## Kajian Pemanfaatan IoT Berbasis LPWAN Untuk Jaringan Akuisisi Data ARG
Tri Istiana 1* , R. Yudha Mardyansyah 2 , G.S. Budhi Dharmawan 3 123 Pusat Jaringan Komunikasi Kedeputian Instrumentasi Kalibrasi Rekayasa Jaringan Komunikasi BMKG *Corresponding Author, email : tri.istiana@bmkg.go.id
Abstrak—  Salah  satu  parameter  pengamatan  unsur  cuaca  adalah  jumlah  curah  hujan.  Sistem  pengamatan  curah  hujan  salah satunya  menggunakan  ARG.  Kondisi  eksisting  menggunakan  IoT  berbasis  jaringan  selular.  Pada  kajian  ini  peneliti  mencoba memberikan  alternatif  sistem  komunikasi  untuk  jaringan  akuisisi  data  ARG  menggunakan  teknologi  IoT  berbasis  LPWAN. Perbandingan dari tiga teknologi IoT LPWAN yang dapat diaplikasikan pada sistem komunikasi ARG yaitu NB-IoT, Sigfox dan LoRaWAN.  Ketiga  teknologi  LPWAN  telah  mengikuti  Peraturan  Menteri  Komunikasi  dan  Informatika  Republik  Indonesia Nomor 1 Tahun 2019. Ketiga teknologi tersebut dapat digunakan untuk jaringan akuisisi data ARG. Teknologi LoRaWAN pada daerah rural jangkauannya mencapai 20 km. Perangkat LoRaWAN yang memenuhi syarat frekuensi telah dijual bebas di internet dengan band frekuensi 920 MHz . Dari ketiga teknologi ini, hanya LoRaWAN yang dapat digunakan untuk membangun jaringan komunikasi yang bersifat privat atau internal. Hal ini menjadi nilai lebih pada BMKG untuk membangun jaringan WAN LPWA skala kabupaten ataupun propinsi di wilayah yang terkendala dengan pengiriman data ARG melalui jaringan seluler.

## Kata Kunci : IoT, LPWAN, ARG
Abstract— One of parameters for observing weather elements is the amount of rainfall. The rainfall observation system is using ARG. The existing condition uses cellular network-based IoT. In this study, researchers tried to provide an alternative communication system for ARG data acquisition networks using LPWAN-based IoT technology. Comparison of three LPWAN IoT technologies that can be applied to ARG communication systems, namely NB-IoT, Sigfox, and LoRaWAN. The three LPWAN technologies have followed the Republic of Indonesia Minister of Communication and Information Regulation No. 1 of 2019. These three technologies can be used for ARG  data  acquisition  networks.  LoRaWAN  technology  in  rural  areas  reaches  20  km.  LoRaWAN  devices  that  meet  frequency requirements have been sold freely on the internet with the 920 MHz frequency band. Of these three technologies, only LoRaWAN can be used to  build  private  or internal communication  networks.  This is  an  added  value for  BMKG to  build  district  or provincial  scale LPWA WAN networks in regions that are constrained by the transmission of ARG data through cellular networks.

## Keyword : IoT, LPWAN, ARG
© 2020 Elektron Jurnal Ilmiah

## I. PENDAHULUAN
Salah satu arah kebijakan BMKG adalah penguatan sistem  operasional,  termasuk  didalamnya  sistem jaringan  komunikasi  dan  database  di  bidang meteorologi,  klimatologi  dan  geofisika  dalam  rangka meningkatkan kualitas dan kuantitas produk informasi dan jasa meteorologi, klimatologi dan geofisika. Salah satu sasaran program dalam bidang klimatologi adalah meningkatkan kepuasan pengguna informasi iklim dan kualitas  udara  untuk  mendukung  ketahanan  pangan, ketahanan  energi  dan  pengurangan  resiko  bencana. Pengamatan  unsur  cuaca  diperlukan  untuk  kebutuhan manusia  yang  dijadikan  sebagai  bahan  untuk memprakirakan  cuaca  pada  waktu  yang  akan  datang dan  juga  cuaca  lampau.  Salah  satu  parameter pengamatan  unsur  cuaca  adalah  jumlah  curah  hujan. Sistem  pengamatan  curah  hujan  salah  satunya menggunakan Automatic Rain Gauge (ARG).
Penakar hujan otomatis atau Automatic Rain Gauge (ARG)  adalah  peralatan  yang  digunakan  untuk menghitung  jumlah  curah  hujan  dalam  satuan  waktu tertentu secara otomatis dengan bantuan baterai sebagai sumber  tenaganya.  Pengukuran  curah  hujan  diukur secara  akumulasi  hingga  10  menit  lamanya.  Hasil pengukuran  berupa  data  yang  selanjutnya  melalui sensor  pada  alat  ini,  terhubung  dengan  server  di BMKG.  Kondisi  eksisting  yang  dilakukan  di  BMKG menggunakan IoT berbasis jaringan selular. Teknologi
yang  baik  perlu  didukung  oleh  komponen  yang  baik, begitu pula dengan teknologi Internet of Things (IoT). Sistem komunikasi yang digunakan untuk pengiriman data  menggunakan  kartu  M2M.  Data    yang  terkirim menggunakan  kartu  M2M  akan  ditampilkan  dalam website awscenter.
Gambar 1. Tampilan Website AWS Center[12] http://202.90.198.206/awscenter/index.php
Penggunakan  kartu  M2M ini  memiliki kelemahan data yang dikirim kecil yang mengakibatkan terjadinya inefisiensi  basis  seluler  dan  tidak  semua  lokasi tercakup dalam coverage jaringan seluler kartu M2M. Hal ini terjadi disalah satu lokasi pemasangan ARG di wilayah  Propinsi  Bali  tepatnya  di  daerah  Kintamani. Daerah Kintamani dengan ketinggian 1500 meter
diatas permukaan laut. Akses yang bisa digunakan di  daerah  pemasangan  Kintamani  hanya  kartu  GSM dari  salah  satu  provider  hal  ini  menyulitkan  karena banyak data yang tidak dapat terkirim ke BMKG Pusat. Oleh  karena  itu  diperlukan  teknologi  yang  dapat menutupi kelemahan dari penggunaan sistem komunikasi menggunakan kartu M2M.
Pada  kajian  ini  peneliti  mencoba  memberikan suatu  alternatif  sistem  komunikasi  menggunakan teknologi  IoT  berbasis  LPWAN  untuk  diaplikasikan pada  ARG.  Teknologi  IoT  berbasis  LPWAN  ( Low Power  Wide  Area  Non  Seluller )  memungkinkan pengguna untuk memantau, mengatur, dan melakukan pekerjaan  lainnya  melalui  genggaman  tangan.  Semua hal tersebut dapat dilakukan karena semua komponen saling  terhubung  dan  berkomunikasi  melalui  media internet  dan  menghubungkan  perangkat  IoT  secara luas.  Jumlah  alat  yang  terhubung  ke  internet  juga diperkirakan akan terus bertambah setiap tahun dalam jumlah  yang  besar.  Teknologi  IoT  LPWAN  menjadi salah satu jawaban atas permasalahan tersebut[3][12][13].Teknologi  IoT  berbasis  LPWAN juga  menjadi  solusi  dari  penggunaan  sistem komunikasi kartu M2M dimana teknologi IoT berbasis LPWAN  memiliki  keunggulan  bernilai  murah, berukuran  kecil,  dapat  beroperasi  dengan  baterai dengan lifetime 5-10 tahun, dapat dioptimalkan untuk komunikasi dengan  kecepatan data yang sangat kecil, mencakup  semua  wilayah  yang  terkoneksi  dengan internet[2][3][11].
Gambar 2. Perbandingan karakteristik teknologi LPWAN dengan lainnya[11]

## II. STUDI LITERATUR

## A. Dasar Hukum
Peraturan  Menteri  Komunikasi  dan  Informatika Republik  Indonesia    Nomor  1  Tahun  2019  tentang Penggunaan  Spektrum  Frekuensi  Radio  Berdasarkan Izin  Kelas  telah  mengatur  penggunaan  LPWAN  Non Seluler  di  Indonesia[6].  Dalam  peraturan  tersebut dijelaskan bahwa Alat dan/atau Perangkat Telekomunikasi Low  Power  Wide  Area  Network Nonseluler yang  selanjutnya  disebut  Alat  dan/atau Perangkat Telekomunikasi LPWAN Nonseluler adalah Alat  dan/atau  Perangkat  Telekomunikasi  berdaya pancar rendah dengan cakupan luas yang beroperasi di
luar Pita Frekuensi Radio untuk keperluan penyelenggaraan jaringan bergerak seluler. Sedangkan Izin Kelas adalah hak yang diberikan pada setiap orang perseorangan  dan/atau  badan  hukum  untuk  dapat mengoperasikan suatu Perangkat Telekomunikasi yang menggunakan  Spektrum  Frekuensi  Radio  dengan syarat wajib memenuhi ketentuan teknis. Adapun pita frekuensi  radio  tersebut  digunakan  secara  bersama ( sharing )  pada  waktu,  wilayah,  dan/atau  teknologi secara  harmonis  antar  pengguna  dan  dilarang menimbulkan gangguan frekuensi radio yang merugikan serta tidak mendapatkan proteksi interferensi  dari  pengguna  lain.  Pita  frekuensi  radio yang diijinkan untuk operasional LPWAN Non seluler berada di rentang frekuensi 920 – 923 MHz.

## I. LPWAN
Seiring  dengan  pesatnya  perkembangan  IoT,  Low Power  Wide  Area  Network  (LPWAN)  Non  Seluler telah  menjadi  teknologi  komunikasi  radio    yang semakin  popular  karena  mempunyai  karakteristik sebagai  teknologi  komunikasi  jarak  jauh  yang  lebih murah  dengan  daya  rendah  khususnya  untuk pengiriman  data  kecil.  Teknologi  LPWAN  dirancang untuk  memberikan  cakupan  area  yang  luas.  Hal  ini didapat dengan menggunakan pita frekuensi dibawah 1 GHz  (Sub-GHz  band)  dan  teknik  modulasi  khusus. Penggunaan  Sub-GHz  band  mempunyai  kelebihan karena  memiliki  redaman  propagasi  yang  lebih  kecil dan  beroperasi  di  wilayah  frekuensi  yang  bukan wilayah  sistem  komunikasi  radio  pita  lebar  pada umumnya  seperti  Wi-Fi,  Bluetooth,  Wi-Max  dan Broadband  Wireless  Access  lainnya.  Hal  ini memberikan keuntungan dalam meminimalisir interferensi.
Teknologi  modulasi  yang  digunakan  LPWAN dirancang untuk mencapai link budget 150 dB sehingga mampu  mencapai  puluhan  kilometer  pada  rural  area. Mekanisme pengiriman data LPWA juga memberikan kelebihan  dimana  menjadikan  perangkat  pengguna dapat  beroperasi  dengan  konsumsi  daya  rendah  dan juga menurunkan biaya operasional.Teknologi LPWAN dapat dibagi menjadi 2 (dua) yaitu teknologi berbasis  3GPP  dan  teknologi  proprietary  atau  non- 3GPP. Beberapa contoh  teknologi 3GPP adalah LTE- M, EC-GSM dan NB-IoT. Sedangkan contoh teknologi non-3GPP  adalah  SigFox,  Ingenu  RPMA,  Wightless, dan LoRa WAN[5].

## II. NB IoT
Narrowband  internet  of  things (NB-IoT)  adalah teknologi  akses  radio  seluler  baru-baru  ini  yang didasarkan  pada Long-Term  Evolution (LTE)  yang diperkenalkan oleh Proyek Kemitraan Generasi Ketiga (3GPP)  untuk  Jaringan Low-Power  Wide-Area (LPWA).  Tujuan  utama  NB-IoT  adalah  untuk mendukung massive  machine-type  communication (mMTC) dan memungkinkan komunikasi tingkat daya rendah,  berbiaya  rendah,  dan  laju  data  kecil.  NB-IoT dikategorikan sebagai salah satu teknologi seluler Low- Power Wide-Area Networks (LPWAN). Istilah
Narrowband mengacu  pada  bandwidth  NB-IoT maksimum  200 kHz  yang  dapat  berdampingan dalam spektrum Global  System  for  Mobile  Communications (GSM)  atau  dengan  menempati  salah  satu  LTE Physical Resource Blocks (PRBs) sebagai in-band atau sebagai guard-band maupun standalone dalam lisensi spectrum  frekuensi  yang  sama.  Karena  beroperasi berdampingan  dalam  spektrum  LTE,  NB-IoT  juga mengikuti  numerologi  LTE  karena  menggunakan Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) dan Single-Carrier  Frequency  Division  Multiple Access (SC-FDMA)  dalam  skema  transmisi downlink dan uplink dan  menggunakan  modulasi quadrature phaseshift keying (QPSK)[1].

## Gambar 3. Mode Operasi NB-IoT[3]
NB-IoT  memungkinkan  konektivitas  hingga  100 ribu  perangkat  per  sel  dan  berpotensi  untuk meningkatkan  kapasitas  dengan  menambahkan  lebih banyak carrier NB-IoT. Kecepatan data dibatasi hingga 200  kbps  untuk  downlink  dan  20  kbps  untuk  uplink. Ukuran payload maksimum untuk setiap pesan adalah 1600 byte. Teknologi NB-IoT dapat mencapai 10 tahun masa  pakai  baterai  ketika  rata-rata  mentransmisikan 200 byte per hari[3].

## B. Sigfox
Sigfox  adalah  operator  jaringan  LPWAN  yang menawarkan  mengakhiri  solusi  konektivitas  IoT berdasarkan  pada  teknologi  yang  dipatenkannya. Sigfox  menyebarkan  dilengkapi  stasiun  induk eksklusifnya  dengan  radio  yang  ditentukan  perangkat lunak  kognitif  dan  menghubungkannya  ke  Internet server  back  end  menggunakan  jaringan  berbasis  IP. Perangkat akhir terkoneksi ke stasiun-stasiun induk ini menggunakan  kunci-fase  pengalihan  biner  (BPSK) modulasi dalam pita ultra-sempit (100 Hz) GHZ ISM band  carrier.  Sigfox  menggunakan  band  ISM  tanpa izin,  untuk  contoh,  868  MHz  di  Eropa,  915  MHz  di Amerika Utara, dan 433 MHz di Asia[3].
Menggunakan modulasi Ultra Narrow Band, Sigfox beroperasi  pada  200  kHz  band  yang  tersedia  untuk umum untuk bertukar pesan radio melalui udara. Setiap pesan  berukuran  lebar  100  Hz  dan  ditransfer  pada kecepatan data  100 atau  600  bit  per  detik,  tergantung pada wilayah. Oleh karena itu, jarak jauh dapat dicapai dengan  kehandalan  yang  sangat  kuat  terhadap  noise. Sigfox awalnya hanya mendukung komunikasi uplink, tetapi  kemudian  berkembang  menjadi  teknologi  dua arah  dengan  asimetri  tautan  yang  signifikan.  Pesan uplink  memiliki  muatan  hingga  12-byte  dan mengambil rata-rata  2  detik  di  udara  untuk mencapai stasiun  pangkalan  yang  memantau  spektrum  mencari sinyal  UNB  untuk  didemodulasi.  Untuk  payload  data 12-byte, frame Sigfox akan menggunakan total 26 byte.
Payload  yang  diperbolehkan  dalam  pesan  downlink adalah  8  byte[8].  Namun,  jumlah  pesan  melebihi downlink  dibatasi  hingga  empat  pesan  per  hari,  yang artinya  konfirmasi  dari  setiap  pesan  uplink  tidak didukung.  Tanpa  dukungan  konfirmasi  pesan  yang memadai,  keandalan  komunikasi  uplink  dipastikan menggunakan  waktu  dan  keragaman  frekuensi  serta duplikasi  transmisi.  Setiap  pesan  perangkat  akhir dikirim  beberapa  kali  (tiga  kali  oleh  default)  melalui saluran  frekuensi  yang  berbeda.  Untuk  tujuan  ini,  di Eropa misalnya, pita antara 868.180 MHz dan 868.220 MHz dibagi menjadi 400 saluran 100 Hz ortogonal (di antara  mereka  40  saluran  dicadangkan  dan  tidak digunakan). Sebagai BTS dapat menerima pesan secara bersamaan  di  semua  saluran,  perangkat  akhir  dapat secara  acak  memilih  frekuensi  saluran  untuk mengirimkan  pesan  mereka.  Hal  ini  bertujuan  untuk menyederhanakan desain perangkat akhir dan mengurangi biayanya[3].
Arsitektur  datar  Sigfox  adalah  kunci  untuk meminimalkan  CAPEX  dan  OPEX.  Sigfox  Software Defined  Radio  (SDR)  membantu  mengatasi  biaya perangkat  keras  yang  tinggi  untuk  BTS.  Tidak  ada perangkat  keras  khusus  yang  digunakan  selain algoritma perangkat lunak untuk menangani demodulasi  secara  efektif.  Ini  mengurangi  secara signifikan  Total  Biaya  Operasi  (TCO).  Data  dikirim melalui  udara  ke  stasiun  pangkalan,  kemudian melewati backhaul. Backhaul umumnya menggunakan konektivitas  DSL  dan  3G  atau  4G  sebagai  cadangan. Ketika  salah  satu  dari  keduanya  tidak  tersedia, konektivitas satelit dapat digunakan sebagai teknologi cadangan  alternatif.  Bagian  belakang  menangani pemrosesan pesan. Ada banyak kemungkinan replikasi dari  pesan  yang  sama  yang tiba  di  jaringan  inti tetapi hanya  satu  yang  harus  disimpan.  Server  jaringan  inti juga memonitor status jaringan dan mengelola stasiun pangkalan secara global.

## Gambar 5. Arsitektur Sigfox[8]
Infrastruktur  jaringan  juga  menyimpan  pesan  di dua  lokasi:  metadata  dapat  digunakan  untuk membangun layanan di satu sisi dan pesan pelanggan sehingga  pelanggan  dapat  mengambilnya nanti  di  sisi lain. Akhirnya, antarmuka web dan API memungkinkan  pelanggan  untuk  mengakses  pesan mereka.  Mereka  dapat  mengakses  platform  melalui browser  web  mereka  atau  menggunakan  REST  API
untuk  menyinkronkannya  dengan  sistem  TI  mereka dan mendorong pesan downlink ke perangkat[8].

## C. LORA
LoRa  adalah  teknologi  lapisan  fisik  yang memodulasi  sinyal  dalam  sub-GHZ  ISM  band menggunakan  teknik  spread  spectrum  eksklusif. Seperti  Sigfox,  LoRa  menggunakan  pita  ISM  yang tidak berlisensi, yaitu, 868 MHz di Eropa, 915 MHz di Amerika Utara, dan 433 MHz di Asia. Komunikasi dua arah  disediakan  oleh  modulasi  chirp  spread  spectrum (CSS)  yang  menyebar  sinyal  pita  sempit  melalui bandwidth  saluran  yang  lebih  luas.  Sinyal  yang dihasilkan  memiliki  tingkat  kebisingan  yang  rendah, memungkinkan ketahanan interferensi yang tinggi, dan sulit dideteksi atau macet[3].
LoRa menggunakan enam faktor penyebaran (SF7 ke  SF12)  untuk  mengadaptasi  data  rate  dan  range tradeoff.  Faktor  penyebaran  yang  lebih  tinggi memungkinkan  rentang  yang  lebih  panjang  dengan mengorbankan  laju  data  yang  lebih  rendah,  dan sebaliknya. Kecepatan data LoRa adalah antara 300 bps dan  50  kbps  tergantung  pada  faktor  penyebaran  dan bandwidth  saluran.  Selanjutnya,  pesan  yang  dikirim menggunakan  faktor  penyebar  yang  berbeda  dapat diterima secara bersamaan oleh BTS LoRa. Maximum payload untuk setiap pesan adalah sebesar 243 byte[3].
Protokol  komunikasi  berbasis  LoRa  yang  disebut LoRaWAN  telah  distandarisasi  oleh  LoRa-Alliance (versi  pertama  pada  tahun  2015).  Menggunakan LoRaWAN, setiap pesan yang dikirim oleh perangkat akhir  diterima  oleh  semua  stasiun  pangkalan  dalam jangkauan. Dengan memanfaatkan penerimaan berlebihan  ini,  LoRaWAN  meningkatkan  rasio  pesan yang berhasil diterima.
Dalam  LoRaWAN  ™  node  jaringan  tidak  terkait dengan gateway tertentu. Sebagai gantinya, data yang dikirimkan  oleh  suatu  simpul  biasanya  diterima  oleh banyak  gateway.  Setiap  gateway  akan  meneruskan paket  yang  diterima  dari  end-node  ke  server  jaringan berbasis cloud melalui beberapa backhaul (baik seluler, Ethernet, satelit, atau Wi-Fi) seperti yang terlihat pada gambar 6.

## Gambar 6. Arsitektur LoRaWAN[7]
Kecerdasan  dan  kompleksitas  didorong  ke  server jaringan, yang mengelola jaringan dan akan memfilter paket yang diterima berlebihan, melakukan pemeriksaan keamanan, menjadwalkan ucapan terima
kasih  melalui  gateway  optimal,  dan  melakukan kecepatan data adaptif, dll. Jika sebuah node bergerak atau  bergerak  ada  tidak  diperlukan  penyerahan  dari gateway  ke  gateway,  yang  merupakan  fitur  penting untuk mengaktifkan aplikasi  pelacakan aset  - aplikasi vertikal target utama untuk IoT.

## D. Perbandingan NB IoT, Sigfox dan LORA
Perbandingan  dari  3  teknologi  IoT  LPWAN  yang dapat diaplikasikan pada sistem komunikasi ARG yaitu NB-IoT,  Sigfox  dan  LoRaWAN.  Spesifikasi  teknis maupun  fitur-fitur  yang  cocok  untuk  diaplikasikan pada  sistem  komunikasi  ARG  minimal  termasuk coverage, payload length , frekuensi dan sifat jaringan.
Tabel 1. Perbandingan 3 teknologi IoT (Sigfox, LoRaWAN dan
NB-IoT[3] Sigfox LoRaWAN NB-IoT Modulation BPSK CSS QPSK Frequency Unlicensed ISM bands (868 MHz di Eropa, 915 MHz di Amerika Utara dan 433 MHz di Asia Unlicensed ISM bands (868 MHz di Eropa, 915 MHz di Amerika Utara dan 433 MHz di Asia Licensed LTE (frequency band) Bandwidth 100 Hz 250 kHz dan 125 kHz 200 kHz Maksimum data rate 100 bps 50 kbps 200 kbps Bidirectional Limited/Half- duplex Ya/ Half Duplex Ya/Half- Duplex Maksimum message/hari 140 (UL), 4 (DL) Unlimited Unlimited Maksimum payload length 12 bytes (UL), 8 bytes (DL) 243 bytes 1600 bytes Range 10 km (urban), 40 km (rural) 5 km (urban), 20 km (rural) 1 km (urban), 10 km (rural) Interference immunity Sangat tinggi Sangat tinggi Rendah Authentication & Encrytion Tidak Support Yes (AES 128b) Ya (LE encryption) Adaptive data rate Tidak Support Yes Tidak Handover End- Perangkat tidak gabung dengan single base station End- Perangkat tidak gabung dengan single base station End- Perangkat gabung dengan single base station Localization Ya (RSSI) Ya (TDOA) Tidak (under spesificaton) Allow private network Tidak Ya Tidak Standar Sigfox berkolaborasi dengan ETSI pada standar jaringan berbasis
Sigfox
LoRa- Alliance 3GPP

## III. HASIL DAN PEMBAHASAN
Pada  umumnya  site  –  site  ARG  BMKG mengirimkan data curah hujan setiap interval 10 menit. Data curah hujan yang dikirimkan berupa data ASCII dengan jumlah maksimal 5 karakter ASCII atau sekitar 5 Byte data.
Gambar 7. Karakter ASCII pada web awscenter http://202.90.198.206/awscenter/index.php
Dari  ketiga  teknologi  komunikasi  LPWA  Non seluler  tersebut,  semuanya  dapat  digunakan  untuk sistem komunikasi pengiriman data ARG.
Dari  segi  cakupan  dimana  banyak  area blank  spot sinyal  GSM  di  wilayah  timur  Indonesia,  teknologi SigFox  sebenarnya  sangat  cocok  dengan  jangkauan sampai  dengan  40  km  pada  daerah  rural,  hanya  saja sistem  komunikasi  ini  merupakan  layanan  operator jaringan  yang  memiliki  lisensi  sehingga  sangat bergantung oleh infrastruktur yang akan dibangun oleh SigFox  dan  belum  tentu  tersedia  di  site  –  site  ARG yang  berada  dalam  wilayah  non  komersil  bagi  suatu operator  jaringan  komunikasi.  SigFox  di  Indonesia baru  saja  melakukan  ujicoba  di  tahun  2019  ini  dan kemungkinan baru mulai beroperasi di tahun 2022[12]. Opsi  lain  yang  cocok  adalah  menggunakan  teknologi LoRaWAN  dimana  pada  daerah  rural  jangkauannya dapat mencapai 20 km.
Untuk penggunaan frekuensi diharuskan mengikuti Peraturan  Menteri  Komunikasi  dan  Informatika Republik  Indonesia    Nomor  1  Tahun  2019  tentang Penggunaan  Spektrum  Frekuensi  Radio  Berdasarkan Izin  Kelas  telah  mengatur  penggunaan  LPWA  Non Seluler  di  Indonesia  yaitu  pada  rentang  920  –  923 MHz[6].  Bagi  operator  jaringan  seperti  SigFox Indonesia dan Telkomsel yang sudah memulai ujicoba layanan  NB-IoT[13].  Aturan  penggunaan  frekuensi LPWA  Non  seluler  ini  pasti  akan  dipatuhi.  Adapun untuk perangkat LoRaWAN  yang menggunakan open platform harus benar – benar selektif dalam pemilihan perangkat yang digunakan. Untuk teknologi LoRaWAN  rentang  frekuensi  tersebut  sudah  masuk dalam  standard frequency  plan LoRaWAN  AS920- 923[14].  Selain  itu,  perangkat  LoRaWAN  yang memenuhi  syarat  frekuensi  tersebut  sudah  banyak dijual  bebas  di  internet  dengan  band  frekuensi  920
MHz[15].  Dengan  demikian  dari  sisi  kepatuhan terhadap  penggunaan  frekuensi,  semua  teknologi LPWA  Non  seluler  baik  NB-IoT,  SigFox  maupun LoRaWAN dapat digunakan untuk sistem komunikasi ARG.
Dari  ketiga  teknologi  komunikasi  LPWA  non seluler  ini,  hanya  LoRaWAN  yang  dapat  digunakan untuk membangun  jaringan  komunikasi  yang  bersifat privat  atau  internal.  Hal  ini  menjadi  nilai  lebih  yang dapat  memberikan  fleksibilitas  dan  skalabilitas  pada BMKG  untuk  dapat  membangun  jaringan  WAN LPWA  skala  kabupaten  atau  pun  propinsi  di  suatu wilayah yang terkendala dengan pengiriman data ARG melalui jaringan seluler. Selain itu, sistem pengiriman data  LoRaWAN  dari  suatu end  node yang memungkinkan untuk diterima secara bersamaan oleh lebih  dari  satu  gateway  dan  ini  sangat  cocok  dengan BMKG dimana pada suatu propinsi biasanya terdapat lebih  dari  satu  UPT  BMKG  yang  dapat  menjadi gateway LoRaWAN. Hal ini dapat menjadi solusi bagi pemakaian kartu M2M dimana data yang dikirim kecil dan  tidak  semua  lokasi  tercakup  dalam coverage jaringan seluler kartu M2M.
Gambar 8 dibawah ini menunjukkan penggambaran sistem  ARG  di  BMKG  menggunakan  LPWAN teknologi LoRaWAN

## Gambar 8. Penggambaran sistem ARG menggunakan LPWAN teknologi LoRaWAN
IV. KESIMPULAN Teknologi Sigfox sangat cocok diimplementasikan di banyak area blank spot sinyal GSM di wilayah timur Indonesia  dengan  jangkauan  sampai  dengan  40km pada daerah rural, tetapi sistem ini merupakan layanan operator  jaringan  yang  memiliki  lisensi  sehingga tergantung  pada  infrastruktur  yang  dibangung  oleh Sigfox  yang  belum  tentu  tersedia  diwilayah  non komersil.  Ketiga  teknologi  LPWAN  yaitu  NB  IoT, Sigfox  dan  LoRa  telah  memenuhi  kepatuhan  hukum terhadap  penggunaan  frekuensi  sesuai  dengan Peraturan  Menteri  Komunikasi  dan  Informatika
Stasiun Meteorologi Stasiun Klimatologi Stasiun Geofisika ARG 1 ARG 2 ARG 3 ARG 4 ARG 5 ARG 6
Republik  Indonesia    Nomor  1  Tahun  2019  tentang Penggunaan  Spektrum  Frekuensi  Radio  Berdasarkan Izin  Kelas  telah  mengatur  penggunaan  LPWAN  Non Seluler  di  Indonesia 8 .  Dari  ketiga  jenis  LPWAN, LoRaWAN  dapat  digunakan  untuk  membangun jaringan komunikasi yang bersifat privat atau internal yang  dibutuhkan  oleh  BMKG  untuk  membangun jaringan WAN skala kabupaten ataupun propinsi yang terkendala  dengan  pengiriman  data  ARG  melalui jaringan seluler.

## Saran dan Rekomendasi
Perlu dilakukan implementasi lebih lanjut pemanfaatan  teknologi  LoRaWAN  untuk  jaringan ARG  di  BMKG  dan  dilakukan  kajian    pemanfaatan teknologi  LPWAN  lainnya  yang  lebih  konprehensif dengan bagian bagian terkait

## REFERENSI
[1] C. B. Mwakwata , H. Malik , M. M. Alam , Y. Moullec, S.
Parand    and  S.  Mumtaz,  “Narrowband  Internet  of  Things (NB-IoT): From Physical (PHY) and Media Access Control (MAC) Layers
Perspectives”,
www.mdpi.com/journal/sensors, 2019
[2] J.P.  Bardyn, T.  Melly, O.Seller dan N. Somin, “  IoT :  the Era of LPWAN is starting now,” IEEE, 2016
[3] K. Mekkia, E. Bajica, F. Chaxela, F. Meyer, “A comparative study  of  LPWAN  technologies  for  large-scale  IoT deployment”, Information & Communications Technology Express Journal, Volume 5, Issue 1, March 2019
[4] K.E. Nolan,  W. Guibene  dan M.Y.  Kelly, “An  Evaluation Of  Low  Power  Wide  Area  network  Technologies  For Internet Of Things,” IEEE, 2016)
[5] U. Raza, P. Kulkarni, and M. Sooriyabandara, “Low Power Wide  Area  Networks:  An  Overview”,    IEEE Communications Surveys and Tutorials, 2017.
[6] Peraturan  Menteri  Komunikasi  dan  Informatika  Republik Indonesia    Nomor  1  Tahun  2019  tentang  Penggunaan Spektrum  Frekuensi  Radio  Berdasarkan  Izin  Kelas  telah mengatur penggunaan LPWA Non Seluler di Indonesia
[7] LoRa  Alliance,  “A  technical  overview  of  LoRa  and LoRaWAN”, lora-alliance.org
[8] Sigfox Technology Overview”, www.sigfox.com
[9]            Nur Hayati, M.Suryanegara, “The IoT LoRa System Design for Tracking and Monitoring Patient with Mental Disorder”,
IEEE  International  Conference  on  Communication, Networks and Satellite (Comnetsat), 2017 [10]        Mia Rosmiati, Moch. Fachru Rizal , Fitri Susanti Gilang Fahreza Alfisyahrin.” Air pollution monitoring system using LoRa modul  as transceiver system”.TELKOMNIKA, Vol.17, No.2, April 2019, pp. 586~592 [11]        Norhafizah  Ramli,  Muhammad  Mun’im  Zabidi,  Anuar Ahmad, Ivin Amri Musliman. “An open source LoRa based vehicle  tracking  system”.  Indonesian  Journal  of  Electrical Engineering  and  Informatics  (IJEEI)  Vol.  7,  No.  2,  June
2019, pp. 221~228
[12] Sinha, Rashmi Sharan, Wei, Yiqiao Hwang, Seung Hoon.
“A  survey  on  LPWA  technology:  LoRa  and  NB-IoT”.
ScienceDirect ICT Express 3 (2017) 14–21
[13]      Haxhibeqiri,  Jetmir,  De  Poorter,  Eli,  Moerman,  Ingrid, Hoebeke, Jeroen. “A  survey  of LoRaWAN  for IoT: From technology to application”. Sensors (Switzerland). Volume 18, issue 11. 2018