.TM .TL SISTEM KOMUNIKASI DATA AMATIR PAKET RADIO .AU Onno W. Purbo, YC1DAV/VE3 .AI Department of Electrical Engineering University of Waterloo Waterloo, Ontario N2L 3G1 CANADA .AB Dalam tulisan singkat ini akan diterangkan secara garis besar perkembangan komunikasi data khususnya amatir packet radio. Gambaran teknis arsitektur jaringan komputer yang digunakan akan diketengahkan. Pembahasan akan dititik beratkan kepada perangkat keras yang digunakan. Di samping itu, penelitian yang tengah dilakukan seperti packet radio kecepatan tinggi dan satelit digital amatir akan dibahas. Pembahasan akan dilakukan sepopuler mungkin. .AE .NH Pendahuluan. .PP Amatir paket radio merupakan salah satu sistem kommunikasi digital yang relatif baru berkembang di dunia amatir radio. Sistem ini sudah beberapa lama digunakan di dunia komersial. Dalam dunia komersial sistem ini lebih dikenal dengan nama \fIPacket Switched Network\fP (PSN) seperti halnya yang digunakan oleh PT. Indosat untuk melayani komunikasi data ke luar negeri, PT. Lintas Arta yang melayani jaringan komputer antar bank di Indonesia dan PERUMTEL dengan Sistem Komunikasi Data Paket (SKDP). .PP Mungkin sebagian pembaca akan bertanya\-tanya, mengapa komunikasi data paket ? apa yang membedakan komunikasi data paket dengan komunikasi data lainnya ? Tentunya hal ini akan berhubungan dengan kemampuan yang ada dalam komunikasi data paket sehingga membedakannya dengan sistem komunikasi data lainya. Secara umum kita mengenal beberapa sistem komunikasi data konvensional yang biasa digunakan di amatir radio seperti Radio Tele TYpe (RTTY) dan AMTOR [1] di samping komunikasi data paket. Belum termasuk yang dapat kita kategorikan semi\-digital (sebetulnya masih tergolong analog) seperti Slow Scan TV (SSTV), FAX dan Weather FAX (WEFAX) dll. .PP Sistem komunikasi amatir paket radio berbeda dengan sistem komunikasi digital konvensional yang biasa digunakan seperti RTTY atau AMTOR [1]. Berbeda dengan RTTY, pada sistem amatir paket radio dilakukan koreksi penerimaan data oleh sistem penerima. Sedang pada sistem AMTOR, walaupun digunakan sistem koreksi penerimaan data (pada mode ARQ), aplikasi untuk jaringan komputer tidak dimungkinkan mengingat keterbatasan protokol yang digunakan pada sistem AMTOR. Pada amatir paket radio selain dilakukan deteksi kesalahan pengiriman data juga dimungkinkan untuk membentuk sebuah jaringan komputer melalui radio yang terutama disebabkan penggunaan lapisan\-lapisan protokol untuk jaringan komputer dan juga sistem pengalamatan dari data paket. Protokol yang digunakan oleh jaringan amatir paket radio sama dengan yang digunakan pada jaringan komputer lainnya yang menggunakan saluran telepon / kabel. Hal ini membuka kemungkinan bagi komputer amatir radio untuk dihubungkan dengan jaringan\-jaringan komputer lainnya, seperti jaringan lokal di gedung\-gedung yang kita kenal sebagai \fILocal Area Network\fP (LAN) atau jaringan yang lebih luas lagi yang melingkupi wilayah yang luas (\fIWide Area Network \- WAN\fP). .PP Mungkin sebagian pembaca akan bertanya mengapa sistem amatir paket radio diberi nama "paket radio" ? Berbeda dengan RTTY yang pengiriman data dilakukan tanpa terputus dan tanpa deteksi kesalahan atau AMTOR yang deteksi kesalahan dilakukan tiap tiga huruf (pada ARQ mode), pada paket radio data dikirimkan berupa paket\-paket data 80\-256 huruf (yang dapat diatur oleh operator) dan deteksi kesalahan dilakukan per paket. .PP Secara umum komunikasi data paket jauh lebih baik daripada sistem komunikasi digital konvensional seperti RTTY terutama dalam pendeteksian kesalahan pengiriman data dan kemampuan dalam pembentukan sebuah jaringan komputer yang pada akhirnya membuka kemungkinan bagi terbentuknya jaringan komputer milik amatir radio yang dapat dihubungkan dengan jaringan\-jaringan komputer lainnya yang ada di dunia pada saat ini. .PP Dalam artikel ini gambaran teknis cara kerja sistem komunikasi paket radio akan dijelaskan secara umum. Aturan komunikasi (protokol) dalam komunikasi data paket akan dibahas secara garis besar. Pembahasan akan dititik beratkan kepada perangkat keras yang digunakan. Akhirnya, berbagai penelitian yang tengah dilakukan akan diketengahkan. .NH Lapisan Protokol pada Sistem Amatir Paket Radio. .PP Berbeda dengan RTTY dan AMTOR, pada amatir paket radio, kita mengenal tujuh lapisan potokol. Pada gambar 1 dapat dilihat ketujuh lapisan tersebut yang memungkinkan terbentuknya jaringan komputer pada sistem amatir paket radio. Ke tujuh lapisan protokol pada gambar 1 di sesuaikan dengan rekomendasi yang dikeluarkan oleh International Organization for Standardization (ISO) untuk Open System Interconnection (OSI). Dari ke tujuh lapisan di atas hanya \fIphysical\-layer\fP yang berbentuk fisik berupa perangkat keras, selebihnya berupa perangkat lunak. .PP Mari kita lihat sedikit lebih terinci fungsi dari masing\-masing lapisan. Kita mulai dari lapisan yang terendah yaitu \fIphysical\-layer\fP. Secara garis besar \fIphysical\-layer\fP merupakan perangkat keras dari peralatan komunikasi yang kita gunakan seperti modem, peralatan pemancar dan penerima radio dll. Pada sistem komersial kita mengenal beberapa perangkat keras untuk keperluan \fIphysical\-layer\fP ini seperti Ethernet (misalnya 3COM, Western Digital atau Novell) atau untuk kecepatan tinggi seperti sistem komunikasi serat optik (sekitar 1\-2 Giga Baud - masih dalam penelitian). .PP Di atas \fIphysical\-layer\fP digunakan protokol \fIlink\-layer\fP. Pada amatir radio protokol \fIlink-layer\fP yang digunakan adalah AX.25, sedang pada sistem komersial biasanya digunakan X.25 atau protokol untuk Ethernet seperti IEEE 802.3. Protokol \fIlink\-layer\fP ini berfungsi mengatur mekanisme pengiriman data antara dua buah terminal yang dapat berdiri sendiri dengan atau tanpa lapisan protokol yang lebih tinggi. \fINetwork-layer\fP (lapisan ke tiga) bertugas menghilangkan ketidak-samaan pada protokol \fIlink-layer\fP. Hal ini menjadi penting terutama bila digunakan beberapa protokol \fIlink-layer\fP pada sebuah jaringan komputer. Penggunaan beberapa protokol \fIlink-layer\fP akan terjadi pada sebuah komputer yang menjadi penghubung antara dua buah jaringan komputer. Sebagai contoh, pada sebuah komputer yang berfungsi sebagai penghubung (\fIbridge\fP) antara jaringan amatir paket radio dengan jaringan \fILocal Area Network\fP di ITB akan menggunakan beberapa protokol \fIlink\-layer\fP maupun \fIphysical\-layer\fP. Besar kemungkinan sebuah port dari komputer tsb. dihubungkan melalui protokol AX.25 ke jaringan amatir paket radio di VHF atau di HF sedang port lainnya dapat disambungkan melalui Ethernet IEEE 802.3 atau Token Ring IEEE 802.5 ke jaringan komputer milik ITB. .PP \fINetwork\-layer\fP yang terletak diatas protokol \fIlink\- layer\fP juga bertanggung jawab untuk mengintegrasikan paket\-paket dari protokol \fIlink\-layer\fP dan memecah data dari protokol yang lebih tinggi menjadi paket\-paket. Di atas \fInetwork\-layer\fP digunakan \fItransport\-layer\fP. Lapisan protokol \fItransport\-layer\fP berfungsi membetuk semacam saluran komunikasi (\fIvirtual circuit\fP) bagi lapisan protokol yang lebih tinggi. Di samping itu, \fItransport\-layer\fP bertanggung jawab atas keandalan hubungan komunikasi antar komputer yang sedang dilakukan. .PP \fISession\-layer\fP (lapisan ke lima) membentuk soket\-soket komunikasi untuk protokol \fItransport\-layer\fP yang akan digunakan oleh lapisan protokol ke enam dan tujuh. Terakhir \fIpresentation\-layer\fP (lapisan ke enam) dan \fIapplication\- layer\fP (lapisan ke tujuh) yang mempresentasikan data dan lapisan dimana program\-program aplikasi dijalankan. Pada jaringan komputer yang menggunakan TCP/IP (seperti halnya jaringan amatir paket radio), lapisan protokol ke lima\-tujuh biasanya ditangani langsung oleh sistem operasi yang digunakan oleh komputer yang bersangkutan. Sebagai contoh pada sistem operasi yang dapat melakukan hal ini adalah Unix (seperti pada mesin Sun Workstation, VAX minikomputer, HP workstation), VMS (seperti pada VAX) atau CMS (pada IBM mainframe). Sistem operasi MS\-DOS yang banyak digunakan pada komputer mikro umumnya dirancang untuk seorang pemakai saja. Untuk itu, program TCP/IP pada mesin MS\-DOS biasanya dilengkapi lapisan ke lima\-tujuh agar dapat melayani beberapa program aplikasi sekaligus. .PP Walaupun lapisan protokol yang digunakan pada sistem amatir paket radio dapat mencapai tujuh buah lapisan, saat ini sebagian besar operator amatir paket radio praktis hanya menggunakan \fIphysical-layer\fP dan protokol \fIlink\-layer\fP. Kalaupun menjalankan program aplikasi (seperti \fIPacket Bulletin Board System\fP atau lebih dikenal sebagai PBBS) biasanya ditumpangkan langsung diatas protokol \fIlink\-layer\fP. Saat ini stasiun amatir yang menggunakan protokol\-protokol yang lebih tinggi relatif masih sedikit jumlahnya. Sampai dengan 28 February 1989 baru 2309 stasiun amatir di seluruh penjuru dunia (termasuk dua alokasi untuk satelit amatir) yang menggunakan protokol\-protokol lapisan tiga ke atas [2]. Hal ini berarti baru segelintir amatir paket radio di dunia yang benar\-benar menggunakan kemampuan sebenarnya dari sistem komunikasi digital ini. .NH Physical Layer. .PP \fIPhysical\-layer\fP secara umum dapat digambarkan sebagai rangkaian MODEM (MOdulation-DEModulation) dan radio transceiver. MODEM berfungsi merubah sinyal digital ("0" dan "1") dari komputer menjadi sinyal analog (dalam hal ini suara atau tone) agar dapat dikirimkan menggunakan radio transceiver. Pada kenyataanya para amatir radio umumnya menggunakan sistem yang lebih terintegrasi dari protokol \fIphysical-layer\fP dan protokol \fIlink\-layer\fP dalam sebuah Terminal Node Controller (TNC) untuk menghubungkan komputer yang mereka gunakan dengan radio transceiver [3]. .PP Secara garis besar pada gambar 2 dapat dilihat blok diagram dari sebuah TNC. Tampak jelas pada gambar 2 bahwa sebuah TNC terdiri dari sistem mikroprosessor yang berdiri sendiri yang dapat dihubungkan ke modem (dan kemudian ke radio), di lain pihak dapat juga dihubungkan ke sebuah terminal (atau komputer mikro). Sistem mikroprocessor yang digunakan pada sebuah TNC beragam. Pada umumnya yang banyak digunakan adalah 8 bit mikroprocessor (CPU) yang meliputi Intel 8085, Motorola 6809 atau Zilog Z80. Seluruh perangkat lunak untuk protokol \fIlink\-layer\fP AX.25 di tulis dalam ROM (\fIRead\-Only Memory\fP) atau EPROM (\fIErasable-Programmable Read-Only-Memory\fP). Hubungan antara TNC dengan para operator amatir radio pada umumnya dilakukan melalui kanal komunikasi serial RS 232. Sedikit catatan, bahwa tidak semua TNC merupakan sistem terintegrasi seperti pada gambar 2, sebagian amatir menggunakan rangkaian yang berupa \fIinterface card\fP pada Personal Komputer yang mereka gunakan [4]. Di samping itu, dengan semakin komplexnya sistem yang digunakan, selain protokol \fIlink\-layer\fP AX.25 beberapa TNC juga menjalankan program untuk fungsi\-fungsi yang lebih komplex (khususnya untuk jaringan komputer). .PP TNC yang ada umumnya dirancang untuk interaksi antara protokol \fIlink-layer\fP langsung dengan manusia. Hal ini sedikit menimbulkan masalah karena untuk penggunaan lapisan\-lapisan protokol yang lebih tinggi diperlukan kebebasan yang lebih luas bagi lapisan protokol lapisan ke tiga dan diatasnya untuk melakukan interfensi langsung ke lapisan yang dibawahnya. Untuk itu Chepponis dan Karn [21] mengembangkan protokol "KISS" yang memungkinkan protokol lapisan tiga ke atas untuk berinteraksi langsung dengan AX.25 tanpa diganggu oleh prosedur\-prosedur yang harus dilalui oleh operator manusia. "KISS" adalah singkatan dari "Keep It Simple Stupid" yang artinya kira\-kira memaksa TNC agar tetap "stupid" dan seluruh pekerjaan akan di tangani oleh host komputer yang lebih besar. .PP Modem yang digunakan pada TNC sangat beragam sekali, pada umumnya rekan\-rekan amatir menggunakan modem untuk kecepatan rendah 300\-1200 bit per detik (baud) dengan standart Bell 202 (1200 baud) dan Bell 102 (300 baud), yang secara perangkat keras dapat dibangun menggunakan EXAR 2211/2206 atau single chip programmable modem am7910 dari AMD (Advance Micro Devices). Di samping itu, beberapa kelompok amatir radio juga bereksperimen dalam modem kecepatan tinggi pada 4800 baud, 9600 baud dan 56K baud. .PP Frame dari data yang akan dikirim oleh TNC dibentuk oleh HDLC (High\-Level Data Link Controller) untuk meningkatkan effisiensi sistem komunikasi dan memudahkan dalam pendeteksian khususnya untuk operasi satelit yang dimana polaritas data yang diterima akan 180 derajat terbalik dari data yang dikirim (satu menjadi nol dan nol menjadi satu). Polaritas data tidak menjadi persoalan dalam paket radio dengan adanya mekanisme NRZI (Non\-Return to Zero Invert) pada HDLC controller. HDLC controller yang digunakan dapat berupa Intel 8273 atau Western Digital 1933. Pada tahun 1986, penulis telah mencoba kemampuan HDLC controller dalam mendeteksi sinyal paket yang terbalik ini. Pada saat itu, penulis melakukan QSO dengan YB1BG dan YB1HR. Pemancar yang digunakan memancarkan sinyal paket pada frekuensi 7.028 MHz (\fIUpper\-Side\-Band\fB - USB). Seperti kita ketahui dari teori tentang \fISingle Side Band\fP (SSB) bahwa kita akan menerima kebalikan dari sinyal yang kita pancarkan pada frekuensi 7.033 MHz (\fILower\-Side\-Band\fP - LSB). Secara sederhana, penulis berkomunikasi dengan YB1BG dan YB1HR yang memancar dan menerima pada 7.033 MHz LSB dengan menggunakan dua buah frekuensi yang berbeda (TX 7.028 MHz USB dan RX 7.033 MHz LSB). Perlu ditambahkan bahwa mode yang biasa digunakan pada frekuensi di bawah 14 MHz biasanya adalah \fILower\-Side\-Band\fP (LSB). Pengalaman ini sangat penting artinya mengingat \fItransponder\fP yang terpasang pada satelit amatir sebagai contoh satelit Phase III\-C (yang saat ini dikenal sebagai AMSAT OSCAR 13) akan membalikan spektrum sinyal dari bumi ke satelit (\fIuplink\fP) dan sinyal satelit ke bumi (\fIdownlink\fP). Dengan kata lain, untuk operasi mode B (\fIuplink\fP 436 MHz dan \fIdownlink\fP 145.8 MHz) sinyal \fIuplink\fP USB pada 436 MHz (band satelit band) menjadi \fIdownlink\fP LSB pada 145.8 MHz (band satelit band). Jadi dengan adanya mekanisme NRZI, komunikasi digital dengan paket radio melalui satelit tidak menjadi masalah. perlu dicatat bahwa hal ini tidak mungkin dilakukan dengan sitem konvensional seperti RTTY atau AMTOR tanpa bantuan alat (rangkaian) untuk membalikkan spektrum (secara sederhana dapat dibangun menggunakan sebuah inverter). .NH MODEM kecepatan tinggi. .PP Sebelum kita lanjutkan pembahasan ke lapisan\-lapisan protokol yang lebih tinggi ada baiknya penulis sedikit membahas tentang penelitian\-penelitian yang dilakukan pada \fIphysical\-layer\fP. Pertama\-tama akan dibahas kegiatan untuk membangun jaringan komputer kecepatan tinggi di amatir packet radio. Kemudian akan diketengahkan penelitian untuk membangun satelit\-satelit khusus paket radio. .PP Mengapa kita membutuhkan kecepatan tinggi ini ? Tentunya ada banyak hal yang menjadi penyebabnya. Antara lain, dengan adanya jaringan kecepatan tinggi ini maka kemampuan untuk mentransfer informasi (atau data) dari satu host komputer ke host komputer yang lainnya menjadi lebih cepat sehingga segala proses akan memakan waktu sangat singkat. tentunya tidak semudah itu kita membangun jaringan komputer dengan kecepatan tinggi ini. Ada beberapa hal yang menjadi penghambat utama dalam proses penelitian yang dilakukan. Pertama, bandwidth dari IF (\fIIntermediate Frequency\fP) Filter pada rangkaian penerima radio (baik itu VHF FM atau HF SSB) umumnya didisain untuk sinyal audio manusia dengan bandwidth 4\-5 kHz. Seperti kita ketahui bandwidth dari data yang dikirimkan akan kira\-kira sama dengan kecepatan dari pengiriman data tersebut. Dengan kata lain jika kita ingin mengirim data dengan kecepatan 1200 baud maka bandwidth yang dibutuhkan untuk mengirimkan data tersebut kira-kira 1.2 kHz; untuk 4800 baud data kira\-kira dibutuhkan bandwidth 5 kHz (dalam hal ini 4800 baud adalah kecepatan maksimum yang dapat ditolerir oleh transceiver yang umum digunakan oleh para amatir dengan mengambil langsung sinyal audio dari keluaran rangkaian diskriminator sebelum masuk ke low pass filter rangkaian audio). Saat ini berbagai penelitian sedang dilakukan khususnya untuk kecepatan 9600 baud PSK untuk keperluan komunikasi terestrial dan satelit di amatir radio baik menggunakan komponen konvensional maupun menggunakan teknik \fIDigital Signal Processing\fP (DSP) yang memakai DSP board pada PC (biasanya digunakan processor dari Texas Instrument TMS 320C25, sebagai \fIslave processor\fP yang khusus bekerja untuk DSP pada PC). Kecepatan yang lebih tinggi (56000 baud) juga sedang dijajaki kemungkinan penggunaanya. Berikut akan diterangkan secara garis besar penelitian yang dilakukan dalam MODEM kecepatan tinggi ini. .PP Ada beberapa club amatir radio yang saat ini bereksperimen dan mengembangkan jaringan komputer \fIterestrial\fP dengan kecepatan 4800 baud. Salah satu dari kelompok ini adalah para amatir radio yang tergabung di Hamilton Amatir Packet Network (H.A.P.N.) yang bermarkas di Mount Hope sebuah kota kecil di sebelah barat Hamilton di Canada (sekitar satu jam perjalanan dari tempat kediaman penulis saat ini). John Vandenberg, VE3DVV salah seorang aktifis dari H.A.P.N. pada tahun 1988 yang lalu sempat memperlihatkan pada penulis, modem yang mereka buat dan menerangkan cara kerja dari modem tersebut. Pada dasarnya modem ini tidak mengunakan \fIPhase Shift Keying\fP (PSK) melainkan \fIAudio Frequency Shift Keying\fP (AFSK). Kit dari MODEM 4800 ini dapat dipesan ke HAPN. Karena adanya \fIlow pass filter\fP pada rangkainan audio pada bagian pemancar maupun penerima pada transceiver VHF FM, sinyal digital harus dimasukan langsung pada dioda varactor pada rangkaian pemancar dan diambil langsung dari diskriminator output. Berdasarkan pengalaman penulis dalam memodifikasi handy transceiver VHF (Yaesu FT 102) milik penulis untuk kecepatan tinggi, hal ini dapat dilakukan dengan mudah dengan melihat skema rangkaian transceiver VHF yang rekan\-rekan miliki. .PP Untuk kecepatan yang lebih tinggi 9600 baud biasanya modulasi yang digunakan adalah PSK. Dalam sistem modulasi PSK phasa (bukan frekuensi) dari frekuensi pemancar yang diubah terhadap bit yang dikirim. Pada saat ini beberapa satelit mikro yang diluncurkan oleh rekan-rekan amatir yang tergabung dalam AMSAT (Amateur Satellite yang bermarkas di Washington D.C., U.S.A.) pada awal 1990 di disain untuk bekerja sampai dengan kecepatan 9600 baud BPSK (Binary Phase Shift Keying) selain 1200 baud BPSK [20]. Satelit ini disebut mikro karena ukurannya yang sangat kecil \- satelit ini akan bekerja pada low orbit sekitar 800 km dari permukaan bumi. Untuk stasiun pengendali dari bumi, Tom Clark, W3IWI dan rekan\-rekan di TAPR (Tucson Amateur Packet Radio) bekerja mengembangkan 9600 baud BPSK MODEM dengan menggunakan \fIDigital Signal Processor board\fP (TMS 320C25) pada PC dengan mengambil sinyal input langsung dari keluaran chip XR 2206 pada TNC [20]. Rekan\-rekan di Laboratorium Elektronika dan Komponen, ITB di bawah pimpinan Dr. Richard Mengko saat ini juga banyak bekerja dengan TMS 320C25 DSP board tersebut pada PC. .PP Kecepatan yang lebih tinggi lagi (56000 Baud) sudah dikembangkan oleh Dale Heatherington, WA4DSY [22] yang kemudian dikembangkan lebih lanjut oleh rekan\-rekan lainnya seperti Phil Karn, KA9Q. Pada dasarnya Modem ini bekerja dengan menggunakan modulasi MSK (\fIMinimum Shift Keying\fP) dimana phasa satu bit dengan yang lainnya berbeda 90 derajat atau dapat digambarkan sebagai four phase PSK. Bandwidth dari sinyal yang dipancarkan oleh modem ini pada kecepatan penuh 56 K baud adalah 74 kHz [23]. Pengembangkan jaringan komputer yang bebas tabrakan "collision free" menggunakan radio menjadi mungkin dengan adanya modem ini. Konsep ini dikembangkan oleh Phil Karn, KA9Q, dan diimplementasikan oleh banyak rekan\-rekan amatir lainnya [24]. Pada dasarnya system "collision free" computer network bekerja mengandalkan sebuah 100 kHz cross band linear translator yang menerima pada 70 cm dan memancar pada 220 MHz. Sehingga seluruh pemakai dapat menerima sinyalnya sendiri yang mereka kirim melalui \fIlinear cross band translator\fP ini. Dengan kata lain, diharapkan tidak akan terjadi masalah satu node tidak dapat menerima sinyal dari node. Karena hal inilah yang sering menjadi penyebabkan terjadinya banyak "collision" atau tabrakan. Prinsip ini kira\-kira sama dengan jaringan Ethernet (CSMA/CD) yang pada dasarnya semua pemakai akan mendeteksi apakah kanal komunikasi digunakan oleh pemakai yang lain sebelum dia memancarkan paket. .NH MICROSAT PAKET RADIO. .PP Seperti dikemukakan diatas, ada beberapa microsat yang diluncurkan di awal tahun 1990 [20]. Dua diantaranya dibangun oleh rekan\-rekan amatir yang tergabung dalam Amateur Satellite\-North America (AMSAT\-NA), kemudian dua satelit lagi dibangun oleh rekan\-rekan yang tergabung dibawah Amateur Satelitte yang bernaung di Department of Electrical Engineering, University of Surrey, Inggris yang dikenal sebagai UoSAT. Kemudian Amateur Satellite di Brazil (BRAMSAT) juga menyumbangkan sebuah microsat dan Argentina (AMSAT\-LU) juga menyumbangkan sebuah microsat. Pada kesempatan ini penulis mencoba membahas sedikit tentang arsitektur perangkat keras dari satelit microsat ini yang dibangun oleh rekan\-rekan di AMSAT. .PP Satelit microsat bekerja menggunakan mode J dengan \fIuplink\fP pada 2 meter (145.8\-146 MHz satelit band) dan \fIdownlink\fP 70 cm (435 MHz satelit band). Sampai dengan 4 channel packet input direncanakan untuk dibangun dengan 1 channel output. Kecepatan yang digunakan dapat dikendalikan oleh stasiun pengendali dari bumi dari kecepatan 1200 baud, 4800 baud dan kecepatan yang paling tinggi 9600 baud. Modulasi yang digunakan pada \fIuplink\fP adalah FSK sedang pada \fIdownlink\fP adalah BPSK. Karena satelit ini menggunakan \fIlow\-orbit\fP (800 km diatas permukaan bumi), diharapkan pemancar FM biasa 10-25 Watt dengan 5 kHz step cukup memadai. Sedang pada \fIdownlink\fP penerima SSB 70 cm dengan 100 Hz step (atau lebih kecil lagi) dibutuhkan untuk menerima sinyal BPSK dari satelit. Resolusi dari osilator transceiver yang digunakan sangat penting artinya karena pergerakan dari satelit yang berorbit polar ini akan menimbulkan \fIdoppler shift\fP pada frekuensi yang dipancarkan maupun relatif terhadap frekuensi yang diterima. \fIDoppler shift\fP pada \fIdownlink\fP sekitar 5 kHz permenit dan cukup terasa oleh pemakai satelit \fIlow orbit\fP. Karena satelit ini bekerja pada orbit rendah, \fIwindow\fP bagi para pemakai juga menjadi sempit hanya sekitar 15 menit sebelum satelit hilang dibalik horizon. Antenna omnidirectional diharapkan cukup untuk mengaccess satelit ini. Berbeda dengan microsat, pada AMSAT OSCAR 10 atau AMSAT OSCAR 13 digunakan \fIMonliya\fP orbit dengan ketinggian maksimum sekitar 33000 km dari permukaan bumi. Hal ini memungkinkan komunikasi satelit jarak jauh dengan durasi yang lama (sampai 9 jam). .PP Pemancar yang digunakan pada microsat akan bekerja pada BPSK dengan daya pancar sebesar 1.5 watt dan 4 watt yang dapat diatur oleh stasiun pengendali dari bumi. Pada bagian penguat digunakan sebuah MRF750 sebagai pendorong dan sebuah MRF750 untuk pengguat akhir. Pada bagian penerima digunakan IC MC3362 untuk penermina FM dengan \fIband pass filter\fP selebar 15 kHz dengan frekuensi tengah 10.7 MHz. Keluaran dari MC3362 dimasukan melalui TLC274 (cmos op amp) ke 2\-pole \fIButterworth filter\fP yang cocok untuk 1200 bps dan 4800 bps. Pada \fIfront end\fP rangkaian penerima ini digunakan GaAs FET \fIpre-amplifier\fP dengan \fInoise figure\fP < 1 dB. .PP Pada bagian \fImain processor\fP digunakan CPU NEC V-40 dengan menggunakan \fIError Detection And Correction\fP (EDAC) pada bagian \fImemory\fP (RAM). Sistem EDAC digunakan untuk mengatasi kesalahan pada bit\-bit memory yang disebabkan oleh radiasi sinar kosmis (x\-ray gamma\-ray). Dalam tiap microsat diterbangkan sampai dengan 10 M Byte \fImemory\fP sebagai RAM disk. .NH Link\-Layer Protokol AX.25. .PP Protokol \fIlink\-layer\fP yang digunakan pada amatir paket radio adalah nama AX.25 (Amatir X.25) [5] yang merupakan turunan dari protokol CCITT X.25 yang saat ini banyak digunakan, termasuk oleh Indosat di Jakarta untuk hubungan data paket ke luar negeri. Secara umum dalam sistem komunikasi data paket, informasi dikirimkan dalam frame/blok data pada gambar 3. \fIFlag field\fP digunakan sebagai pembatas dari data paket yang dikirim; \fIaddress field\fP berisi informasi kemana data paket ini dikirimkan. Dengan kata lain, \fIaddress field\fP berisi \fIcall\-sign\fP stasiun amatir pengirim, penerima dan stasiun\- stasiun relay; \fIcontrol field\fP untuk identifikasi tipe dari paket yang dikirim (misalnya untuk koreksi, untuk koneksi, untuk broadcast dll.); PID (packet ID) field digunakan pada pemakaian protokol yang lebih tinggi (lapisan tiga ke atas) ; Information field berisi data (informasi) yang kita kirim dan terakhir, \fIFrame\-Check Sequence\fP (FCS) berfungsi sebagai referensi bagi sistem penerima pada proses pendeteksian kesalahan. .PP Mengingat beberapa kelemahan yang ada pada protokol AX.25 khususnya effisiensi untuk komunikasi data paket kecepatan tinggi dan optimisasi dari pemanfaatan kanal komunikasi, juga keterbatasan address field untuk operator\-operator yang sedang portable. Seperti halnya penulis memperoleh ijin mengudara dengan call sign YC1DAV/VE3 tapi pada packet radio penulis terpaksa mengudara dengan call sign YC1DAV\-3 (dengan \fISub Station ID 3\fP). Pada saat ini sedang dilakukan penelitian untuk memperbaiki protokol AX.25 versi 2.0 yang saat ini digunakan [6], [7]. .NH Lapisan Protokol Yang Lebih Tinggi. .PP Pada kesempatan ini lapisan\-lapisan protokol pada tingkatan yang lebih tinggi hanya akan dibahas secara garis besar saja. Kelebihan dan kekurangan; dan juga berbagai macam aplikasi yang mungkin dijalankan di atas protokol ini akan di bahas secara sepintas. Pada kesempatan terpisah penulis menjelaskan lebih terperinci mengenai lapisan protokol ini khususnya untuk jaringan komputer menggunakan TCP/IP dengan berbagai contoh penggunaannya. .PP Ada beberapa proposal yang sempat diajukan oleh rekan\-rekan amatir radio untuk digunakan pada lapisan\-lapisan protokol yang lebih tinggi ini. Proposal ini melingkupi penggunaan CCITT X.25/X.75 [8],[9],[10],[11],[12] atau U.S. Department of Defence (DoD/ARPA) Internet Protokol (IP) [13] pada lapisan ke tiga; dan pada lapisan ke empat digunakan CCITT X.224 [14] atau Transmission Control Protokol (TCP) [13]. Tentunya masing\-masing protokol (CCITT X.25/X.75/X.224 dan TCP/IP) mempunyai berbagai kelebihan dan kelemahan. Salah satu kelemahan utama dari CCITT X.25/X.75/X.224 adalah dalam keandalan dan fleksibilitas untuk hubungan antar mesin terutama dalam jaringan komputer yang berbeda\-beda. Dilain pihak, TCP/IP meskipun lebih andal dan fleksible (antara lain dalam penentuan route koneksi dalam jaringan komputer [15]) dalam menghubungkan mesin\-mesin di berbagai network, diperlukan overhead sekitar 40 byte data dalam AX.25 frame (yang mempunyai kapasitas maximum 255 byte informasi). Di samping itu, sebagai catatan tambahan, sudah merupakan \fIde\-facto\fP bahwa jaringan\-jaringan komputer milik universitas\-universitas dan lembaga\-lembaga pemerintah di U.S., Canada, Eropa dll., hampir seluruhnya menggunakan TCP/IP. Hal ini berarti dengan menggunakan TCP/IP kemungkinan untuk menghubungkan jaringan milik amatir radio dengan jaringan\-jaringan komputer lainnya bukanlah hal yang mustahil. Walaupun rekan\-rekan amatir dari OSI group mengembangkan ROSE (RATS Open System Environment) X.25 packet switch [16], saat ini sebagian besar operator amatir paket radio yang menggunakan protokol yang lebih tinggi ini menggunakan TCP/IP yang dikembangkan pertama kali oleh Phil Karn, KA9Q (yang juga salah seorang anggota \fIboard-of-director\fP di AMSAT-NA) yang kemudian dimodifikasi dan disempurnakan oleh banyak rekan\-rekan amatir di seluruh penjuru dunia [17]. .PP Banyak aplikasi yang mungkin kita jalankan dengan menggunakan jaringan TCP/IP ini. Sebagai contoh kita dapat melakukan: .IP 1. File Transfer antara host computer menggunakan fasilitas FTP. .IP 2. Remote login dari satu host ke host yang lain menggunakan fasilitas TELNET. .IP 3. Mengirimkan elektronik mail dari satu mesin ke mesin yang lain menggunakan SMTP (Simple Mail Transfer Protocol). .PP Sebetulnya masih banyak hal\-hal lainnya yang mungkin dilakukan dengan menggunakan protokol TCP/IP. Di atas hanyalah sebagian saja kemampuan sebenarnya dari KA9Q TCP/IP. Perlu ditekankan disini, mengingat jaringan komputer bersifat universal (umum) tentunya sangat perlu ada standarisasi dari alamat yang digunakan pada jaringan komputer agar tidak terjadi ketidak serasian dalam berinteraksi dengan jaringan\-jaringan komputer yang sudah ada milik universitas, lembaga penelitan dan pemerintah. Dengan kata lain, sebuah host komputer dalam jaringan komputer harus memperoleh hostname (atau alamat lainnya) dari koordinator alamat yang berwenang. Untuk amatir radio, Brain Kantor, WB6CYT ditunjuk menjadi koordinator yang mengkoordinir pemberian alamat dan IP address untuk amatir radio diseluruh penjuru dunia yang dibantu oleh koordinator\-koordinator lokal (dinegara masing\-masing). Dengan kata lain, rekan\-rekan amatir yang akan bereksperimen menggunakan TCP/IP harus memperoleh IP address dari ko'ordinator lokal dari AMPRNet (AMatir Paket Radio Network) TCP/IP atau menggunakan \fIIP address\fP dengan kode [44.128.x.x] yang khusus dialokasikan untuk keperluan percobaan. Koordinator alamat (dan IP address) di Indonesia adalah Bapak Robby Soebiakto, YB1BG [19]. .PP Dari pengalaman pribadi penulis dalam internetworking di BITNET, NetNorth dan InterNet (dalam hal ini menggunakan jaringan komputer milik universitas, bukan milik amatir radio), sebenarnya aplikasi jaringan komputer tidak terbatas pada e\-mail atau file transfer saja tapi lebih luas lagi yang antara lain mencakup sistem \fIdata\-bases\fP, \fInetwork\-server\fP, grup\-diskusi (konferensi secara elektronis \- antara lain dapat kita lihat pada referensi yang digunakan dalam artikel ini, beberapa penulis ambil dari tulisan\-tulisan dalam grup diskusi yang penulis ikuti) dan masih banyak lagi yang hanya terbatas dari daya imajinasi kita !! .NH Penutup. .PP Amatir Paket Radio merupakan sistem komunikasi digital yang relatif masih baru di dunia amatir radio. Kemampuan dari sistem ini sangat luas dalam arti pendeteksian kesalahan dan pembentukan jaringan komputer mengunakan radio sebagai media komunikasinya. Akhir kata, walaupun artikel ini sangat singkat dan tidak memungkinkan untuk menerangkan secara lengkap cara kerja sistem ini, penulis berharap artikel ini dapat menambah gambaran secara umum cara kerja sistem komunikasi\-data paket\-radio bagi rekan\-rekan amatir pada umumnya dan semangat untuk membangun jaringan yang lebih andal dan fleksible menggunakan TCP/IP untuk lapisan tiga dan empat khususnya bagi rekan\-rekan \fIpacketeers\fP di Indonesia. Beberapa alamat dari organisasi\-organisasi amatir radio yang giat bekerja dalam bidang amatir paket radio antara lain adalah : .DS I Amateur Satellite (AMSAT) P.O. Box 27 Washington, DC 20044, U.S.A. .DE .DS I Tucson Amateur Packet Radio (TAPR) P.O. Box 22888 Tucson, AZ 85734 U.S.A. .DE .DS I Hamilton Area Packet Network (HAPN) Box 4466, Station D Hamilton, Ontario L8V 4S7 Canada .DE .DS I American Radio Relay League (ARRL) 225 Main St., Newington, CT 06111 U.S.A. .DE .LP Beberapa organisasi lainnya juga dapat rekan\-rekan lihat pada daftar yang ada pada halaman\-halaman terakhir pada \fIAmateur Radio Handbook\fP yang dikeluarkan oleh ARRL. Mudah\-mudahan dapat memberikan manfa'at bagi rekan\-rekan amatir yang akan bergabung dan bekerja dalam dunia packet radio. .NH Ucapan Terima Kasih. .PP Penulis mengucapkan banyak terima kasih khususnya kepada Bapak Robby Soebiakto, YB1BG yang mendorong penulis untuk mempelajari lebih lanjut kemampuan dari TCP/IP. Juga Pak Ahmad Zaini, YB1HR yang banyak memberikan tantangan pada penulis dan akhirnya pada rekan\-rekan amatir yang tergabung dalam Club Station Cibeunying (YC1ZDY) (antara lain YB1KV, YB1DBA, YB3NR/1, YC1EOB, YC1HCE, YC1OTD dan YG1QN) di Bandung yang sejak sangat dini sekitar tahun 1985 awal 1986 telah banyak membantu penulis melakukan penelitian dalam dunia komunikasi radio digital yang akhirnya berlanjut ke dunia packet radio di samping melihat kemungkinan untuk memproduksi Terminal Node Controller (TNC) di dalam negeri. .PP Penulis juga mengucapkan terima kasih kepada rekan penulis, M. Budi Setiawan dan A. Suntoro di Mcmaster University, Canada dan Danu di University of Hawaii, U.S.A. dan Trikunto Priyambodo, di Manchester, UK dan terakhir Casey, di University of Texas at Austin, U.S.A. yang banyak memberikan saran\-saran dan koreksi dalam proses penulisan artikel ini. .bp .TL DAFTAR ACUAN .IP [1] Paul Newland, AD7I,"Algorithm and methods for SITOR/AMTOR systems," QEX, vol. 77, hal. 9-12, Juli 1988. .IP [2] Brain Kantor, WB6CYT, "AMPRNET population statistics," rec.ham-radio.packet, USENET, 28 February 1989 14:40:30 GMT. .IP [3] P.R. Karn, KA9Q, H.E. Price, NK6K dan R.J. Diersing, N5AHD, "Packet radio in the amateur service," IEEE Journal on Selected Areas in Communications, vol. SAC-3, hal. 431-439, 1985. .IP [4] M. Chepponis, K3MC dan B. Mans, AA4CG, "A totally awesome high-speed packet radio I/O interface for IBM PC/XT/AT/386 and Macintosh II computers," Proceedings ARRL 7th Computer Networking Conference, hal. 36-40, October 1988. .IP [5] Terry L. Fox, WB4JFI, "AX.25 amateur packet\-radio link\-layer protocol : version 2.0 October 1984," American Radio Relay League, 1984. .IP [6] T. Fox, WB4JFI, "Proposed AX.25 level 2 version 2.0 changes," Proceedings ARRL 7th Computer Networking Conference, hal. 58-64, October 1988. .IP [7] E.L. Scace, K3NA, "Overview of ARRL digital committee proposals for enhancing the AX.25 protocols into revision 2.1," Proceedings ARRL 7th Computer Networking Conference, hal. 150-152, October 1988. .IP [8] T. Fox, WB4JFI, "AX.25 network sublayer protocol recommendation," Proceedings 3rd ARRL Computer Networking Conference, hal. 3.23-3.29, 1984. .IP [9] J.G. Beattie, Jr., N2DSY dan T.A. Moulton, W2VY, "Communications protocols for the network and transport layers of the amateur packet network," Proceedings 4th ARRL Amateur Radio Computer Networking Conference, hal. 4.1-4.10, 1985. .IP [10] T. Fox, WB4JFI, "Packet formats of AX.25 level 3 protocol," Proceedings 3th ARRL Computer Networking Conference, hal. 3.30-3.37, 1984. .IP [11] T. Fox, WB4JFI, "Optional facilities for AX.25 level 3 protocol," Proceedings 3rd ARRL Computer Networking Conference, hal. 3.38-3.55, 1984. .IP [12] T. Fox, WB4JFI, "Of virtual circuits, datagrams, and the circular file," Proceedings 4th ARRL Computer Networking Conference, hal. 4.31-4.35, 1985. .IP [13] Phil Karn, KA9Q, "TCP/IP: A proposal for amateur packet radio levels 3 and 4," Proceedings 4th ARRL Computer Networking Conference, hal. 4.62-4.68, 1985. .IP [14] T. Fox, WB4JFI, "CCITT X.224 transport layer protocol basic description," Proceedings 4th ARRL Computer Networking Conference, hal. 4.36-4.40, 1985. .IP [15] A.G. Broscius, N3FCT, "A routing agent for TCP/IP: RFC 1058 implemented for KA9Q internet protocol package," Proceedings 7th ARRL Computer Networking Conference, hal. 30-33, 1988. .IP [16] J.G. Beattie, Jr, N2DSY, "Rose switch on," Gateway: The ARRL Packet Radio Newsletter, Vol. 5, no. 13, 17 Maret 1989. .IP [17] Phil Karn, KA9Q, "Amateur TCP/IP: an update," Proceedings 7th ARRL Computer Networking Conference, hal. 115-121, 1988. .IP [18] M.T. Horne, KA7AXD, "Finger - a user information lookup service," Proceedings 7th ARRL Computer Networking Conference, hal. 83-86, 1988. .IP [19] B. Kantor, WB6CYT, "AMPRNet (TCP/IP) Address Coordinators," rec.ham-radio.packet, USENET, 17 April 1989 16:01:01 GMT .IP [20] Tom Clark, W3IWI, "AMSAT's MICROSAT/PACSAT PROGRAM," Proceedings 7th ARRL Computer Networking Conference, 1988. .IP [21] M. Chepponis, K3MC dan P. Karn, KA9Q, " The KISS TNC: A simple host-to-TNC communication protocol," Proceedings 6th ARRL Computer Networking Conference, Redondo Beach, pp. 38-43, 1988. .IP [22] D.A. Heatherington, "A 56 Kilobaud RF Modem", Proceedings 6th ARRL Computer Networking Conference, Redondo Beach, pp. 68-75, 1988. .IP [23] Phil Karn, KA9Q, "WA4DSY 56 bpsk modem", TAPR Meeting, Tucson, AZ, 1988. .IP [24] Phil Karn, KA9Q, "Headend Frequency Translators and packet," rec.ham-radio.packet, USENET, 11 Mar 89 21:27:16 GMT .bp .TL DAFTAR KETERANGAN GAMBAR .IP "\fBGambar 1.\fP" 1.2i Tingkatan protokol pada sistem amatir paket radio yang disesuaikan dengan rekomendasi untuk Open Sysem Interconnection (OSI). Dari ketujuh tingkatan di atas, hanya lapisan terbawah (\fIphysical-layer\fP) yang berupa perangkat\-keras, selebihnya berupa perangkat\-lunak. .IP "\fBGambar 2.\fP" 1.2i Blok diagram sebuah Terminal Node Controller (TNC) yang secara umum dapat terbagi dua bagian besar, yaitu (a) sistem mikroprocessor (untuk protokol \fIlink-level\fP) dan (b) rangkaian modulasi-demodulasi (MODEM) untuk sinyal digital yang merupakan bagian dari \fIphysical-layer\fP. .IP "\fBGambar 3.\fP" 1.2i Frame data yang digunakan dalam komunikasi amatir paket radio. Frame dengan format ini dibentuk oleh AX.25 protokol \fIlink\-level\fP.