nota, diperlukan printer jenis dot-matrix yang mana printer ini sangat hemat tinta karena menggunakan pita, selain itu juga mudah dioperasikan dengan kertas gulung sebagai media pencetakan Untuk mengoperasikan PDPT tanpa bantuan komputer diperlukan suatu pengolah mikro(mikrokontroler), yang tugasnya menggantikan komputer. Dikarenakan ukuran dan konsumsinya dayanya lebih kecil, maka penggunaan mikrokontroler akan menjadi lebih efisien Mikrokontroler yang akan digunakan berasal dari keluarga MCS-51 buatan Intel. Sinyal-sinyal yang masuk ke rangkaian-rangkaian detektor dan decoder DTMF, akan menghasilkan outputoutput logika yang langsung berhubungan dengan mikrokontroler. Mikrokontroler juga mengendalikan perlu tidaknya memutuskan atau menghubungkan saluran telepon dengan rangkaian. Selain itu mikrokontroler juga mengendalikan bagian-bagian yang lainnya, yaitu : memori, RTC, LCD, printer, dan display, serta berkomunikasi dengan komputer bila
diperlukan. Pada operasi normal, mikrokontroler akan mengendalikan display melalui serial port.
Pada operasi pengaturan, dimana akan dilakukan pengaturan nilai dari parameter-parameter yang
diperlukan, mikrokontroler akan terhubung dengan komputer melalui serial port tersebut,
yang berarti pada operasi ini display tidak dipergunakan untuk sementara. Pada saat pertama kali diaktifkan, mikrokontroler akan mencari apakah rangkaian terhubung dengan display ataukah dengan komputer. Bila terhubung dengan display, maka operasi PDPT akan langsung memasuki operasi normal, sedangkan bila terhubung dengan komputer, maka PDPT akan langsung memasuki operasi
pengaturan.
Pembuatan Software Pada saat pertama kali diaktifkan, mikrokontroler akan mencari apakah rangkaian terhubung dengan display ataukah dengan komputer. Bila terhubung dengan display, maka operasi PDPT akan langsung memasuki operasi normal, sedangkan bila terhubung dengan komputer,
maka PDPT akan langsung memasuki operasi pengaturan. Seperti yang terlihat pada gambar 4, sistem kerja PDPT ada dua, yaitu operasi normal dan operasi pengaturan. Pada operasi normal, PDPT akan melakukan kegiatan menghitung biaya percakapan berdasarkan ketentuan yang ada. Pada operasi pengaturan, software di komputer hanya akan memerintahkan mikrokontroler untuk mengisi
suatu lokasi memori dengan suatu data disertakan dalam komunikasi. Kemudian, PDPT akan mengirimkan data tersebut kembali ke komputer sebagai fasilitas verifikasi data oleh komputer, yang mana bila terjadi kesalahan, perintah penulisan data dapat diulang atas perintah dari komputer.
Pengujian Pada bab ini, akan dibahas mengenai pengujian sistem yang telah dilakukan. Untuk mendukung pengujian maka dibuat sebuah simulator sentral telepon. Pada pengujian hardware maupun software, dilakukan dengan menggunakan simulator sentral telepon. Simulator ini memiliki
fungsi kerja yang sama dengan sentral telepon yang ada, hanya saja jumlah salurannya hanya dua dan satu arah saja, berarti satu jalur untuk panggilan keluar dan jalur lainnya untuk menerima panggilan. Dengan demikian simulator dapat menghasilkan sinyal-sinyal seperti reverse polarity, 16 KHz, dan nada panggil yang berbasis pada frekuensi 425 Hz. Pengujian simulator ini dilakukan dengan cara mengamati sinyal-sinyal yang dihasilkan sebagai suatu simulator sentral telepon. Pada pengujian awal dilakukan pengujian terhadap hook detector, pengujian pada dekoder DTMF, dan detektor-detektor sinyal pandu. Dari hasil pengujian terlihat bahwa rangkaianrangkaian tersebut dapat bekerja dengan baik dan bisa mendeteksi sinyal yang diinputkan.
Pada pengujian sistem yang pertama, dilakukan dengan mengukur konsumsi arus pada rangkaian
PDPT dan display. Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui apakah PDPT termasuk hemat dalam
konsumsi daya listrik atau tidak. Arus yang terukur pada konsumsi arus rangkaian PDPT sebesar 134 mA, dan arus yang terukur pada konsumsi arus display adalah 354 mA. Dengan tegangan yang sama yaitu 5 Volt dan arus kumulatifnya mA, maka rangkaian PDPT dan rangkaian display mengkonsumsi daya sebesar2,42 Watt, jauh lebih kecil dari yang telah beredar di pasaran, yaitu 5 Watt. Dengan demikian dapat disimpulkan bahwa PDPT tersebut hemat dalam mengkonsumsi daya listrik.
Pengujian sistem yang berikutnya dilakukan dengan cara melakukan simulasi-simulasi hubungan ke berbagai nomor tujuan. Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui apakah PDPT telah dapat berkerja dalam operasi normalnya atau tidak. Setelah selesai melakukan pemanggilan nomor tujuan dan perhitungan biaya berjalan, dilakukan percakapan. Kemudian printer mencetak nota
penutupan gagang telepon untuk mengakhiri perhitungan biaya sesuai dengan panggilan yang baru saja dilakukan, seperti yang terlihat pada Gambar 5. Semua simulasi dilakukan dengan daerah panggil dari surabaya. Pada simulasi panggilan Lokal-1 (simulasi panggilan lokal tujuan Margorejo)
seperti yang terlihat pada Gambar 5A, simulasi panggilan dilakukan dengan durasi 117 detik Durasi per pulsa yang berlaku adalah 120 detik. Dengan demikian pulsa yang digunakan adalah 1 pulsa. Tarif dasar lokal adalah Rp.195,-, ditambah pajak penghasilan (PPn) sebesar 10% menjadi Rp.215,-. Dengan demikian total biaya menjadi Rp.215,- Pada simulasi panggilan SLJJ-1 (simulasi panggilan SLJJ tujuan Tulung Agung) seperti yang terlihat pada Gambar 5B, simulasi panggilan dilakukan dengan durasi 24 detik Durasi per pulsa yang berlaku adalah 6 detik. Dengan demikian pulsa yang digunakan adalah 1 pulsa. Tarif dasar lokal adalah Rp.151 ditambah PPn sebesar 10% menjadi Rp.,167 Dengan demikian total biaya menjadi Rp.668,- Pada simulasi panggilan STB-0 (simulasi panggilan STB tujuan GSM900 Surabaya), seperti yang terlihat pada Gambar 5C, simulasi panggilan dilakukan dengan durasi 213 detik
Dari simulasi-simulasi panggilan dapat bekerja dengan baik pada operasi
yang dilakukan tersebut dapat disimpulkan bahwa PDPT telah normalnya, yaitu menghitung biaya percakapan kemudian mencetak rincian percakapan tersebut.
Kesimpulan
Perangkat Pencatat Data Percakapan Telepon(PDPT) dapat bekerja dengan baik dan dengan sistem pendeteksian sinyalinstalator yaitu seseorang yang memasang perangkat PDPT, tidak perlu lagi mengetahui jenis sinyal pandu apa yang harus digunakan Alat ini juga hanya memerlukan daya listrik yang relatif kecil yaitu sekitar 2,42 Watt, maka pengoperasian perangkat ini akan sangat menghemat
biaya dibandingkan dengan perangkat PDPT yang menggunakan komputer. Lebih jauh dengan menggunakan sistem pengaturan parameter- parameter dari komputer yang terpisah dari operasi normal, parameter-parameter yang berhubungan dengan perhitungan biaya akan aman dari gangguan-gangguan pihak-pihak yang tidak bertanggung jawab yang dapat merugikan para pelanggan.
Fakultas Teknologi Industri, Jurusan Teknik Elektro, Universitas Kristen Petra
e-mail: anies@petra.ac.id
Abstrak
Seiring dengan perkembangan teknologi telekomunikasi, usaha dalam bidang telekomunikasi menjadi semakin
diminati. Salah satunya adalah usaha warung telekomunikasi. Kini banyak beredar perangkat untuk mendukung
usaha tersebut yaitu Pencatat Data Percakapan Telepon (PDPT), ada yang menggunakan PC (Personal
Computer), dan ada juga yang tidak menggunakan PC. Pada kesempatan ini, perangkat yang hendak dibuat
adalah perangkat PDPT tanpa menggunakan komputer, dengan sistem deteksi sinyal pandu secara otomatis. Ada
empat jenis sinyal pandu yang dapat dideteksi, yaitu; sinyal injeksi 16 KHz, reverse polarity, nada panggil dan
respon suara manusia. PDPT akan menghitung biaya percakapan, dan bila percakapan telah selesai, maka PDPT
akan mencetak rincian biaya menggunakan printer. Sistem yang dibangun menggunakan mikrokontroler
AT89C51 untuk mengendalikan memori, clock, display dan printer. Dari hasil pengujian diperoleh kesimpulan
bahwa perangkat yang dibuat telah berhasil sesuai dengan rencana dan hemat listrik, karena hanya memerlukan
daya listrik yang relatif kecil, yaitu 2,42 Watt saja.
Kata kunci : Sistem Telepon, Telepon, Perhitungan Biaya, Sinyal Pandu, Warung Telekomunikasi
Pendahuluan
Seiring dengan pesatnya perkembangan teknologi dalam bidang elektronika, teknologi telekomunikasi pun menjadi ikut berkembang dengan pesat. Kebutuhan akan perangkat telekomunikasi dari jaringan telepon kabel sampai dengan selular terus bertambah untuk
memenuhi tuntutan pelanggan yang hendak dengan mudah berkomunikasi. Dampaknya di negara kita, perkembangan usaha warung telekomunikasi (wartel) pun menjadi ramai mengikuti perkembangan teknologi yang ada Wartel adalah suatu tempat dimana seseorang dapat melakukanpercakapan jarak jauh melalui jaringan telepon. Dimana pesawat telepon yang
digunakan telah dilengkapi dengan perangkat Pencatat Data Percakapan Telepon (PDPT) yang
telah dipersiapkan untuk tujuan bisnis. Sewaktu percakapanberlangsung, PDPT akan melakukan
perhitungan biaya yang harus dibayar oleh pengguna. Besarnya biaya tergantung dari jauh dekatnya nomor tujuan dan waktuserta durasi dari percakapan yang dilakukan. Setelah percakapan selesai maka oleh printer akan dicetak rincian percakapan termasuk biaya yang harus dibayar oleh pengguna. Operasi untuk mencetak perincian biaya ini dinamakan operasi normal dari perangkat wartel. Operasi lain yang mendukung operasi normal adalah operasi sewaktu dilakukan penyetingan nilai-nilai yang diperlukan dalam mencetak perincian biaya, seperti waktu, durasi dan data-data untuk menentukan nomor area tujuan (database).
Pada saat ini, banyak sekali beredar perangkat wartel yang digunakan untuk mencetak perincian
biaya atau melakukan operasi normal. Perangkat tersebut ada yang menggunakan komputer,
ataupun yang tidak menggunakan bantuan komputer. Dari kedua jenis alat ini, pemakaian daya listrik yang digunakan sangat jauh berbeda. Dari hasil pengukuran yang dilakukan, perangkat yang menggunakan bantuan komputer mengkonsumsi daya lebih dari 100 Watt, ini disebabkan
karena komputer harus menggunakan monitor yang mengkonsumsi daya yang besar. Sedangkan yang tidak menggunakan bantuan komputer hanya menggunakan daya tidak lebih dari 10 Watt, bahkan ada dan beberapa yang hanya menggunakan daya listrik sebesar 5 Watt.
Untuk menentukan durasi dari suatu percakapan telepon yang dilakukan, perlu dilakukan pendeteksian awal dari percakapan itu sendiri Pendeteksian ini dapat dilakukan dengan beberapa cara. Cara pertama adalah dengan perubahan sinyal nada panggil. Pada pesawat telepon yang telah memanggil nomor tujuan, akan terdengar nada panggil (ringback tone). Nada panggil merupakan sinyal dengan frekuensi425Hz, dan sewaktu nada ini terdengar berarti pesawat telepon tujuan belum terangkat dan sedang berdering. Nada panggil memiliki perbandingan sinyal untuk nyala dan mati, satu detik berbanding tiga detik sampai empat detik. Bila perbandingan ini telah melebihi angka
tersebut, maka hal ini dapat ditentukan sebagai awal dari suatu percakapan. Sewaktu pesawat telepon pada nomor tujuan menjawab, pada umumnya akan terdengar suara sapaan dari pihak lawan bicara. Suara jawaban ini adalah cara kedua yang dapat digunakan sebagai tanda dari awal suatu percakapan. Pada perkembangannya, untuk menunjang kelancaran dan keakuratan dalam mendeteksi awal dari suatu percakapan, Sentra Telepon Otomat (STO) akan memberikan sinyal sebagai pemberitahuan awal dari suatu percakapan. STO merupakan sentral pengatur dan pengendali dari jaringan pesawat telepon. Ada dua macam sinyal yang digunakan di negara kita, yaitu injeksi sinyal 16 KHz dan pembalikan polaritas (reverse polarity). Kedua jenis sinyal terakhir ini juga dapat digunakan untuk mendeteksi awal percakapan. Pada kenyataannya, hanya sebagian STO saja yang dapat menyediakan
kedua sinyal tersebut. Sehingga untuk pendeteksian tanpa sinyal dapat digunakan dengan menganalisa nada panggil ataupun dengan mendeteksi suara.
Dengan demikian, ada empat macam sinyal yang dapat digunakan untuk mendeteksi awal dari
suatu percakapan yaitu nada panggil, suara manusia, injeksi sinyal 16 KHz dan reverse polarity . Sinyal-sinyal ini disebut sinyal pandu atau lebih dikenal dengan cashing signal. Dengan pendeteksian secara otomatis untuk mengetahui akan adanya salah satu dari empat macam sinyal tersebut, maka kinerja dari PDPT akan lebih efektif dan efisien. Karena dengan metode ini tidak diperlukan lagi pendefinisian apakah saluran telepon tersebut memiliki injeksi sinyal 16 KHz atau reverse polarity ataupun tidak memiliki sama sekali. Dengan demikian tingkat keberhasilan pendeteksian awal percakapan telepon semakin tinggi sehingga perhitungan durasi percakapan telepon semakin
akurat. Berdasarkan hal-hal di atas, timbullah suatu permasalahan dalam membuat perangkat wartel
yang tidak menggunakan komputer dalam mencetak perincian biaya serta menggunakan keempat macam sinyal di atas sebagai pendeteksi awal percakapan. Perangkat Pencatat Data Percakapan Telepon (PDPT) tersebut berfungsi untuk melakukan perhitungan biaya yang harus dibayar oleh pengguna. Dimana perhitungan biaya ini tergantung dari jauh dekatnya nomor tujuan, waktu serta lama percakapan. Perangkat PDPT yang efisien adalah yang tidak memerlukan daya yang besar dalam pengoperasiannya dan juga handal dalam mendeteksi sinyal-sinyal yang digunakan untuk menentukan besar dari biaya percakapan ini.
Selanjutnya makalah ini akan diorganisasi sebagai berikut, bagian kedua akan menjelaskan secara singkat mengenai landasan desain sistem dari alat ini. Berikutnya pada bagian ketiga, akan dijelaskan mengenai implementasi hardware dan software dari disain sistem telah dibahas sebelumnya, diikuti dengan pengujian sistem pada bagian keempat. Terakhir, akan disimpulkan hal-hal yang berkaitan dengan penelitian ini
Desain Sistem
Pada bagian ini, akan dibahas mengenai desain sistem, dimana desain sistem berisikan permasalahan
yang ada dan hal ini akan menjadi dasar dalam pembuatan hardware dan software pada bagian berikutnya.
Perhitungan Biaya
Seperti yang telah diketahui, perhitungan biaya percakapan dilakukan berdasarkan empat parameter yang ada, yaitu zona wilayah dan tariff per pulsa, zona waktu dan durasi
Zona Wilayah dan Tarif Per Pulsa. Untuk
mengetahui pembagian zona wilayah yang ada, diperlukan suatu database yang memuat informasi mengenai zona wilayah tersebut. Pembagian zona wilayah sangat tergantung dari kode wilayah yang telah terapkan, seperti terlihat pada Tabel 1. Zona wilayah akan menentukan besarnya penambahan untuk tiap pulsa percakapan telepon. Semakin jauh jaraknya, maka semakin besar pula penambahannya. Zona wilayah dibagi-bagi berdasarkan kategorinya yaitu Lokal, Sambungan Langsung Jarak Jauh (SLJJ), sambungan ke Sentral Telepon Bergerak (STB). Khusus untuk kategori Sambungan Langsung Internasional (SLI), pembagian zona wilayah dilakukan berdasarkan besarnya tarif jasa telepon internasional di negara tujuan, jadi bukan berdasarkan jarak. Misalnya, bila nomor panggilan adalah055123456, maka dapat diketahui bahwa nomor tujuan tersebut berada di kota Tarakan karena diawali dengan kode 0551, bila panggilan tersebut dilakukan dari kota Surabaya, maka panggilan tersebut termasuk kategori SLJJ-3 karena jarak Surabaya dan Tarakan lebih dari
500 Km. Bila nomor panggilan diawali oleh nomor bukan nol, maka panggilan tersebut dikategorikan Lokal. Bila diawali 0 dan 8 maka panggilan tersebut dikategorikan panggilan ke
STB. Dengan demikian diperlukan suatu rangkaian yang dapat mendeteksi kehadiran angka-angka tersebut. Angka-angka tersebut merupakan sinyal yang berupa nada-nada Dual Tone Multi Frequency (DTMF). Pendeteksian DTMF hanya akan dilakukan bila gagang telepon dalam keadaan terangkat, sehingga diperlukan pendeteksi status dari gagang telepon tersebut, sedang diangkat atau ditutup, rangkaian ini juga dikenal dengan sebutan hook-detector. Selain itu juga diperlukan memori yang dapat menyimpan database pembagian zona wilayah yang berisikan kode-kode wilayah yang ada dan dihubungkan dengan tariff tiap untuk tiap pulsa sesuai zona wilayah. Tiap pulsa baik kategori Lokal, SLJJ, STB maupun SLI memiliki tariff dasar pulsa dan air-time yang telah ditentukan. Untuk kategori Lokal memiliki tarif dasar 195 rupiah, kategori SLJJ 151 rupiah, untuk STB-0 setengah dari tariff dasar kategori Lokal, STB-1 sampai STB-3 sama dengan tarif dasar SLJJ, airtime sama dengan 325 rupiah. Khusus untuk SLI, dibagi menjadi 11 kelompok tariff. Dengan demikian, rangkaian tersebut tidak hanya dapat berfungsi untuk menentukan zona wilayah tetapi,
juga untuk menentukan tarif per pulsa yang mana tergantung dari kategori percakapan tersebut.
Zona Waktu.
percakapan telepon, tiap kategori memiliki durasi-durasi yang dijadikan acuan untuk menghitung
durasi berdasarkan zona waktu, seperti yang terlihat pada Tabel 2. Untuk SLI, durasi perpulsanya adalah 6 detik. Untuk hari minggu dan hari raya, ada diskon khusus yang diberikan oleh penyedia saluran telekomunikasi, yaitu Telkom dengan memberikan ekstra durasi sehingga biaya percakapan menjadi lebih murah. Selain zona wilayah, zona waktu juga menjadi parameter dalam perhitungan biaya percakapan. Untuk mengetahui waktu terjadinya percakapan, diperlukan suatu rangkaian yang dapat mengatur waktu. Sehingga pada saat awal terjadi percakapan, data waktu yang diperoleh akan
dicocokkan dengan daftar pembagian zona waktu yang ada. Dengan demikian juga diperlukan
memori yang dapat menyimpan daftar pembagian zona waktu yang ada
Lama Percakapan (Durasi) Untuk menghitung durasi percakapan, maka yang harus dilakukan pertama kali adalah mendeteksi awal dari percakapan itu sendiri. Perhitungan dimulai ketika panggilan telepon terjawab. Ada empat sinyal yang dapat dimanfaatkan dalam mendeteksi awal dari suatu percakapan. Pertama dengan mendeteksi sinyal berfrekuensi 16 KHz, yang kedua dengan mendeteksi reverse polarity, yang ketiga dengan menganalisa nada panggil, bila perbandingan nada panggil telah lebih dari 1 detik berbanding 4 detik maka dapat dianggap bahwa awal dari suatu percakapan dimulai. Dan yang terakhir, mendeteksi adanya suara sapaan ketika panggilan telepon terjawab. Pada umumnya, bila seseorang menjawab telepon, kata pertama yang keluar adalah kata sapaan, sapaan ini dapat dimanfaatkan sebagai tanda awal dari suatu percakapan, dengan demikian suara dari pemanggil tidak boleh masuk ke saluran telepon sebelum panggilan terjawab karena akan
mengakibatkan kesalahan dalam pendeteksian. Ke empat sinyal tersebut di sebut dengan sinyal
pandu, sinyal-sinyal yang dapat menginformasikan bahwa suatu percakapan telah dimulai. Pendeteksian sinyal-sinyal pandu secara otomatis akan sangat membantu para instalator PDPT, karena tidak perlu lagi mengetahui apakah saluran telepon yang digunakan memiliki sinyal
16 KHz atau reverse polarity ataupun tidak memiliki kedua-duanya. Bila gagang telepon ditutup maka akhir dari suatu percakapan dapat dideteksi. Dengan demikian diperlukan rangkaian-rangkaian untuk mendeteksi ke empat sinyal pandu tersebut.
Tampilan perannya sebagai penghitung biaya di wartel, Sebagai perangkat yang akan menjalankan
maka diperlukan tampilan untuk mengetahui status dari kerja PDPT tersebut. Tampilan tersebut haruslah dapat menampilkan biaya yang harus dibayar oleh pelanggan, selain dilihat oleh pelanggan, tampilan juga diperlukan seorang operator dimana operator ini adalah penjaga dari wartel tersebut, dimana setelah pelanggan melakukan percakapan, maka pelanggan akan langsung membayar kepada operator tersebut. Tampilan tersebut selain menampilkan biaya, juga menampilkan nomor tujuan, agar pelanggan dapat memastikan bahwa nomor yang telah ditekan sesuai dengan yang diinginkan dan agar tidak terjadi kesalahan perhitungan.
Pencetakan Nota Sebagai tanda bukti telah melakukan suatu percakapan, maka perlu dicetak suatu nota kecil, dimana pada nota tersebut tercantum nomor tujuan, waktu, banyaknya pulsa, dan biaya yang harus dibayar.
Operasi Tanpa Komputer PDPT ini dalam operasinya menghitung biaya percakapan, tidak memerlukan komputer sebagai pengolah parameter-parameter yang ada Sehingga, tanpa bantuan komputer pun PDPT dapat bekerja dan sama seperti PDPT lainnya yang menggunakan komputer. Untuk melakukan pengaturan nilai- nilai parameter yang ada, diperlukan sebuah komputer untuk melakukannya setelah itu PDPT tidak terhubung lagi dengan komputer. Jadi komputer hanya digunakan bila diperlukan saja.
Desain Hardware dan Software Pada bagian ini akan dibahas mengenai pembuatan hardware dan software , dimana keduanya akan menjadi satu kesatuan yang utuh sebagai suatu operasi sistem yang akan saling mendukung satu sama lain
Pembuatan Hardware Dengan mengadopsi sistem yang telah dibahas pada bagian kedua, sistem tersebut kemudian disesuaikan dengan komponen-komponen elektronik yang telah ada sehingga, blok diagram sistem dapat dikembangkan menjadi blok
Sebuah pengontrol saluran telepon dan buffer sinyal ditambahkan pada blok diagram hardware. Pengontrol saluran telepon berfungsi sebagai pemutus dan penghubung sebelum saluran telepon memasuki perangkat, ini dimaksudkan agar rangkaian terisolasi dari saluran telepon bila saluran perangkat dalam keadaan mati. Penambahan buffer sinyal dimaksudkan agar sinyal dapat diterima dengan baik oleh komponen penerima sinyal, yaitu dekoder DTMF, detektor sinyal 16 KHz, detector
nada panggil dan detektor suara. Pemasangan input komponen yang paralel pada komponenkomponen tersebut dapat menyebabkan pembebanan terhadap saluran telepon bila dipasangkan secara bersamaan seperti itu. Oleh karena itu, penambahan buffer sinyal dipandang
perlu.
Rangkaian pendeteksi sinyal-sinyal diperlukan untuk mendeteksi ada atau tdak sinyal-sinyal yang masuk ke dalam sistem. Pertama-tama diperlukan adanya pendeteksi status dari gagang telepon, sedang diangkat atau ditutup, rangkaian ini juga dikenal dengan sebutan hook-detector Kedua, diperlukan suatu rangkaian yang dapat mendeteksi kehadiran angka-angka tersebut berupa decoder DTMF. Ketiga, ada beberapa, rangkaian yang digunakan untuk mendeteksi sinyal pandu, yaitu detector sinyal 16 KHz, detector reverse polarity, detector nada panggil dan detector suara.
Sebuah memori yang dapat menyimpan database pembagian zona wilayah, tariff per pulsa dan waktu juga telah disiapkan. Untuk mengetahui waktu terjadinya percakapan, diperlukan suatu
rangkaian yang dapat mengatur waktu. Dimana sudah sangat umum digunakan Real Time Clock
(RTC) sebagai pengatur waktu yang memiliki akurasi tinggi. Pada saat awal terjadi percakapan,
data waktu yang diperoleh dari RTC akan dicocokkan dengan daftar pembagian zona waktu
yang ada. Dengan demikian juga diperlukan memori yang dapat menyimpan daftar pembagian zona waktu yang ada selain RTC sebagai pengolah waktu Untuk tampilan, ada dua jenis, yaitu tampilan
untuk pelanggan dan operator. Pada tampilan untuk pelanggan, digunakan penampil sevensegmen
karena dengan penampil ini selain menyala, ukurannya juga cukup besar. Hal ini dimaksudkan agar memudahkan bagi para pelanggan yang penglihatannya agak kurang Penampil ini juga dikenal dengan sebutan display. Untuk operator digunakan penampil dengan Liquid Crystal Display (LCD). LCD digunakan karena mengkonsumsi arus yang kecil, selain ukuran yang kecil pula, hal ini juga
dimaksudkan agar operator dapat mengawasi PDPT dengan sekali pandang pada satu sudut pandang saja sehingga menjadi lebih mudah Untuk mencetak nota, diperlukan printer jenis dot-matrix yang mana printer ini sangat hemat tinta karena menggunakan pita, selain itu juga mudah dioperasikan dengan kertas gulung sebagai media pencetakan Untuk mengoperasikan PDPT tanpa bantuan komputer diperlukan suatu pengolah mikro(mikrokontroler), yang tugasnya menggantikan komputer. Dikarenakan ukuran dan konsumsinya dayanya lebih kecil, maka penggunaan mikrokontroler akan menjadi lebih efisien Mikrokontroler yang akan digunakan berasal dari keluarga MCS-51 buatan Intel. Sinyal-sinyal yang masuk ke rangkaian-rangkaian detektor dan decoder DTMF, akan menghasilkan outputoutput logika yang langsung berhubungan dengan mikrokontroler. Mikrokontroler juga mengendalikan perlu tidaknya memutuskan atau menghubungkan saluran telepon dengan rangkaian. Selain itu mikrokontroler juga mengendalikan bagian-bagian yang lainnya, yaitu : memori, RTC, LCD, printer, dan display, serta berkomunikasi dengan komputer bila
diperlukan. Pada operasi normal, mikrokontroler akan mengendalikan display melalui serial port.
Pada operasi pengaturan, dimana akan dilakukan pengaturan nilai dari parameter-parameter yang
diperlukan, mikrokontroler akan terhubung dengan komputer melalui serial port tersebut,
yang berarti pada operasi ini display tidak dipergunakan untuk sementara. Pada saat pertama kali diaktifkan, mikrokontroler akan mencari apakah rangkaian terhubung dengan display ataukah dengan komputer. Bila terhubung dengan display, maka operasi PDPT akan langsung memasuki operasi normal, sedangkan bila terhubung dengan komputer, maka PDPT akan langsung memasuki operasi
pengaturan.
Pembuatan Software Pada saat pertama kali diaktifkan, mikrokontroler akan mencari apakah rangkaian terhubung dengan display ataukah dengan komputer. Bila terhubung dengan display, maka operasi PDPT akan langsung memasuki operasi normal, sedangkan bila terhubung dengan komputer,
maka PDPT akan langsung memasuki operasi pengaturan. Seperti yang terlihat pada gambar 4, sistem kerja PDPT ada dua, yaitu operasi normal dan operasi pengaturan. Pada operasi normal, PDPT akan melakukan kegiatan menghitung biaya percakapan berdasarkan ketentuan yang ada. Pada operasi pengaturan, software di komputer hanya akan memerintahkan mikrokontroler untuk mengisi
suatu lokasi memori dengan suatu data disertakan dalam komunikasi. Kemudian, PDPT akan mengirimkan data tersebut kembali ke komputer sebagai fasilitas verifikasi data oleh komputer, yang mana bila terjadi kesalahan, perintah penulisan data dapat diulang atas perintah dari komputer.
Pengujian Pada bab ini, akan dibahas mengenai pengujian sistem yang telah dilakukan. Untuk mendukung pengujian maka dibuat sebuah simulator sentral telepon. Pada pengujian hardware maupun software, dilakukan dengan menggunakan simulator sentral telepon. Simulator ini memiliki
fungsi kerja yang sama dengan sentral telepon yang ada, hanya saja jumlah salurannya hanya dua dan satu arah saja, berarti satu jalur untuk panggilan keluar dan jalur lainnya untuk menerima panggilan. Dengan demikian simulator dapat menghasilkan sinyal-sinyal seperti reverse polarity, 16 KHz, dan nada panggil yang berbasis pada frekuensi 425 Hz. Pengujian simulator ini dilakukan dengan cara mengamati sinyal-sinyal yang dihasilkan sebagai suatu simulator sentral telepon. Pada pengujian awal dilakukan pengujian terhadap hook detector, pengujian pada dekoder DTMF, dan detektor-detektor sinyal pandu. Dari hasil pengujian terlihat bahwa rangkaianrangkaian tersebut dapat bekerja dengan baik dan bisa mendeteksi sinyal yang diinputkan.
Pada pengujian sistem yang pertama, dilakukan dengan mengukur konsumsi arus pada rangkaian
PDPT dan display. Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui apakah PDPT termasuk hemat dalam
konsumsi daya listrik atau tidak. Arus yang terukur pada konsumsi arus rangkaian PDPT sebesar 134 mA, dan arus yang terukur pada konsumsi arus display adalah 354 mA. Dengan tegangan yang sama yaitu 5 Volt dan arus kumulatifnya mA, maka rangkaian PDPT dan rangkaian display mengkonsumsi daya sebesar2,42 Watt, jauh lebih kecil dari yang telah beredar di pasaran, yaitu 5 Watt. Dengan demikian dapat disimpulkan bahwa PDPT tersebut hemat dalam mengkonsumsi daya listrik.
Pengujian sistem yang berikutnya dilakukan dengan cara melakukan simulasi-simulasi hubungan ke berbagai nomor tujuan. Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui apakah PDPT telah dapat berkerja dalam operasi normalnya atau tidak. Setelah selesai melakukan pemanggilan nomor tujuan dan perhitungan biaya berjalan, dilakukan percakapan. Kemudian printer mencetak nota
penutupan gagang telepon untuk mengakhiri perhitungan biaya sesuai dengan panggilan yang baru saja dilakukan, seperti yang terlihat pada Gambar 5. Semua simulasi dilakukan dengan daerah panggil dari surabaya. Pada simulasi panggilan Lokal-1 (simulasi panggilan lokal tujuan Margorejo)
seperti yang terlihat pada Gambar 5A, simulasi panggilan dilakukan dengan durasi 117 detik Durasi per pulsa yang berlaku adalah 120 detik. Dengan demikian pulsa yang digunakan adalah 1 pulsa. Tarif dasar lokal adalah Rp.195,-, ditambah pajak penghasilan (PPn) sebesar 10% menjadi Rp.215,-. Dengan demikian total biaya menjadi Rp.215,- Pada simulasi panggilan SLJJ-1 (simulasi panggilan SLJJ tujuan Tulung Agung) seperti yang terlihat pada Gambar 5B, simulasi panggilan dilakukan dengan durasi 24 detik Durasi per pulsa yang berlaku adalah 6 detik. Dengan demikian pulsa yang digunakan adalah 1 pulsa. Tarif dasar lokal adalah Rp.151 ditambah PPn sebesar 10% menjadi Rp.,167 Dengan demikian total biaya menjadi Rp.668,- Pada simulasi panggilan STB-0 (simulasi panggilan STB tujuan GSM900 Surabaya), seperti yang terlihat pada Gambar 5C, simulasi panggilan dilakukan dengan durasi 213 detik
Dari simulasi-simulasi panggilan dapat bekerja dengan baik pada operasi
yang dilakukan tersebut dapat disimpulkan bahwa PDPT telah normalnya, yaitu menghitung biaya percakapan kemudian mencetak rincian percakapan tersebut.
Kesimpulan
Perangkat Pencatat Data Percakapan Telepon(PDPT) dapat bekerja dengan baik dan dengan sistem pendeteksian sinyalinstalator yaitu seseorang yang memasang perangkat PDPT, tidak perlu lagi mengetahui jenis sinyal pandu apa yang harus digunakan Alat ini juga hanya memerlukan daya listrik yang relatif kecil yaitu sekitar 2,42 Watt, maka pengoperasian perangkat ini akan sangat menghemat
biaya dibandingkan dengan perangkat PDPT yang menggunakan komputer. Lebih jauh dengan menggunakan sistem pengaturan parameter- parameter dari komputer yang terpisah dari operasi normal, parameter-parameter yang berhubungan dengan perhitungan biaya akan aman dari gangguan-gangguan pihak-pihak yang tidak bertanggung jawab yang dapat merugikan para pelanggan.
Single Carrier Frequency Division Multiple Access (SC-FDMA)
Sistem SC-FDMA dianggap sebagai sistem OFDMA yang ditambahkan operasi DFT, dimana simbol data dalam domain waktu ditransformasi ke domain frekuensi dengan menggunakan operasi DFT. Ortogonalitas dari usernya yaitu setiap user ditempatkan pada subcarrier yang berbeda dalam domain frekuensi. Dalam OFDMA juga berlaku sistem ortogonalitas seperti diatas. Karena transmisi sinyal secara keseluruhan merupakan single carrier signal, PAPR lebih rendah jika dibandingkan dengan OFDMA yang menghasilkan sinyal muticarrier. Transmitter SC-FDMA mengkonversi input sinyal biner menjadi serangkaian modulasi subcarrier. Pada input transmitter, modulator baseband mentransformasi input biner menjadi serangkaian mutilevel dari bilangan komplek (Xn) dalam beberapa format modulasi. Langkah pertama dalam modulasi subcarrier SCFDMA adalah melakukan N-point DFT untuk mendapatkan sinyal input dalam domain frekuensi (Xk). Kemudian setiap output N-point DFT dipetakan menjadi satu M (> N) ortogonal subcarrier yang kemudian ditransmisikan. Jika N = M/Q dan semua terminal mentransmisikan N simbol setiap bloknya, maka sistem bias menangani Q secara simultan tanpa co-channel interference. Q adalah factor perluasan bandwidth dari serangkaian simbol. Hasil dari subcarrier mapping adalah rangkaian Xl (l = 0, 1, 2…, M-1) dari amplitudo subcarrier, dimana N dari amplitudo tidak sama dengan nol. Dalam domain waktu, durasi simbol data adalah T. Setelah melalui modulasi SC-FDMA durasi simbol data menjadi (N/M).T second. Dalam OFDMA, M-point IDFT mentranformasikan amplitudo subcarriermenjadi sinyal dalam domain waktu kemudian ditansmisikan dalam satu rangkaian.
Di receiver, sinyal yang diterima ditransformasi ke domain frekuensi menggunakan DFT, dipetakan kembali, dan dilakukan persaman domain frekuensi. Karena SC-FDMA menggunakan modulasi single carrier, maka terjadi intersymbol interference (ISI) sehingga dibutuhkan equalization untuk mengatasi ISI. Selanjutnya sinyal ditransformasi ke domain waktu menggunakan IDFT. Deteksi dan decoding dilakukan dalam domain waktu.
FFT Pada Transmitter SC-FDMA
DFT pada transmitter SC-FDMA memiliki 2 fungsi yaitu : mengubah sinyal dalam domain waktu menjadi domain frekuensi. Selain itu juga berfungsi untuk membuat frekuensi multiplexing atau multiple access walaupun menggunakan transmisi single carrier. Setiap user dimultiplexing dengan frekuensi yang berbedabeda. Perbedaan antara SC-FDMA dan OFDMA adalah adanya penambahan operasi DFT di transmitter yang secara fisik membuat sinyal SC-FDMA dalam domain waktu.
Di receiver, sinyal yang diterima ditransformasi ke domain frekuensi menggunakan DFT, dipetakan kembali, dan dilakukan persaman domain frekuensi. Karena SC-FDMA menggunakan modulasi single carrier, maka terjadi intersymbol interference (ISI) sehingga dibutuhkan equalization untuk mengatasi ISI. Selanjutnya sinyal ditransformasi ke domain waktu menggunakan IDFT. Deteksi dan decoding dilakukan dalam domain waktu.
FFT Pada Transmitter SC-FDMA
DFT pada transmitter SC-FDMA memiliki 2 fungsi yaitu : mengubah sinyal dalam domain waktu menjadi domain frekuensi. Selain itu juga berfungsi untuk membuat frekuensi multiplexing atau multiple access walaupun menggunakan transmisi single carrier. Setiap user dimultiplexing dengan frekuensi yang berbedabeda. Perbedaan antara SC-FDMA dan OFDMA adalah adanya penambahan operasi DFT di transmitter yang secara fisik membuat sinyal SC-FDMA dalam domain waktu.
Mobile IP
Mobile IP adalah suatu standar yang dibuat oleh Internet Engineering Task Force (IETF) RFC 2002[3]. Mobile IP bekerja di network layer (layer 3) yang mempunyai beberapa karakteristik yang saling berhubungan kemampuan dalam mendukung node mobility. Beberapa karakteristik dari Mobile IP adalah seorang user (node) tidak terpaku pada suatu tempat atau tidak ada batasan geografis, tidak ada hubungan fisik yang dibutuhkan dan yang terakhir adalah keamanan sudah disupport oleh Mobile IP. Dari beberapa karakteristik terdapat beberapa entitas baru yang mendukung karakteristik Mobile IP, yaitu:
a. Mobile Node (MN)
Merupakan sebuah node yang melakukan perpindahan posisi dari sebuah jaringan satu ke jaringan yang lain tanpa merubah alamat IP dan masih tetap dapat terhubung dengan Correspondent Node. Mobile Node juga dapat berkomunikasi dengan node lain yang berada pada suatu lokasi yang tertentu dengan menggunakan alamat IP konstan.
b. Correspondent Node (CN)
Sebuah node yang melakukan komunikasi dengan Mobile Node. Correspondent Node dapat berfungsi sebagai Mobile Node.
c. Home Agent (HA)
Sebuah router pada Home Network yang dapat mengirimkan paket data untuk MN saat berpindah dari asalnya dan juga memelihara informasi lokasi dari MN.
d. Foreign Agent (FA)
Sebuah router pada Foreign Network yang berfungsi seperti Home Network.
e. Access Point (AP)
Sebuah akses entiti Lapis 2 yang berfungsi menyediakan sebuah hubungan antara MN dan lapis 2 wireless link.
f. Care-of-Address (COA)
Alamat yang mengidentifikasikan lokasi MN saat ini.
g. Tunnel
Jalur yang diambil oleh paket yang terenkapsualasi.
h. Agent Advertisement (AA)
Pesan pemberitahuan yang dibangun melalui ekstensi khusus dalam sebuah pesan advertise router yang berisi informasi bagi MN untuk terhubung ke Mobility Agent.
Beberapa layanan yang mendukung MIP adalah:
a. Agent Solicitation
Permintaan atau permohonan kiriman iklan layanan dari HA, FA dan Access Point oleh MN yang berisi permintaan link mendeteksi adanya paket hilang tetapi masih memiliki Care-of Address yang valid.
b. Registration
Ketika MN menjauhi HA, MN akan register ke HA dengan Care-of Address yang dimiliki, sehingga HA dapat mengetahui lokasi terbaru MN dan mengirimkan paket data.
c. Enkapsulasi
Proses penumpangan IP datagram dengan header yang IP lain yang berisi Care-of Address (alamat sementara) pada MN. IP datagram tetap utuh dan tidak tersentuh seluruhnya saat penumpangan.
d. Dekapsulasi
Proses pemisahan header IP terluar pada paket yang datang, sehingga datagram yang ditumpangkan itu dapat diakses dan dapat dikirimkan ke tujuan yang sebenarnya. Dekapsulasi adalah kebalikan dari enkapsulasi.
Operasional Mobile IPv6
Pada IPv6 Mobile Node memperoleh sebuah Care-of Address dan kemudian menginformasikan kepada lawan komunikasinya tentang setiap perubahan Care-of Address. Sebuah option tujuannya yang baru, Binding updated, melayani pemberitahuan Care-of Address yang baru kepada Home Agent dan Corresspondent Node. Tidak hanya itu, MN juga menjamin avability untuk keperluan mobilitas. Dengan tambahan Binding acknowledgement membantu memastikan MN tentang pengiriman Binding Update.
Mobilitas IPv6 meminjam ide paling umum dari Mobile IPv4 yaitu Home Network, Home Agent dan Care-of Address . MN harus selalu dapat dijangkau oleh paket-paket yang ditujukan untuknya yaitu ke Home Address-nya. Jika Mobile Node tidak lagi berada pada Home Network nya, maka Home Agent harus bertanggung jawab untuk mengirimkan datagram untuk Mobile Node. Hal ini secara tidak langsung menyatakan bahwa Home Agent dan Mobile Node bekerjasama untuk memastikan bahwa Home Agent selalu waspada terhadap alamat Care-of Address dari Mobile Node. Proses kerjasama tersebut dapat disebut registrtion dan kemudian registration akan terjadi saat MN mendapatkan Care-Of Address yang baru.
IPv6 mengharuskan setiap node agar dapat melakukan address autoconfiguration. Dengan menggunakan protokol ini, sebuah MN mampu menentukan prefix jaringan pada point of attachment dimana saja yang bisa ia pilih, kemudian mendapatkan alamat IPv6 secara global yang dapat diroutingkan sesuai point of attachment tersebut. Sehingga dengan menggunakan fitur-fitur yang tersedia pada protokol IPv6, MN dapat melakukan pelayanan untuk dirinya sendiri pada saat ia berada pada area barunya.
HA harus selalu waspada terhadap perubahan alamat Care-of Address milik MN secepat mungkin. HA menemukan dan mempertahankan informasi Care-of Address dari MN yaitu dengan dua cara. Yang pertama ketika HA menemukan bahwa MN telah berpindah subnet, maka HA menggunakan teknik neighbour Discovery untuk menunjukkan alamat lapis MAC yang baru dari MN untuk diinformasikan kepada seluruh lawan bicara MN yang ada pada home network. Kedua , ketika HA menerima paket yang ditujukan untuk MN maka HA aka menggunakan IP6-to-IP6 enkapsulasi untuk mengirimkan paket tersebut ke alamat Careof Address. Ketika MN menerima datagram yang sudah dienkapsulasi, maka MN akan mengetahui bahwa ia harus menginformasikan kepada CN tentang alamat Care-of Address-nya. Hal terpenting untuk penjangkauan MN, HA harus selalu diberikan sinyal acknowledge oleh MN tentang semua informasi dari Care-of Address.
Binding Updated Option
MN menggunakan destination option (Binding Update Option) yang berfungsi untuk menginformasikan kepada HA dan CN tentang alamat Care-of Address-nya.
Binding Acknowlodgement Option
Untuk memastikan bahwa HA telah menerima binding update dari MN maka HA harus selalu memberikan sinyal ackowledgment sesudah menerima binding update.
Proses Perpindahan Pada Mobile IPv6
Mekanisme perpindahan pada IPv6 menggunakan mekanisme penemuan (discovery) sehingga MN dapat terus melacak status konektivitasnya kepada Point of Attachment. Mekanisme Medium specific dibawah lapis network dapat selalu memberikan petunjuk tentang status hubungan komunikasi. Sehingga MN dapat menggunakan status informasi
tersebut ketika mempertimbangkan apakah ia masih terhubung secara fisik dengan Point of Attachment-nya. MN menggunakan mekanisme NUD (Neighbour Unreachbility Detection) untuk mendetekasi kapan default router-nya menjadi tidak dapat dijangkau. Ketika MN secara aktif sedang mengirimkan paket-paket, maka ia masih tetap dapat mendeteksi bahwa router tersebut apakah masih dapat terjangkau, dengan cara:
1. Melalui indikasi dari protokol lapis MN, yaitu apabila sudah tidak menghasilkan hasil yang baik.
2. Melalui kegagalan pada saat menerima sinyal Neighbour Adevertisement dari default routernya dan memberikan balasan berupa Neighbour Solicitation. Jadi NUD merupakan metoda yang cocok bagi MN untuk menetukan kapan ia tidak dapat mengirimkan paket-paket kepada default routernya.
Operasional Fast Handover Mobile IPv6
Pada intinya protokol FMIPv6 (RFC 4068) adalah bahwa sebuah Access Router (AR) harus tahu AR lainnya yang berdekatan dengannya yang kemungkinan MN akan terkoneksi kepada AR tersebut. Terlebih lagi, hal ini juga meminta Access Point L2 untuk tahu setiap kemampuan dan tanggung jawab dari setiap AR. Hal ini sangat cocok untuk diimplementasikan dalam pembangunan jaringan intra-organisasi. Sedankan untuk jaringan inter-organisasi akan memerlukan kerjasama pemodelan yang dapat dipercaya antara organisasi yang terkait. FMIPv6 memiliki beberapa terminology baru:
1. Access Router (AR). Default router dari MN, sebagai contoh adalah router dimana MN terkoneksi.
2. Previous Access Router (PAR). AR akan terlibat didalam penanganan trafik dari MN saat terjadi perpindahan. PAR adalah router dimana MN terkoneksi sebelum melakukan perpindahan.
3. New Access Router (NAR). NAR adalah router dimana MN terkoneksi setelah melakukan perpindahan.
4. Previous Care of Address (PCoA). CoA yang dimiliki oleh MN sebelum pindah.
5. New CoA (NCoA). CoA yang dimiliki MN setelah dia berpindah ke jaringan yang baru.Overview dari elemen dan referensi arsitekturalnya dapat dilihat pada gambar sebagai berikut:
Protokol ini juga mendefinisikan beberapa tipe pesan yang baru yaitu:
1. Router Solicitation for Proxy (RtSolPr) - (Dari MN ke PAR). Pesan ini dikirimkan oleh MN untuk meminta informasi handover dari PAR.
2. Proxy Router Advertisement (PrRtAdv) - (Dari PAR ke MN). Pesan ini dikirimkan oleh PAR untuk menginformasikan neighbouring link kepada MN
3. Fast Binding Update (FBU) - (Dari MN ke PAR). Dikirim oleh MN untuk melakukan BU dengan NCoA yang didapat dari pesan PrRtAdv.
4. Handover Initiate (HI) - (Dari PAR ke NAR). Dikirimkan oleh PAR ke NAR untuk menginisiasi handover.
5. Handover Acknoledgement (HAck) - (Dari NAR ke PAR). Dikirim oleh NAR untuk meng-ack inisiasi handover yang telah dilakukan.
6. Fast Binding Acknowledgement (FBack) - (Dari Par ke MN). Dikirim oleh PAR untuk meng-ack FBU.
7. Fast Neighbour Advertisement (FNA) - (Dari MN ke NAR). Dikirim oleh MN untuk mengumumkan keberadaan linknya ke NAR.
Mobile Node Initiated Handover
Gambar dibawah memperlihatkan overview dari prosedur handover. Untuk metode Mobile Node Initiated Handover (sebagai contoh adalah ketika MN yang memutuskan untuk berpindah link) maka MN akan mengirimkan pesan RtSolPr ke AR nya sekarang atau PAR pada gambar, untuk mendapatkan informasi jaringan tetangganya. Untuk jaringan 802.11, pesan RtSolPr ini akan memuat list dari AP yang dapat dideteksi MN. PAR kemudian akan mereply dengan pesan PrRtAdv yang memuat list dari informasi layer IPv6 dari setiap AR yang berhubungan ke setiap AP tadi. Informasi IPv6 ini termasuk alamat link-layer dari setiap AR dan prefix yang mana dapat digunakan oleh MN untuk mengautokonfigurasi CoAnya.
Pada saat MN menerima PrRtAdv, MN dapat memutuskan (misal berdasarkan informasi kekuatan sinyal PHY dari 802.11) untuk mengasosiasikan dirinya ke AP yang mana. MN kemudian akan mengirimkan FBU ke PAR yang mengindikasikan AP mana yang akan diambil oleh MN untuk asosiasi (dan juga ke NAR yang mana MN akan terkoneksi). Pesan HI dan HAck adalah untuk memverifikasi data konfigurasi IPv6 yang benar. Ketika menerima HAck, PAR kemudian membangun binding antara PCoA dengan NCoA dan akan men-tunnel setiap paket yang terhubung dari PCoA dan NCoA. Pada saat terjadi perpindahan (misal ketika FBU telah dikirimkan ke PAR oleh MN) maka PAR akan meneruskan paket dari PCoA nya MN ke NCoA melalui tunnel dua arah. NAR dapat menyimpan sementara paket ini sampai MN tiba pada link barunya dan kemudian baru mengirimkannya ke MN. MN mengumumkan keberadaannya pada link yang baru dengan mengirimkan pesan FNA ke NAR. Ketika sudah terhubung ke link barunya, MN masih mempergunakan tunnel dua arah tersebut dan mengirimkan paket dengan menggunakan source address PcoA sampai MN selesai melakukan prosedur BU dari MIPv6. Prosedur handover MIPv6 biasa digunakan untuk melakukan regristrasi CoA dengan HA dan CN setelah terjadi prosedur FMIPv6. Pada cara ini, setiap paket yang biasanya hilang ketika terjadi perpindahan akan dibuffer oleh NAR dan dikirimkan ke MN ketika MN sudah sampai ke link barunya. Lebih lanjut lagi, komunikasi antara CN dapat terus dilakukan melalui tunnel dua arah yang mampu melawan efek latensi yang biasanya terjadi ketika melakukan prosedur BU. Efek latensi pada trafik realtime akan tetap ada, akan tetapi mampu dikurangi pada saat terjadi perpindahan yang sebenarnya, misal ketika terputus dari PAR dan terhubung ke NAR.
Network Initiated Handover
Pada beberapa jaringan, memungkinkan untuk jaringan melakukan inisiasi prosedur handover, bukan oleh MN. Satu contoh skenario untuk subsistem pintar pada PAR untuk menentukan bahwa sebuah MN akan lebih baik dilayani oleh jaringan terdekatnya. misal ketika secara topologi dia lebih dekat ke CN atau untuk tujuan rekayasa trafik. Pada situasi seperti itu, PAR akan mengirimkan PrRtAdv ke MN yang berisi tentang informasi MN dapat terkoneksi ke network baru. Dengan tidak adanya pesan RtSolPr, pesan yang dipertukarkan sama seperti pada gambar berikut. Akan tetapi, prosesnya sedikit berbeda pada saat MN harus terkoneksi ke jaringan yang diindikasikan pada PrRtAdv dengan mengkonfigurasi satu CoA untuk dirinya sendiri dan melakukan FBU ke PAR.
Predictive Handover
Jenis handover ini mengasumsikan bahwa MN hanya berpindah ke jaringan yang baru ketika FBU telah dikirimkan ke PAR. Dengan FMIPv6 maka MN dapat melakukan handoff dari PAR ke suatu NAR sebelum MN terputus dari PAR (buffering support). Jadi NAR akan menampung data-data yang dikirimkan oleh PAR yang kemudian diteruskan ke MN ketika MN sudah terhubung ke akses point yang baru. Handoff ini meminimalisir packet loss ketika terjadi perpindahan jaringan.
Reactive Handover
Jenis handover yang didiskusikan sejauh ini telah mengasumsikan bahwa MN hanya berpindah ke jaringan yang baru ketika FBU telah dikirimkan ke PAR. Namun, situasinya dapat meningkat ketika MN berpindah ke jaringan baru sebelum MN memiliki kesempatan untuk mengirim FBU ke PAR. Pada kasus ini, MN akan mengirimkan FBU yang telah dienkapsulasi didalam FNA yang dikirimkan ke NAR. NAR kemudian akan meneruskan FBU ke PAR kemudian mengijinkan PAR membuat binding antara PCoA ke NCoA dan meneruskan setiap paket yang ditujukan untuk PCoA ke NCoA. Tentu saja waktu jeda antara perpindahan MN dan penerimaan FBU oleh PAR berarti ada potensi untuk terjadi loss paket selama reactive handover terjadi.
a. Mobile Node (MN)
Merupakan sebuah node yang melakukan perpindahan posisi dari sebuah jaringan satu ke jaringan yang lain tanpa merubah alamat IP dan masih tetap dapat terhubung dengan Correspondent Node. Mobile Node juga dapat berkomunikasi dengan node lain yang berada pada suatu lokasi yang tertentu dengan menggunakan alamat IP konstan.
b. Correspondent Node (CN)
Sebuah node yang melakukan komunikasi dengan Mobile Node. Correspondent Node dapat berfungsi sebagai Mobile Node.
c. Home Agent (HA)
Sebuah router pada Home Network yang dapat mengirimkan paket data untuk MN saat berpindah dari asalnya dan juga memelihara informasi lokasi dari MN.
d. Foreign Agent (FA)
Sebuah router pada Foreign Network yang berfungsi seperti Home Network.
e. Access Point (AP)
Sebuah akses entiti Lapis 2 yang berfungsi menyediakan sebuah hubungan antara MN dan lapis 2 wireless link.
f. Care-of-Address (COA)
Alamat yang mengidentifikasikan lokasi MN saat ini.
g. Tunnel
Jalur yang diambil oleh paket yang terenkapsualasi.
h. Agent Advertisement (AA)
Pesan pemberitahuan yang dibangun melalui ekstensi khusus dalam sebuah pesan advertise router yang berisi informasi bagi MN untuk terhubung ke Mobility Agent.
Beberapa layanan yang mendukung MIP adalah:
a. Agent Solicitation
Permintaan atau permohonan kiriman iklan layanan dari HA, FA dan Access Point oleh MN yang berisi permintaan link mendeteksi adanya paket hilang tetapi masih memiliki Care-of Address yang valid.
b. Registration
Ketika MN menjauhi HA, MN akan register ke HA dengan Care-of Address yang dimiliki, sehingga HA dapat mengetahui lokasi terbaru MN dan mengirimkan paket data.
c. Enkapsulasi
Proses penumpangan IP datagram dengan header yang IP lain yang berisi Care-of Address (alamat sementara) pada MN. IP datagram tetap utuh dan tidak tersentuh seluruhnya saat penumpangan.
d. Dekapsulasi
Proses pemisahan header IP terluar pada paket yang datang, sehingga datagram yang ditumpangkan itu dapat diakses dan dapat dikirimkan ke tujuan yang sebenarnya. Dekapsulasi adalah kebalikan dari enkapsulasi.
Operasional Mobile IPv6
Pada IPv6 Mobile Node memperoleh sebuah Care-of Address dan kemudian menginformasikan kepada lawan komunikasinya tentang setiap perubahan Care-of Address. Sebuah option tujuannya yang baru, Binding updated, melayani pemberitahuan Care-of Address yang baru kepada Home Agent dan Corresspondent Node. Tidak hanya itu, MN juga menjamin avability untuk keperluan mobilitas. Dengan tambahan Binding acknowledgement membantu memastikan MN tentang pengiriman Binding Update.
Mobilitas IPv6 meminjam ide paling umum dari Mobile IPv4 yaitu Home Network, Home Agent dan Care-of Address . MN harus selalu dapat dijangkau oleh paket-paket yang ditujukan untuknya yaitu ke Home Address-nya. Jika Mobile Node tidak lagi berada pada Home Network nya, maka Home Agent harus bertanggung jawab untuk mengirimkan datagram untuk Mobile Node. Hal ini secara tidak langsung menyatakan bahwa Home Agent dan Mobile Node bekerjasama untuk memastikan bahwa Home Agent selalu waspada terhadap alamat Care-of Address dari Mobile Node. Proses kerjasama tersebut dapat disebut registrtion dan kemudian registration akan terjadi saat MN mendapatkan Care-Of Address yang baru.
IPv6 mengharuskan setiap node agar dapat melakukan address autoconfiguration. Dengan menggunakan protokol ini, sebuah MN mampu menentukan prefix jaringan pada point of attachment dimana saja yang bisa ia pilih, kemudian mendapatkan alamat IPv6 secara global yang dapat diroutingkan sesuai point of attachment tersebut. Sehingga dengan menggunakan fitur-fitur yang tersedia pada protokol IPv6, MN dapat melakukan pelayanan untuk dirinya sendiri pada saat ia berada pada area barunya.
HA harus selalu waspada terhadap perubahan alamat Care-of Address milik MN secepat mungkin. HA menemukan dan mempertahankan informasi Care-of Address dari MN yaitu dengan dua cara. Yang pertama ketika HA menemukan bahwa MN telah berpindah subnet, maka HA menggunakan teknik neighbour Discovery untuk menunjukkan alamat lapis MAC yang baru dari MN untuk diinformasikan kepada seluruh lawan bicara MN yang ada pada home network. Kedua , ketika HA menerima paket yang ditujukan untuk MN maka HA aka menggunakan IP6-to-IP6 enkapsulasi untuk mengirimkan paket tersebut ke alamat Careof Address. Ketika MN menerima datagram yang sudah dienkapsulasi, maka MN akan mengetahui bahwa ia harus menginformasikan kepada CN tentang alamat Care-of Address-nya. Hal terpenting untuk penjangkauan MN, HA harus selalu diberikan sinyal acknowledge oleh MN tentang semua informasi dari Care-of Address.
Binding Updated Option
MN menggunakan destination option (Binding Update Option) yang berfungsi untuk menginformasikan kepada HA dan CN tentang alamat Care-of Address-nya.
Binding Acknowlodgement Option
Untuk memastikan bahwa HA telah menerima binding update dari MN maka HA harus selalu memberikan sinyal ackowledgment sesudah menerima binding update.
Proses Perpindahan Pada Mobile IPv6
Mekanisme perpindahan pada IPv6 menggunakan mekanisme penemuan (discovery) sehingga MN dapat terus melacak status konektivitasnya kepada Point of Attachment. Mekanisme Medium specific dibawah lapis network dapat selalu memberikan petunjuk tentang status hubungan komunikasi. Sehingga MN dapat menggunakan status informasi
tersebut ketika mempertimbangkan apakah ia masih terhubung secara fisik dengan Point of Attachment-nya. MN menggunakan mekanisme NUD (Neighbour Unreachbility Detection) untuk mendetekasi kapan default router-nya menjadi tidak dapat dijangkau. Ketika MN secara aktif sedang mengirimkan paket-paket, maka ia masih tetap dapat mendeteksi bahwa router tersebut apakah masih dapat terjangkau, dengan cara:
1. Melalui indikasi dari protokol lapis MN, yaitu apabila sudah tidak menghasilkan hasil yang baik.
2. Melalui kegagalan pada saat menerima sinyal Neighbour Adevertisement dari default routernya dan memberikan balasan berupa Neighbour Solicitation. Jadi NUD merupakan metoda yang cocok bagi MN untuk menetukan kapan ia tidak dapat mengirimkan paket-paket kepada default routernya.
Operasional Fast Handover Mobile IPv6
Pada intinya protokol FMIPv6 (RFC 4068) adalah bahwa sebuah Access Router (AR) harus tahu AR lainnya yang berdekatan dengannya yang kemungkinan MN akan terkoneksi kepada AR tersebut. Terlebih lagi, hal ini juga meminta Access Point L2 untuk tahu setiap kemampuan dan tanggung jawab dari setiap AR. Hal ini sangat cocok untuk diimplementasikan dalam pembangunan jaringan intra-organisasi. Sedankan untuk jaringan inter-organisasi akan memerlukan kerjasama pemodelan yang dapat dipercaya antara organisasi yang terkait. FMIPv6 memiliki beberapa terminology baru:
1. Access Router (AR). Default router dari MN, sebagai contoh adalah router dimana MN terkoneksi.
2. Previous Access Router (PAR). AR akan terlibat didalam penanganan trafik dari MN saat terjadi perpindahan. PAR adalah router dimana MN terkoneksi sebelum melakukan perpindahan.
3. New Access Router (NAR). NAR adalah router dimana MN terkoneksi setelah melakukan perpindahan.
4. Previous Care of Address (PCoA). CoA yang dimiliki oleh MN sebelum pindah.
5. New CoA (NCoA). CoA yang dimiliki MN setelah dia berpindah ke jaringan yang baru.Overview dari elemen dan referensi arsitekturalnya dapat dilihat pada gambar sebagai berikut:
Protokol ini juga mendefinisikan beberapa tipe pesan yang baru yaitu:
1. Router Solicitation for Proxy (RtSolPr) - (Dari MN ke PAR). Pesan ini dikirimkan oleh MN untuk meminta informasi handover dari PAR.
2. Proxy Router Advertisement (PrRtAdv) - (Dari PAR ke MN). Pesan ini dikirimkan oleh PAR untuk menginformasikan neighbouring link kepada MN
3. Fast Binding Update (FBU) - (Dari MN ke PAR). Dikirim oleh MN untuk melakukan BU dengan NCoA yang didapat dari pesan PrRtAdv.
4. Handover Initiate (HI) - (Dari PAR ke NAR). Dikirimkan oleh PAR ke NAR untuk menginisiasi handover.
5. Handover Acknoledgement (HAck) - (Dari NAR ke PAR). Dikirim oleh NAR untuk meng-ack inisiasi handover yang telah dilakukan.
6. Fast Binding Acknowledgement (FBack) - (Dari Par ke MN). Dikirim oleh PAR untuk meng-ack FBU.
7. Fast Neighbour Advertisement (FNA) - (Dari MN ke NAR). Dikirim oleh MN untuk mengumumkan keberadaan linknya ke NAR.
Mobile Node Initiated Handover
Gambar dibawah memperlihatkan overview dari prosedur handover. Untuk metode Mobile Node Initiated Handover (sebagai contoh adalah ketika MN yang memutuskan untuk berpindah link) maka MN akan mengirimkan pesan RtSolPr ke AR nya sekarang atau PAR pada gambar, untuk mendapatkan informasi jaringan tetangganya. Untuk jaringan 802.11, pesan RtSolPr ini akan memuat list dari AP yang dapat dideteksi MN. PAR kemudian akan mereply dengan pesan PrRtAdv yang memuat list dari informasi layer IPv6 dari setiap AR yang berhubungan ke setiap AP tadi. Informasi IPv6 ini termasuk alamat link-layer dari setiap AR dan prefix yang mana dapat digunakan oleh MN untuk mengautokonfigurasi CoAnya.
Pada saat MN menerima PrRtAdv, MN dapat memutuskan (misal berdasarkan informasi kekuatan sinyal PHY dari 802.11) untuk mengasosiasikan dirinya ke AP yang mana. MN kemudian akan mengirimkan FBU ke PAR yang mengindikasikan AP mana yang akan diambil oleh MN untuk asosiasi (dan juga ke NAR yang mana MN akan terkoneksi). Pesan HI dan HAck adalah untuk memverifikasi data konfigurasi IPv6 yang benar. Ketika menerima HAck, PAR kemudian membangun binding antara PCoA dengan NCoA dan akan men-tunnel setiap paket yang terhubung dari PCoA dan NCoA. Pada saat terjadi perpindahan (misal ketika FBU telah dikirimkan ke PAR oleh MN) maka PAR akan meneruskan paket dari PCoA nya MN ke NCoA melalui tunnel dua arah. NAR dapat menyimpan sementara paket ini sampai MN tiba pada link barunya dan kemudian baru mengirimkannya ke MN. MN mengumumkan keberadaannya pada link yang baru dengan mengirimkan pesan FNA ke NAR. Ketika sudah terhubung ke link barunya, MN masih mempergunakan tunnel dua arah tersebut dan mengirimkan paket dengan menggunakan source address PcoA sampai MN selesai melakukan prosedur BU dari MIPv6. Prosedur handover MIPv6 biasa digunakan untuk melakukan regristrasi CoA dengan HA dan CN setelah terjadi prosedur FMIPv6. Pada cara ini, setiap paket yang biasanya hilang ketika terjadi perpindahan akan dibuffer oleh NAR dan dikirimkan ke MN ketika MN sudah sampai ke link barunya. Lebih lanjut lagi, komunikasi antara CN dapat terus dilakukan melalui tunnel dua arah yang mampu melawan efek latensi yang biasanya terjadi ketika melakukan prosedur BU. Efek latensi pada trafik realtime akan tetap ada, akan tetapi mampu dikurangi pada saat terjadi perpindahan yang sebenarnya, misal ketika terputus dari PAR dan terhubung ke NAR.
Network Initiated Handover
Pada beberapa jaringan, memungkinkan untuk jaringan melakukan inisiasi prosedur handover, bukan oleh MN. Satu contoh skenario untuk subsistem pintar pada PAR untuk menentukan bahwa sebuah MN akan lebih baik dilayani oleh jaringan terdekatnya. misal ketika secara topologi dia lebih dekat ke CN atau untuk tujuan rekayasa trafik. Pada situasi seperti itu, PAR akan mengirimkan PrRtAdv ke MN yang berisi tentang informasi MN dapat terkoneksi ke network baru. Dengan tidak adanya pesan RtSolPr, pesan yang dipertukarkan sama seperti pada gambar berikut. Akan tetapi, prosesnya sedikit berbeda pada saat MN harus terkoneksi ke jaringan yang diindikasikan pada PrRtAdv dengan mengkonfigurasi satu CoA untuk dirinya sendiri dan melakukan FBU ke PAR.
Predictive Handover
Jenis handover ini mengasumsikan bahwa MN hanya berpindah ke jaringan yang baru ketika FBU telah dikirimkan ke PAR. Dengan FMIPv6 maka MN dapat melakukan handoff dari PAR ke suatu NAR sebelum MN terputus dari PAR (buffering support). Jadi NAR akan menampung data-data yang dikirimkan oleh PAR yang kemudian diteruskan ke MN ketika MN sudah terhubung ke akses point yang baru. Handoff ini meminimalisir packet loss ketika terjadi perpindahan jaringan.
Reactive Handover
Jenis handover yang didiskusikan sejauh ini telah mengasumsikan bahwa MN hanya berpindah ke jaringan yang baru ketika FBU telah dikirimkan ke PAR. Namun, situasinya dapat meningkat ketika MN berpindah ke jaringan baru sebelum MN memiliki kesempatan untuk mengirim FBU ke PAR. Pada kasus ini, MN akan mengirimkan FBU yang telah dienkapsulasi didalam FNA yang dikirimkan ke NAR. NAR kemudian akan meneruskan FBU ke PAR kemudian mengijinkan PAR membuat binding antara PCoA ke NCoA dan meneruskan setiap paket yang ditujukan untuk PCoA ke NCoA. Tentu saja waktu jeda antara perpindahan MN dan penerimaan FBU oleh PAR berarti ada potensi untuk terjadi loss paket selama reactive handover terjadi.
Langganan:
Postingan (Atom)