BABI PENDAHULUAN 1.1
Latar Belakang Pada saat ini, teknologi semakin berkembang pesat. Diawali dengan
adanya komunikasi analog yang kemudian secara bertahap berubah menjadi komunikasi digital. Komunikasi digital terdiri atas tiga jenis yaitu point to point, point to multipoint (broadcast) dan multipoint to multipoint. Komunikasi point to point yaitu terdiri atas satu pengirim dan satu penerima. Contohnya adalah komunikasi seluler. Komunikasi point to multipoint terdiri atas satu pengirim dan beberapa penerima. Contohnya adalah siaran radio dan televisi. Komunikasi digital sering diganggu oleh noise. Noise ini ada berbagai macam. Noise yang disebabkan oleh alam dan noise yang disebabkan oleh elektris. Noise juga dibedakan menjadi dua yaitu random error dan burst error. Pada komunikasi digital biasanya terjadi error yang disebabkan oleh alam. Ada juga error yang disebabkan oleh AWGN (Additive White Gaussian Noise). Kemudian error ada dua macam yaitu burst error dan random error. Error yang disebabkan oleh alam biasanya oleh gangguan hujan dan petir. Ada juga yang disebabkan oleh Intersymbol Interference (ISI) dan multipath fading. Untuk mengatasi error dapat digunakan beberapa yang digunakan antara lain adalah ACK (Acknowledgement), FEC (Forward Error Correction) dan CRC (Cyclic Redundancy Check). ACK merupakan teknik untuk mengatasi error dengan cara mengirimkan ACK balasan jika ada frame yang terkena error. Jika digunakan pada noisy channel maka akan ada batas waktu tertentu yang akan membatasi kapan ACK balasan harus dikirimkan ke pengirim. FEC merupakan metode untuk mengkoreksi error yang biasa digunakan pada komunikasi broadcast. Metode ini menggunakan parity bit untuk mengkoreksi error yang terjadi setelah frame sampai pada penerima. Dengan berbagai macam metode tersebut diharapkan dapat mengatasi error. Berbagai macam teknologi diterapkan pada segala bidang. Teknologi
1
canggih juga diterapkan pada dunia industri dan automobile. Pengguna automobile di dunia dapat dilihat pada grafik berikut ini Gambar 1.1. Pada dunia industri dan automobile saat ini masih menggunakan banyak kabel (wire) untuk menghubungkan antar ECU (Equipment Control Unit). Maka akan digunakan CAN (Controller Area Network) untuk mengatasi banyaknya wiring. Dari yang semula menggunakan topologi mesh maupun ring maupun star, maka dengan diterapkannya CAN menjadi menggunakan topologi bus. CAN adalah sebuah network yang mengijinkan sebuah mikrokontroler berkomunikasi dengan device menggunakan differential transmission dan twisted pair cable. Pada CAN juga terdapat banyak kelemahan. Kelemahan yang paling sering mengganggu aktivitas transfer data pada CAN adalah adanya EMI (Electromagnetic Interference). EMI ini menyebabkan burst error [1]. EMI ini berasal dari interference radio external maupun inductive load. Perbedaan antara LAN dengan CAN diantaranya sebagai berikut. CAN mengirimkan data berdasarkan ID sedangkan LAN mengirimkan data berdasarkan IP Address. CAN sering digunakan pada embedded system sedangkan LAN digunakan pada komputer. Jika dilihat dari pendeteksian collision pada CAN menggunakan CSMA sedangkan LAN menggunakan CSMA CD. Jika dilihat dari data yang digunakan maka pada CAN datanya menggunakan protocol, hardware dan transmisi yang sudah spesifik sedangkan pada LAN menggunakan protocol TCP/IP atau UDP. Jika dilihat dari media transmisi yang digunakan maka pada CAN menggunakan kabel tembaga sedangkan pada LAN menggunakan kabel tembaga dan fiber optic.
2
Gambar 1.1 Grafik Penjualan Mobil Internasional ( Sumber : www.oica.net/wp-content/uploads/total-sales-2014-2.jpg)
1.2
Perumusan masalah Permasalahan yang muncul adalah 1.
Pada sistem CAN yang menggunakan topologi bus akan rentan terhadap error terutama burst error. Burst error ini akan menyebabkan error yang sifatnya mengelompok pada runtun bit yang melewati media. Maka akan dicari hal yang menyebabkan burst error pada CAN. Juga cara mengatasi burst error tersebut.
1.3
Keaslian penelitian Penelitian terdahulu
mengenai
sandi
RS
dimulai sejak peneliti
menggunakan beberapa algoritma. Algoritma yang sering digunakan untuk menghitung sandi RS adalah algoritma Berlekamp Massey. Perhitungan sandi RS dibagi menjadi 2 yaitu encoding dan decoding. Pada bagian encoding terdiri atas perhitungan generator polynomial dan pembagian antara generator polynomial dengan informasi dalam bentuk power. Data informasi yang dimasukkan berupa integer
yang
kemudian
dikonversi
ke
bentuk
power
atau
alpha.
Pengkonversiannya menggunakan tabel polynomial primitif. Pada bagian decoding terdiri atas komputasi sindrom, perhitungan
3
algoritma BMA (Berlekamp Massey Algorithm)[2], perhitungan letak error (error locator polynomial) dan proses terakhir yaitu pemulihan data informasi. Untuk penelitian terdahulu mengenai CAN sudah dimulai oleh peneliti [1] Peneliti terdahulu menguji CAN yang terkena burst error yang disebabkan oleh Electromagnetic Interference (EMI) dengan berbagai macam simulator baik MATLAB maupun NS2. EMI merupakan burst error yang mengganggu proses transfer data. Peneliti [1] menggunakan metode CRC (Cyclic Redundancy Check) untuk mengatasi burst error. Hasilnya dapat diketahui. Peneliti [1] menggunakan metode ACK (Acknowledgement) untuk mengatasi error. Dengan metode ACK ini maka akan ada proses retransmisi. Proses retransmisi terjadi jika frame yang dikirim tidak sampai ke penerima. Dalam hal ini pesan yang dikirim hilang pada media. Media yang digunakan untuk menghubungkan pengirim dan penerima dapat berupa fiber optik, udara maupun kabel tembaga. Metode ACK dapat bekerja pada dua kondisi. Kondisi yang dimaksud adalah perfect channel dan noisy channel. Metode ACK yang diterapkan pada perfect channel adalah jika pengirim mengirimkan frame dan frame sampai hingga ke penerima maka ACK akan dikirimkan ke pengirim, maka pengirim mengirimkan frame berikutnya. Peneliti [1] menggunakan bit stuffing, bit monitoring untuk mengatasi error. Bit monitoring adalah proses mengamati jalannya bit yang sedang dikirim melalui media. Error yang terjadi pada peneliti [1] adalah burst error. Burst error adalah error yang sifatnya mengelompok pada runtun bit yang dikirim melalui suatu media. Burst error pada CAN disebabkan oleh adanya Electromagnetic Interference (EMI). EMI ini pada sistem pada industri dan automobile disebabkan oleh inductive load dan interference radio eksternal. Interference radio eksternal adalah suatu noise yang terjadi pada gelombang radio. Peneliti [1] menggunakan proses retransmisi dan FEC (Forward Error Correction) untuk mengatasi error. Error yang diatasi adalah burst error. Pada penelitian yang dilakukan oleh (Shabour,2013) [3] menunjukkan bahwa dapat mengatasi burst error tetapi dengan retransmisi 19 %. Kemudian mengenai penelitian terdahulu yang menggunakan sandi Reed
4
Solomon untuk mengatasi EMI dimulai oleh peneliti [1][3]. Pada penelitian yang dilakukan oleh peneliti [1] menggunakan sandi RS untuk mengatasi EMI. Sandi RS menggunakan dua proses untuk memulihkan error. Proses yang digunakan adalah encoding dan decoding. Pada proses encoding terdiri atas penambahan parity bit. Sedangkan pada proses decoding terdiri atas komputasi sindrom, algoritma BMA, error locator dan pemulihan informasi. Pada bagian CAN akan dilakukan penambahan beberapa frame khusus. Frame tersebut adalah header dan tail. Antara header dan tail terdapat data field. Data field ini berisi pesan yang akan kita kirim. Header terdiri atas Start of bit, arbitration dan control. Sedangkan Tail terdiri atas Cyclic redundancy check, acknowledgement, end of frame dan interframe space. Dari penelitian yang telah ada, maka pada penelitian ini akan digunakan metode sandi RS [4] untuk melihat simulasi jalannya proses pemulihan bit informasi. Proses yang dapat dilihat adalah proses encoding dan decoding secara matematis. Proses encoding terdiri atas penambahan parity bit dan proses decoding terdiri atas komputasi sindrom, algoritma BMA, error locator dan pemulihan data. Dari penelitian terdahulu dapat dilihat bahwa error merupakan hal cukup mengganggu dalam dunia komunikasi. Error yang terjadi pada dunia komunikasi data adalah burst error dan random error. Random error dan burst error terjadi karena gangguan alam maupun elektris. Gangguan alam misalnya hujan dan petir. Gangguan elektris adalah inductive load dan interference radio eksternal. Dapat juga dikarenakan oleh multipath fading. Multipath fading [5] ini terjadi dikarenakan pantulan geografis suatu daerah. Jika data informasi yang dikirim melalui media terkena error ini maka akan mengganggu jalannya komunikasi data. Maka untuk mengatasi hal tersebut akan dicari metode yang cocok untuk mengatasi error dengan mengembangkan metode yang telah ada. Dengan melihat penelitian yang telah dilakukan sebelumnya. Maka dapat dilakukan suatu perhitungan matematis untuk mengatasi error dengan sandi RS. Setelah dilakukan proses perhitungan manual kemudian diimplementasikan pada
5
pembuatan software. Setelah dilakukan proses pembuatan, maka dilakukan validasi dengan mengembangkan metode terdahulu. 1.4
Tujuan Penelitian Penelitian ini bertujuan untuk 1. Melakukan simulasi encoding dan decoding CAN dan sandi RS. 2. Merancang desain software simulasi sandi RS. 3. Menambahkan sandi RS pada CAN untuk mengatasi burst error. 4. Mengurangi komputasi sandi RS. 5. Membandingkan komputasi tanpa LUT dan dengan LUT. 6. Mengatasi burst error pada CAN menggunakan sandi RS dengan LUT.
1.5 Batasan Masalah Pada penelitian akan diberikan batasan masalah. 1. Penelitian hanya dilakukan pada CAN 2. Penelitian hanya dilakukan dengan sandi RS dengan masukan integer 1 sampai 5. 3. Penelitian ini hanya dilakukan dengan simulasi dengan komputer. 4. Penelitian hanya dilakukan pada sandi RS. 1.6
Manfaat Penelitian Manfaat penelitian ini adalah 1.
Dari simulasi dan perhitungan sandi RS yang telah dilakukan akan diperoleh suatu hasil penelitian yaitu didapatkan bahwa jika adanya EMI akan mengganggu jalannya transmisi data. EMI ini akan mengakibatkan burst error. Sehingga dengan diatasinya EMI maka akan memperlancar jalur komunikasi data antar node.
6
2. Simulasi yang ditampilkan adalah simulasi perhitungan encoding dan decoding sandi RS. Dengan melihat simulasi maka akan diketahui perjalanan data. 1.7 Sistematika Penulisan Penelitian BAB I PENDAHULUAN Pendahuluan berisi uraian singkat mengenai latar belakang, perumusan masalah, keaslian penelitian, tujuan penelitian, manfaat penelitian dan sistematika penulisan. BAB II TINJUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI Tinjauan pustaka membahas penelitian terdahulu yang telah dilakukan dan landasan teori dan menjadi acuan dalam penelitian ini. BAB III METODOLOGI PENELITIAN Metodologi membahas mengenai metode yang digunakan dalam penelitian meliputi alat dan bahan, jalannya penelitian, perancangan sistem, perancangan simulasi. BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN Hasil dan pembahasan berisi mengenai analisis simulasi dari software yang telah dibuat. BAB V KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan dan saran berisi kesimpulan hasil penelitian yang telah dilakukan. Kesimpulan diambil berdasarkan hasil dan pembahasan pada bab sebelumnya. Selanjutnya kekurangan yang ada dituliskan sebagai saran untuk pengembangan penelitian lebih lanjut.
7
