## ANALISIS PROPAGASI GELOMBANG RADIO PADA SIRKIT KOMUNIKASI DISTRIK PAMEUNGPEUK-BANDUNG DAN HUBUNGANNYA DENGAN KONDISI LAPISAN IONOSFER

## [ANALYSIS OF RADIO WAVE PROPAGATION OVER PAMEUNGPEUK- BANDUNG DISTRICT COMMUNICATION CIRCUIT AND ITS RELATIONS WITH CONDITION OF IONOSPHERE]
Jiyo
Peneliti Bidang Ionosfer dan Telekomunikasi, Pusat Sains Antariksa, Lapan e-mail: jiyolpnbdg@yahoo.com

## ABSTRACT
In this paper we discuss relation between 9 channel of Pameungpeuk-Bandung HF  Radio  communication  circuit  and  ionosphere.  The  objective  is  to  determine  the dependence  of  the  successful  use  of  frequency  channels  in  the  circuits  to  the ionospheric  variations.  The  success  of  communication  is  observed  by  the  Automatic Link  Establishment  (ALE),  and  the  ionospheric  data  is  observed  by  using  ionosonda IPS51 in Pameungpeuk (7.65°S, 107.96°E). As case study we use the data observed on June 2013. We concluded that 5 of 9 channels that can be used for 24 hour intervals, which are the frequency of 3.596 MHz, 7.0495 MHz, 7.102 MHz, 10.1455 MHz, 14.109 MHz. Four other channels cannot be used because it is too high so that a layer of the ionosphere is not capable of reflecting it. Frequency of 3.596 MHz channel can be used optimally at night because of the influence of the ionospheric absorption rate is higher during the day than it was during the nighttime. The frequencies of 7.0495 MHz, 7.102 MHz,  and  10.1455  MHz  can  be  used  during  the  day  because  it  is  associated  with  an increase of ionospheric electron density during the day. The frequency of 14.109 MHz can still be used during the night due to the possibility of reflection by Sporadic-E layer with  a  value  of foEs approximately  13  MHz.  The  frequencies  of  18.106  MHz,  21.096 MHz, 24.926 MHz, and 28.146 MHz could not be used because it is too high compared to the maximum frequency of the ionosphere. All these facts show that the successful use of the radio communication district circuit of Pameungpeuk-Bandung depend to the frequency changes of the ionospheric layer, the mainly is diurnal variation.
Keywords: Propagation, District, Channel, Absorption, Electron density, Sporadic-E

## ABSTRAK
Makalah  ini  membahas  kaitan  antara  keberhasilan  9  kanal  frekuensi  untuk sirkit  komunikasi  distrik  Pameungpeuk-Bandung  dengan  variasi  harian  lapisan ionosfer.  Tujuannya  untuk  mengetahui  ketergantungan  keberhasilan  kanal  frekuensi yang  dapat  digunakan  pada  sirkit  tersebut  terhadap  variasi  lapisan  ionosfer. Keberhasilan kanal frekuensi diamati dengan perangkat Automatic Link Establishment (ALE)  dan  data  ionosfer  diamati  menggunakan  ionosonda  IPS51  di  Pameungpeuk (7,65°LS,  107,96°BT).  Sebagai  contoh  kasus  digunakan  data  pengamatan  bulan  Juni 2013.  Dari  analisis  disimpulkan  bahwa  dari  9  kanal  frekuensi  hanya  5  kanal  yang dapat  digunakan  yaitu  frekuensi  3,596  MHz,  7,0495  MHz,  7,102  MHz,  10,1455  MHz, 14,109  MHz.  Kanal  frekuensi  3,596  MHz  dapat  digunakan  optimal  pada  malam  hari karena pengaruh peningkatan absorpsi pada siang hari. Frekuensi 7,0495 MHz, 7,102
MHz,  dan 10,1455  MHz  dapat digunakan  dengan baik  pada siang  hari  karena  terjadi peningkatan  kerapatan  elektron  lapisan  ionosfer.  Frekuensi  14,109  MHz  dapat digunakan  pada  siang  hingga  malam  hari  karena  adanya  kemungkinan  pemantulan oleh lapisan E-Sporadis . Frekuensi 18,106 MHz, 21,096 MHz, 24,926 MHz, 28,146 MHz tidak  bisa  digunakan  karena  lebih  tinggi  dari  frekuensi  maksimum  lapisan  ionosfer. Semua  ini  menujukkan  bahwa  keberhasilan  komunikasi  radio  pada  sirkit Pameungpeuk-Bandung bergantung kepada perubahan frekuensi lapisan ionosfer.
Kata kunci : Propagasi, Distrik, Kanal, Absorpsi, Kerapatan elektron, E-Sporadis

## 1  PENDAHULUAN
Propagasi  gelombang  radio  dimaksudkan  sebagai  proses  penjalaran  gelombang radio  dari  stasiun  pemancar  (Tx)  hingga  stasiun  penerima  (Rx).  Sepanjang  sirkit komunikasi  Tx-Rx  gelombang  radio  dapat  menjalar  secara  langsung  ( line  of  sight ), menjalar  sepanjang  permukaan  Bumi  melalui  proses  pemantulan  oleh  obyek-obyek yang ada di permukaan Bumi ( groud wave ), atau menjalar di angkasa dan mengalami pemantulan  oleh  lapisan  ionosfer  ( sky  wave ).  Penjalaran  gelombang  radio  melalui pemantulan oleh lapisan ionosfer dipengaruhi oleh perubahan lapisan tersebut. Akibat dari  perubahan  lapisan  ionosfer,  maka  kemampuan  pantul  lapisan  ini  terhadap gelombang radio pada rentang frekuensi ( band ) HF ( High Frequency : 3 – 30 MHz) dan VHF-rendah  ( Very  High  Frequency :  30  –  60  MHz)  juga  berubah-ubah.  Misalnya, gelombang radio dengan frekuensi 10 MHz biasanya sulit digunakan untuk komunikasi jarak dekat (~ 300 km) pada malam hingga pagi hari, dan baru bisa digunakan mulai tengah  hari  hingga  sore  hari.  Hal  ini  sebagai  akibat  perubahan  atau  variasi  harian lapisan ionosfer.
Salah  satu  piranti  pengamatan  penjalaran  atau  propagasi  gelombang  radio  HF adalah  perangkat  radio  yang  dilengkapi  sistem Automatic Link Establishment (ALE). Data  yang  diperoleh  dapat  digunakan  secara  langsung  sebagai  rujukan  untuk mengevaluasi  kanal  frekuensi  HF  secara real  time (Dear,  2013)  dan  dapat  juga digunakan untuk penelitian tentang pengaruh ionosfer dan propagasi gelombang radio. Berkaitan  dengan  hal  tersebut,  saat  ini  Pusat  Sains  Antariksa-LAPAN  telah membangun  jaringan  stasiun  ALE  di  beberapa  balai/loka  pengamatan  dan  stasiun kerjasama,  termasuk  di  Balai  Produksi  dan  Peluncuran  Roket  (BPPR)  Pameungpeuk. Stasiun ALE di BPPR Pameungpeuk telah beroperasi dan menghasilkan data sejak Juni 2013.  Sinyal  radio  yang  dikirimkan  stasiun  ALE  Pameungpeuk  (7,65°LS,  107,96°BT) diterima oleh stasiun ALE Bandung (6,9°LS, 107,6°BT) yang keduanya berjarak sekitar 92  km.  Data  penerimaan  sinyal  di  stasiun  ALE  Bandung  dapat  digunakan  untuk menganalisis  kemungkinan  pemantulan  oleh  ionosfer  di  atas  titik  tengah  sirkit Pameungpeuk-Bandung (7,28°LS, 107,78°BT).
Analisis  tentang  pemantulan  gelombang  radio  HF  oleh  lapisan  ionosfer,  pada sirkit  komunikasi  jarak  dekat,  perlu  dilakukan  karena  komunikasi  radio  jarak  dekat ini  banyak  digunakan,  terutama  di  lingkungan  Kabupaten  (Suhartini,  2011).  Sirkit komunikasi radio dengan jarak dekat mempunyai jarak  Tx-Rx kurang dari 300 km dan disebut  komunikasi mode distrik atau Near  Vertical  Incidence  Skywave (NVIS).  Rata- rata  radius  wilayah  suatu  Kabupaten  di  Indonesia  sekitar  300  km,  sehingga mode komunikasi  radio  HF  yang  digunakan  termasuk  kedalam  mode  distrik  atau  NVIS (Ibáñez,  2014;  Irving,  2012).  Dengan  analisis  ini  dapat  dipahami  perilaku  propagasi gelombang  radio  dan  pada  akhirnya  dapat  mengoptimalkan  penggunaan  komunikasi radio di lingkungan Kabupaten.
Tujuan  dari  pembahasan  ini  adalah  mengetahui  kesesuaian  antara  variasi parameter ionosfer hasil pengamatan ionosonda di Pameungpeuk/Tanjungsari dengan
rentang frekuensi yang dapat digunakan pada sirkit komunikasi gelombang radio pada sirkit  komunikasi  Pameungpeuk-Bandung.  Dengan  informasi  tersebut  akan  diperoleh suatu bukti bahwa parameter ionosfer dapat digunakan untuk memprakirakan rentang frekuensi yang usable pada sirkit distrik atau NVIS .

## 2  LANDASAN TEORI
Syarat terjadinya pemantulan gelombang radio HF oleh lapisan ionosfer adalah frekuensinya  harus  sama  dengan  frekuensi  lapisan  ionosfer.  Gelombang  radio  HF dengan  frekuensi f (MHz)  yang  menjalar  dari  Tx  menuju  Rx  dapat  dipantulkan  oleh lapisan ionosfer jika memenuhi persamaan berikut (Jiyo, 2009):
. 2 cos 1 2 cos 1 2 sin 2 2 2 4 1                                                          
B B B B B B v R R d h R R d h R d R f f (2-1)
Dengan f v adalah  frekuensi  lapisan  ionosfer  dalam  satuan  MHz, h (km)  menyatakan ketinggian  lapisan  ionosfer, d (km) merupakan  jarak  antara Tx dan Rx,  serta R B (km) adalah jari-jari Bumi.
Near Vertical Incidence Skyawave (NVIS) adalah gelombang radio yang menjalar di angkasa dengan arah hampir vertikal  (Irving, 2012) dengan sudut elevasi 70° - 90° dan  dipantulkan  oleh  lapisan  ionosfer  sehingga  menjangkau  radius/jarak  ( d )  sampai 200  mil  atau  360  km  (Ibáñez,  2012).  Oleh  karena  itu,  rentang  frekuensi  NVIS sebanding  dengan  rentang  frekuensi  lapisan  ionosfer,  sehingga  frekuensi  lapisan ionosfer dapat digunakan sebagai rujukan untuk komunikasi jarak dekat.
Frekuensi lapisan ionosfer mempunyai rentang antara frekuensi minimum ( fmin ) hingga  frekuensi  maksimum.  Karena  proses  polarisasi,  maka  diperoleh  dua  nilai frekuensi  maksimum  lapisan  ionosfer  yaitu  frekuensi  maksimum  gelombang  ordiner ( foF2 )  dan  gelombang  ekstra-ordiner  ( fxF2 ).  Frekuensi  maksimum  gelombang  ordiner ( foF2 ) sering disebut frekuensi kritis lapisan ionosfer. Berdasarkan metode interpretasi data  ionosfer  (Piggott  dan  Rawer,  1978),  frekuensi  maksimum  lapisan  ionosfer ditentukan berdasarkan foF2 .
Lapisan  ionosfer  mempunyai  ketebalan  beberapa  ratus  kilometer  dan menempati ruang angkasa dari ketinggian sekitar 50 km hingga 600 km atau lebih di atas permukaan Bumi. Ketinggian lapisan ionosfer ditentukan berdasarkan ketinggian terendah  dari  lapisan  yaitu  batas  bawah  dari  ketebalan  lapisan.  Hingga  kini  telah diketahui  bahwa  lapisan  ionosfer  terdiri  dari  beberapa  lapisan  -  yang  mampu memantulkan  gelombang  radio  -  yaitu  lapisan E ,  lapisan E-Sporadis ,  lapisan F1 ,  dan lapisan F2 . Di daerah lintang rendah sering muncul lapisan F3 di atas lapisan F2 dan frekuensi  kritisnya  ( foF3 )  lebih  tinggi  dari  dari foF2 .  Adanya  lapisan-lapisan  ini menghasilkan  beberapa  kemungkinan  pemantulan  yaitu  pemantulan  oleh  lapisan tertentu yang disebut juga sebagai propagasi. Propagasi ionosfer terdiri dari propagasi E , propagasi E-Sporadis , propagasi F1 , propagasi F2 , dan propagasi F3 . Masing-masing propagasi bergantung kepada frekuensi kritis dan ketinggian lapisan.

## 3  DATA DAN METODOLOGI
Pengamatan propagasi  gelombang radio  HF dapat dilakukan  dengan  perangkat Automatic Link Establishment (ALE). Sirkit komunikasi radio ALE antara Pameungpeuk dengan  Bandung  dapat  digunakan  untuk  mengamati  keberhasilan  suatu  kanal frekuensi. Sedangkan kemampuan pantul lapisan ionosfer di antara Pameungpeuk dan
Bandung (7,28°LS, 107,78°BT) dapat diamati menggunakan ionosonda di Tanjungsari (6,91°LS;  107,83°BT)  atau  Pameungpeuk  (7,65°LS;  107,96°BT).  Sebagai  studi  kasus, maka  data  yang  akan  dianalisis  dalam  makalah  ini  merupakan  hasil  pengamatan bulan Juni 2013.
Perangkat  radio  yang  dilengkapi  sistem  ALE  mampu  mengirimkan  dan menerima  sinyal  secara  otomatis  melalui  9  kanal  frekuensi  (Tabel  3-1).  Setiap  jam perangkat  radio  ALE  mengirimkan  dan  menerima  sinyal  dari  stasiun  ALE  lainnya dalam jaringan stasiun ALE sebanyak dua kali. Dalam satu kali penerimaan diperoleh informasi  kanal  frekuensi  yang  dapat  digunakan  untuk  komunikasi  pada  satu  sirkit ( kontak ),  kualitas  sinyal  digital  yang  dinyatakan  dalam Bit  Error  Rate (BER),  dan kejernihan sinyal dalam Signal Noise (SN).
Tabel 3-1: KANAL FREKUENSI STASIUN ALE
Kanal Frekuensi (MHz) 1 3,5960 2 7,0495 3 7,1020 4 10,1455 5 14,109 6 18,106 7 21,096 8 24,926 9 28,146
Jumlah  kontak  satu  kanal  frekuensi  dari  satu  sirkit  komunikasi  dalam  1  jam selama  sebulan  didefinisikan  sebagai koneksitas .  Karena  perangkat  ALE  secara otomatis mengirimkan dan menerima sinyal sebanyak 2 kali setiap jam untuk masing- masing kanal frekuensi, maka nilai maksimal koneksitas suatu kanal frekuensi adalah 2  x  jumlah  hari  dalam  satu  bulan.  Kemudian,  kualitas  sinyal  digital  mempunyai rentang nilai dari 0 hingga 30, dengan pengelompokan menjadi 5 kelas yaitu Excellenct , Good , Moderate , Low ,  dan Very  Low .  Kejernihan  sinyal  mempunyai  nilai  0  hingga  10 dengan 4 tingkatan yakni Very Clear , Clear , Noisy , dan Very Noisy . Rentang nilai untuk masing-masing tingkatan kualitas dan kejernihan diuraikan pada Tabel 3-2.
Tabel 3-2: PARAMETER KUALITAS SINYAL (HFLink, 2014)
Nilai BER Kualitas Nilai SN  Kejernihan 30 Excellent 10 Very Clear 27-29 Good 7-9 Clear 24-26 Moderate 4-6 Noisy 21-23 Low 0-3 Very Noisy <20 Very Low
Pengamatan lapisan ionosfer di stasiun Pameungpeuk menggunakan ionosonda IPS51  dan  menghasilkan  data  mentah  berupa  ionogram.  Kemudian  dilakukan interpretasi  terhadap  ionogram  menggunakan  metode  khusus  (Piggott  dan  Rawer, 1978),  sehingga  menghasilkan  informasi  frekuensi  minimum  dan  frekuensi  kritis masing-masing lapisan (Tabel 3-3). Frekuensi kritis merupakan batas atas (maksimum) frekuensi  gelombang  radio  HF  yang  menjalar  vertikal  dan  dipantulan  oleh  masing-
masing bagian dari lapisan ionosfer. Pemantulan gelombang radio HF yang merambat vertikal dan dipantulkan oleh lapisan ionosfer disebut propagasi vertikal.
Tabel 3-3: FREKUENSI (KRITIS) LAPISAN IONOSFER DAN PROPAGASI
Frekuensi Keterangan fmin Frekuensi minimum untuk propagasi lapisan ionosfer. foE Frekuensi maksimum untuk propagasi E .
foEs Frekuensi maksimum untuk propagasi E-Sporadis .
foF1 Frekuensi maksimum untuk propagasi F1 . foF2 Frekuensi maksimum untuk propagasi F2 . foF3
Frekuensi maksimum untuk propagasi lapisan F3 .
Data ionosfer di atas Pameungpeuk dapat digunakan untuk mendekati kondisi ionosfer  di  atas  titik  tengah  sirkit  Pameungpeuk-Bandung.  Frekuensi  kritis  yang diperoleh  dari  stasiun  tersebut  dapat  dibandingkan  dengan  koneksitas  setiap  kanal ALE untuk mengetahui  propagasi yang mungkin  terjadi antara Pameungpeuk  dengan Bandung.  Rataan  BER  dan  SN  selama  satu  bulan  digunakan  untuk  menganalisis kualitas  komunikasi  data  dan  kejernihan  penerimaan  pada  sirkit  tersebut  berkaitan dengan  kondisi  ionosfer  pada  bulan  itu.  Sebagai  studi  kasus  digunakan  data pengamatan bulan Juni 2013.
Parameter  statistik  dari  frekuensi  kritis  lapisan  ionosfer  digunakan  untuk analisis hubungan antara propagasi gelombang radio dengan kondisi lapisan ionosfer. Banyak  parameter  statistik  yang  dapat  diperoleh,  namun  untuk  pembahasan  pada tulisan  ini  digunakan  beberapa  diantaranya.  Parameter  desil  atas fmin (UD- fmin ) digunakan sebagai batas minimum frekuensi gelombang radio yang dapat dipantulkan lapisan  ionosfer.  Kemudian,  median foEs ( MD - foEs )  merupakan  batas  atas  frekuensi gelombang  radio  yang  dipantulkan  oleh  lapisan E atau E-Sporadis .  Desil  bawah foF2 ( LD - foF2 ) adalah batas atas frekuensi gelombang radio yang dipantulkan oleh lapisan F dengan peluang keberhasilan lebih dari 90%. Median foF2 ( MD - foF2 ) adalah batas atas frekuensi  gelombang  radio  yang  dipantulkan  oleh  lapisan  F  dengan  peluang keberhasilan  minimal  50%.  Terakhir,  desil  atas foF2 ( UD - foF2 )  adalah  batas  atas frekuensi  gelombang  radio  yang  dipantulkan  oleh  lapisan  F  dengan  peluang keberhasilan kurang dari 10%.
Sebagai  pembanding  tambahan  maka  digunakan  prediksi  frekuensi  yang diperoleh dari model empiris yang terkandung dalam paket program Advanced Stand- Alone  Prediction  System /ASAPS  (Bureau  of  Meteorology,  2014).  Parameter Absorption Limiting Frequency (ALF)  adalah  sama  dengan UD-fmin , E-Maximum  Usable  Frequency (E-MUF) sebanding dengan MD-foEs, Optimum Working Frequency ( OWF ) sama dengan LD-foF2 , F-Maximum  Usable  Frequency ( F-MUF )  setara  dengan MD-foF2 ,  dan Upper Decile ( UD ) sama dengan UD-foF2 .

## 4  HASIL PEMBAHASAN
Statistik koneksitas kanal frekuensi ALE pada sirkit komunikasi Pameungpeuk- Bandung  selama  bulan  Juni  2013  seperti  pada  Gambar  4-1.  Grafik  dalam  gambar tersebut menunjukkan bahwa dari 9 kanal frekuensi (Tabel 2-1), hanya 5 kanal yang dapat  digunakan  yaitu  kanal-1(3,596  MHz),  kanal-2  (7,0495  MHz),  kanal-3  (7,102 MHz), kanal-4 (10,1455 MHz), dan kanal-5 (14,109 MHz). Sedangkan kanal-6 (18,106 MHz),  kanal-7  (21,096  MHz),  kanal-8  (24,926  MHz),  dan  kanal-9  (28,146  MHz)  sama
sekali tidak dapat digunakan. Secara umum jumlah semua kontak (N) pada siang hari lebih besar dibandingkan pada dini hari dan malam hari.
Selama  bulan  Juni  2013,  sejak  tengah  malam  jumlah  kontak  mulai  menurun dan  mencapai  minimum  pada  pukul  5:00  WIB  (Gambar  4-1(a)).  Setelah  itu  jumlah kontak  mulai  naik  lebih  cepat  pada  pagi  hari  dan  mencapai  maksimum  pada  tengah hari (pukul 12:00 WIB-13:00WIB), kemudian menurun sepanjang sore dan malam hari. Kemudian  Gambar  4-1(b)  menunjukkan  jumlah  kontak  berdasarkan  kanal  frekuensi selama bulan Juni 2013. Grafik pada gambar ini memberikan informasi bahwa dari 5 kanal  frekuensi  yang  dapat  digunakan  pada  sirkit  Pameungpeuk-Bandung,  frekuensi 7,049  MHz,  7,102  MHz,  dan  10,1455  MHz  mempunyai  koneksitas  lebih  tinggi ( dominan ) dibandingkan 2 kanal lainnya.
(a) (b)
Gambar 4-1: Jumlah  kontak  komunikasi  Pameungpeuk-Bandung  selama  bulan  Juni  2013:  jumlah kontak berdasarkan waktu (a), jumlah kontak berdasarkan kanal (b)
Grafik pada Gambar 4-2 memperlihatkan perbandingan antara kanal frekuensi dengan parameter statistik dari frekuensi lapisan ionosfer. Dua sumber data parameter statistik  frekuensi  lapisan  ionosfer  yaitu  hasil  pengamatan  (Gambar  4-2(a))  dan simulasi  menggunakan  model  empiris  IPS  (Gambar  4-2(b)).  Gambar  4-2  juga menunjukkan  kemampuan  pantul  lapisan  ionosfer  di  atas  Pulau  Jawa  bagian  barat berdasarkan  pengamatan  dan  model.  Dari  5  kanal  frekuensi  semuanya  tidak  selalu berada  pada  rentang  frekuensi UD-fmin – UD-foF2 dari  data  pengamatan  (Gambar  4- 2(a)) dan berada pada rentang ALF – UD dari model (Gambar 4-2(b)). Artinya, tidak ada satu  kanal  pun  yang  dapat  menyambungkan  komunikasi  Pameungpeuk-Bandung selama 24 jam.
Dalam rentang waktu pagi hari (~ pukul 7:00 WIB) hingga tengah malam (pukul 24:00 WIB), frekuensi 7,049 MHz dan 7,102 MHz berada dalam rentang frekuensi UD- fmin – UD-foF2. Sedangkan  frekuensi  10,1455  MHz  pada  rentang  waktu  yang  sama berada sedikit di atas nilai UD-foF2 . Artinya, kanal-2 dan kanal-3 ini dapat dipantulkan dengan baik oleh lapisan ionosfer dengan peluang keberhasilan lebih tinggi, sedangkan kanal-4 masih bisa dipantulkan lapisan F dengan peluang keberhasilan lebih rendah.
12 19 6 2 0 6 34 23 55 46 48 50 78 68 73 63 63 44 44 38 20 10 16 10 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 00 -01 01 -02 02 -03 03 -04 04 -05 05 -06 06 -07 07 -08 08 -09 09 -10 10 -11 11 -12 12 -13 13 -14 14 -15 15 -16 16 -17 17 -18 18 -19 19 -20 20 -21 21 -22 22 -23 23 -24 J u m la h K o n ta k Waktu (UT+7) PMP-BDG, JUNI 2013 3 7 10 14 N 142 222 162 200 102 0 40 80 120 160 200 240 3,596 7,0495 7,102 10,1455 14,109 J u m la h K o n ta k Kanal (MHz) PMP-BDG, Juni 2013 malam siang N
Kanal-5  (14,109  MHz)  meskipun  jauh  lebih  tinggi  dari  nilai UD-foF2 ,  namun  masih memiliki peluang untuk dipantulkan oleh lapisan ionosfer. Sedangkan kanal-6 (18,106 MHz),  kanal-7  (21,096  MHz),  kanal-8  (24,926  MHz),  dan  kanal-9  (28,146  MHz)  sama sekali  tidak  dapat  dipantulkan  oleh  lapisan  ionosfer  karena  nilainya  terlalu  tinggi dibandingkan frekuensi lapisan ionosfer.
(a)
(b)
Gambar 4-2: Parameter  ionosfer  di  atas  Pameungpeuk  yang  menunjukkan  kemampuan  pantul lapisan  tersebut  selama  bulan  Juni  2013(a),  simulasi  menggunakan  model  IPS  yang terkandung dalam paket program ASAPS (b)

## Analisis Kanal-1
Frekuensi  3,596  MHz  hanya  bisa  digunakan  lepas  tengah  malam,  pagi  hari hingga sekitar pukul 8:00 WIB, siang hari mulai pukul 14:00 WIB hingga malam hari. Kanal ini sulit digunakan pada siang hari karena kemampuan pantul lapisan ionosfer dan  peningkatan  absorpsi  pada  siang  hari.  Seperti  ditunjukkan  oleh  Gambar  4-2(a), kanal ini ada pada rentang UD-fmin – UD-foF2 pada tengah malam hingga pagi hari dan malam hari. Pada pukul 4:00-5:00 WIB nilai frekuensi kanal ini lebih tinggi dari nilai Upper  Decile (UD),  sehingga  lapisan  ionosfer  tidak  mampu  memantulkan  gelombang radio dengan frekuensi 3,596 MHz. Sedangkan berdasarkan model IPS (Gambar 4-2(b)) kanal-1 berada antara ALF dan OWF, sehingga lapisan ionosfer mampu memantulkannya. Pada  siang  hari  terjadi  peningkatan  kerapatan  lapisan D –  yang  ditunjukkan  oleh kenaikan nilai UD-fmin – sehingga menaikkan penyerapan gelombang radio pada kanal ini.  Akibatnya  gelombang  radio  tidak  mampu  mencapai  stasiun  penerima  karena energinya habis dalam penjalaran melalui lapisan D .
Jumlah kontak pada kanal-1 pada malam hari lebih tinggi dibandingkan jumlah kontak  pada  siang  hari  (Gambar  4-1(b)).  Hal  ini  menujukkan  bahwa  frekuensi  yang terlalu rendah sangat dipengaruhi lapisan D . Pada siang hari ionisasi di lapisan D lebih aktif  karena  intensitas  energi  untuk  ionisasi  yang  berasal  dari  matahari  lebih  tinggi. Sementara  pada  malam  hari  energi  ionisasi  berkurang  atau  bahkan  sangat  rendah. Peningkatan  kerapatan  lapisan  D  berarti  peningkatan  tingkat  penyerapan  ( absorpsi ) terhadap  energi  gelombang  radio  yang  menjalar  di  lapisan D .  Nilai  absorpsi  ( A )  oleh lapisan D berbanding  terbalik  dengan  kuadrat  frekuensi  gelombang  radio  seperti persamaan (4-1) (Oyekola et al., 2006; Poole, 2014).
2 1 f A  (4-1)
Dengan  persamaan  (4-1)  menjadi  jelas  bahwa  absorpsi  terhadap  kanal-1 merupakan yang paling tinggi dibandingkan dengan kanal-kanal lainnya yang memiliki
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 F re k u en si ( M H z) Waktu (UT+7) Pameungpeuk, Juni 2013 UD-fmin MD-foEs LD-foF2 MD-foF2 UD-foF2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 F re k u en si ( M H z) Waktu (UT+7) PMP-BDG, Juni 2013 ALF EMUF OWF MUF UD
frekuensi lebih tinggi dari kanal-1. Tingginya absorpsi pada siang hari diperkuat oleh data kejernihan penerimaan (Gambar 4-3(a)) dan kualitas sinyal digital (Gambar 4-3(b)) dari kanal-1. Penerimaan kanal-1 dari pukul 5:00 WIB hingga pukul 22:00 WIB dalam kondisi  sangat  buruk  ( Very  Noisy )  hingga  buruk  ( Noisy )  dengan  SN<=6,  sedangkan pada pada jam lainnya rata-rata jernih ( Clear) hingga sangat jernih ( Very Clear ) dengan nilai  SN>6.  Kemudian  kualitas  sinyal  digital  pada  siang  hari  adalah Very  Low hingga Moderate (BER<27). Hal demikian menjadi penjelasan atas fakta bahwa frekuensi 3,596 MHz lebih baik jika digunakan pada malam hari, utamanya menjelang tengah malam hingga  lepas  tengah  malam.  Fakta  ini  juga  menunjukkan  bahwa  prediksi menggunakan model IPS untuk selang waktu pukul 04:00 – 05:00 WIB kurang tepat.
(a) (b)
Gambar 4-3: Tingkat kejernihan  sinyal gelombang radio (a) dan kualitas sinyal digital (b) pada sirkit komunikasi Pameungpeuk-Bandung selama bulan Juni 2013

## Analisis Kanal-2, Kanal-3, dan Kanal-4
Frekuensi  7,0495  MHz,  7,102  MHz,  dan   10,1455 MHz merupakan kanal  yang mempunyai jumlah kontak tinggi pada siang hari dan rendah pada malam hari. Hal ini dapat dipahami karena kanal-kanal tersebut berada dalam rentang kemampuan pantul lapisan ionosfer, baik berdasarkan data pengamatan (Gambar 4-2(a)) maupun simulasi menggunakan  model  (Gambar  4-2(b)).  Pada  siang  hari  kerapatan  elektron  lapisan ionosfer meningkat seiring dengan kenaikan intensitas energi matahari sebagai energi ionisasi di lapisan ionosfer. Meningkatnya kerapatan lapisan ionosfer akan menaikkan frekuensi  lapisan  ini  dan  akibatnya  frekuensi  gelombang  radio  yang  mampu dipantulkannya juga meningkat.
Sebaliknya,  pada  malam  hari  terjadi  penurunan  kerapatan  elektron  akibat menurunnya  intensitas  energi  dari  matahari  dan  terjadinya  proses  rekombinasi sehingga  jumlah  partikel  netral  meningkat.  Berkurangnya  kerapatan  elektron menyebabkan  frekuensi  lapisan  ionosfer  menurun  sehingga  tidak  mampu memantulkan gelombang radio pada kanal-kanal frekuensi yang lebih tinggi, termasuk kanal-2 hingga kanal-4. Pada Gambar 4-1(b) terlihat jelas bahwa jumlah kontak kanal- kanal  ini  pada  siang  hari  sangat  dominan  dibandingkan  jumlah  kontak  pada  malam hari.
Pada  siang  hari,  penerimaan  sinyal  untuk  kanal-kanal  ini  pada  umumnya cukup  jernih  hingga  sangat  jernih  dengan  nilai  SN>6,  kecuali  kanal  -2  dan  kanal-3 pada pukul 10:00 - 12:00 WIB dan pukul 22:00 – 23:00 WIB nilai SN sekitar 6. Bahkan penerimaan sinyal untuk kanal-4 rata-rata sangat jernih dengan nilai SN 9 hingga 10. Kemudian  rata-rata  kualitas  sinyal  digital  dari  tiga  kanal  ini  adalah  bagus  ( Good ) hingga  sangat  bagus  ( Excellent )  dengan  nilai  BER  antara  26  hingga  29.  Pada  malam hari  kanal-2  dan  kanal-3  kadang-kadang  masih  bisa  digunakan  dengan  penerimaan cukup  jernih  hingga  sangat  jernih  (SN>6)  dan  kualitas  sinyal  dari  moderate  hingga bagus  (BER:  23-29),  sedangkan  kanal-4  (10,1455  MHz)  sangat  sulit  digunakan  (lihat
1 3 5 7 9 11 00 -01 01 -02 02 -03 03 -04 04 -05 05 -06 06 -07 07 -08 08 -09 09 -10 10 -11 11 -12 12 -13 13 -14 14 -15 15 -16 16 -17 17 -18 18 -19 19 -20 20 -21 21 -22 22 -23 23 -24 K e je r n ih a n P e n e r im a a n ( SN ) Waktu (UT+7) PMP-BDG, JUNI 2013 3MHz 7MHz 10MHz 14MHz 14 17 20 23 26 29 32 35 00 -01 01 -02 02 -03 03 -04 04 -05 05 -06 06 -07 07 -08 08 -09 09 -10 10 -11 11 -12 12 -13 13 -14 14 -15 15 -16 16 -17 17 -18 18 -19 19 -20 20 -21 21 -22 22 -23 23 -24 K u a li ta s S in y a l D ig ita l ( BER ) Waktu (UT+7) PMP-BDG, JUNI 2013 3MHz 7MHz 10MHz 14MHz
Gambar  4-1(a))  kecuali  pada  awal  malam  hari  (pukul  18:00-21:00  WIB)  masih  bisa kontak meskipun jumlahnya kecil. Fakta ini menujukkan bahwa kanal-2, kanal-3, dan kanal-4 baik dan cocok digunakan untuk komunikasi siang hari.

## Analisis Kanal-5
Fakta  unik  terjadi  pada  kanal  frekuensi  14,109  MHz  yang  meskipun  nilainya lebih  tinggi  dari  batas  atas  frekuensi  ionosfer  ( UD-foF2 )  namun  masih  bisa menyambungkan  komunikasi  Pameungpeuk-Bandung  mulai  pukul  10:00  WIB  hingga pukul 19:00 WIB. Batas atas frekuensi ionosfer seperti pada Gambar 4-2(a) bervariasi sepanjang hari dan mencapai nilai maksimum hampir 11 MHz pada pukul 13:00 WIB, sehingga  kanal  ini  lebih  tinggi  3  MHz  dari  maksimum  batas  atas  frekuensi  ionosfer pada bulan Juni 2013. Tingkat kejernihan penerimaan pada level jernih ( Clear ) dengan nilai SN antara 7 hingga 9 dan kualitas sinyal digital pada level bagus ( Good ) dengan nilai BER antara 28 hingga 29.
Lapisan E-Sporadis terjadi pada ketinggian sekitar 90 km hingga 110 km. Jika terjadi lapisan E-Sporadis pada ketinggian 90 km dengan frekuensi kritis ( foEs ) sekitar 13  MHz,  maka  berdasarkan  persamaan  (2-1)  lapisan  ini  dapat  memantulkan gelombang  radio  pada  kanal-5  yang  dipancarkan  oleh  stasiun  ALE  Pameungpeuk sehingga  diterima  oleh  stasiun  ALE  Bandung.  Kemungkinan  kemunculan  lapisan E- Sporadis sangat besar mengingat bulan Juni termasuk puncak distribusi kemunculan lapisan E-Sporadis (Jiyo dan Dear, 2009).
Meskipun  hanya  bisa  digunakan  mulai  pukul  10:00  WIB  hingga  pukul  19:00 WIB,  namun  kejernihan  penerimaan  dan  kualitas  sinyalnya  relatif  lebih  baik dibandingkan  kanal-kanal  lainnya.  Tingkat  kejernihan  penerimaan  pada  level Clear dengan  nilai  SN  antara  8  hingga  9.  Sementara  kualitas  sinyal  digitalnya  pada  level Good - Excellent dengan  nilai  BER  antara  28  hingga  30.  Tingginya  nilai  SN  dan  BER untuk  kanal-5  ini  menguatkan  dugaan  pemantulan  oleh  lapisan E-Sporadis ,  dengan foEs cukup tinggi (Gambar 4-4), bukan oleh lapisan F pada ketinggian sekitar 300 km. Pemantulan  oleh  lapisan E-Sporadis pada  ketinggian  90  km  akan  menghasilkan panjang  lintasan  gelombang  ( path )  kurang  dari  1/3  dari  panjang  lintasan  gelombang yang dipantulkan oleh lapisan F. Dengan path yang lebih pendek maka absorpsi yang dialami gelombang radio akan sedikit lebih kecil sehingga nilai SN dan BER tinggi yang berarti penerimaannya jernih dan sinyalnya bagus.
Gambar 4-4:  Frekuensi kritis lapisan E-Sporadis ( foEs ) di atas Pameungpeuk pada tanggal 6 Juni 2013
0 2 4 6 8 10 12 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 F re k u en si ( M H z)
PMP, 6 Juni 2013
Kualitas  sinyal  (BER)  dan  kejernihan  (SN)  yang  digunakan  dalam  pembahasan ini  berdasarkan komunikasi digital  (data), bukan komunikasi suara  ( voice ).  Meskipun karakteristik  komunikasi  digital  dengan  komunikasi  suara  agak  berbeda  namun mengingat nilai BER dan SN untuk kanal-5 ini tinggi, maka kanal ini juga akan baik jika digunakan untuk komunikasi suara.

## 5  KESIMPULAN
Dari  9  kanal  frekuensi  hanya  5  kanal  yang  dapat  digunakan  dalam  rentang waktu  24  jam  yaitu  frekuensi  3,596  MHz,  7,0495  MHz,  7,102  MHz,  10,1455  MHz, 14,109  MHz.  Empat  frekuensi  lainnya  tidak  dapat  digunakan  karena  terlalu  tinggi sehingga lapisan ionosfer tidak mampu memantulkannya. Kanal frekuensi 3,596 MHz dapat  digunakan dengan  optimal  pada malam  hari  karena  pengaruh  tingkat  absorpsi pada siang hari lebih tinggi dibandingkan nilainya pada siang hari.  Frekuensi 7,0495 MHz, 7,102 MHz, dan 10,1455 MHz baik digunakan pada siang hari karena berkaitan dengan  peningkatan  kecepatan  elektron  lapisan  ionosfer  pada  siang  hari.  Frekuensi 14,109  MHz  masih  dapat  digunakan  pada  siang  hingga  malam  hari  karena  adanya kemungkinan  pemantulan  oleh  lapisan E-Sporadis dengan  nilai foEs sekitar  13  MHz. Frekuensi  18,106  MHz,  21,096  MHz,  24,926  MHz,  28,146  MHz  tidak  bisa  digunakan karena terlalu tinggi dibandingkan frekuensi maksimum lapisan ionosfer. Semua fakta ini  menujukkan  bahwa  keberhasilan  komunikasi  radio  pada  sirkit  distrik Pameungpeuk-Bandung  bergantung  kepada  perubahan  frekuensi  lapisan  ionosfer, utamanya variasi harian.

## UCAPAN TERIMA KASIH
Penulis  mengucapkan  terima  kasih  kepada  tim  Bank  Data  Ionosfer  Regional yang  telah  membantu  menyediakan  data  ionosfer  untuk  makalah  ini.  Kemudian ucapan  terima  kasih  kepada  operator  perangkat Automatic Link Establishment di Pameungpeuk  dan  Bandung  yang  telah  melaksanakan  tugasnya  sehingga  data propagasi gelombang radio tersedia dengan lengkap.

## DAFTAR RUJUKAN
Dear,  V.,  2013. Penentuan  Rentang  Frekuensi  Kerja  Sirkuit  Komunikasi  Radio  HF Berdasarkan Data Jaringan ALE (Automatic Link Establishment) Nasional , Berita Dirgantara, Vol. 14, No. 1.
Jiyo,  2009. Penentuan  Frekuensi  Maksimum  Komunikasi  Radio  dan  Sudut  Elevasi Antena ,  Majalah  Sains  dan  Teknologi  Dirgantara,  Vol.  4/No.  1  2009,  halaman 25-30.
Jiyo  dan  V.  Dear,  2009. Distribusi  Kemunculan  Lapisan  E  Sporadis  di  Atas  Biak  dan Tanjungsari ,  Buku  Ilmiah:  Ionosfer  dan  Aplikasinya,  P.T.  Massma  Sikumbang, halaman 25-38.
Piggott,  W.  R.,  dan  K.  Rawer,  1978. URSI  Handbook  of  Ionogram    Interpretation  and Reduction ”, Report UAG -23A. Bureau of Meteorology, 2014. Radio and Space Weather Services , http:// www.ips.gov. au/Educational/1/2/1 (diunduh 26 Januari 2014).
HFLink,  2014. Global  ALE  High  Frequency  Network ,  http://hflink.net/(diunduh  26 Januari 2014.
Ibáñez,  I.  P.,  2014. NVIS  Communications  in  the  HF  band ,  http:  //www.  ipellejero.es/ hf/NVIS/english.php (Page last updated: 18/01/2012).
Irving, D., 2012. The Return of High Frequency: HF-NVIS, Your Regional Communications Lifeline  When  Everything  Else  is  Broken, 9-1-1  Magazine  Edisi  15  Juni  2012 (http://www.9-1-1magazine.com/Irving-RF-NVIS-Lifeline).
Oyekola,  O.  S.;  Akinrimisi,  J.;  Ojo,  A.,  2006. Ionospheric  Absorption  of  HF  Ordinary Radio  Signal  in  The  Atmospheric  D-region ,  36th  COSPAR  Scientific  Assembly. Held 16 - 23 July 2006, in Beijing, China.
Poole,  I.,  2014. Ionospheric  Absorption  of  Radio  Signals ,  Adrio  Communications  Ltd., http://www.radio-electronics.com/info/propagation/ionospheric/  Ionospheric_ absorption.php (diunduh 26 Januari 2014).
Suhartini, S., 2011. Komunikasi Radio High Frequency Jarak Dekat , Majalah Sains dan Teknologi Dirgantara, Vol. 6, No. 1, Maret 2011.