Plc
This document was uploaded by user and they confirmed that they have the permission to share it. If you are author or own the copyright of this book, please report to us by using this DMCA report form. Report DMCA
Overview
Download & View Plc as PDF for free.
More details
- Words: 3,432
- Pages: 15
[email protected]
MAKALAH TUGAS LEVEL 3
PLC POWER LINE CARRIER OLEH : 1. YUNI ALMAADIN (2206.100.035) 2. IMAM MUSTAKIM (2206.100.038) 3. HAFIDZ AMRULOH (2206.100.170)
Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknologi Industri Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya
[email protected]
BAB I PENDAHULUAN I.1. Latar Belakang Semakin berkembangnya ilmu pengetahuan dan teknologi, selalu diikuti dengan tersedianya sarana vital yang kita sebut listrik. Bagaimana kita membayangkan jika terjadi pemadaman listrik selama 24 jam pada gedung-gedung atau menara pencakar langit, yang dilengkapi dengan sarana pendingin, penerangan, lift atau sarana automasi lainnya ? Pada
proses
pendistribusiannya,
listrik
yang
dibangkitkan
oleh
pusat-pusat
pembangkit dialirkan ke pelanggan melalui jaringan transmisi dengan proses transformasi tegangan oleh transformator-transformator, hingga tegangan yang sampai dan dapat digunakan peralatan pelanggan sebesar 380/220 Volt. Proses transformasi tegangan ini, tentunya terkait dengan pertimbangan ekonomis, dikarenakan pada proses pendistribusian listrik besarnya biaya berbanding lurus dengan luas penampang penghantar pada jaringan transmisi. Listrik dibedakan dua macam, yaitu Listrik Arus DC dan Listrik Arus AC. Pada listrik DC, besaran arus atau tegangan tidak memiliki frekuensi atau berupa garis lurus/datar. Sedangkan pada listrik AC, besaran arus atau tegangan berbentuk gelombang sinusoida dengan frekuensi yang besarnya 50/60 Hz. Adapun pada prakteknya, listrik yang dibangkitkan oleh pusat-pusat pembangkit dalam bentuk 3( baca: 3 fasa), yang urutan fasanya disimbolkan huruf R, S, T dan biasanya diikuti kawat netral (N), tergantung hubungannya berbentuk Δ atau Υ. Mengalirnya arus listrik dalam bentuk gelombang sinusoida ini, ternyata dapat dimanfaatkan untuk media komunikasi sinyal suara dan data yang dikenal dengan nama Powerline Communication (PLC). Bagaimana konsepnya ?, secara sederana hal ini dapat dianalogikan bahwa arus listrik mengalir seperti air laut yang menghasilkan gelombang dan buih. Gelombang adalah arusnya, sedangkan buih berupa noisenya. Noise inilah yang dimanfaatkan oleh Teknologi PLC untuk menghantarkan sinyal suara dan data. Namun untuk menumpangkan sinyal telekomunikasi tersebut dibutuhkan frekuensi pada kisaran 1 – 30 MHz. Frekuensi ini mampu mengantarkan data hingga kecepatan 2 Mbps - 4.5 Mbps. Implikasinya, dengan teknologi PLC, aliran listrik nantinya tidak hanya dimanfaatkan untuk mengakses internet, namun perkembangannya dapat dimanfaatkan sebagai telepon atau pembacaan meteran, yakni dengan menginstal modem PLC yang berfungsi untuk mentransfer sinyal suara dan data. Sehingga jika si pengguna menginginkan agar dapat berkomunikasi dengan dua jalur sekaligus (internet dan telepon) pada satu jalur kabel listrik maka dengan dua modem teknologi PLC, hal ini dapat terealisasikan.
Konsep internet melalui kabel listrik, bukan barang baru. Usaha‐usaha sebelumnya dalam mengimplementasikan teknologi ini telah terhambat karena ketidakmampuan mengatasi solusi ekonomis dalam memfilter noise listrik yang melekat pada kabel‐kabel listrik. Sampai saat ini, perusahaan‐perusahaan telekomunikasi (seperti British Telecom,
[email protected]
Telstra, dll) telah sepenuhnya memonopoli pemasokan layanan‐layanan telekomunikasi di kebanyakan negara‐negara barat. Tetapi hal ini berubah dengan cepat ketika banyak negara telah (atau dalam proses menuju) melakukan deregulasi telekomunikasi mereka, sehingga jalan telah terbuka bagi pemain‐pemain baru untuk masuk ke pasar telekomunikasi. I.2. Pembatasan Masalah Dalam penyusunan makalah ini, kami membatasi pembahasan mengenai Powerline Communication. Hal‐hal yang kami bahas dalam makalah ini adalah mengenai perspektif sejarah PLC, skema jaringan, metode modulasi, kendala‐kendala yang dihadapi, dan aplikasinya dalam kehidupan. I.3. Tujuan Tujuan dari penyusunan makalah ini adalah untuk memberikan informasi kepada pembaca mengenai teknologi Powerline Communication (PLC). Dari penyusunan makalah ini kami berharap pembaca menjadi tahu bagaimana teknologi PLC ini dapat bekerja dan juga mengetahui kendala‐kendala yang dihadapi sehingga kelak teknologi ini bisa menjadi teknologi alternative untuk memajukan teknologi informasi dan pendidikan di Indonesia.
[email protected]
BAB II PEMBAHASAN
Sesuai namanya, Powerline Communication (PLC) adalah komunikasi data yang dilakukan melalui jalur listrik. Jalur listrik merupakan hal yang sangat umum dan sangat mudah ditemukan. Coba hitung berapa banyak stop kontak di rumah Anda? Hampir setiap kamar pasti menyediakan stop kontak, bahkan beberapa di antaranya menyediakan lebih dari satu stop kontak. Berbekal kenyataan ini, secara sederhana dapat disimpulkan bahwa komunikasi via jalur listrik ini sangatlah mudah dilakukan karena infrastrukturnya sudah ada. Konsep internet melalui kabel listrik, bukan barang baru. Usaha‐usaha sebelumnya dalam mengimplementasikan teknologi ini telah terhambat karena ketidakmampuan mengatasi solusi ekonomis dalam memfilter noise listrik yang melekat pada kabel‐kabel listrik. Sampai saat ini, perusahaan‐perusahaan telekomunikasi (seperti British Telecom, Telstra, dll) telah sepenuhnya memonopoli pemasokan layanan‐layanan telekomunikasi di kebanyakan negara‐negara barat. Tetapi hal ini berubah dengan cepat ketika banyak negara telah (atau dalam proses menuju) melakukan deregulasi telekomunikasi mereka, sehingga jalan telah terbuka bagi pemain‐pemain baru untuk masuk ke pasar telekomunikasi. Jaringan‐jaringan telekomunikasi membutuhkan beberapa medium pembawa sinyal (baik kabel optik fiber, kabel tembaga berpasangan, atau bahkan transmisi melalui satelit) dan pembiayaan untuk medium pembawa ini umumnya lumayan mahal dan menjadi penghambat. Tetapi untuk perusahaan utilitas pemasok listrik yang telah mempunyai infrastruktur seperti itu pada grid jaringan listriknya, konsep ini cukup menjanjikan, terutama jika masalah‐masalah di atas dapat diatasi. Digital Powerline(r)TM, merupakan salah satu solusi yang memungkinkan internet dijalankan melalui kabel listrik. II.1. Perspektif Sejarah Pemain utama dalam telekomunikasi powerline ini adalah Norweb (anak perusahaan United Utilities PLC, London), dan terutama adalah seorang stafnya yaitu Dr. Paul Brown. Pada tahun 1991, Dr. Brown ditunjuk untuk memimpin grup riset kecil pada Open University di Inggris untuk menyelidiki kelayakan telekomunikasi melalui kabel listrik. Dia menemukan bahwa di masa lalu banyak insinyur yang telah berjuang dengan ide‐ide yang
[email protected]
sama tetapi gagal karena noise. Setiap kali listrik dinyalakan, sejumlah besar gelombang disturbansi listrik melewati kabel dan mengubah setiap transmisi data secara simultan. Dr. Brown dan rekan‐rekan tim risetnya menemukan suatu ide menggunakan sinyal‐sinyal pada frekuensi tinggi diatas frekuensi yang secara potensial mengubah noise. Meskipun begitu, hal ini juga ada masalahnya. Sinyal‐sinyal frekuensi tinggi tidak mampu berjalan cukup jauh dan gaung atau pantulan dalam sistem dapat secara efektif menenggelamkan sinyal‐sinyal itu. Tim riset memutuskan untuk menggunakan lebih dari satu frekuensi dan mengirim data dalam bentuk paket‐paket diskrit yang dipandu oleh beberapa bentuk sistem pensinyalan. Pengujian dan penyempurnaan sistem ini dihasilkan pada uji coba proyek pilot dimana sekolah‐sekolah dasar di Manchester telah mempunyai sambungan Internet dengan laju 1 Mbps (hampir 10 kali lebih cepat dari sambungan‐sambungan ISDN yang telah ada). II.2. Metode Modulasi Secara konseptual sistem transmisi PLC cukup sederhana, yaitu dengan cara "menitipkan" sinyal data telekomunikasi pada noise yang ada pada energi listrik. Namun, secara teknis untuk menumpangkan sinyal data diperlukan frekuensi rendah dengan kisaran 1‐50 Hz dan membutuhkan kondisi tegangan listrik yang stabil. Disisi lain, kualitas kirim suara dan data dipengaruhi oleh bandwidth, frekuensi yang digunakan, dan SNR. Bandwidth tinggi dicapai dengan menggunakan kisaran frekuensi yang tinggi atau dengan menaikkan level SNR. Untuk menaikkan level SNR, dibutuhkan injeksi sinyal yang lebih tinggi. Sementara standar frekuensi yang dialokasikan untuk PLC berada sekitar 1‐50 Hz. PLC harus bekerja dengan daya sinyal/frekuensi yang rendah. Karena pada frekuensi tinggi bisa terjadi radiasi dari kabel listrik yang dapat mengganggu frekuensi lainnya. Ketentuan ini berlawanan dengan kebutuhan SNR yang tinggi karena beragam gangguan bisa muncul. Proses mencapai nilai SNR yang bagus dihadapkan kendala munculnya efek radiasi oleh kabel listrik. Padahal nilai SNR yang dibutuhkan harus mampu mengatasi noise background yang mungkin muncul. Masalah tersebut dapat diatasi dengan cara menggunakan dua buah metode modulasi. Yang pertama adalah Teknik Modulasi CDM (Code Division Multiplexing) atau Spread Spectrum. Dalam menggunakan metode ini, sinyal informasi dapat tersebar dalam kisaran frekuensi yang lebar. Tingkat sinyal informasi dibuat sangat rendah dengan harapan tidak akan terganggu tingkat noise yang sangat tinggi di PLC. Kedua, dengan menggunakan Teknik Modulasi OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiflexing). Metode modulasi ini dipergunakan banyak vendor karena dinilai cukup stabil. Efisiensi modulasinya dapat mencapai 5 bit per hz yang lebih tinggi dari metode modulasi lainnya.
[email protected]
Dasar kerja PLC adalah menggunakan frekuensi tinggi yang tidak digunakan untuk mengalirkan listrik. Jalur listrik umumnya menggunakan frekuensi 50‐60 Hz untuk mengalirkan listrik. PLC akan menggunakan frekuensi yang lebih tinggi untuk mengirimkan data.
Gb 1 Modulasi Data
PLC menggunakan modulasi Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) untuk mengirimkan data. Standar OFDM ini sangat populer, baik di standar wireless (802.11a/g) maupun DSL. Ide dasar OFDM adalah membagi spektrum menjadi bagian‐ bagian kecil dengan kecepatan rendah. Tentu saja, modulasi OFDM yang digunakan untuk keperluan transmisi PLC ini telah didesain khusus. Ia menggunakan 84 subcarriers di frekuensi antara 4,5‐21 MHz. Frekuensi ini jauh di atas frekuensi yang digunakan oleh jalur listrik, yaitu 50‐60 Hz.
Gb 2 Demodulasi Data
Cara kerja PLC ini termasuk rumit (perhatikan gambar di halaman sebelumnya). Langkah pertama yang dilakukan oleh PLC adapter adalah menggunakan algoritma Forward Error Correction (FEC) yang akan meng‐encode data ke dalam bentuk khusus. Selanjutnya, data yang telah di‐encode ini akan dipetakan ke dalam suatu set tone yang telah ditentukan. Gelombang OFDM melalui proses Fast Fourier Transform (FFT) akan mengubah sinyal dari frequency domain ke time domain. Selanjutnya, proses Inverse FFT (IFFT) akan menghasilkan simbol OFDM. Gb 3 Cyclic Prefix
[email protected]
Mekanisme informasi waktu (guard time/cyclic prefix) juga dimasukkan ke dalam simbol OFDM yang dihasilkan. Pada dasarnya, guard time atau cyclic prefix merupakan potongan dari akhir simbol OFDM yang diduplikatkan ke bagian awal simbol (lihat gambar di kiri atas). Dengan adanya informasi waktu ini, maka problem multipath ini bisa diatasi dan keutuhan simbol OFDM bisa dijaga. Saat data diterima, maka proses sebaliknya akan dilakukan. Guard time/cyclic prefix akan dibuang dan setiap simbol OFDM akan diproses oleh prosesor FFT. Selanjutnya, akan dilakukan konversi balik dari time domain ke frequency domain. Data akan diterima di port Ethernet oleh client PC/notebook. II.3. Kendala‐kendala Mengalirnya listrik pada suatu penghantar dapat menyebabkan terjadi jatuh tegangan (Voltage Drop) pada penghantar tersebut, sehingga menyebabkan ketidakstabilan tegangan atau selalu berfluktuasi. Juga tingkah laku fisik dari jaringan berubah setiap adanya peralatan yang di on/off. Kondisi ini jauh berbeda dengan jalur telekomunikasi, yang dapat kita katakan memiliki kestabilan, sehingga lalu lintas suara dan data memiliki sedikit kemungkinan untuk terjadi kegagalan. Kabel listrik juga merupakan sistem terbuka (open network) dimana sinyal bisa keluar (jaringan listrik merupakan suatu antena) yang dapat menimbulkan ElectoMagnetic Interference (EMI) yang dapat mengganggu sistem komunikasi dan juga terbuka dari luar, dimana sinyal/noise dari luar bisa masuk dan sistemnya mudah terganggu. PLC sebagai teknologi yang memanfaatkan saluran listrik untuk menumpangkan sinyal suara dan data, tentunya dihadapkan kendala‐kendala yang cukup rumit. Hal ini disebabkan berbagai kenyataan bahwa PLC mengambil tempat secara langsung pada jaringan di mana kebanyakan dari peralatan listrik rumah tangga dioperasikan, akibatnya level noise pada jaringan akan menjadi tinggi. Level noise bergantung pada sejumlah keadaan, seperti alam dan sumber‐sumber buatan dari radiasi elektromagnetik, struktur fisik dan parameter jaringan. Beberapa kendala aplikasi yang terkait dengan jaringan listrik adalah noise, distorsi, disturbansi dan atenuasi, tentunya hal ini akan mempengaruhi kualitas dari pengiriman suara dan data, sehingga diperlukan suatu metode modulasi yang mampu memberikan solusi pemecahannya. II.3.A. Noise Setiap jaringan listrik menerima sinyal listrik yang diradiasikan oleh alat‐alat pada jaringan tersebut dan diemisikan oleh sumber‐sumber lainnya. Karena itu mengapa setiap jaringan listrik dapat dikarakterisasikan oleh suatu yang kita sebut noise. Noise pada saluran
[email protected]
daya sebagian besar disebabkan oleh peralatan listrik yang terhubung ke saluran, seperti proses switching penyuplai‐penyuplai daya.
Gb 4 Contoh Rasio Sinyal‐Noise
Kualitas kirim suara dan data dipengaruhi oleh bandwidth, frekuensi yang digunakan, dan rasio sinyal‐noise (SNR, signal to noise ratio). Bandwidth tinggi dicapai dengan menggunakan kisaran frekuensi yang tinggi atau dengan menaikkan tingkat SNR. Untuk menaikkan tingkat SNR, dibutuhkan injeksi sinyal yang lebih tinggi. Contoh pengukuran SNR dan kisaran frekuensi yang dapat digunakan terlihat pada Gb 4. II.3.B. Distorsi Permasalahan lain yang harus diatur pada jaringan listrik adalah distorsi (penyimpangan). Di mana distorsi ini dapat muncul selama kerangka‐waktu milidetik sampai beberapa menit. Distorsi tidak hanya disebabkan oleh peralatan mesin bor, oven microwave dan blender, tetapi juga disebabkan oleh lampu‐lampu yang di on/off. II.3.C. Disturbansi Keanehan sistem PLC penting lainnya adalah sering terjadi berbagai macam disturbansi dari jaringan. Jaringan tegangan rendah tidak dapat membangun transmisi data dan ada beberapa kerugian untuk pemakaian dalam telekomunikasi. Karena itu jaringan PLC kelihatan menjadi lebih terganggu dari pada jaringan komunikasi kawat lainnya. Karena aturan regulasi yang ketat untuk radiasi elektromagnetik dari jaringan PLC terhadap lingkungan, sistem PLC harus bekerja dengan daya sinyal yang sangat rendah. Hal itu membuat sistem PLC lebih sensitif terhadap disturbansi dan sistem transmisi PLC harus menghadapi problem ini. Sampai kini SNR cukup untuk menghindari disturbansi dalam jaringan, namun tidak ada pemakaian metode khusus untuk melawan disturbansi.
[email protected]
II.3.D. Atenuasi Salah satu problem utama dari PLC adalah atenuasi (peredaman) sinyal yang sangat tinggi, terutama jika frekuensi kerjanya diatas kisaran puluhan MHz. Adanya Atenuasi akan menyebabkan menurunkan tingkat sinyal pada suatu jarak tertentu, sebagaimana ditunjukkan pada Gambar 2:
Gb 5 Sinyal peredaman sebagai fungsi jarak
II.3.E. Keamanan Mengirim data melalui jalur listrik tampaknya sama tidak amannya dengan wireless. Anda tidak bisa tahu pasti siapa saja yang ikut “menguping” di jalur listrik yang digunakan. Sebagai solusinya, standar PLC menggunakan enkripsi 56‐bit Data Encyrption Standard (DES). Standar 56‐bit DES ini mungkin bukan standar enkripsi yang paling aman, namun setidaknya ia memberikan kesulitan ekstra untuk para calon penyusup yang ingin menyadap data Anda. II.4. Skema Jaringan Pada sisi pelanggan akhir dari jaringan, CAU (customer acces units, unit‐unit akses pelanggan) menghubungkan peralatan pengguna apakah itu telpon, komputer atau yang lainnya, ke jaringan kabel listrik utama. CAU juga sebagai unit‐unit pengkondisi yang berfungsi untuk mengisolasi secara elektrik peralatan‐peralatan pengguna dari kabel listrik utama, juga untuk mengekstraksi sinyal data dari arus listrik. CAU ini dihubungkan ke infrastruktur komunikasi yang merupakan tegangan rendah induk (240‐415 volt). Pada substasiun listrik di mana jaringan distribusi tegangan rendah berasal (telah diturunkan tegangannya dari jaringan tegangan tinggi dengan transformer), sinyal‐sinyal diinjeksikan ke dalam jaringan tegangan rendah dari jaringan data konvensional eksternal (kabel tembaga koaksial, kabel optik fiber, jaringan nirkabel, atau bahkan jaringan satelit). Jadi meskipun komunikasi data dapat dipropagasi melalui kabel listrik, beberapa jaringan konvensional harus tetap ada atau diinstal ke substasiun. Sampai
[email protected]
saat ini belum ada metoda yang ditemukan untuk melakukan propagasi sinyal‐sinyal data melalui jaringan tegangan tinggi (> 415 volt). Secara khusus, frekuensi sinyal daya listrik adalah dalam range 50/60Hz. Dengan pengkondisian, sinyal‐sinyal data ini dinaikkan ke frekuensi ultra tinggi dalam range 500/600MHz, sehingga data dapat dilapiskan ke atas kabel utama listrik tanpa terjadi kondisi saling melemahkan. Interferensi diminimalkan dengan memecah arus data ke bentuk paket‐paket sebelum diinjeksikan ke dalam jaringan listrik. Sistem komersial dapat menawarkan laju data digital dalam kecepatan kelipatan lebih dari 32 kbps ke maksimum arus yang diperkirakan mencapai 1 Mbps. Laju data ini relatif sangat stabil, bebas dari noise dan menawarkan spektrum‐spektrum yang dapat digunaan dalam range 6 dan 10 MHz ke para pelanggan akhir dari jaringan distribusi, dan kira‐kira spektrum 20 MHz ke para pelanggan yang lebih dekat dengan substasiun. Lebih penting lagi, sambungan ini adalah permanen. Nilai tambah bagi perusahaan‐perusahaan listrik adalah bahwa sekali teknologi ini diimplementasikan akan memungkinkan mereka untuk memperoleh nilai tambah ke jaringan mereka sendiri dengan berkemampuan untuk membaca meteran listrik pintar dan mampu menyediakan peranti pengelolaan demand/supply cerdas yang memberi kemampuan pada perusahaan dalam mengimplementasikan sistem tarif yang inovatif ataupun sistem reward energi yang lain. II.5. Aplikasi PLC Komponen sistem tenaga listrik dibagi dalam 3 bagian utama, yaitu pembangkitan, transmisi dan distribusi. Adanya kendala ekonomis, maka dalam proses penyalurannya dilakukan transformasi tegangan oleh transformator, sehingga pada masing‐masing bagian memiliki level tegangan yang berbeda‐beda, sehingga secara umum sistem tenaga listrik dibagi menjadi 4 bagian, seperti Gb 6.
Gb 6 Diagram Sistem Tenaga Listrik
[email protected]
Pada proses pendistribusian listrik ke titik‐titik pelanggan, agar besarnya tegangan sesuai standar peralatan pelanggan (220 V), maka melalui trafo distribusi tegangan 12 kV diturunkan menjadi 380 V. Jaringan dengan tegangan 20 kV /380 V inilah yang disebut jaringan tegangan rendah. Trafo distribusi di Indonesia biasanya diletakkan tergantung pada tiang‐tiang listrik, seperti Trafo distribusi yang ada pada tiang listrik sebelah kanan Gedung STMIK MDP (di samping Genset). Dengan memahami diagram sistem tenaga listrik di atas, maka tidaklah susah bagi kita untuk mengetahui di mana titik tumpang‐sari atau “penitipan” sinyal‐singal telekomunikasi diinjeksikan ke jaringan listrik dari jaringan data eksternal, seperti kabel tembaga koaksial, kabel optik fiber, atau bahkan jaringan satelit. Jelaslah bahwa titik injeksinya pada jaringan listrik adalah pada Trafo Distribusi. Sistem PLC cukup menarik untuk digunakan. Karena membutuhkan koneksi ke infrastruktur jaringan Internet yang lebih sedikit. Sebab koneksi dilakukan dengan memanfaatkan infrastruktur jaringan listrik yang telah ada. Seperti yang ditampilkan pada gambar berikut ini. Untuk koneksi ke jaringan Internet hanya perlu dari router PLC utama ke Internet (ISP) ini dapat dilakukan baik menggunakan wireless ataupun menggunakan leased line (saluran kontrak). Dari tiap rumah ke router PLC tersebut dapat digunakan modem PLC. Apabila router PLC di atas dioperasikan oleh perusahaan penyedia jaringan listrik (misal di gardu‐gardu listrik sekitar perumahan), maka ini dapat mengubah perusahaan jaringan listrik juga menjadi penyedia jasa akses Internet. Cukup banyak perusahaan yang menampilkan produk serta layanan yang berkaitan dengan PLC ini, karena tampaknya koneksi dengan cara ini merupakan salah satu solusi koneksi Internet saat ini.
Gb 7 Jaringan PLC
Dengan menggunakan PLC ini tidak saja akses Internet, tapi juga dapat digunakan sebagai perangkat komunikasi suara (VoIP), transmisi video (video on demand) ataupun lainnya. Kecepatan data transfer yang bisa dicapai maksimal sekarang adalah sekitar 4,5 Mbps berarti sekitar 70 kali lebih cepat dari ISDN. Sehingga memungkinkan layanan yang menggabungkan penyediaan listrik, dan penyedia jasa komunikasi. Maka tak mengherankan para penyedia jasa akses Internet melalui jaringan listrik ini adalah
[email protected]
perusahaan penyedia layanan listrik. Jadi tidak lama lagi bisa‐bisa yang menjadi saingan TELKOM adalah PLN. Bahkan mungkin dengan teknologi PLC ini, MDP juga kita harapkan dapat berkiprah. Ide menggabungkan sinyal‐sinyal komunikasi dan listrik pada suatu jalur transportasi tunggal merupakan suatu harapan nyata. Teknologi PLC, zona pembagian aplikasi dibagi kedalam dua daerah : prosedur yang diperuntukkan untuk sisi luar gedung (outdoor), dan prosedur sisi dalam gedung (indoor). Dalam zona outdoor, infrastruktur telekomunikasi konvensional digunakan untuk menghubungkan stasiun jaringan lokal dengan jaringan listrik atau suatu backbone internet khusus. Bergantung pada jarak dan kondisi lokal, koneksi dimungkinkan oleh saluran tembaga atau kabel optik (FO, Fiber Optic). Stasiun jaringan lokal menggabungkan data dan sinyal data pada grid listrik dan mengirimkannya sebagai data stream ke setiap soket yang terhubung di rumah tangga, yaitu ke ujung user via jaringan tegangan rendah. Komponen sistem dijelaskan pada Gb 8.
Gb 8 Sistem PLC ‐ Ascom
Titik akses outdoor (OAP, Outdoor Access Point), melanjutkan data stream yang masuk ke jaringan indoor, dan suatu master indoor dalam kontrol rumah tangga dan mengkoordinasikan semua sinyal data yang ditransmisikan. Adapter‐adapter menengah memisahkan data dan daya pada soket dan melanjutkan data ke aplikasi perorangan. Teknologi powerline membawa data stream dan sinyal suara ke soket dalam suatu bangunan via jaringan tegangan rendah. Master outdoor (OM, Outdoor Master), beraksi sebagai administrator untuk sistem outdoor dan sebagai gateway yang menghubungkan sistem PLC dengan jaringan backbone. OAP menghubungkan sistem outdoor dan sistem indoor. Sisi luar, menunjukkan fungsi dari adapter (slave) sedangkan sisi dalamnya bekerja sebagai master dan bertanggungjawab untuk administrator sistem indoor.
almaad [email protected]
Gb 9 A Adapter ‐ A Ascom dan Aztech
dapter ind door menyediakaan interfaace antarra jaringa an data in nternal, PC, printter dan Ad ttelepon pada sattu sisi, daan jaringaan backb bone untuk intern net, telep pon dan aplikasi sejenis memiliki komunikkasi pada a frekuen nsi sistem m outdoo or juga pada sisii lainnya. Adapteer yang m ttersedia untuk kkoneksi ke k sistem m indoorr. Adapteer dilenggkapi dengan intterface standar s A interrface teleepon). Adapter Gambar G 9 di atass, dihubu 9 ungkan (Ethernet, USB, aanalog A/B oket dan terminal, sedanggkan repeeater unttuk mengguatkan ssinyal meelalui jaraak yang antara so lebih pan njang.
Gb 10 D Diadram ko oneksi peraalatan PLC
nit‐unit outdoor (m master, ttitik akses dan rep peater) d dihubungkan denggan semu ua fasa Un menggun nakan kabel tetap p. Sinyal P PLC dipisahkan an ntara dua a dari tigaa fasa. Seebagai haasilnya, pensinyaalan dapaat menjadi optim mal‐fasa, ssuatu pillihan yan ng tidak diberikan d n oleh ad dapter. Hal ini seecara lan ngsung dihubungkkan ke so oket via suatu kabel listrikk konven nsional, d dengan sinyal dihubungkkan antarra kondu uktor fasaa dan neetral. Kon nsep ini, ternyataa sama dengan d pendistrib busian teenaga listtrik ke rumah tanggga, dima ana besarnya beb ban (dayaa) pada konsep p ketiga fasanya selalu diupayakan sseimbangg.
[email protected]
PENUTUP
Berkembangnya Teknologi PLC, merupakan nuansa harapan bagi kita yang belum memanfaatkan internet, apalagi kita dihadapkan pada kebijakan pemerintah yang menyambut Tahun Baru 2003 dengan menaikkan BBM, Tarif Listrik dan Tarif Telpon. Dengan akses internet melalui jalur listrik, kita tidak lagi dihadapkan kendala besarnya biaya pulsa akibat akses internet yang begitu lamban, dibandingkan PLC yang dapat memberikan kecepatan akses hingga 2.5 ‐ 4.5 Mbps bahkan 45 Mbps. Juga PLC memberikan fungsi lain, seperti telpon atau meteran listrik yang biayanya dapat dilihat secara on‐line. Berbagai negara telah menerapkan Teknologi PLC, bahkan PLN dengan anak perusahaannya Indonesia Comnet Plus (Icon+) telah melakukan ujicoba untuk 20 user di Durentiga dan untuk 400 user di Jakarta dan Bandung. Adapun produk teknologi PLC sudah banyak dipasaran, seperti DPL (Inggris), Ascom (Swiss), DS2 (Spanyol), Mainnet (Jerman), Planet (Taiwan), dll. Bagaimana kita ? Disamping dihadapkan pada masih mahalnya teknologi PLC, juga kenyataan bahwa pemadaman listrik masih harus kita hadapi Now and Forever (maybe).
[email protected]
DAFTAR PUSTAKA
http://www.elektroindonesia.com/elektro/ut26.html http://www.powerlinecommunications.net/AscomPowerlineCommunication.htm http://www.lonestarbroadband.org/technology/powerlines.htm http://www.inf.brad.ac.uk/research/groups/npe/npe_pubs.php3#JPR http://www.powerlineworld.com/powerlineintro.html http://www.powerlinecommunications.net
MAKALAH TUGAS LEVEL 3
PLC POWER LINE CARRIER OLEH : 1. YUNI ALMAADIN (2206.100.035) 2. IMAM MUSTAKIM (2206.100.038) 3. HAFIDZ AMRULOH (2206.100.170)
Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknologi Industri Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya
[email protected]
BAB I PENDAHULUAN I.1. Latar Belakang Semakin berkembangnya ilmu pengetahuan dan teknologi, selalu diikuti dengan tersedianya sarana vital yang kita sebut listrik. Bagaimana kita membayangkan jika terjadi pemadaman listrik selama 24 jam pada gedung-gedung atau menara pencakar langit, yang dilengkapi dengan sarana pendingin, penerangan, lift atau sarana automasi lainnya ? Pada
proses
pendistribusiannya,
listrik
yang
dibangkitkan
oleh
pusat-pusat
pembangkit dialirkan ke pelanggan melalui jaringan transmisi dengan proses transformasi tegangan oleh transformator-transformator, hingga tegangan yang sampai dan dapat digunakan peralatan pelanggan sebesar 380/220 Volt. Proses transformasi tegangan ini, tentunya terkait dengan pertimbangan ekonomis, dikarenakan pada proses pendistribusian listrik besarnya biaya berbanding lurus dengan luas penampang penghantar pada jaringan transmisi. Listrik dibedakan dua macam, yaitu Listrik Arus DC dan Listrik Arus AC. Pada listrik DC, besaran arus atau tegangan tidak memiliki frekuensi atau berupa garis lurus/datar. Sedangkan pada listrik AC, besaran arus atau tegangan berbentuk gelombang sinusoida dengan frekuensi yang besarnya 50/60 Hz. Adapun pada prakteknya, listrik yang dibangkitkan oleh pusat-pusat pembangkit dalam bentuk 3( baca: 3 fasa), yang urutan fasanya disimbolkan huruf R, S, T dan biasanya diikuti kawat netral (N), tergantung hubungannya berbentuk Δ atau Υ. Mengalirnya arus listrik dalam bentuk gelombang sinusoida ini, ternyata dapat dimanfaatkan untuk media komunikasi sinyal suara dan data yang dikenal dengan nama Powerline Communication (PLC). Bagaimana konsepnya ?, secara sederana hal ini dapat dianalogikan bahwa arus listrik mengalir seperti air laut yang menghasilkan gelombang dan buih. Gelombang adalah arusnya, sedangkan buih berupa noisenya. Noise inilah yang dimanfaatkan oleh Teknologi PLC untuk menghantarkan sinyal suara dan data. Namun untuk menumpangkan sinyal telekomunikasi tersebut dibutuhkan frekuensi pada kisaran 1 – 30 MHz. Frekuensi ini mampu mengantarkan data hingga kecepatan 2 Mbps - 4.5 Mbps. Implikasinya, dengan teknologi PLC, aliran listrik nantinya tidak hanya dimanfaatkan untuk mengakses internet, namun perkembangannya dapat dimanfaatkan sebagai telepon atau pembacaan meteran, yakni dengan menginstal modem PLC yang berfungsi untuk mentransfer sinyal suara dan data. Sehingga jika si pengguna menginginkan agar dapat berkomunikasi dengan dua jalur sekaligus (internet dan telepon) pada satu jalur kabel listrik maka dengan dua modem teknologi PLC, hal ini dapat terealisasikan.
Konsep internet melalui kabel listrik, bukan barang baru. Usaha‐usaha sebelumnya dalam mengimplementasikan teknologi ini telah terhambat karena ketidakmampuan mengatasi solusi ekonomis dalam memfilter noise listrik yang melekat pada kabel‐kabel listrik. Sampai saat ini, perusahaan‐perusahaan telekomunikasi (seperti British Telecom,
[email protected]
Telstra, dll) telah sepenuhnya memonopoli pemasokan layanan‐layanan telekomunikasi di kebanyakan negara‐negara barat. Tetapi hal ini berubah dengan cepat ketika banyak negara telah (atau dalam proses menuju) melakukan deregulasi telekomunikasi mereka, sehingga jalan telah terbuka bagi pemain‐pemain baru untuk masuk ke pasar telekomunikasi. I.2. Pembatasan Masalah Dalam penyusunan makalah ini, kami membatasi pembahasan mengenai Powerline Communication. Hal‐hal yang kami bahas dalam makalah ini adalah mengenai perspektif sejarah PLC, skema jaringan, metode modulasi, kendala‐kendala yang dihadapi, dan aplikasinya dalam kehidupan. I.3. Tujuan Tujuan dari penyusunan makalah ini adalah untuk memberikan informasi kepada pembaca mengenai teknologi Powerline Communication (PLC). Dari penyusunan makalah ini kami berharap pembaca menjadi tahu bagaimana teknologi PLC ini dapat bekerja dan juga mengetahui kendala‐kendala yang dihadapi sehingga kelak teknologi ini bisa menjadi teknologi alternative untuk memajukan teknologi informasi dan pendidikan di Indonesia.
[email protected]
BAB II PEMBAHASAN
Sesuai namanya, Powerline Communication (PLC) adalah komunikasi data yang dilakukan melalui jalur listrik. Jalur listrik merupakan hal yang sangat umum dan sangat mudah ditemukan. Coba hitung berapa banyak stop kontak di rumah Anda? Hampir setiap kamar pasti menyediakan stop kontak, bahkan beberapa di antaranya menyediakan lebih dari satu stop kontak. Berbekal kenyataan ini, secara sederhana dapat disimpulkan bahwa komunikasi via jalur listrik ini sangatlah mudah dilakukan karena infrastrukturnya sudah ada. Konsep internet melalui kabel listrik, bukan barang baru. Usaha‐usaha sebelumnya dalam mengimplementasikan teknologi ini telah terhambat karena ketidakmampuan mengatasi solusi ekonomis dalam memfilter noise listrik yang melekat pada kabel‐kabel listrik. Sampai saat ini, perusahaan‐perusahaan telekomunikasi (seperti British Telecom, Telstra, dll) telah sepenuhnya memonopoli pemasokan layanan‐layanan telekomunikasi di kebanyakan negara‐negara barat. Tetapi hal ini berubah dengan cepat ketika banyak negara telah (atau dalam proses menuju) melakukan deregulasi telekomunikasi mereka, sehingga jalan telah terbuka bagi pemain‐pemain baru untuk masuk ke pasar telekomunikasi. Jaringan‐jaringan telekomunikasi membutuhkan beberapa medium pembawa sinyal (baik kabel optik fiber, kabel tembaga berpasangan, atau bahkan transmisi melalui satelit) dan pembiayaan untuk medium pembawa ini umumnya lumayan mahal dan menjadi penghambat. Tetapi untuk perusahaan utilitas pemasok listrik yang telah mempunyai infrastruktur seperti itu pada grid jaringan listriknya, konsep ini cukup menjanjikan, terutama jika masalah‐masalah di atas dapat diatasi. Digital Powerline(r)TM, merupakan salah satu solusi yang memungkinkan internet dijalankan melalui kabel listrik. II.1. Perspektif Sejarah Pemain utama dalam telekomunikasi powerline ini adalah Norweb (anak perusahaan United Utilities PLC, London), dan terutama adalah seorang stafnya yaitu Dr. Paul Brown. Pada tahun 1991, Dr. Brown ditunjuk untuk memimpin grup riset kecil pada Open University di Inggris untuk menyelidiki kelayakan telekomunikasi melalui kabel listrik. Dia menemukan bahwa di masa lalu banyak insinyur yang telah berjuang dengan ide‐ide yang
[email protected]
sama tetapi gagal karena noise. Setiap kali listrik dinyalakan, sejumlah besar gelombang disturbansi listrik melewati kabel dan mengubah setiap transmisi data secara simultan. Dr. Brown dan rekan‐rekan tim risetnya menemukan suatu ide menggunakan sinyal‐sinyal pada frekuensi tinggi diatas frekuensi yang secara potensial mengubah noise. Meskipun begitu, hal ini juga ada masalahnya. Sinyal‐sinyal frekuensi tinggi tidak mampu berjalan cukup jauh dan gaung atau pantulan dalam sistem dapat secara efektif menenggelamkan sinyal‐sinyal itu. Tim riset memutuskan untuk menggunakan lebih dari satu frekuensi dan mengirim data dalam bentuk paket‐paket diskrit yang dipandu oleh beberapa bentuk sistem pensinyalan. Pengujian dan penyempurnaan sistem ini dihasilkan pada uji coba proyek pilot dimana sekolah‐sekolah dasar di Manchester telah mempunyai sambungan Internet dengan laju 1 Mbps (hampir 10 kali lebih cepat dari sambungan‐sambungan ISDN yang telah ada). II.2. Metode Modulasi Secara konseptual sistem transmisi PLC cukup sederhana, yaitu dengan cara "menitipkan" sinyal data telekomunikasi pada noise yang ada pada energi listrik. Namun, secara teknis untuk menumpangkan sinyal data diperlukan frekuensi rendah dengan kisaran 1‐50 Hz dan membutuhkan kondisi tegangan listrik yang stabil. Disisi lain, kualitas kirim suara dan data dipengaruhi oleh bandwidth, frekuensi yang digunakan, dan SNR. Bandwidth tinggi dicapai dengan menggunakan kisaran frekuensi yang tinggi atau dengan menaikkan level SNR. Untuk menaikkan level SNR, dibutuhkan injeksi sinyal yang lebih tinggi. Sementara standar frekuensi yang dialokasikan untuk PLC berada sekitar 1‐50 Hz. PLC harus bekerja dengan daya sinyal/frekuensi yang rendah. Karena pada frekuensi tinggi bisa terjadi radiasi dari kabel listrik yang dapat mengganggu frekuensi lainnya. Ketentuan ini berlawanan dengan kebutuhan SNR yang tinggi karena beragam gangguan bisa muncul. Proses mencapai nilai SNR yang bagus dihadapkan kendala munculnya efek radiasi oleh kabel listrik. Padahal nilai SNR yang dibutuhkan harus mampu mengatasi noise background yang mungkin muncul. Masalah tersebut dapat diatasi dengan cara menggunakan dua buah metode modulasi. Yang pertama adalah Teknik Modulasi CDM (Code Division Multiplexing) atau Spread Spectrum. Dalam menggunakan metode ini, sinyal informasi dapat tersebar dalam kisaran frekuensi yang lebar. Tingkat sinyal informasi dibuat sangat rendah dengan harapan tidak akan terganggu tingkat noise yang sangat tinggi di PLC. Kedua, dengan menggunakan Teknik Modulasi OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiflexing). Metode modulasi ini dipergunakan banyak vendor karena dinilai cukup stabil. Efisiensi modulasinya dapat mencapai 5 bit per hz yang lebih tinggi dari metode modulasi lainnya.
[email protected]
Dasar kerja PLC adalah menggunakan frekuensi tinggi yang tidak digunakan untuk mengalirkan listrik. Jalur listrik umumnya menggunakan frekuensi 50‐60 Hz untuk mengalirkan listrik. PLC akan menggunakan frekuensi yang lebih tinggi untuk mengirimkan data.
Gb 1 Modulasi Data
PLC menggunakan modulasi Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) untuk mengirimkan data. Standar OFDM ini sangat populer, baik di standar wireless (802.11a/g) maupun DSL. Ide dasar OFDM adalah membagi spektrum menjadi bagian‐ bagian kecil dengan kecepatan rendah. Tentu saja, modulasi OFDM yang digunakan untuk keperluan transmisi PLC ini telah didesain khusus. Ia menggunakan 84 subcarriers di frekuensi antara 4,5‐21 MHz. Frekuensi ini jauh di atas frekuensi yang digunakan oleh jalur listrik, yaitu 50‐60 Hz.
Gb 2 Demodulasi Data
Cara kerja PLC ini termasuk rumit (perhatikan gambar di halaman sebelumnya). Langkah pertama yang dilakukan oleh PLC adapter adalah menggunakan algoritma Forward Error Correction (FEC) yang akan meng‐encode data ke dalam bentuk khusus. Selanjutnya, data yang telah di‐encode ini akan dipetakan ke dalam suatu set tone yang telah ditentukan. Gelombang OFDM melalui proses Fast Fourier Transform (FFT) akan mengubah sinyal dari frequency domain ke time domain. Selanjutnya, proses Inverse FFT (IFFT) akan menghasilkan simbol OFDM. Gb 3 Cyclic Prefix
[email protected]
Mekanisme informasi waktu (guard time/cyclic prefix) juga dimasukkan ke dalam simbol OFDM yang dihasilkan. Pada dasarnya, guard time atau cyclic prefix merupakan potongan dari akhir simbol OFDM yang diduplikatkan ke bagian awal simbol (lihat gambar di kiri atas). Dengan adanya informasi waktu ini, maka problem multipath ini bisa diatasi dan keutuhan simbol OFDM bisa dijaga. Saat data diterima, maka proses sebaliknya akan dilakukan. Guard time/cyclic prefix akan dibuang dan setiap simbol OFDM akan diproses oleh prosesor FFT. Selanjutnya, akan dilakukan konversi balik dari time domain ke frequency domain. Data akan diterima di port Ethernet oleh client PC/notebook. II.3. Kendala‐kendala Mengalirnya listrik pada suatu penghantar dapat menyebabkan terjadi jatuh tegangan (Voltage Drop) pada penghantar tersebut, sehingga menyebabkan ketidakstabilan tegangan atau selalu berfluktuasi. Juga tingkah laku fisik dari jaringan berubah setiap adanya peralatan yang di on/off. Kondisi ini jauh berbeda dengan jalur telekomunikasi, yang dapat kita katakan memiliki kestabilan, sehingga lalu lintas suara dan data memiliki sedikit kemungkinan untuk terjadi kegagalan. Kabel listrik juga merupakan sistem terbuka (open network) dimana sinyal bisa keluar (jaringan listrik merupakan suatu antena) yang dapat menimbulkan ElectoMagnetic Interference (EMI) yang dapat mengganggu sistem komunikasi dan juga terbuka dari luar, dimana sinyal/noise dari luar bisa masuk dan sistemnya mudah terganggu. PLC sebagai teknologi yang memanfaatkan saluran listrik untuk menumpangkan sinyal suara dan data, tentunya dihadapkan kendala‐kendala yang cukup rumit. Hal ini disebabkan berbagai kenyataan bahwa PLC mengambil tempat secara langsung pada jaringan di mana kebanyakan dari peralatan listrik rumah tangga dioperasikan, akibatnya level noise pada jaringan akan menjadi tinggi. Level noise bergantung pada sejumlah keadaan, seperti alam dan sumber‐sumber buatan dari radiasi elektromagnetik, struktur fisik dan parameter jaringan. Beberapa kendala aplikasi yang terkait dengan jaringan listrik adalah noise, distorsi, disturbansi dan atenuasi, tentunya hal ini akan mempengaruhi kualitas dari pengiriman suara dan data, sehingga diperlukan suatu metode modulasi yang mampu memberikan solusi pemecahannya. II.3.A. Noise Setiap jaringan listrik menerima sinyal listrik yang diradiasikan oleh alat‐alat pada jaringan tersebut dan diemisikan oleh sumber‐sumber lainnya. Karena itu mengapa setiap jaringan listrik dapat dikarakterisasikan oleh suatu yang kita sebut noise. Noise pada saluran
[email protected]
daya sebagian besar disebabkan oleh peralatan listrik yang terhubung ke saluran, seperti proses switching penyuplai‐penyuplai daya.
Gb 4 Contoh Rasio Sinyal‐Noise
Kualitas kirim suara dan data dipengaruhi oleh bandwidth, frekuensi yang digunakan, dan rasio sinyal‐noise (SNR, signal to noise ratio). Bandwidth tinggi dicapai dengan menggunakan kisaran frekuensi yang tinggi atau dengan menaikkan tingkat SNR. Untuk menaikkan tingkat SNR, dibutuhkan injeksi sinyal yang lebih tinggi. Contoh pengukuran SNR dan kisaran frekuensi yang dapat digunakan terlihat pada Gb 4. II.3.B. Distorsi Permasalahan lain yang harus diatur pada jaringan listrik adalah distorsi (penyimpangan). Di mana distorsi ini dapat muncul selama kerangka‐waktu milidetik sampai beberapa menit. Distorsi tidak hanya disebabkan oleh peralatan mesin bor, oven microwave dan blender, tetapi juga disebabkan oleh lampu‐lampu yang di on/off. II.3.C. Disturbansi Keanehan sistem PLC penting lainnya adalah sering terjadi berbagai macam disturbansi dari jaringan. Jaringan tegangan rendah tidak dapat membangun transmisi data dan ada beberapa kerugian untuk pemakaian dalam telekomunikasi. Karena itu jaringan PLC kelihatan menjadi lebih terganggu dari pada jaringan komunikasi kawat lainnya. Karena aturan regulasi yang ketat untuk radiasi elektromagnetik dari jaringan PLC terhadap lingkungan, sistem PLC harus bekerja dengan daya sinyal yang sangat rendah. Hal itu membuat sistem PLC lebih sensitif terhadap disturbansi dan sistem transmisi PLC harus menghadapi problem ini. Sampai kini SNR cukup untuk menghindari disturbansi dalam jaringan, namun tidak ada pemakaian metode khusus untuk melawan disturbansi.
[email protected]
II.3.D. Atenuasi Salah satu problem utama dari PLC adalah atenuasi (peredaman) sinyal yang sangat tinggi, terutama jika frekuensi kerjanya diatas kisaran puluhan MHz. Adanya Atenuasi akan menyebabkan menurunkan tingkat sinyal pada suatu jarak tertentu, sebagaimana ditunjukkan pada Gambar 2:
Gb 5 Sinyal peredaman sebagai fungsi jarak
II.3.E. Keamanan Mengirim data melalui jalur listrik tampaknya sama tidak amannya dengan wireless. Anda tidak bisa tahu pasti siapa saja yang ikut “menguping” di jalur listrik yang digunakan. Sebagai solusinya, standar PLC menggunakan enkripsi 56‐bit Data Encyrption Standard (DES). Standar 56‐bit DES ini mungkin bukan standar enkripsi yang paling aman, namun setidaknya ia memberikan kesulitan ekstra untuk para calon penyusup yang ingin menyadap data Anda. II.4. Skema Jaringan Pada sisi pelanggan akhir dari jaringan, CAU (customer acces units, unit‐unit akses pelanggan) menghubungkan peralatan pengguna apakah itu telpon, komputer atau yang lainnya, ke jaringan kabel listrik utama. CAU juga sebagai unit‐unit pengkondisi yang berfungsi untuk mengisolasi secara elektrik peralatan‐peralatan pengguna dari kabel listrik utama, juga untuk mengekstraksi sinyal data dari arus listrik. CAU ini dihubungkan ke infrastruktur komunikasi yang merupakan tegangan rendah induk (240‐415 volt). Pada substasiun listrik di mana jaringan distribusi tegangan rendah berasal (telah diturunkan tegangannya dari jaringan tegangan tinggi dengan transformer), sinyal‐sinyal diinjeksikan ke dalam jaringan tegangan rendah dari jaringan data konvensional eksternal (kabel tembaga koaksial, kabel optik fiber, jaringan nirkabel, atau bahkan jaringan satelit). Jadi meskipun komunikasi data dapat dipropagasi melalui kabel listrik, beberapa jaringan konvensional harus tetap ada atau diinstal ke substasiun. Sampai
[email protected]
saat ini belum ada metoda yang ditemukan untuk melakukan propagasi sinyal‐sinyal data melalui jaringan tegangan tinggi (> 415 volt). Secara khusus, frekuensi sinyal daya listrik adalah dalam range 50/60Hz. Dengan pengkondisian, sinyal‐sinyal data ini dinaikkan ke frekuensi ultra tinggi dalam range 500/600MHz, sehingga data dapat dilapiskan ke atas kabel utama listrik tanpa terjadi kondisi saling melemahkan. Interferensi diminimalkan dengan memecah arus data ke bentuk paket‐paket sebelum diinjeksikan ke dalam jaringan listrik. Sistem komersial dapat menawarkan laju data digital dalam kecepatan kelipatan lebih dari 32 kbps ke maksimum arus yang diperkirakan mencapai 1 Mbps. Laju data ini relatif sangat stabil, bebas dari noise dan menawarkan spektrum‐spektrum yang dapat digunaan dalam range 6 dan 10 MHz ke para pelanggan akhir dari jaringan distribusi, dan kira‐kira spektrum 20 MHz ke para pelanggan yang lebih dekat dengan substasiun. Lebih penting lagi, sambungan ini adalah permanen. Nilai tambah bagi perusahaan‐perusahaan listrik adalah bahwa sekali teknologi ini diimplementasikan akan memungkinkan mereka untuk memperoleh nilai tambah ke jaringan mereka sendiri dengan berkemampuan untuk membaca meteran listrik pintar dan mampu menyediakan peranti pengelolaan demand/supply cerdas yang memberi kemampuan pada perusahaan dalam mengimplementasikan sistem tarif yang inovatif ataupun sistem reward energi yang lain. II.5. Aplikasi PLC Komponen sistem tenaga listrik dibagi dalam 3 bagian utama, yaitu pembangkitan, transmisi dan distribusi. Adanya kendala ekonomis, maka dalam proses penyalurannya dilakukan transformasi tegangan oleh transformator, sehingga pada masing‐masing bagian memiliki level tegangan yang berbeda‐beda, sehingga secara umum sistem tenaga listrik dibagi menjadi 4 bagian, seperti Gb 6.
Gb 6 Diagram Sistem Tenaga Listrik
[email protected]
Pada proses pendistribusian listrik ke titik‐titik pelanggan, agar besarnya tegangan sesuai standar peralatan pelanggan (220 V), maka melalui trafo distribusi tegangan 12 kV diturunkan menjadi 380 V. Jaringan dengan tegangan 20 kV /380 V inilah yang disebut jaringan tegangan rendah. Trafo distribusi di Indonesia biasanya diletakkan tergantung pada tiang‐tiang listrik, seperti Trafo distribusi yang ada pada tiang listrik sebelah kanan Gedung STMIK MDP (di samping Genset). Dengan memahami diagram sistem tenaga listrik di atas, maka tidaklah susah bagi kita untuk mengetahui di mana titik tumpang‐sari atau “penitipan” sinyal‐singal telekomunikasi diinjeksikan ke jaringan listrik dari jaringan data eksternal, seperti kabel tembaga koaksial, kabel optik fiber, atau bahkan jaringan satelit. Jelaslah bahwa titik injeksinya pada jaringan listrik adalah pada Trafo Distribusi. Sistem PLC cukup menarik untuk digunakan. Karena membutuhkan koneksi ke infrastruktur jaringan Internet yang lebih sedikit. Sebab koneksi dilakukan dengan memanfaatkan infrastruktur jaringan listrik yang telah ada. Seperti yang ditampilkan pada gambar berikut ini. Untuk koneksi ke jaringan Internet hanya perlu dari router PLC utama ke Internet (ISP) ini dapat dilakukan baik menggunakan wireless ataupun menggunakan leased line (saluran kontrak). Dari tiap rumah ke router PLC tersebut dapat digunakan modem PLC. Apabila router PLC di atas dioperasikan oleh perusahaan penyedia jaringan listrik (misal di gardu‐gardu listrik sekitar perumahan), maka ini dapat mengubah perusahaan jaringan listrik juga menjadi penyedia jasa akses Internet. Cukup banyak perusahaan yang menampilkan produk serta layanan yang berkaitan dengan PLC ini, karena tampaknya koneksi dengan cara ini merupakan salah satu solusi koneksi Internet saat ini.
Gb 7 Jaringan PLC
Dengan menggunakan PLC ini tidak saja akses Internet, tapi juga dapat digunakan sebagai perangkat komunikasi suara (VoIP), transmisi video (video on demand) ataupun lainnya. Kecepatan data transfer yang bisa dicapai maksimal sekarang adalah sekitar 4,5 Mbps berarti sekitar 70 kali lebih cepat dari ISDN. Sehingga memungkinkan layanan yang menggabungkan penyediaan listrik, dan penyedia jasa komunikasi. Maka tak mengherankan para penyedia jasa akses Internet melalui jaringan listrik ini adalah
[email protected]
perusahaan penyedia layanan listrik. Jadi tidak lama lagi bisa‐bisa yang menjadi saingan TELKOM adalah PLN. Bahkan mungkin dengan teknologi PLC ini, MDP juga kita harapkan dapat berkiprah. Ide menggabungkan sinyal‐sinyal komunikasi dan listrik pada suatu jalur transportasi tunggal merupakan suatu harapan nyata. Teknologi PLC, zona pembagian aplikasi dibagi kedalam dua daerah : prosedur yang diperuntukkan untuk sisi luar gedung (outdoor), dan prosedur sisi dalam gedung (indoor). Dalam zona outdoor, infrastruktur telekomunikasi konvensional digunakan untuk menghubungkan stasiun jaringan lokal dengan jaringan listrik atau suatu backbone internet khusus. Bergantung pada jarak dan kondisi lokal, koneksi dimungkinkan oleh saluran tembaga atau kabel optik (FO, Fiber Optic). Stasiun jaringan lokal menggabungkan data dan sinyal data pada grid listrik dan mengirimkannya sebagai data stream ke setiap soket yang terhubung di rumah tangga, yaitu ke ujung user via jaringan tegangan rendah. Komponen sistem dijelaskan pada Gb 8.
Gb 8 Sistem PLC ‐ Ascom
Titik akses outdoor (OAP, Outdoor Access Point), melanjutkan data stream yang masuk ke jaringan indoor, dan suatu master indoor dalam kontrol rumah tangga dan mengkoordinasikan semua sinyal data yang ditransmisikan. Adapter‐adapter menengah memisahkan data dan daya pada soket dan melanjutkan data ke aplikasi perorangan. Teknologi powerline membawa data stream dan sinyal suara ke soket dalam suatu bangunan via jaringan tegangan rendah. Master outdoor (OM, Outdoor Master), beraksi sebagai administrator untuk sistem outdoor dan sebagai gateway yang menghubungkan sistem PLC dengan jaringan backbone. OAP menghubungkan sistem outdoor dan sistem indoor. Sisi luar, menunjukkan fungsi dari adapter (slave) sedangkan sisi dalamnya bekerja sebagai master dan bertanggungjawab untuk administrator sistem indoor.
almaad [email protected]
Gb 9 A Adapter ‐ A Ascom dan Aztech
dapter ind door menyediakaan interfaace antarra jaringa an data in nternal, PC, printter dan Ad ttelepon pada sattu sisi, daan jaringaan backb bone untuk intern net, telep pon dan aplikasi sejenis memiliki komunikkasi pada a frekuen nsi sistem m outdoo or juga pada sisii lainnya. Adapteer yang m ttersedia untuk kkoneksi ke k sistem m indoorr. Adapteer dilenggkapi dengan intterface standar s A interrface teleepon). Adapter Gambar G 9 di atass, dihubu 9 ungkan (Ethernet, USB, aanalog A/B oket dan terminal, sedanggkan repeeater unttuk mengguatkan ssinyal meelalui jaraak yang antara so lebih pan njang.
Gb 10 D Diadram ko oneksi peraalatan PLC
nit‐unit outdoor (m master, ttitik akses dan rep peater) d dihubungkan denggan semu ua fasa Un menggun nakan kabel tetap p. Sinyal P PLC dipisahkan an ntara dua a dari tigaa fasa. Seebagai haasilnya, pensinyaalan dapaat menjadi optim mal‐fasa, ssuatu pillihan yan ng tidak diberikan d n oleh ad dapter. Hal ini seecara lan ngsung dihubungkkan ke so oket via suatu kabel listrikk konven nsional, d dengan sinyal dihubungkkan antarra kondu uktor fasaa dan neetral. Kon nsep ini, ternyataa sama dengan d pendistrib busian teenaga listtrik ke rumah tanggga, dima ana besarnya beb ban (dayaa) pada konsep p ketiga fasanya selalu diupayakan sseimbangg.
[email protected]
PENUTUP
Berkembangnya Teknologi PLC, merupakan nuansa harapan bagi kita yang belum memanfaatkan internet, apalagi kita dihadapkan pada kebijakan pemerintah yang menyambut Tahun Baru 2003 dengan menaikkan BBM, Tarif Listrik dan Tarif Telpon. Dengan akses internet melalui jalur listrik, kita tidak lagi dihadapkan kendala besarnya biaya pulsa akibat akses internet yang begitu lamban, dibandingkan PLC yang dapat memberikan kecepatan akses hingga 2.5 ‐ 4.5 Mbps bahkan 45 Mbps. Juga PLC memberikan fungsi lain, seperti telpon atau meteran listrik yang biayanya dapat dilihat secara on‐line. Berbagai negara telah menerapkan Teknologi PLC, bahkan PLN dengan anak perusahaannya Indonesia Comnet Plus (Icon+) telah melakukan ujicoba untuk 20 user di Durentiga dan untuk 400 user di Jakarta dan Bandung. Adapun produk teknologi PLC sudah banyak dipasaran, seperti DPL (Inggris), Ascom (Swiss), DS2 (Spanyol), Mainnet (Jerman), Planet (Taiwan), dll. Bagaimana kita ? Disamping dihadapkan pada masih mahalnya teknologi PLC, juga kenyataan bahwa pemadaman listrik masih harus kita hadapi Now and Forever (maybe).
[email protected]
DAFTAR PUSTAKA
http://www.elektroindonesia.com/elektro/ut26.html http://www.powerlinecommunications.net/AscomPowerlineCommunication.htm http://www.lonestarbroadband.org/technology/powerlines.htm http://www.inf.brad.ac.uk/research/groups/npe/npe_pubs.php3#JPR http://www.powerlineworld.com/powerlineintro.html http://www.powerlinecommunications.net
