TUGAS AKHIR - RE 1599
RANCANG BANGUN SINKRONISASI FRAME DAN KONTROL KESALAHAN KOMUNIKASI DATA PADA SISTEM MODEM VHF Nuzril Alfansyah NRP 2205 109 638 Dosen Pembimbing Dr.Ir. Achmad Affandi, DEA Ir. Gatot Kusrohardjo, MT JURUSAN TEKNIK ELEKTRO Fakultas Teknologi Industri Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya 2009
FINAL PROJECT – RE1599 DESIGN AND REALIZATION FRAME SYNCHRONIZATION AND CONTROL ERROR OF DATA COMMUNICATION AT VHF MODEM SYSTEM Nuzril Alfansyah NRP 2205 109 638 Lecturer Dr. Ir. Achmad Affandi, DEA. Ir. Gatot Kusrohardjo, MT MAJORING ELECTRICAL ENGINEERING Industrial Engineering Faculty Sepuluh Nopember Institute of Technology Surabaya 2009
RANCANG BANGUN SINKRONISASI FRAME DAN KONTROL KESALAHAN KOMUNIKASI DATA PADA SISTEM MODEM VHF
TUGAS AKHIR Diajukan Guna Memenuhi Sebagian Persyaratan Untuk Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Pada Bidang Studi Telekomunikasi Multimedia Jurusan Teknik Elektro Institut Teknologi Sepuluh Nopember
Menyetujui:
Dosen Pembimbing I
Dosen Pembimbing II
Dr. Ir. Achmad Affandi, DEA NIP. 131 879 394
Ir. Gatot Kusrohardjo, MT NIP. 130 569 367
SURABAYA AGUSTUS , 2009
ABSTRAK
Dalam proses transmisi data yang dilewatkan kanal VHF diperkirakan banyak mengalami error, karena disebabkan propagasi yang tidak stabil dan level noise atmosfir cukup besar pada kanal ini. Hal ini dapat dikurangi dengan cara optimisasi konfigurasi sistem RF yang optimal, selain itu juga diperlukan proses sinkronisasi dan kontrol kersalahan data pada modem. Dalam komunikasi paket data, protokol merupakan suatu aturan formal dan kesepakatan yang menentukan bagaimana komputer bertukar informasi melewati sebuah media jaringan. Kecepatan modem FSK di-setting pada kecepatan 1200 bps pada keadaan transmit dan receive. Dengan menggunakan flow control Stop and Wait ARQ, yang berisi program sinkronisasi, deteksi kesalahan dengan menggunakan CRC, dan koreksi kesalahan dengan cara me-transmit ulang frame yang rusak, sistem modem VHF telah berjalan dengan baik. Pada hasil pengujian pada dua modem yang dipasang attenuator pada tengah-tengahnya dan pada kanal ideal menunjukkan sinyal akan menghilang jika attenuator di-setting pada angka 9 dB keatas. Sedangkan pada pengukuran melalui kanal VHF dengan mengganti antena pada transceiver dengan kabel coaxial RG58 dan dipasang variable attenuator di tengah-tengahnya menunjukkan nilai BER mencapai 10-3 jika SNR lebih besar dari -40 dB. Kata kunci : Sinkronisasi Frame, Kontrol kesalahan, Stop and Wait, CRC, Modem FSK
vii
viii
ABSTRACT
In the process of transmitting data to be on VHF channel is estimated to have a lot of error, because due propagasi the unstable atmosphere and the noise level is quite large in this channel. This can be reduced with the RF system configuration optimization, it is also required in addition to the synchronization and error control on the modem. In packet data communications, the protocol is a formal rules and agreements that determine how computers exchange information through a media network. Speed FSK modem are settings at 1200 bps in the receive and transmits. By using xmodem protocol and flow control are Stop and Wait ARQ, the program includes synchronization, error detection using CRC, and error correction with a retransmits of frame if broken, the modem VHF system has been running well. On the test results on two modems installed on the attenuator midst and in the ideal channel shows the signal will disappear if the attenuator setting in dB over the number 9. While in the measurement channel through the VHF antenna on the transceiver with RG58 coaxial cable and installed a variable attenuator in the midst BER value reached 10-3 when SNR is greater than -40 dB. Key words : Frame Synchronization, Error Control, CRC, Stop and Wait, FSK Modem
ix
x
KATA PENGANTAR
Alhamdulillah puji dan syukur kehadirat Allah SWT Yang Maha Pengasih dan Penyayang yang telah memberikan berkat dan rahmat-Nya kepada penulis sehingga dapat menyelesaikan Tugas Akhir dengan judul : RANCANG BANGUN SINKRONISASI FRAME DAN KONTROL KESALAHAN KOMUNIKASI DATA PADA SISTEM MODEM VHF Dalam penyusunan laporan tugas akhir ini penulis menyadari bahwa buku ini masih jauh dari sempurna. Untuk itu penulis mengharapkan kritik dan saran yang membangun dari semua pihak agar dapat lebih baik di masa yang akan datang. Besar harapan penulis bahwa buku tugas akhir ini dapat memberikan informasi dan manfaat bagi pembaca pada umumnya dan mahasiswa Jurusan Teknik Elektro pada khususnya.
Surabaya, Juli 2009
Penulis
xi
xii
DAFTAR ISI Halaman LEMBAR JUDUL...................................................................... LEMBAR PENGESAHAN ....................................................... ABSTRAK .................................................................................. KATA PENGANTAR................................................................ DAFTAR ISI .............................................................................. DAFTAR GAMBAR.................................................................. DAFTAR TABEL ...................................................................... BAB I PENDAHULUAN........................................................... 1.1 Latar Belakang.............................................................. 1.2 Permasalahan ................................................................ 1.3 Batasan Penulisan ......................................................... 1.4 Tujuan........................................................................... 1.5 Metodologi.................................................................... 1.6 Sistematika.................................................................... 1.7 Relevansi ...................................................................... BAB II DASAR EORI .............................................................. 2.1 Komunikasi Point to Point ........................................... 2.2 Model Referensi OSI .................................................... 2.2.1 Karakterstik Lapisan OSI................................ 2.2.2 Protokol........................................................... 2.3 Data Link Control......................................................... 2.3.1 Kontrol Aliran................................................. 2.3.1.1 Stop and Wait ….…………………… 2.3.1.2 Efek delay Propagasi dan Kec. Transmisi …………………………… 2.3.2 Kontrol kesalahan ………………….............. 2.3.2.1 Pendeteksian Kesalahan CRC …...… 2.3.2.2 Stop and Wait ARQ ……………….. 2.4 Modulasi FSK............................................................... 2.5 FSK Modem TCM 3105 ................................................. 2.6 Sinkronisasi Frame ......................................................... xiii
i iii v vii ix xiii xvii 1 1 2 2 2 2 3 3 5 5 6 7 8 8 10 11 13 14 15 18 20 22 23
2.7 2.8 2.9
Rugi-rugi Propagasi Ruang Bebas ………………….. Signal to Noise Ratio ………………………………… Transceiver…………………………………………………
25 26 27
BAB III PERANCANGAN DAN IMPLEMENTASI ............ 3.1 Konfigurasi Sistem ....................................................... 3.1.1 Hardware (Perangkat Keras) .......................... 3.1.2 Software (Perangkat Lunak)............................ 3.2 Perancangan Sistem ....................................................... 3.2.1 Konfigurasi modem TCM 3105 .................... 3.2.1.1 Modulator .......................................... 3.2.1.2 Demodulator ....................................... 3.2.1.3 Driver PTT………..……………….. 3.2.2 Instalasi …..………………………………... 3.2.2.1 Koneksi Mikrokintroller ke modem... 3.2.2.2 Koneksi modem ke HT …………….. 3.3 Desain Komunikasi........................................................ 3.3.1 Protokol........................................................... 3.3.2 Sinkronisasi..................................................... 3.3.3 Kontrol Kesalahan ......................................... 3.4 Proses Pengiriman data.................................................. 3.4.1 Pengiriman dari komputer............................... 3.4.2 Pengiriman dan penerimaan data modem …..
31 31 31 32 32 33 34 35 35 37 37 39 40 40 41 41 43 43 46
BAB IV PENGUJIAN SISTEM………………….................... 4.1 Pengujian Modulator dan Demodulator ....................... 4.2 Pengujian Radio Modem ............................................... 4.2.1 Karakteristik sinyal FSK yang di transmisikan… 4.2.2 Pengujian Baudrate…………………………….. 4.2.3 Pengiriman data………………………………… 4.3 Pengujian PTT .............................................................. 4.4 Pengujian sistem pada kanal ideal ................................ 4.5 Pengujian sistem pada kanal VHF ...............................
49 49 52 53 53 55 56 57 58
BAB V PENUTUP ..................................................................... 5.1 Kesimpulan ................................................................... 5.2 Saran .............................................................................
59 59 59
DAFTAR PUSTAKA…………………………………………...
59
xiv
LAMPIRAN Listing Program Mikrokontroller dan VHF Messaging Proposal Tugas Akhir RIWAYAT HIDUP
xv
[ Halaman ini sengaja dikosongkan ]
xvi
DAFTAR GAMBAR Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar
2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 2.8 2.9 2.10 2.11 2.12 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 3.8 3.9 3.10 3.11 3.12 3.13 3.14 3.15 3.16 4.1 4.2 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 4.7 4.8 4.9
Komunikasi Point to Point ………………………. Model Referensi Osi …………………………….. Diagram waktu Flow Conrol ……………………. Stop and Wait alternating sequence …………….. Pertambahan dengan EXOR ……………………. Perhitungan untuk frame 1101011011 …………. Diagram Stop and Wait ARQ …………………... Spektrum sinyal termodulasi FSK ………………. Sistem modulasi FSK Biner …………………….. Rangkaian Modulator FSK ……………………… Transmisi Sinkron ………………………………. Diagram penerima VHF ………………………… Konfigurasi umum sistem ………………………. Pengiriman data dengan kabel …………………… Pengiriman data dengan menggunakan radio …… Blok diagram radio modem …………………….. Driver PTT ……………………………………… Koneksi modem dengan mikrokontroller ………. Skematik Radio modem …………………………. Rangkaian Radio modem ………………………... Konksi HT ke Diver PTT ……………………….. Format packet Xmodem ………………………… Proses pengiriman data jika tidak ada error …….. Proses pengiriman data jika terjadi error ………. SoftwareVHF Messaging …..…………………… Flowchart pengiriman data melalui komputer ..… Flowchart pengiriman data .....................………. Flowchart penerimaan data ……………….……. Pengujian Modulator dan Demodulator ………… Pengujian Sinyal keluaran Tx dan Rx ................... Frekuensi output modulator diberi logic 1……… Frekuensi output modulator diberi logic 0 ……… Hasil modulasi …………………………………… Pengujian Rado Modem …………………………. Karakteristik snyal FSK yang dikirim lewat HT ... Sinyal FSK yang dikirim lewat HT ……………… Penerimaan sinyal kotak lewat HT ………………. Bentuk data 00110101 yang diterima ……………. xvii
5 6 11 13 17 18 21 22 23 24 25 28 31 32 33 34 35 37 37 38 39 40 41 41 43 44 45 46 49 50 50 50 51 51 52 53 53 54
Gambar Gambar
4.10 4.11
Driver PTT ……………………………………… Perbandingan BER dan SNR pada modem ...........
xviii
55 58
DAFTAR TABEL Tabel
2.1
Tabel Tabel Tabel Tabel Tabel
2.2 3.1 3.2 4.1 4.2
Pemisahan Layanan atas dan layanan baawah pada lapisan OSI ………………………………………. Mode operasi demodulator FSK ………….…….. Mode operasiTCM3105 …………………………. Diagram kontrol error…………………………….. Hasil pengujian kanal ideal dengan attenuator....... Hasil pengujian kanal VHF dengan attenuator ..…
xix
8 24 34 42 56 57
