Teknologi Radio Paket
Tulisan ini akan memberikan penjelasan dasar mengenai radio paket secara umum. Beberapa hal yang berkaitan dengan teknik radio, seperti frekuensi, modulasi maupun radio itu sendiri akan dijelaskan secara umum. Juga akan dijelaskan secara umum beberapa protokol yang digunakan untuk membangun jaringan Internet menggunakan radio, seperti AX.25 & TCP/IP.
Frekuensi radio
Ada beberapa macam frekuensi yang digunakan untuk komunikasi radio paket, yaitu VHF/UHF (Very High Frequency / Ultra High Frequency) , Microwave dan HF (High Frequency).
Sebuah rumus yang menyatakan hubungan frekuensi dengan panjang gelombang dinyatakan sebagai c = λ f dimana c adalah kecepatan cahaya = 300 km per detik
- VHF (Very High Frequency) - Frekuensi yang digolongkan VHF dan dipakai oleh rekan-rekan radio amatir umumnya di band 2 meter pada frekuensi yang berkisar diantara 144 MHz s/d 146 MHz.
- UHF (Ultra High Frequency) - Frekuensi ini tidak sepopuler VHF, namun frekuensi ini dipakai karena sifatnya yang lebih bersih dan tidak seramai VHF. Alokasi frekuensi UHF yang dipakai oleh kalangan radio amatir biasanya di band 70 cm berkisar diantara 430 MHz sampai dengan 435 MHz.
- HF (High Frequency) - Range frekuensi HF yang dipakai berkisar diantara 3 MHz sampai dengan 30 MHz. Frekuensi ini merupakan frekuensi yang populer digunakan kalangan radio amatir untuk berkomunikasi jarak jauh. Dengan karakteristik frekuensi yang memanfaatkan pantulan lapisan ionosfer, seorang radio amatir dapat berkomunikasi dengan rekannya yang berada sejauh 500 km sampai dengan 3000 km.
Modulasi
Informasi yang akan disampaikan kepada satu stasiun radio paket kepada stasiun lainnya berbentuk sinyal digital, yaitu pulsa yang menyatakan nilai 1 dan 0 . Sinyal digital ini tidak dapat ditransmisikan begitu saja menggunakan radio, karena bandwidth (lebar pita) yang dipakai oleh sinyal digital terlalu lebar. Sinyal ini harus dimodifikasi agar ia dapat ditransmisikan via radio. Modifikasi terhadap sinyal ini dinamakan modulasi.
Modulasi ada dua macam, yaitu modulasi sinyal analog dan modulasi sinyal digital. Contoh modulasi sinyal analog yang sering kita jumpai adalah Frequency Modulation (FM) dan Amplitude Modulation (AM), sementara modulasi sinyal digital yang akan kita bahas adalah Amplitude Shift Keying (ASK), Phase Shift Keying (PSK), Frequency Shift Keying (FSK) dan Audio Frequency Shift Keying (AFSK). Gambar sinyal dari masing-masing modulasi terlampir.
- ASK - Amplitude Shift Keying (ASK) adalah modulasi yang menyatakan sinyal digital 1 sebagai suatu nilai tegangan tertentu (misalnya 1 Volt) dan sinyal digital 0 sebagai sinyal digital dengan tegangan 0 Volt. Sinyal ini yang kemudian digunakan untuk menyala-mati-kan pemancar, kira-kira mirip sinyal morse.
- PSK - Phase Shift Keying (PSK) adalah modulasi yang menyatakan sinyal digital 1 sebagai suatu nilai tegangan tertentu dengan beda fasa tertentu pula (misalnya tegangan 1 Volt dengan beda fasa 0 derajat), dan sinyal digital 0 sebagai suatu nilai tegangan tertentu (yang sama dengan nilai tegangan sinyal PSK bernilai 1, misalnya 1 Volt) dengan beda fasa yang berbeda (misalnya beda fasa 180 derajat). Tentunya pada teknik-teknik yang lebih rumit, kita bisa melakukan modulasi dengan perbedaan fasa yang lebih banyak lagi.
- FSK - Frequency Shift Keying (FSK) adalah modulasi yang menyatakan sinyal digital 1 sebagai suatu nilai tegangan dengan frekuensi tertentu (misalnya f1 = 1200 Hz), sementara sinyal digital 0 dinyatakan sebagai suatu nilai tegangan dengan frekuensi tertentu yang berbeda (misalnya f2 = 2200 Hz). Sama seperti modulasi fasa, pada modulasi frekuensi yang lebih rumit dapat dilakukan pada beberapa frekuensi sekaligus dengan cara ini pengiriman data menjadi lebih effisien.
Cara kerja komunikasi radio paket
Paket radio memiliki cara kerja yang unik.
AX.25
Di dalam komunikasi data, harus ada sebuah aturan terdefinisi yang harus diikuti oleh semua pihak yang ingin berkomunikasi. Di dalam komunikasi data menggunakan radio ini, telah didefinisikan sebuah tata cara komunikasi yang dikenal sebagai protokol AX.25. Protokol ini merupakan modifikasi dari protokol komunikasi data lainnya, yaitu X.25.
Dengan adanya protokol AX.25, di dalam satu frekuensi yang dipakai bisa digunakan oleh beberapa pihak dalam satu waktu untuk berkomunikasi secara bergantian. Dalam waktu yang sama, pada satu frekuensi mungkin ada lebih dari dua stasiun yang dapat bekerja sekaligus dan mengirimkan data secara simultan tanpa mengganggu satu sama lain.
Untuk mengetahui lebih lanjut cara kerja protokol AX.25, kami sangat menyarankan untuk membaca standar protokol AX.25 yang saat ini terbuka di Internet dalam bentuk file dalam format ASCII – atau meminta langsung pada salah satu penulis Onno W. Purbo melalui e-mail. Akan tetapi, dari pengalaman penulis – cara terbaik untuk mempelajari cara kerja protokol AX.25 maupun Internet TCP/IP adalah men-trace dan me-monitor transmisi data yang dilakukan.
Tentunya AX.25 bukan satu-satu protokol yang dapat digunakan untuk komunikasi data menggunakan radio, ada beberapa protokol lain yang dapat digunakan. Beberapa di antara-nya adalah ARQ atau AMTOR yang umumnya digunakan pada radio HF pada kecepatan rendah untuk meningkatkan reliabilitas pengirimkan data. Pada band-band 2.4GHz, 5.6GHz & 10GHz umumnya digunakan protokol IEEE 802.11 dengan akses CDMA untuk transmisi data kecepatan tinggi antara 2 s/d 11 Mbps. Teknologi ini dikenal sebagai teknologi WaveLAN dan saat ini banyak digunakan di jaringan pendidikan di Indonesia.
CSMA/CD
Paket radio yang menggunakan protokol AX.25 umumnya menggunakan medoa transmisi radio yang bersifat Carrier Sense Multiple Access / Collision Detection (CSMA/CD). Kata ini memiliki tiga maksud. Carrier Sense artinya adalah apabila suatu stasiun akan memancarkan data di satu frekuensi, ia harus menunggu kanal frekuensi itu tidak sedang digunakan oleh stasiun yang lain.Multiple Access artinya adalah satu kanal frekuensi ini dapat dipakai oleh beberapa stasiun secara bergantian. Collision Detection artinya jika kebetulan ada dua stasiun yang memancarkan data di frekuensi secara bersamaan, kedua stasiun tadi akan mendeteksi adanya tubrukan / collision, dan kedua stasiun tadi akan berhenti memancarkan data. Kedua stasiun tadi akan menunggu dalam waktu yang acak (mereka menggunakan timer mereka sendiri-sendiri) untuk memancarkan data kembali. Metoda ini menjelaskan mengapa gangguan-gangguan seperti pemancar liar atau jamming tidak akan merusak data, namun hanya mengakibatkan data gagal disampaikan, dan kemudian data yang gagal disampaikan tadi akan dikirim kembali.
TCP/IP
Protokol AX.25 yang mengatur komunikasi data antara dua stasiun yang menggunakan frekuensi yang sama. Protokol selanjutnya akan akan memegang peranan sangat penting adalah protokol TCP/IP. TCP/IP adalah protokol yang digunakan dalam komunikasi data di Internet. TCP/IP merupakan sekumpulan protokol, dan TCP/IP dinamakan demikian berdasarkan nama dua buah protokol yang paling penting, yaitu TCP (Transmission Control Protocol) dan IP (Internet Protocol). Dengan menggunakan protokol ini, jaringan paket radio dapat berhubungan dengan semua host-host yang ada di Internet dan menjalankan layanan Internet yang sama, seperti E-mail, File Transfer Protocol (FTP), Telnet, Newsgroup, dan lain-lain. Untuk mempelajari lebih lanjut kerja protokol TCP/IP sangat kami sarankan untuk membaca buku kami yang lain yang berjudul “TCP/IP disain dan implementasi” terbitan Elexmedia Komputindo yang dapat diperoleh di toko buku Gramedia.
Dalam aplikasi jaringan radio paket, protokol TCP/IP ditumpangkan diatas protokol AX.25. Yang dimaksud ditumpangkan adalah protokol TCP/IP menggunakan protokol AX.25 sebagai perantara antara TCP/IP dengan media fisik jaringan, dalam hal ini modem radio dan jaringan radio paket. Dengan penumpangan ini maka aplikasi TCP/IP biasa dapat dijalankan dengan menggunakan jaringan radio paket.
Untuk mengidentifikasi sebuah komputer yang terkait ke jaringan TCP/IP atau Internet digunakan alamat IP (IP address). Tidak boleh ada sebuah host di dalam jaringan Internet yang memiliki IP address yang sama. IP address dapat dianalogikan dengan nomor teleppn. Tidak boleh ada dua pihak yang ada di tempat berbeda yang memiliki nomor telepon yang sama. Pada jaringan amatir radio di seluruh dunia digunakan IP address kelas A 44.x.x.x, di amatir radio Indonesia digunakan IP address kelas B 44.132.x.x.
Aplikasi TCP/IP yang pertama kali berkembang adalah electronic mail, atau E-mail. E-mail adalah metoda berkirim surat melalui komputer. Pengguna e-mail memiliki sebuah ‘alamat e-mail’. Alamat ini menyatakan bahwa ia memiliki sebuah ‘kotak surat’ atau ‘mailbox’ pada sebuah komputer. Dengan kotak surat yang ia miliki, ia mampu menerima surat dari orang lain. Ia mampu mengirimkan surat kepada orang lain dengan mengetahui alamat e-mail orang yang akan ia kirimi surat. Keuntungan terbesar dari e-mail adalah kecepatan pengiriman yang tinggi, tidak adanya biaya pengiriman e-mail dan jangkauan pengiriman yang mencapai hampir seluruh dunia. Seseorang yang tinggal di Jombang dengan mudah dapat berkomunikasi dengan rekannya di Johannesburg dalam waktu kurang dari 5 menit tanpa biaya apapun (kecuali biaya koneksi ke Internet Service Provider, ISP). Bandingkan dengan komunikasi dengan surat konvensional yang bisa memakan waktu beberapa hari dengan biaya yang cukup mahal.
Pengguna TCP/IP dapat menggunakan sebuah aplikasi TCP/IP yang bernama File Transfer Protocol (FTP) untuk mengambil file yang terdapat pada komputer lainnya, atau mengirimkan file itu ke komputer lain. Masalah keamanan ditangani dengan mewajibkan pemakai untuk memberitahukan nama serta sandi (password) ke komputer tujuan. Terdapat banyak komputer di jaringan Internet yang menyediakan file-file yang dapat kita ambil dengan FTP. Sudah jamak bagi pembuat software aplikasi untuk membuka FTP server di Internet yang menyediakan file-file software buatannya yang dapat diakses oleh semua orang.
Sekumpulan orang yang memiliki minat yang sama akan sesuatu hal dapat melakukan diskusi melalui jaringan Internet tnpa terikat ruang dan waktu. Aplikasi yang digunakan untuk melakukan diskusi elektronik ini adalah Network News Transfer Protocol (NNTP), disebut juga Newsgroup, dan Mailing List.
Diskusi elektronik ini sangat efektif untuk melakukan alih teknologi, tukar informasi, dan koordinasi antar kelompok dan lembaga yang melibatkan banyak orang sekaligus. Kami sangat menyarankan pembaca yang berminat untuk mengikuti berbagai diskusi di Internet yang berkaitan dengan teknologi jaringan paket radio ini seperti di orari-news@yahoogroups.com, radio-paket@yahoogroups.com, indowli@yahoogroups.com dan banyak mailing list di Yahoogroups.com lainnya.
Network Terminal Protocol (Telnet) digunakan orang untuk mempergunakan komputer lain pada jaringan. Misalnya, perlu diadakan komputasi yang membutuhkan komputer dengan kecepatan hitung yang tinggi. Ini tidak berarti semua komputer harus memiliki kemampuan yang sama. Dengan fasilitas Telnet ini kita dapat ‘masuk’ ke komputer dengan perlengkapan yang lebih baik tadi guna ‘menitipkan’ perhitungan tersebut. Pada hari ini kita lebih banyak menggunakan SSH untuk masuk ke komputer lain dengan aman.