Jaringan komunikasi data pada radio

Kominikasi data pada Radio adalah metoda komunikasi data paket melalui media transmisi gelombang radio. Kata “Radio komunikasi” berasal dari bahasa Inggris “Komunikasi Radio”. Kominikasi radio sendiri terdiri dari dua konsep komunikasi, yaitu “Packet Switching” dan “Radio Communication”. “Radio Communication” adalah sistem komunikasi radio, seperti yang kita kenal selama ini. Sedangkan “Packet Switching” adalah konsep dalam komunikasi data, dimana data / file komputer yang panjang akan dikirim dalam penggalan-penggalan paket yang pendek-pendek. Paket data yang pendek ini dikirim melalui peralatan switch berupa sebuah komputer kecil yang akan mengatur berbagai hal tentang pengiriman paket-paket tersebut. 

Berdasarkan dua konsep tersebut sistem komunikasi radio paket adalah sebuah sistem komunikasi data paket yang di jalankan melalui media radio. Pada dunia amatir radio blok diagram sistem komunikasi radio paket yang sering digunakan tampak pada gambar. Pada prinsipnya ada dua sistem / blok utama yang sering digunakan rekan-rekan di amatir radio, yaitu kombinasi:

1. Komputer  modem / terminal node controller  radio
2. Komputer (dengan soundcard modem) radio

 Komunikasi Suara

Merupakan jenis komunikasi yang paling umum digunakan berupa informasi yang disampaikan melalui perantara suara untuk didengarkan.

Contoh dari komunikasi suara adalah :

1.     Komunikasi siaran radio / radio broadcasting Informasi dipancarkan ke segala arah dan siapapun diperbolehkan menerima informasi tersebut. Dan informasi yang dikirimkan bersifat umum. Contoh : Radio RRI

2.     Komunikasi radio amatir Informasi dipancarkan kesegala arah tetapi jumlah pengirim dan penerima informasi terbatas pada mereka yang mempunyai izin beroperasi. Informasi bersifat pribadi. Contoh : ORARI

3.     Komunikasi radio 2 arah Informasi terbatas pada pengirim dan penerima yang beroperasi dengan saluran / frequensi / gelombang yang sama dan jarak jangkauannya terbatas sehingga sifat pribadinya dapat terjaga. Contoh : Handy-talky

4.     Komunikasi radio antar penduduk / citizen band Hubungan komunikasi bersifat pribadi, jangkauannya terbatas dan kerahasiaan tidak terjamin karena semua pesawat penerima sistem komunikasi dapat menerima informasi yang disampaikan. Contoh : RAPI, Intercom

5.     Komunikasi radio panggil / paging system Digunakan untuk memanggil penerima yang merupakan pelanggan dari pengirim, jarak jangkauannya terbatas. Contoh : Pager f. Komunikasi telpon Bersifat pribadi murni / niaga, jumlah informasi yang disampaikan tidak terbatas, kerahasian terjaga, jarak jangkauannya paling luas. Menggunakan manajemen pertukaran. Contoh : Telephone dial, Handphone.

Sistem komunikasi radio memiliki keuntungan dan kerugian sebagai berikut:

Kerugian

• Murah. Peralatan yang diperlukan relatif berharga murah dan menggunakan peralatan yang sudah ada, bahkan ada beberapa peralatan yang dapat dibuat sendiri.
• Radio paket menggunakan media radio yang tidak dikenai biaya koneksi, tidak seperti halnya penggunaan telepon untuk komunikasi data.
• Tanpa kabel / Wireless, sehingga dapat menempuh jarak jangkau yang cukup jauh dibandingkan kabel.

Kerugian

• Kecepatan rendah, hanya 1200 bps s/d 9600bps, bandingkan dengan koneksi dial up via telepon yang memiliki kecepatan 28800 bps.
• Sistem komunikasi paket radio yang sudah stabil sekarang berjalan pada kecepatan 1200 bps. Kecepatan setinggi ini hanya cocok untuk aplikasi electronic mail. Kecepatan yang sedikit lebih tinggi (9600 bps) dimungkinkan dengan melakukan sedikit modifikasi kepada radio.

Teknologi yang ada sebetulnya memungkinan untuk mengoperasikan jaringan amatir radio paket hingga kecepatan 56Kbps s/d 200Kbps, namun tekniknya cukup rumit bagi sebagian orang  di Indonesia pada saat ini.

Cara kerja

Beberapa istilah yang perlu anda ketahui sebelum mengetahui cara kerja  paket radio adalah frekuensi, modulasi, protokol AX.25 dan protokol TCP/IP

Frekuensi

Frekuensi radio adalah media yang digunakan untuk komunikasi radio. Ada beberapa macam frekuensi yang digunakan untuk komunikasi radio paket, diantaranya adalah VHF/UHF (Very High Frequency / Ultra High Frequency) , Microwave dan HF (High Frequency).

• VHF (Very High Frequency), yaitu 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). Rentang frekuensi 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.

• Microwave. Rentang frekuensinya dimulai dari 900 MHz keatas. Frekuensi ini dipakai untuk komunikasi data menggunakna radio dengan kecepatan tinggi mulai dari 2 Mbit/s.

Hubungan frekuensi dengan panjang gelombang dinyatakan sebagai

dimana c adalah kecepatan cahaya = 300 km per detik.

 

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).

·        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.

·        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.

·        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.

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.

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 metoda 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.

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 telepon. 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.

Peralatan yang dipakai

Seperti halnya apabila anda ingin menyambungkan komputer anda ke jaringan Internet melalui line telepon, anda membutuhkan peralatan tambahan untuk menghubungkan diri ke Internet dengan menggunakan jaringan Internet radio paket. Beberapa peralatan yang anda butuhkan adalah komputer, modem radio dan radio komunikasi.

Seperti halnya komunikasi data / aplikasi Internet yang menggunakan telepon, anda juga membutuhkan sebuah modem dalam aplikasi komunikasi data / Internet. Modem, singkatan dari MODulator-DEModulator, adalah alat yang digunakan untuk melakukan modulasi dari sinyal digital ke analog, kemudian dikembalikan lagi dari sinyal analog ke digital. Alat ini dibutuhkan karena komputer adalah peralatan digital (hanya mengenal 0 dan 1 misalnya dalam bentuk tegangan 0-5 Volt). Sementara peralatan radio dan telepon adalah peralatan analog yang hanya mengenal frekuensi suara saja.

Modem radio memang di rancang khusus untuk disambungkan dengan peralatan radio komunikasi jadi ada sambungan ke Mic, Speaker dan Push-To-Talk (PTT). Modem telepon di rancang khusus untuk komunikasi menggunakan kabel telepon, yang harus mampu memberikan sinyal dial tone dll. Jadi tidak bisa kita menggunakan modem telepon pada jaringan radio – karena memang peralatan fisik-nya berbeda. Modem radio yang ada tersedia dalam tiga jenis, yaitu TNC (Terminal Node Controller), Baycom modem dan Soundcard modem.

• TNC (Terminal Node Controller), dibuat pertama kali pada tahun 1980, adalah modem radio pertama yang ada di pasaran. TNC dibuat lengkap, mulai dari modulator-demodulator, aplikasi terminal untuk mengakses BBS dan e-mail, dan tempat penyimpanan mailbox, dikarenakan pada awal kemunculannya belum ada komputer pribadi yang dapat digunakan untuk menjalankan aplikasi e-mail dan BBS. Dengan sebuah protokol bernama KISS (Keep It Simple Stupid), TNC hanya akan dipakai semata-mata sebagai modem radio. Modem TNC ini dapat anda lihat pada 
• Baycom modem adalah modem radio dengan harga yang lebih ekonomis—empat ratus ribu rupiah—dibandingkan TNC yang berharga mulai dari US$ 150. Ini dikarenakan Baycom modem memiliki rangkaian modem radio yang cukup sederhana. Modem ini dapat diperoleh pada Redaksi majalah Elektron HME ITB (elektron@hme.ee.itb.ac.id). Gambar rangkaian modem ini dapat anda lihat pada 
• Soundcard modem adalah modem radio yang memanfaatkan soundcard sebagai media fisik, dan dilengkapi oleh sebuah perangkat lunak yang akan mengubah fungsi soundcard ini menjadi modem radio. Soundcard yang tadinya hanya digunakan untuk mendengarkan musik, kini dapat digunakan menjadi modem radio. Soundcard modem ini dapat berjalan karena kemampuan prosesor komputer (mulai dari Intel 486DX/66) yang makin tinggi untuk menjalankan fungsi pemrosesan sinyal bagi modem. Artikel ini akan membahas lebih banyak mengenai soundcard modem.

Perlu dicatat bahwa dalam satu waktu kita hanya dapat menggunakan soundcard menjadi satu kegunaan saja dalam satu waktu, yaitu menjadi modem radio saja, atau menjadi pemain musik saja. Tidak mungkin sebuah PC kita yang hanya memiliki satu buah soundcard harus diminta sekaligus menjalankan musik sambil menjalankan modem soundcard untuk komunikasi paket radio. Untuk memudahkan penggunaan soundcard modem ini, digunakan hardware profile di Windows95, yang akan dijelaskan pada artikel berikutnya.

Soundcard modem memiliki beberapa keuntungan daripada modem-modem yang lain yang disebutkan terlebih dahulu, yaitu :

• Mudah didapat
• Murah harganya
• Lebih sedikit setup dan konfigurasi dibanding modem yang lain

o       Memiliki dua kecepatan sekaligus (1200 bps dan 9600 bps)

Beberapa tipe soundcard yang telah penulis ketahui dapat digunakan sebagai modem radio adalah:

• ESS 1868
• ESS 868
• Genius Soundmaker
• Soundblaster Pro
• Vibra 16
• Soundblaster 16
• Soundblaster 16 PnP
• AWE 32
• AWE 64
• Sound Commander

Aplikasi yang dipakai

Aplikasi yang digunakan untuk komunikasi Internet Paket Radio dengan menggunakan soundcard modem adalah PC/Flexnet. Perangkat lunak Flexnet menyediakan protokol AX.25 yang digunakan untuk berinteraksi dengan jaringan radio paket. Di samping itu, Flexnet mempunyai fasilitas untuk berkomunikasi melalui soundcard sebagai modem.

PC/Flexnet adalah AX.25 stack untuk PC yang berbasis DOS dan Windows95. AX.25 stack disini maksudnya adalah PC/Flexnet menyediakan fasilitas jaringan komputer dengan protokol AX.25. Protokol jaringan lainnya, seperti TCP/IP dapat ditumpangkan diatas stack AX.25 ini. Jika TCP/IP digunakan maka kita dapat menggunakan jaringan paket radio untuk aplikasi Internet.

Distribusi PC/Flexnet ini cukup kecil dan simpel, karena hanya terdiri dari beberapa file kompresi dengan ukuran yang cukup kecil, kurang dari 1 Mb.

Berikut adalah penjelasan lengkap tentang beberapa file-file yang harus diambil.

Nama	Penjelasan	Pembuat
PCF.LZH	Archive ini berisi kernel Flexnet dan utility konfigurasi dan diagnostik lainnya	Gunter Jost, (D)K7WJ
FLEX95.LZH	Archive ini berisi Add-On Flexnet untuk Windows95	Gunter Jost, (D)K7WJ
FLEX95IP.LZH	Archive ini berisi Add-On TCP/IP Flexnet untuk Windows95	Gunter Jost, (D)K7WJ
SM.LZH	Archive ini berisi driver Soundcard modem	Thomas Sailer, HB9JNX/AE4WA
BCT.LZH	Archive ini berisi program Baycom Terminal Program	Florian Radlherr, DL8MBT

Referensi:

http://www.academia.edu/6241193/Makalah_Pemanfaatan_Gelombang_Radio_pada_Komunikasi_Seluler_Oleh

http://ai3.itb.ac.id/~affan/writing/pcplus/PCPlus1.htm

http://berkad11.blogspot.co.id/2013/08/komunikasi-suara-dan-komunikasi-data.html

http://id.wikipedia.org/wiki/Frekuensi_radio