| TEKNOLOGI PACKET RADIO
Berakar pada keterangan sekilas tentang arsitektur jaringan komputer ini, kami akan mencoba membahas alternatif teknologi jaringan komputer dan persiapan yang perlu dilakukan untuk membangun jaringan komputer. Penekanan akan dilakukan pada teknologi perangkat keras yang tersedia di Indonesia. Beberapa teknologi bahkan tersedia secara cuma-cuma. Kami menggunakan perangkat lunak Network Operating System (NOS) sebagai perangkat lunak utama yang digunakan untuk mengoperasikan komputer mikro sebagai switch TCP/IP.
Secara umum teknologi perangkat keras paket radio, khususnya yang tersedia di Indonesia dapat kita bagi dalam beberapa alternatif, yaitu:
• modem sederhana 1200bps.
• menggunakan Terminal Node Controller yang ada dipasaran [16].
• Card HDLC di PC dan modem 56Kbps untuk sistem-sistem berkecepatan tinggi [17].
Gambar 6. Stasiun paket radio sederhana yang dapat dibuat dengan biaya beberapa ratus ribu rupiah saja.
Dalam gambar 6. diperlihatkan diagram blok sebuah stasiun paket radio sederhana menggunakan modem yang sangat sederhana. Modem tersebut menggunakan one-chip modem TCM3105. Rangkaian selebihnya hanyalah berupa level translator antara TTL dengan RS232 (+12V - -12V), dalam hal ini kami menggunakan solusi CMOS inverter yag dapat diperoleh dengan biaya sekitar Rp. 1.500,- sehingga dapat menekan biaya secara keseluruhan dibandingkan menggunakan solusi yang lebih praktis menggunakan TTL-RS232 interface. Kristal yang digunakan adalah 4.4336MHz yang digunakan pada sinyal burts PAL sehingga sangat mudah diperoleh di Indonesia. Biaya keseluruhan modem sederhana ini sekitar Rp. 50.000,-. Rangkaian lengkap dari modem 1200bps sederhana ini dapat dilihat pada gambar 7. Yang perlu kita tambahkan pada komputer mikro yang kita gunakan hanyalah perangkat lunak packet driver AX25.COM yang merupakan program resident di komputer mikro yang bertugas untuk membentuk frame-frame AX.25. Di atas packet driver ini kita dapat menjalan perangkat lunak NOS TCP/IP yang menjadikan komputer mikro tsb sebagai sebuah switch dalam jaringan komputer TCP/IP. Tentunya kerja komputer mikro menjadi terbebani karena harus secara terus menerus memberikan servis untuk membentuk sinyal High Level Data Link Controller (HDLC). Alternatif ini dapat berjalan cukup baik menggunakan komputer mikro kelas 286 ke atas.
Gambar 7. Rangkaian modem sederhana 1200bps menggunakan one-chip modem TCM3105.
Gambar 8. Set up stasiun paket radio yang umum digunakan, terdiri dari komputer, Terminal Node Controller dan radio.
Dalam gambar 8. diperlihatkan diagram blok dari stasiun paket radio yang umumnya digunakan saat ini di Jaringan komputer Paguyuban. Peralatan inti yang digunakan adalah sebuah Terminal Node Controller (TNC) yang berisikan sistem minimum mikroprosesor umumnya menggunakan Z80 dan dilengkapi oleh modem 1200bps. Sistem minimum Z80 ini menjalankan fungsi High Level Data Link Controller (HDLC) sehingga sebagian besar kerja protokol lapisan link dapat dilaksanakan oleh sistem minimum Z80 sehingga mengurangi beban komputer mikro yang harus menjalankan fungsi sebagai switch TCP/IP. Peralatan Terminal Node Controller ini cukup banyak dijual dipasaran Indonesia dengan harga yang berkisar antara Rp. 500.000,- s/d Rp. 800.000,- per buah. Tentunya biaya yang dikeluarkan jika TNC tsb dibuat sendiri di Indonesia lebih rendah. Umumnya perangkat lunak Network Operating System (NOS) yang standard dibuat untuk menggunakan TNC sebagai interface ke WAN radio. Untuk keperluan ini telah dikembangkan protokol interface antara perangkat lunak NOS dengan perangkat TNC. Protokol ini dikenal sebagai Keep It Simple Stupid (KISS) [18].
Gambar 9. Stasiun packet radio berkecepatan tinggi 56Kbps dengan peralatan High Level Data Link Controller Chip (HDLC) card di komputer mikro.
Dalam gambar 9. diperlihatkan diagram blok dari stasiun paket radio berkecepatan tinggi 56Kbps yang saat ini sedang dalam proses pengembangan oleh tim ITB dan UGM. Secara umum perangkat lunak 56Kbps terdiri dari card High Level Data Link Controller (HDLC), modem 56Kbps yang bekerja pada 28MHz dan transverter dari 28MHz ke VHF atau UHF. Card HDLC yang kami rancang menggunakan Zilog Z8530 yang relatif murah tetapi handal. Di samping itu, di rencanakan agar Zilog Z8530 tsb. dapat melakukan transfer data langsung ke memory melalui fasilitas Direct Memory Access (DMA) sehingga mampu untuk digunakan sampai dengan kecepatan 250Kbps.
Gambar 10. Blok diagram rangkaian modulator MSK berkecepatan 56Kbps.
Pada gambar 10 ditampilkan blok diagram rangkaian modulator Minimum Shift Keying (MSK) untuk bekerja pada kecepatan 56Kbps. Shift dari frekuensi secara presisi diatur 1/4 dari baud rate, sedang pergeseran fasa dari frekuensi sinyal pembawa sebesar 90 derajat setiap baud interval. Amplituda dijaga konstant bahkan lebih konstan daripada jika kita menggunakan PSK. Modulator dibangun menggunakan dua buah double balanced modulator MC1496. Salah satu modulator dikenal sebagai modulator "I" (in phase) sedang yang lain adalah modulator "Q" (quadratur). Frekuensi pembawa dibangkitkan oleh rangkaian oscillator yang beroperasi pada 27-30MHz. Pembawa yang dimasukan ke modulator "Q" berbeda 90 derajat daripada pembawa yang dimasukan ke modulator "I". Waveform sinyal dibangkitkan oleh EPROM yang berisi digital state machine yang dimasukan ke dua buah digital-to-analog converter (DAC-08). Kemudian dimasukan ke low pass filter untuk menghilangkan harmonik frekuensi tinggi sebelum keluaran modulator "I" digabungkan dengan keluaran modulator "Q". Dengan cara ini kita dapat menghasilkan sinyal data yang stabil tanpa perlu khawatir kecepatan data yang dikirim. Sebetulnya pendekatan ini dapat digunakan untuk semua macam teknik modulasi karena sinyal waveform yang harus dikirim dapat diprogram kedalam waveform.
Pada implementasi yang akan kami lakukan, kami merencanakan untuk menggunakan sebuah tracking data detector untuk mendemodulasi data yang dikirim menggunakan MSK. Tentunya ada alternatif implementasi lainnya yang mungkin kita gunakan untuk mendemodulasi data yang yang dikirim tsb, seperti costas loop. Kerugian utama digunakannya solusi costas loop adalah karena kompleksitas rangkaian dan lambatnya locking time yang dibutuhkan. Akan tetapi costas loop mempunyai keuntungan terutama untuk melawan S/N yang rendah. Hal ini lebih baik dibandingkan menggunakan quadratur detector yang akan diterangkan dibawah ini.
Gambar 11. Blok diagram rangkaian demodulator MSK 56Kbps.
Pada implementasi demodulator 56Kbps, kami menggunakan detector quadratur menggunakan MC3359 yang dibantu oleh tracking data detector. Tracking data detector pada dasarnya sebuah analog komparator yang mempunyai tegangan ambang diantara nilai "0" dan "1". Untuk menjamin jumlah "0" dan "1" dalam data yang dikirim seimbang, digunakan rangkaian scrambler yang dapat dibangun menggunaan shift register dan dua buah XOR gate. Seluruh rangkaian demodulator di atur clock-nya menggunakan rangkaian Phase Lock Loop (PLL) dengan mengambil input data yang masuk untuk mengunci frekuensi yang dihasilkan oleh Voltage Control Oscillator (VCO) dalam PLL. Untuk jelasnya, dapat kita lihat blok diagram rangkaian demodulator pada gambar 11.
Rangkaian transverter relatif sangat sederhana dibandingkan rangkaian lainnya apalagi dengan tersedianya Monolithics Microwave Integrated Circuit (MMIC) dipasaran bebas dengan harga yang sangat murah. Fungsi transverter adalah untuk mentranslasikan frekuensi operasi modem 56Kbps dari 28MHz ke frekuensi operasi sebenarnya di VHF atau UHF. Isi transverter hanya berupa:
• Rangkaian oscillator.
• Dua buah mixer (balanced modulator)
• Driver dan power amplifier (PA).
• Low Noise Amplifier (LNA).
Dalam implementasi transverter ini kami merencanakan untuk banyak menggunakan MMIC dan Hybrid PA untuk RF yang banyak dipasaran.
| 