IMPLEMENTASI HAPS DI INDONESIA

HAPS merupakan teknologi baru pada sektor telekomunikasi yang mampu mengatasi kekurangan dari infrastruktur terrestrial dan extraterestrial. HAPS telah lama dikembangkan di negara-negara maju, seperti Amerika dan Jepang. Pengembangan HAPS dapat pula dilakukan di negara berkembang, karena teknologi HAPS tidak mempunyai kompleksitas setinggi satelit dan resiko yang rendah pula.

Namun pengembangan teknologi HAPS harus dilakukan secara sinergis dengan berbagai disiplin ilmu. Penerapan HAPS di Negara berkembang, seperti Indonesia memerlukan penelitian terhadap meteorologi-geofisika atmosfir dan karakter propagasi frekuensi (khususnya frekuensi EHF). Disamping itu perlu pula dicermati pengaruh interferensi frekuensi uplink dengan satelit dan sistem terestrial (uplink dan down link). HAPS dapat diterapkan sebagai faktor komplemen dari jaringan terestrial atau satelit yang ada. Umumnya digunakan sebagai backup emergency atau pelimpahan beban traffic. HAPS dapat diimplementasikan sebagai wahana broadcasting TV, radio dan data baik secara individu (stand alone), network atau komplemen.

Untuk Indonesia, maka skenarionya adalah tahap 1 implementasi HAPS untuk Jakarta, Surabaya, Medan dan Bali. Untuk aplikasi internet, broadcasting, telekomunikasi (selular), pengendalian lalu lintas kendaraan dan monitoring polusi lingkungan hidup. Tahap 2, HAPS diimplementasikan untuk sub-urban dengan aplikasi internet, broadcast, telekomunikasi, tele-medecine, tele-education dan penginderaan jarak jauh. Sedangkan tahap 3 untuk daerah rural/remote (hutan dan laut) HAPS dapat digunakan untuk penginderaan jarak jauh dan telekomunikasi.

Perlu dicermati pula penggunaan spektrum frekuensi,mengingat HAPS payload dapat memanfaatkan pita frekuensi 2 GHz (L band) sampai dengan 50 GHz (V band). Hal ini mengingat di Indonesia khususnya dan di Asia Pasifik umumnya mempunyai curah hujan kumulatif rata-rata yang tinggi.

Tabel 4. Tingkat curah hujan di Indonesia dan Asia Pasifik. [ES]

Waktu (%/tahun)	1,0	0,3	0,1	0,03	0,01	0,003	0,001
Hujan (mm/jam)	12	34	65	105	145	200	250

Para ahli Sky Station menyarankan agar kota seperti Jakarta mulai menggunakan teknologi balon udara menggantikan teknologi konvensional yang ada. Keuntungan yang ditawarkan sudah jelas yaitu murah, kapasitas per bandwidth yang sangat lebar dan sangat cocok untuk broadband teknologi. Selain itu kecepatan pembangunan sarana balon yang jauh lebih tinggi dari ketiga metode yang lain juga patut jadi pertimbangan utama.

ARSITEKTUR HAPS

Pada dasarnya wahana HAPS akan menjadi backbone pada perangkat yang terdapat di Balon Udara, yang mampu menangani access network, perangkat observasi bumi dan AP service. Pada perangkat access network dapat melayani aplikasi-aplikasi fixed wireless access, penyiaran dan komunikasi bergerak.

Seperti yang telah dijelaskan pada bab pendahuluan, HAPS menggunakan wahana berupa balon udara/gas atau pesawat. Perusahaan yang mengembangkan teknologi tersebut adalah Skystation (Amerika Serikat) dan Skysat.

Gambar 1.1 adalah HALO, teknologi HAPS dengan wahana pesawat yang dikembangkan oleh Angel Technology, sedangkan gambar 1.2 adalah STS, teknologi HAPS dengan wahana balon gas yang dikembangkan oleh Skystation.

Perbedaan dari kedua wahana tersebut adalah pada pengoperasiannya. HALO memerlukan satu armada pesawat HALO dan landasan pacu di beberapa tempat. Pengoperasian dilakukan secara siklus 5-7 jam sekali. Sedangkan STS SkyStation dapat beroperasi selama 5-6 tahun tanpa awak. Pengoperasiannya menggunakan motor listrik untuk stabilisasi ketinggian dan posisi.

Berikut adalah tabel yang memuat data teknis platform balon gas Skystation :

No	Kriteria teknis	Besaran	Catatan
1	Platform weight	6.750 kg
2	Dimension at Ø max.	(145 x 52) meter	Diameter maksimum
3	Altitude	21 km	69.000 kaki
5	Masa operasional	> 5 tahun
6	Electrical output max.	515 kW	Pada saat siang hari
7	Load Power max.	135 kW	20 kW untuk payload 115 kW untuk platform
8	Top speed	107 knot
9	Cruising sbpeed	40 knot
10	Closed Loop Control	GPS	Window of : (400 x 700) meter

Tabel berikut menampilkan aspek teknis payload berikut layanan yang diberikan dari wahana STS Sky Station:

No	Kriteria Teknis	Besaran	Catatan
1	Berat	1.000 kg
2	Switch	ATM onboard
3	Catu daya maksimum	20 kW
4	Antena	Spot beam	1 spot = 150 km (diameter)
5	Connection	E1 dan T1	- via LAN, PSTN, ISP
6	Rate services	Fixed, Variable
7	Frekuensi	2 GHz - 50 GHz	Tergantung aplikasi.

Sedangkan gambar berikut menampilkan pembagian pelayanan HALO dan line of sight nya :

Dalam implementasinya, HAPS merupakan satu kesatuan jaringan, artinya satu HAPS untuk satu kota dan tidak terkait dengan HAPS lain. Penggunaan HAPS dapat mencakup daerah yang luas atau memanjang, misalnya jalur pantai utara Jawa sebagai pendukung cellular atau sensor jarak jauh. Selain itu, HAPS dapat digunakan sebagai faktor komplemen jaringan terestrial atau satelit. HAPS diterapkan sebagai back up emergency. Dalam pemanfaatannya, HAPS dapat digunakan sebagai wahana broadcasting data baik secara individu, komplemen, atau network.

KELEBIHAN HAPS

Pada bagian pendahuluan, dijelaskan HAPS merupakan teknologi untuk mengatasi kekurangan yang ada pada infrastruktur terestrial dan satelit sehingga dapat dibandingkan antara teknologi HAPS dengan teknologi terestrial bumi dan satelit.

Dari segi investasi, HAPS jauh lebih murah dibandingkan satelit GSO (36 transponder) yaitu sekitar 30% -nya saja karena HAPS tidak memerlukan tempat, waktu peluncuran yang khusus dan tidak 'space standard'. Payload juga dapat di upgrade sesuai kebutuhan atau dikembangkan dengan mudah dan cepat. Biaya operasi HAPS relatif lebih rendah karena satu wahana HAPS dapat mencakup area seluas 637.000 km² s/d 785.000 km² dari ketinggian 21 km. Untuk Sky Station cakupan dibagi menjadi 2 yaitu Urban Area Coverage (UAC) dan Suburban Area Coverage (SAC).[FRM]. Kelebihan lainnya yaitu HAPS resikonya lebih rendah dibanding satelit, khususnya dari segi teknis. Dengan HAPS, kecil kemungkinan wahana tersebut mengalami kecelakaan (meledak) atau hilang (miss-orbit). Penggunaan HAPS tidak memerlukan koordinasi global (konstalasi satelit LEO/NGSO) atau regional (satelit GEO/GSO). Dari sudut pandang aplikasi, HAPS dapat di upgrade sesuai kebutuhan yang relatif lebih murah dan mudah dibandingkan satelit, mengingat ketingginnya yang masih didalam atmosfir bumi.

Kapasitas HAPS, dengan payload seberat 1 ton (SkyStation) dapat memberikan output layanan sebesar 7 Gbps [YCL-HYE], sedangkan payload dapat berupa multi aplikasi. Sementara cakupan maksimal adalah antara 450 km s/d 500 km radius. Sebagai wahana pendukung aplikasi telekomunikasi, maka HAPS memiliki delay time (kelembaman waktu) yang jauh lebih kecil dibandingkan satelit yaitu sekitar 0,14 ms atau 140 ms. Pemakaian teknologi HAPS juga dapat memperkecil faktor fading yang diakibatkan oleh tingginya sudut elevasi antara antena pengguna dengan wahana HAPS. Untuk radius sampai dengan 150 km, dapat digunakan sudut elevasi antara 15° sampai dengan 30°. Resume perbandingan tersebut dirangkum dalam tabel.

Tabel HAPS vs Terestrial dan Satelit

No	Aspek	Terestrial	HAPS	Satelit
1	Investasi	Sedang	Kecil	Besar
2	Biaya operasi	Sedang	Sedang	Besar
3	Resiko	Kecil	Sedang	Besar
4	Koordinasi	Lokal	Lokal	Internasional
5	Biaya upgrade	Besar	Sedang	Besar
6	Kapasitas sistem	Besar	Besar	Kecil
7	Cakupan geografis	Kecil	Besar	Sangat Besar
8	Delay time	Kecil	Kecil	Besar
9	Fading	Besar	Kecil	Kecil

Khusus untuk delay time HAPS (kondisi line of sight), pada titik nadir 1 hop = 70 m sec dan untuk 2 hop =140 m sec. Sementara untuk titik terjauh (500 km dari titik nadir) delay time 1 hop = 1.668 m sec dan untuk 2 hop = 3.336 m sec.

High Altitude Platform System (Pendahuluan)

Sektor telekomunikasi merupakan sektor yang mengalami perkembangan sangat pesat seiring dengan perkembangan zaman. Selama ini, infrastruktur telekomunikasi dibedakan menjadi dua, yakni infrastruktur terestrial dan infrastruktur extra-terestrial. Infrastruktur terestrial terdiri atas terestrial darat dan laut.

Infrastruktur terestrial darat terdiri atas infrastruktur jaringan kabel (tembaga dan fiber optik) dan radio gelombang mikro. Sedangkan infrastruktur terestrial laut terdiri atas jaringan kabel tembaga dan fiber optik. Infrasturktur terestrial mempunyai kelebihan di unlimited bandwidth expansion, tapi juga mempunyai kekurangan dalam bidang fleksibilitas dan mobilitas

Infrastruktur extra-terestrial merupakan infrastruktur satelit yang memiliki kelebihan dalam bidang fleksibilitas dan mobilitas, tetapi risikonya tinggi, limited bandwith expansion dan kelembaman waktu (time delay) tinggi, khususnya untuk suara dan data interaktif.

Sebagai solusi dalam meminimalisasi kekurangan yang ditimbulkan dari kedua jenis infrastruktur tersebut, maka diciptakanlah suatu teknologi baru, yang disebut HAPS (High Altitude Platform System). Penelitian penggunaan HAPS sebagai wahana telekomunikasi dan broadcasting dilakukan oleh negara-negara maju, diantaranya Amerika Serikat, Eropa, dan Jepang. Wahana HAPS sendiri dikembangkan dengan dua media yaitu : balon gas(gas yang lebih ringan daripada udara) dan pesawat terbang bermesin. Teknologi wahana balon gas dikembangkan oleh Amerika Serikat, oleh SkyStation dan SkySat, serta Jepang. Sementara teknologi pesawat terbang dikembangkan oleh Angel Technology (USA), dinamakan HALO^TM (High Altitude Long Operation), dan oleh European Space Agency (ESA), dinamakan HALE^TM (High Altitude Long Endurance).

HAPS dibagi menjadi dua bagian utama, bagian pertama adalah platform (wahana) yang terdiri dari perangkat propulsi, bahan bakar, perangkat komunikasi pengendalian-pengukuran dan penyediaan energi. Bagian kedua adalah payload yang terdiri dari perangkat telekomunikasi atau broadcasting dalam bentuk semacam 'transponder'.

HAPS diletakkan di lapisan stratosfir pada ketinggian 20-50 km. Lapisan stratosfir berada di atas lapisan perubahan cuaca dengan suhu antara 0^oC-60^oC dan tekanan antara 90mb-0mb, serta jauh di atas jalur penerbangan sipil dan awan hujan (di atas kawasan turbulansi udara). Selain itu lapisan stratosfir mempunyai kestabilan perubahan angin yang cenderung lamban dan konstan yaitu sebesar 50 m/detik pada ketinggian 21 km. Oleh karena itu, lapisan stratosfir dianggap layak untuk dimanfaatkan sebagai media observasi bumi dengan menggunakan wahana balon udara/gas atau pesawat terbang.

HAPS dapat dimanfaatkan pada berbagai aplikasi :

1. Internet : baik sebagai akses atau backbone.

2. Telekomunikasi: voice fixed dan cellular / wireless dan data.

3. Broadcasting : TV, Radio dan data (paging).

4. Video conference.

5. Tele-medecine.

6. Tele-education.

7. E-shopping dan E-commerce.

8. Remote sensing : monitor polusi, tata ruang daerah, kebakaran hutan dan potensi kelautan.

9. Civil service : keamanan, pemberi tahu dini (kebakaran hutan, bencana alam dll).

10. Komunikasi militer dan penginderaan militer.

11. Pengaturan lalulintas dan keperluan kepolisian.

12. Telecommuting.