Komunikasi merupakan cara manusia sebagai makhluk hidup untuk dapat saling bertukar informasi. Biasanya, manusia dapat berkomunikasi dengan dua cara, yaitu: verbal dan nonverbal. Komunikasi verbal dilakukan oleh manusia secara lisan maupun tertulis. Sedangkan komunikasi nonverbal dapat dilakukan dengan ekspresi wajah, gerakan tangan, intonasi suara maupun kecepatan berbicara. Di samping itu, manusia melakukan komunikasi melalui beragam media komunikasi, seperti: telepon seluler, pesan SMS, dan internet. Media tersebut merupakan beberapa media komunikasi yang sudah ada di lingkungan manusia pada umumnya. Tentunya, media komunikasi tersebut sangat membantu kehidupan manusia dalam banyak hal.
Selain dimanfaatkan oleh manusia untuk berkomunikasi, media komunikasi juga sering sekali digunakan dalam dunia IT, tak terkecuali di bidang Internet of Things (IoT). IoT digunakan untuk mengirim data penting. Prinsipnya, IoT mengirimkan data melalui media komunikasi seperti internet maupun data selular (berbantukan kartu SIM). Namun, media komunikasi layaknya internet maupun data selular masih jarang/kurang terjangkau bahkan tidak ada di daerah/medan seperti bukit dan gunung. Salah satu contoh fakta nyata di daerah/medan pegunungan, ialah seorang ahli biologi tertarik untuk mengetahui kapan hewan domestik di suatu pegunungan berada dekat dengan tempat makan. Untuk mengetahui hal tersebut tentunya alat harus mengirimkan data kepada ahli biologi. Sebagai alternatif, ternyata alat dipasangkan melalui modul LoRa (Long Range) untuk berkomunikasi menggunakan gelombang radio.
LoRa merupakan sebuah modul yang dapat dipasang pada alat berbasis IoT untuk berkomunikasi tanpa bergantung kepada internet maupun data selular. LoRa merupakan teknologi baru yang menggunakan spread spectrum modulation pada layer fisik. Teknik ini merepresentasikan setiap bit data muatan dengan beberapa informasi. Kemudian bit ini tersebar melalui pita besar. Di bawah tingkat kebisingan LoRa dapat menghasilkan komunikasi yang tahan terhadap gangguan. LoRa memiliki seperangkat parameter spesifik yang dapat dikonfigurasi dan dapat menawarkan pertukaran antara jangkauan komunikasi, kecepatan data, dan konsumsi energi. Beberapa parameternya yaitu: 1) Bandwidth (BW) yang merepresentasikan rentang frekuensi yang digunakan sinyalnya. LoRa memungkinkan penggunaan tiga bandwidth yang berbeda (125 kHz, 250 kHz dan 500 kHz). Penggunaan kecepatan data yang lebih tinggi akan mengurangi waktu pengiriman namun menghasilkan jarak transmisi yang lebih kecil; 2) Spreading Factor (SF) yang merepresentasikan angka dari chirps per symbol, digunakan dalam pengolahan data sebelum transmisi dari sinyal. Namun, semakin besar SF maka akan meningkatkan waktu transmisi untuk mengirimkan sebuah paket data; 3) Coding Rate (CR) digunakan di LoRa untuk meningkatkan kekuatan sinyal radio dengan melakukan Forward error correction (FEC). Nilai yang lebih kecil akan meningkatkan redundansi. Dengan demikian hal tersebut dapat meningkatkan overhead data, tetapi hasilnya juga lebih kuat.
Dalam suatu penelitan yang berjudul “LoRa from the city to the mountains: Exploration of hardware and environmental factors”, sekelompok peneliti melakukan eksperimen dengan konfigurasi parameter LoRa dengan Bandwidth (BW) diatur ke 125 kHz, Spread Factor (SF) diatur ke-9 dan Coding Rate (CR) diatur ke-4/6. Eksperimen dilakukan di daerah pegunungan dengan pepohonan yang tinggi dan minimal Line-of-Sight (LOS). Cuaca saat dilakukan eksperimen berawan dengan suhu antara 20o C dan 30o C dan tingkat angin sedikit. Didapatkan jarak maksimal komunikasi sejauh 100 m dengan Packet Delivery Ratio (PDR) di atas 90% di semua arah kecuali di derajat 210o dan 270o yang PDR-nya turun menjadi 63,4%. Keefektifan LoRa dari hasil eksperimen tadi didasari oleh beberapa factor, di antaranya yaitu: 1) Tumbuh-tumbuhan (konektivitas di area terbuka lebih baik dibanding di area yang memiliki tumbuh-tumbuhan yang lebat); 2) Suhu sekitar (suhu yang tinggi mengurangi kualitas koneksi).
Eksperimen dilanjutkan dengan mencoba beberapa antena untuk menguji keefektifan konektivitas dari LoRa. Antena yang digunakan dalam eksperimen yaitu antena PC81 sebagai transmitter dan antena dipole sebagai receiver. LoRa dikonfigurasi dengan Bandwidth (BW) diatur ke-125 kHz, Spread Factor (SF) diatur ke-9 dan Coding Rate (CR) diatur ke-4/6. Kekuatan transmisi dengan antena dipole diatur ke-7 dBm sedangkan untuk antena PC81 diatur ke-7 dan 12 dBm. Eksperimen dilakukan di daerah pegunungan dengan cuaca berawan dan suhu antara 20oC dan 30oC. Pada kekuatan transmisi 7 dBm di antena PC81 menunjukkan penurunan kualitas sinyal pada derajat 240o dan 270o karena di derajat tersebut terdapat bukit di antara pengirim dan penerima. Dapat disimpulkan dari eksperimen penelitian tersebut bahwa pemilihan antena dalam penggunaan LoRa sangatlah penting dan harus dipikirkan secara mendalam.
Hasil eksperimen di atas (dilakukan tahun 2017 oleh Iova, dkk) menjelaskan bahwa konfigurasi LoRa dan pemilihan antena merupakan suatu hal yang krusial. Harus dipikirkan secara matang sebelum diimplementasikan pada IoT di daerah pegunungan. Kemudian untuk mendapatkan hasil yang maksimal, posisi antena yang digunakan LoRa dapat dipasang pada ketinggian yang cukup agar LOS (Line-of-Sight) tidak ada gangguan. Dengan begitu komunikasi antarkedua alat dapat berjalan secara maksimal dan memiliki jangkauan yang luas. []
