Highspeeddatanetwork.pdf
Transcript of Highspeeddatanetwork.pdf
DIKTAT KULIAH
HIGH SPEED DATA NETWORK
Oleh : RENDY MUNADI, Ir., MT
PROGRAM STUDI S2 JURUSAN TEKNIK ELEKTRO
SEKOLAH TINGGI TEKNOLOGI TELEKOMUNIKASI BANDUNG
2004
LEMBAR PENGESAHAN
DIKTAT KULIAH
HIGH SPEED DATA NETWORK
Disusun oleh :
Rendy Munadi, Ir., MT
Bandung, Desember 2004
Disahkan oleh :
Sek. Program S2
Basuki Rachmat Ir. MT NIP :
Kepala Unit Perpustakaan,
Yani Nuraeni, Dra NIP : 91 67 035
1
BAB I PACKET SWITCHING
1.1 Pendahuluan
Klasifikasi jaringan dalam arsitektur dan teknik yang diterapkan untuk transfer data.
• Switch Communication Network
Circuit Switched
Message Switched : telegram
Packet Switched
• Broadcasting Communication Network
Packet Radio Network : di-broadcast langsung
Satellite Network : di-relay melalui satelit
Local network : untuk area terbatas, konfigurasi multipoint.
1.2 Elemen Kunci Penyambungan Paket
Routing : setiap packet di-route dari simpul ke simpul sepanjang jaringan.
Traffic Control : jumlah packet masuk – keluar jaringan diatur agar performance
efisien, stabil dan fair.
Error control : packet dapat hilang di jaringan tergantung jenis jaringan sejauh
mana menanggulanginya.
Perbedaan Utama antara 2 Service
CONNECTION ISSUE ORIENTED
CONNECTIONLESS
Initial setup diperlukan tidak
hanya dibutuhkan dibutuhkan pada Alamat tujuan selama set up setiap packet
Urutan packet dijamin tidak ada jaminan
dilakukan oleh lapis dilakukan oleh lapis Error control network (oleh subnet) transport (oleh host) disediakan oleh tidak disediakan oleh Flow control network layer network layer
2
DATA GRAM ISSUE SUBNET
VC SUBNET
Circuit setup tidak diperlukan
tiap packet berisi tiap packet berisi Addressing alamat tujuan, asal nomor VC tidak dipegang (not hold perlu untuk State informasi state inf) table space tiap packet dirontokkan dilakukan oleh lapis Routing secara bebas transport (oleh host)
tidak ada, kecuali tidak disediakan oleh Effect kegagalan di node packet loss network layer mudah jika ada buffer dise-Congestion control sulit diakan untuk tiap VC set up
Complexity dalam lapis transport dalam lapis network
hanya cocok untuk Cocok untuk kedua service connection oriented service
7
6
5
4
3
2
1
SAP
Connectionlessservice
ConnectionOriented Service
3
1.3 Routing
Topologi packet switch : tidak berhierarki, tidak ada route preferensi yang fix, flat.
Atribut yang diinginkan dari fungsi routing :
Seksama
Sederhana
Robust : beberapa rute menanggulangi kendala gagal, overload dengan tanpa
packet hilang.
Stabil : cepat ke kondisi mantap, lancar – kongesti, tidak osilasi terus.
Fair : adil, merata/proporsional
Unsur Teknik Routing
• Berdasarkan Kriteria Unjuk Kerja
Jumlah simpul/hop per paket terkecil
Biaya termurah, tergantung kapasitas/link
Delay minimum dan throughput tertinggi
• Saat Pengambilan Keputusan Routing
Pada tingkat packet individual → datagram
Pada tingkat virtual circuit → packet route yang sama di set up
• Lokasi pengambilan keputusan routing
Pada setiap simpul – kompleks – datagram
Terpusat, node pusat, bahaya kolaps
Strategi Routing
• Fixed : tidak di update kecuali pada perubahan topologi
• Floading : packet dikirim ke semua simpul tujuan, dan tujuan dapat menerima
beberapa packet sama
• Random : simpul pilih satu link keluar secara random dengan probabilitas
tertentu (penyederhanaan dari flooding)
• Adaptive : beradaptasi terhadap perubahan dalam jaringan
4
Contoh 1 :
10
128.32.1.120
32
Root
128
32
1 128.32.25.*
128.32.2.100
Natural number (0,1,2…255) = 28 atau bahwa root mempunyai kemungkinan 256
anak. Root dihubungkan dengan Null String dan mempunyai route default untuk router
(terhadap Hop selanjutnya untuk packet dgn tujuan yang tidak diketahui).
Root memp 256 kemungkinan anak (128, 32, 10 ) jika dihubungkan dengan IP Adrress
berarti : 128. * , 32. *, 10. *.
Ketika paket IP dating ke Router dengan tujuan 128.32.1.2, paket ini oleh router
dipandang sebagai incoming packet yang ditujukan ke Field, sebagai string “ 128, 32,
1,2 “.
Tiap Node menyatakan Partial String (berhubungan dgn interface output)
= Anak = satu kemungkinan extention single-letter
= Leaves = String2 yang disimpan di Tree (pohon)
String2 : 128.32.1.120 dan 128.54.4.* disimpan di Tree
4 elemen dengan 4 operasi matching :
5
Incoming packet dengan tujuan : 128 (top level)
32 (next level)
1 (third level)
2 (null) atau *,
maka yang tepat memungkinkan adalah di : 128.32.1.* yang selanjutnya Router
memforwardkan packet ini melalui interface tujuan yang berhubungan dengan node tsb
Contoh 2 :
Packet switch dengan Intel Pentium 133 MHz processor.
Ukuran packet rata2 500 bytes
Interupsi process 10 microsecond
Packet forwarding orde 200 cycle dengan membutuhkan 50 nanosecond untuk baca
atau tulis kata 4 byte dari Memory.
Pertanyaan :
1. Seberapa cepat packet switch mengcopy data dengan processor tsb
2. Seberapa cepat packet switch tsb jika hanya untuk mengcopy header 20 byte.
Jawab :
Algoritma loop pengcopyan data :
Register ---------memory (read –pointer)
Memory (write_ptr) ---- register
Read_ptr --------------read_ptr + 4
Write_ptr --------------write_ptr + 4
Counter ---------- Counter – 1
If (counter is not 0 ) jump to top loop
6
1). Counter di inisialisasi sesuai dengan ukuran packet pengcopyan
read/write pointer diinisialisasi sembarang.
Loop mempunyai 2 memory access,
3 register operasi
test and branch
asumsi : Tiap cycle terdiri dari operasi register & test.
Processor 133 MHz -------------- 1 cycle == 7.52 nanosecond
Maka 4 operasi = 30.08 nanosecond
2 Access memory = 2 (50 nanosecond) = 100 nanosecond
Sehingga waktu pengcopyan kata 4 byte adalah = (30.08 + 100) = 130.06 nanosc.
Packet 500 byte berhubungan dengan 125 kata 4byte,
Jika seluruh packet di copy = 125 (130.08) = 16.26 microsecond
Packet forwarding code = 200 cycle x 7.52 nanosc = 1.504 microsecond
Maka total waktu proses = (16.26 + 1.504) + waktu interupsi ( 10 microsecond)
= 27.764 microsecond .
Atau effective data rate = 144.1 MBps .
2). Jika hanya untuk meng-copy header, maka = (20/4)(130.08) = 650.4 nanosecond
Maka total waktu proses = (650.4 nanosecond + 1.504 microsecond + 10
Microsecond) = 12.15 microsecond.
Atau effective data rate = 329.21 MBps
7
BAB II
PASOPATI
(PADUAN SOLUSI PELAYANAN TEKNOLOGI INFORMASI)
2.1 Pendahuluan
Tujuan penerapan ISDN di Indonesia :
1. Menempatkan PT. Telkom sebagai operator pertama yang menjual dan mengelolah jasa-jasa service tambahan (suplementary service) dengan arsitektur IN dan ISDN untuk merebut pasar yang tampak prospektip berkenaan dengan kecenderungan perkembangan kebutuhan konsumen dan sekaligus membangun citra sebagai pengelola “ high tech” dan profesionalisme.
2. Pengembangan bisnis masa depan TELKOM berdasrkan pengamatan, percobaan , pengujian dan analisa atas jasa-jasa baru IN dan ISDN
3. Mendayagunakan sumber daya berupa teknologi, produk dan sumber daya manusia.
Tindakan pertama yang harus diambil dalam menuju ke ISDN adalah :
• Digitalisasi jaringan , yaitu dengan secepatnya merubah jaringan telepon analog konvensional menjadi jaringan digital.
• Kinerja jaringan • Tatacara kerjasama dengan jaringan lain.
Untuk hal-hal teknis harus mengacu pada standard ITU-T, misalnya tentang numbering &addressing, routing dan interworking dengan PSTN/PSPDN Rekomendasi seri I Rekomendasi Seri 1 . ITU-T mengatur 3 kelompok area yaitu :
- standarisasi servis yang diberikan ke pelanggan - standarisasi user-network interface - standarisasi capability ISDN termasuk interworking antar jaringan.
Rekomendasi Seri I terdiri dari : Seri I.100 mengatur tentang General Concept Seri I..200 mengatur tentang service Capability Seri I..300 mengatur tentang Network Aspect Seri I. 400 mengatur tentang User-Network Interface Aspect Seri I. 500 mengatur tentang Internetworking Interface Aspect Seri I. 600 mengatur tentang Maintenance Principle
8
User etwork Interface User etwork Interface merupakan beberapa atribut yang meliputi karakteristik pisik, elektrik, protokol, service, capability, performance dan operation maintenance network ISDN. Untuk memudahkan pemahaman pada setiap atribut tersebut, digunakan istilah Reference Configuration dan functional Group. Konfigurasi Referensi Merupakan konsep pembagian fungsi secara keseluruhan kedalam beberapa fungsional group (lihat gambar . 1):
TE2
TerminalEquipment
NetworkTermination Acces Line
ExchangeEquipment
TE1 NT2 NT1 LT ET
TA
R S T U V
ReferencePoint
Dimana : NT1(Network Termination 1) NT2(Network Termination2) TE!(Terminal Equipment1) TE2(Terminal Equipment2) TA(Terminal Adapter) ET(Exchange Termination) LT(Line Termination) R.S.T.U.V :Reference Point (Titik Patokan Referensi).
Gambar .1 Diagram User-Network Interface TE-1 : Terminal dengan kemampuan protokol yang relevan dengan interface pada titik reference S & T dan dapat dihubungkan langsung ke sistem passive bus NT. (contoh telepon ISDN, Video Phone). TE-2 : Terminal yang tidak dilengkapi dengan protokol ISDN dan hanya dapat dihubungkan ke NT dengan bantuan terminal adapter. (contoh telepon konvensional, terminal X-25 ). TA : Menyediakan fungsi-fungsi konversi dari karakteristik TE-2 ke karakteristik Interface pada titik referensi S (contoh X-25 TA, TA pes telpon analaog).. NT-1 : Menyediakan fungsi-fungsi yang ekivalen dengan layer 1 pada reference model OSI.. NT-2 : Menyediakan fungsi-fungsi yang ekivalen denganlayer-2 dan layer diatasnya. LT : Titik terminasi antara jaringan akses dengan sentral ISDN
9
ET : Titik terminasi jaringan akses dengan sentral ISDN dimana sinyal kontrol diproses, dimana data informasi dan data pensinyalan dilewatkan (diproses). Struktur Kanal
Kanal- B : berfungsi untuk membawa sinyal informasi dari user ke jaringan dalam bentuk suara, data atau video, dengan kecepatan kanal-B 64kbps. Kanal- D : berfungsi untuk membawa pesan pensinyalan dari suatu terminal ISDN ke jaringan melalui konektor pisik dan sistem pesan pensinyalan standard. Kanal-D beroperasi pada kecepatan 16 Kbps atau 64 Kbps tergantung dari pada interface access yang digunakan (basic rate access atau primary rate access). Kanal-H : Beroperasi pada kecepatan diatas 64 Kbps. Contoh aplikasi kanal-H adalah untuk high speed data, high quality audio, teleconference dan video service. Berikut disajikan dalam tabel, mengenai standar type kanal :
Tabel.1 Standard Type Kanal Tipe Kanal Bit Rate Diskripsi B 64 kbps Sinyal informasi untuk bit rate 8,16,32 & 64 kbps Mode penyambungan:
- Switched(Paket swit & sirkit swit) - Non switched
D 16 kbps 64 kbps
Aplikasi BRA -Signalling -Low bit rate data Aplikasi PRA -Signalling
H 284 kbps (H0) 1536 kbps (H11) 1920 kbps (H12)
Sinyal informasi Mode penyambungan -Switched(Paket swit & sirkit swit). -Non switched
TIPE AKSES Untuk mengakses ISDN, ITU-T telah menetapkan 2 jenis tipe akses yaitu Basic Rate Access (BRA) untuk jalur akses individu dan Primary Rate Access (PRA) untuk jalur akses PABX. Basic Rate Access, dengan struktur kanal 2B+D, dimana B=64 Kbps dan D=16Kbps. Basic akses disediakan untuk pelanggan resedensial, kedua kanal B dapat digunakan secara terpisah untuk penyambungan satu atau lebih terminal dengan jurusan yang
10
berbeda pada saat yang bersamaan. 2B + D dapat menggunakan 2 wire copper yang dipakai pada titik referensi U untuk penyambungan antara sentral ISDN dan NTI.
Gambar.2 Hubungan pelanggan ISD dengan sentral melalui Basic Access
Primary Access, dengan struktur kanal : 30 B + D ( system PCM-30) atau 23 B + D (system PCM-24), dimana kanal B maupun D bekerja pada kecepatan 64 Kbps. Jalur akses ke sentral ISD (titik referensi U) menggunakan 2 balance wire pair atau fiber optic. Tabel dibawah sebagai standard user-network interface.
Tabel.2 Standard User-Network Interface Tipe Interface Bit Rate Struktur Interface Struktur Kanal Basic Interface 192 kbps Basic Acces 2B+D Primary Interface 1544 kbps
2048 kbps Multiple Access High Speed Access Combine Access
23B+D 30B+D 4H 3 H0+D 5 H0+D nB+mH0+D
11
2.2 ARSITEKTUR JARINGAN ISDN
Pendahuluan Arsitektur jaringan ISDN menggunakan sistem hirarki, dimana adanya pemisahan antara link informasi dengan link pensinyalan. Jaringan signalling pada ISDN memegang peranan yang sangat penting dan tidak hanya digunakan untuk aplikasi ISDN tetapi untuk aplikasi lain seperti Mobile Network, IN dan aplikasi PSTN. Model Arsitektur Jaringan ISDN Mengacu pada rekomendasi I.340, dari informasi transfer mode dan informasi transfer rate type hubungan ISDN dapat diklasifikasikan sebagaimana terlihat pada gamber berikut :
BLLF : Basic Low Layer Function ALLF : Additional Low Layer Function BHLF : Basic High Layer Function AHLF : Additional High Layer Function
Gambar.3 Model Arsitektur Dasar ISDN
12
Interworking Interworking jaringan ISDN dengan jaringan existing meliputi interworking system penomoran, system routing dan prosedur komunikasi (interface). Komunikasi antar jaringan didahului dengan prosedur persetujuan (agreement) tentang capability yang di-inginkan dan mekanisme service yang akan diakses. Untuk menyediakan kemampuan yang diinginkan antara ISDN dengan komponen jaringan existing dan terminal, diperlukan fungsi-fungsi interworking (IWF) yang meliputi :
• Interworking numbering plan • Penyesuaian karakteristik layer-1 pada titik interkoneksi antara kedua jaringan • Mapping signal control/signaling • Mempertahankan kualiatas interkoneksi dan service • Menjamin sinkronisasi jaringan • Collecting data untuk keperluan billing • Dll
Standarisasi titik interkoneksi antara ISDN dengan jaringan lain diperlukan untuk pemisahan fungsi dan karakteristik jaringan sebagai mana titik referensi pada jaringan akses ISDN.
Gambar.4 Titik referensi interkoneksi ISDN dengan CPE dan jaringan lain. Pada tabel berikut memperlihatkan fungsi interworking yang diperlukan untuk setiap konfiguarasi.
13
Tabel.3 Konfigurasi Interworking ISDN
Interkoneksi ISDN dengan Servis Telekomunikasi ISDN PSTN CPSDN PSPDN TELEX DEDICAT
Network Telephony 0 N N Data (L) N,L N,(L) N,(L) N,(L) Telex 0 N,L N,L Teletex 0 N,L N,L N,L N,L,H Facsimile 0 N,L N,L N,L N,L,H O : no IWF, tidak mutlak diperlukan N/L/H N : diperlukan connection-dependen IWF L : diperlukan lower-layer communication-dependen interworking H : diperlukan high-layer communication-dependen interwoking Interkoneksi ISDN dengan jaringan lainnya menggunakan standard protocol yang telah ditetapkan. Berikut ditunjukkan protocol signalling yang dibutuhkan untuk interkoneksi antara jaringan yang ada.
Gambar.5 Signalling Interkoneksi ISDN – Jaringan lain.
2.3 SISTEM PENOMORAN Nomor ISDN adalah nomor yang bersangkut paut dengan jaringan . Penomoran ISDN berisi informasi yang diperlukan oleh jaringan untuk merutekan panggilan. Suatu nomor ISDN harus dapat dengan jelas memberikan pengenalan pada :
• Interface pisik pada titik ref. T • Virtual interface pada titik ref. T yang terletak dalam NT1 dan NT2 • Beberapa interface baik pisik maupun virtual pada titik yang lain • Interface pisik, interfce virtual dan interface pada titik ref.S untuk hubungan
point to point.
14
Struktur Penomoran Struktur penomoran ISDN terdiri dari Country-Code (CC), Nasional Destination Code subscriber (NDC) dan sub-addressing. Sub-addressing : merupakan informasi tambahan panjang maksimum 40 digit. Sub-addressing tidak merupakan bagian dari system penomoran ISDN tetapi merupakan bagian dari kemampuan addressing. Sub-addressing juga tidak diproses oleh jaringan ISDN, tetapi diproses oleh NT dan hanya digunakan sebagai option oleh pelanggan. Berikut ditunjukkan struktur sistem addressing yang masih digunakan.
Gambar.6 Struktur Addressing ISDN Sistem penomoran internasional PSTN E.163 terdiri dari 12 digit. CC yang digunakan pada E.163 sama dengan CC ISDN. Perbedaan hanya terdapat pada significant number ISDN yang lebih hanya 3 digit. Jadi system penomoran PSTN (E.163) dan ISDN (I.330 & I.331 ) adalah compatible. Interworking antara X.121 (jaringan data ) dengan I.33x memerlukan sedikit variasi karena CC pada E.163 / I.33x tidak sama dengan CC pada X.121.
15
2.4 PROTOKOL KANAL D 2.4.1 Pendahuluan Hubungan digital ujung ke ujung pada ISDN menyediakan transformasi informasi dalam bentuk suara (voice)., data dan gambar (video). Dengan hubungan digital ujung ke ujung tersebut dapat memanfatkan kemampuan seluruh komponen jaringan digital baik kemampuan sistem transmisi digital, kemampuan sentral digital maupun kemampuan terminal digitalnya.Untuk dapat melayani seluruh service yang diberikan ISDN ,diperlukan sistem pensinyalan out-of band signalling baik pada pensinyalan antara sentral (inter-exchange signalling) maupun pensinyalan antara sentral dan pesawat pelanggan (User-Network signalling). ITU-T telah menetapkan dua sistem pensinyalan untuk pengiriman sinyal pada ISDN yaitu :
1. Command channel signalling system No.7 (CCS-7) untuk pensinyalan antar sentral ISDN
2. Digital subcriber signalling system No.1 (DSS-1) untuk pensinyalan antara Sentarl ISDN dengan terminal pelanggan.
TERMINAL TERMINAL
SENTRAL SENTRAL
SENTRAL
DSS-1 CCS-7 DSS-1
Gambar 7. Sistem Pensinyalan ISDN
2.4.2 ARSITEKTUR PROTOKOL DSS-1
Pensinyalan antara teriminal dengan sentral ISDN terjadi pada kanal-D, dimana terminal mengirimkan step-by-step dari entiti layer-3 ke entiti layer-2 dengan menambah elemen protokol pada informasi pensinyalan yg akan dikirim dan selanjutnya ke layer-1. Selanjutnya layer-1 mengirimkan aliran bit (bit stream) yg berisi informasi pensinyalan dan elemen protokol ke layer-1 SENTRAL ISDN. Gambar di bawah menunujukkan aliran pensinyalan melalui kanal-D.
16
Entity NetworkLayer
Entity NetworkLayer
Entity Data LinkLayer
Entity Data LinkLayer
Entity PhysicalLayer
Entity PhysicalLayer
P3 Signalling
P2 P3 P2 P2 P3 P2
P3 Signalling
Signalling Signalling
P1 P2 P3 P2 P1Signalling
Gambar 8. Pensinyalan melalui kanal-D
ITU-T Mendefinisikan Digital Subscriber Signalling System No.1 (DSS-!) sebagai system pensinyalan untuk transfer sinyal informasi dan kecepatan data rendah pada kanal – D antara layer-1 hingga layer-3 antara terminal ISDN.
17
TERMINAL TERMINAL
SENTRAL SENTRAL
3
2
1
3
2
1
layer
layer
layer
3
2
1
3
2
1
layer
layer
layer
Kanal D Kanal D
Q.931/I.450Q.931/I.451
Rec.ITU-T
Q.920/I.440Q.921/I.441
I.430(BA)I.431(BA)
DSS-1
Gambar 9. Arsitektur Protokol Kanal –D
Layer-1 (physical Layer) Layer –1 menyediakan fungsi transmisi digital dua arah, yaitu kanal B untuk pengiriman sinyal informasi dan kanal D untuk pensinyalan. Kapasitas transmisi kanal D dan beberapa kanal B tergantung dari sistem akses yg digunakan (basic acces atau primary access). BASIC ACCESS Titik Referensi S/T antara TE dan NT Rekomendasi I.430 menyediakan transmisi dua arah 16kbps pada kanal-D antara TE dengan NT dan dua buah kanal B 64 kbps, sehingga kecepatan total transmisi 144kbps karena ada keperluan sinkronisasi dan management layer-1 diperlukan bit overhead sehingga total 192kbps.. Transmisi antara TE dan NT berlangsung secara full duplek dengan bit rate 192kbps. Dengan pulsa frame yg dipakai berisi 48 bit dengan periode 250 us, artinya dalam waktu satu detik terdapat 4000 pulsa frame terkirim. Empat dari 48 bit dari setiap pulsa frame adalah bit D, sehingga didapat kecepatan kanal-D=16kbps. Berikut Gambar dari struktur framenya :
18
2 BitOffset
+0-
L F L B1B1 E D A F N B2B2 E D M B1B1 E D S B2B2 E D L F LB1 B2 B1 B2
L L B1B1 E D A F N B2B2 E D M B1B1 E D S B2B2 E D L F LB1 B2 B1 B2
D
D
1 48
250 USec
2 3 4 1011121314151617 232425262728 34 3935363738 454647
2 3 4 1011121314151617 232425262728 34 3935363738 454647
F
1 48
250 USec
.... .... .... ....
...... ...... ...... ......
...... ...... ...... ......
...... ...... ...... ......
Gambar. 10 Struktur Frame Basic Access
Titik Referensi U antara NT dengan SENTRAL Informasi dari kanal B dan Kanal D diubah ke bentuk yang cocok dengan karakteristik titik referensi U. Prosedur pengiriman sinyal antara NT dengan SENTRAL berlangsung secara full duplex melalui 2 wire cooper subscriber line.Informasi dari dua kanal-B dan kanal D beserta informasi tambahan (bit overhead) dengan menggunakan pengkodean 4B/3T (kecepatan pengiriman sinyal 75%) dan 2B/1Q (dengan kecepatan pengiriman 50%). Konfigurasi Pengkawatan. Perkawatan pada lokasi pelanggan dianggap sebagai satu kesatuan kabel dengan ujung-ujungnya yang terpasang pada TE dan NT. Jumlah kawat dalam satu kabel yang menghubungkan konektor TE ke NT adalah 8 buah yang terdiri atas (2kwt kirim,2kwt terima dan 4kwt catuan). PRIMARY RATE ACCESS PRA banyak dipakai oleh para pelanggan bisnis untuk menyambungkan PABX digital, transmisi data kecepatan tinggi untuk hubungan antar komputer, hubungan antar LAN atau video conference. Primary rate access yang telah distandarisasi oleh ITU-T , yaitu :2048kbps dan 1554kbps. Layer-1 primary access hanya mempunyai konfigurasi titik ke titik dengan kecepatan
19
kanal 64kbps. PRA 2048kbps ditetapkan dalam rek.ITU-T I.431. dengan pulsa frame yg digunakan mengacu pada rek.G.704 yg terdiri dar 32 ts, setiap time slot berisi 8bit, denga alokasi : 1 ts untuk frame alligment, 30ts untuk 30 kanal-B, dan 1 ts untuk kanal-D. PRA 1554kbps ditetapkan dalam rek. I.431 dan mengacu pada rek.G.704, dimana satu pilsa frame terdiri dari 24 ts , masing-2 ts berisi 8 bit dengan alokasi : 1 bit ts( F-bit) untuk frame alligment, performace dan monitoring ; 23 ts untuk kanal-B dan1 ts untuk kanal-D. Layer-2 (Data link Layer) Data link layer (Rek. Q920./I.440) berfungsi untuk menjamin bahwa perpindahan informasi dari layer-3 melalui kanal D. Dengan protokol yang dipakai disebut Link Access Procedure on the D-Channel (LAPD). LAPD didasar pada LAPB (rek. X.25) dan HDLC. LAPD menghasilkan :
- Pembentukan satu atau lebih hubungan layer-2 pada kanal D - Formasi frame dengan pengiriman informasi layer-3 secara transparan - Deteksi kesalahan dan pengulangan frame secara otomatis. - Dll
Struktur Frame Frame terdiri dari :
1. FlAG (1 oktet, depan belakang) dengan format flag 01111110 2. ADDRESS ( 2 oktet) untuk mengenali frame tsb command atau response 3. CONTROL ( 2oktet) 4. INFORMASI (misalnya Informasi dari Layer-3) 5. FRAME CHEC (2oktet)
Semua pertukaran data antar peer yang dilewatkan melalui layer-2 dilaksanakan dalam bentuk frame. Dengan fungsi frame layer-2 meliputi :
- Mengaktipkan dan menonaktipkan layer2 - Mentransfer informasi dari layer-3 - Pembentukan fungsi-fungsi pengaturan dan pengawasan internal layer-2
Frame layer-2 dibagi menjadi dua kategori yaitu 1) Perintah (Command,C) dan 2)Tanggapan (response,R). :2) ADDRESS Isi Frame Arah Pengiriman Nilai C/R ------------------------------------------------------------- Command Network Terminal 1 Terminal Network 0 Response Network Terminal 0 Terminal Network 1 3) CONTROL Control Field berisi kode untuk penetapan jenis frame, ada 3 format control field
20
- Format I (Information Frame) : untuk transfer informasi antar entity layer-3 - Format S (Supervisory Frame) : Untuk pengawasan fungsi-fungsi layer-2,
misalnya permintaan pengiriman ulang frame I. - Format U ( Unnumber Frame) : untuk melakukan kontrol thd pengiriman
informasi yg tidak perlu diberi nomor atau tidak perlu konfirmasi penerimaan. Control Field Format I dari seluruh frame yang dikirimkan diberi nomor urut pengiriman N(S) dan nomor urut penerimaan N(R). Pada operasi frame jamak dengan module 128, N(S) dan N(R) dapat diberi nilai dar 0 sampai 127, window size anatar N(S) dan N(R) maksimum 127. Ukuran Window Size menunjukkan nomor frame (frame I) yang dikirim layer 2 tanpa menerima ack (respons). ITU- T telah mendefinisikan window size sebagai berikut:
a. Untuk pensinyalan - basic access 1 frame I - primary access 7 frame I
b. Untuk data paket - basssic access 3 frame I -primary access 7 frame I
4) Information Field Information Field berisi informasi dari laayer-3 yang terdiri dari beberapa oktet dan maksimum 260 oktet. 5)Frame Chech Sequence (FCS) FCS terdiri dari 2 oktet dan dipakai untuk perlindungan terhadap kesalahan (error) dengan cara Cyclic Redudancy Check (CRC). Layer-3 (Network Layer) Layer-3 terdiri dari fungsi-fungsi pembangunan , pengawasan dan pembubaran hubungan (rek. Q.930/I.450). Layer-3 juga dipakai untuk mengatur supplementary service yang tertuang dalam rek.Q.932. Seluruh fungsi-fungsi layer-3 menggunakan service layer-2 dan layer-1. Struktur Pesan Layer –3 entity menyediakan pesan-pesan(messages) lengkap untuk transfer data melalui information filed layer-2 (satu frame transfer data untuk setiap filed). Jumlah octet pesan yang dikirim dapat bervariasi tetapi tidak melebihi 260 oktet. Struktur pesan protokol DSS-1 adalah seragam. Setiap pesan layer 3 terdiri dari :
- Protocol discriminator (oktet 1) : berfungsi untuk mengidentifikasi arti dan penggunaan (message type) dari suatu pesan.
- Call Reference (oktet 2 dan 3) , berisi call reference value untuk basic dan primary access.
- Message Type (oktet 4) : berfungsi untuk menunjukkan fungsi pesan-2 yg baru diterima., contoh : 00000010 artinya call proceeding; 01111001 artinya congestion control dst-nya.
21
- Information element (oktet 5 dan 6), berisi informasi yang dikirim sesuai dengan kebutuhan.
CONTOH PROSEDUR PANGGILAN Untuk lebih memahami aplikasi dari penjelasan pada bagian sebelumnya, berikut akan diberikan contoh proses pembangunan hubungan antara terminal ISDN. Hubungan yang terjadi adalah hubungan dalam jaringan ISDN melalui proses pengiriman pesan-pesan DSS-1 secara berurutan.
TE-1 SENTRAL TE-a TE-bAngkat Hendset
Dial Tone
Putar/Tekan Digit
Tone/Pulsa
Ringback sinyal
Ringback stop
Setup
Callproc
Alert
Connect
Setup Setup
Alert Alert
Connect
Conn AckReleaseReal Comp
Ring
Handset
Komunikasi Via Kanal B (Kanal B diduduki)Hallo Apa Kabar ?!
Gambar 11. Proses pembangunan hubungan DSS-1
Urutan Pensinyalan 1. Pembentukan Hubungan
a. Call Request Pemakai memulai permintaan sambungan dengan mengirimkan sinyal SETUP oleh terminal melalui kanal-D. SETUP mengandung semua informasi yang dibutuhkan untuk mengelolah panggilan yang dimaksud. Network menjawab permintaan tersebut dengan mengirim CALL PROC ke terminal untuk menunjukkan bahwa permintaan sedang diproses. CALL PROC (call proceeding) mengandung informasi kanal-B mana yang digunakan. b. Call Proceeding Dikirimkan ke terminal setelah jaringan menerima informasi yang cukup dari terminal dan mengetahui bahwa permintaannya sedang dilayani. c. Call Arrival
22
Kedatangan suatu panggilan ke terminal lain dengan diterimanya SETUP dari Network. Terminal yang sedang bebas dan memenuhi kompabilitasnya akan menjawab dengan mengirim ALERT atau CALL PROC. d. Konfirmasi Panggilan Konfirmasi berhasilnya pengiriman ALERT oleh network menyebabkan terminal di bangkitkan nada panggil. e. Connent Setelah panggilan diterima dan terminal yang dipanggil angkat handset, terminal yang dipangggil mengirimkan sinyal CONNECT yang berarti hubungan sirkit telah terbentuk sehingga kedua terminal bisa saling bertukar informasi.
2. Pembubaran Hubungan Pemakai membubarkan hubungan dengan mengirimkan sinyal DISC oleh terminal, selanjutnya network akan memberi konfirmasi dengan mengirimkan sinyal REL. Sinyal DISC juga dikirimkan ke terminal lawan agar mengetahui terjadinya pemutusan hubungan. 3. Cek Kompabilitas Pada ISDN terdapat berbagai macam terminal sehingga diperlukan pemeriksaan kompabilitas agar hanya pesawat yang sejenis saja yang bisa menjawab, misalnya terminal telepon dengan terminal telepon dan dicegah tersambungnya terminal telepon dengan terminal komputer. Informasi kompabilitas ini terkandung dalm SETUP. Selain dengan cek kompabilitas , terminal juga bisa dipilih berdasarkan informasi yang terdapat pada address dan sub-address.
23
2.5 SERVIS ISDN Pendahuluan Jenis jasa (servis) ISDN dapaaat digolongkan sebagai berikut ; A. Bearer Service B. Tele-service C. Suplemenatry Service Bearer service dan teleservice merupakan jenis jasa dasar (basic service) pada ISDN yang memberikan fungsi-fungsi yang berupa atribut-atribut komunikasi (seperti transfer informasi, penga-aksesan dll). Sampai kepenyediaan pelayanan ke user (seperti telepony, teletex, dll). Sedangkan suplementary service merupakan fungsi-fungsi tambahan untuk melengkapi bearer service dan teleservice. Berdasarkan model OSI, bearer service termasuk dalam golongan low layer function (layer 1-3) sedangkan teleservice tergolong dalam low layer dan high layer function (layer –1s/d 7).
7
6
5
4
3
2
1
Teleservice BearerServices
TerminalISDN
Gambar 12. Bearer service dan Teleservice Ada jasa baru yaitu Tele-action yang merupakan pengiriman perintah atau pesan singkat yang hanya memerlukan transmisi data dengan kecepatan rendah antara user dengan jaringan ISDN, misalnya menghidupkan lampu di rumah dari jarak jauh, pelayanan ini disalurkan melalui kanal-D. Dengan ISDN pengiriman facsimile ukuran A4 hanya membutuhkan waktu 4
24
detik yang sebelumnya 30 detik. Dengan makin berkembangnya komunikasi data kecepatan tinggi (10Mbps) seperti antar LAN , atau LAN ke WAN dll tentu tidak dapat dilaksanakan dengan 64 kbps (N-ISDN). Demikian juga untuk menyalurkan kabel TV dgn teknologi HDTV (High Definition TV) ke rumah pelanggan , maka diperelukan teknologi B-ISDN. Untuk mengirim suatu file 50 Mbyte yang tersimpan pada suatu tape magnetik melalui baerer service 1920 kbps, masih memerlukan waktu 5 menit. BEARER SERVICE Pelayanan jasa ini menyediakan kemampuan transmisi sinyal digital antara titik-titik User-Network Interface, tanpa perlu diketahui dari mana dan untuk apa sinyal ini. Karaktersitik bearer service dapat dibedakan dengan atribut-atribut service yang dapat dikategorikan menjadi 3 group yaitu :
• Atribut-atribut transfer informasi : menunjukkan karakteristik transfer informasi dari suatu titik referensi S/T ke satu atau lebih titik referensi S/T lain. (transfer informasi melalui network).
• Atribut-atribut akses : menggambarkan karakteristik bagaimana user mengakses fungsi-fungsi dan fasilitas network melalui satu titik referensi S/T.
• Atribut-atribut umum : menggambarkan karakteristik2 service yang lain seperti suplementary service, parameter-parameter QoS dan interworking.
TE ISDN TEGeneral
Atributies
Acces Atribut InformationTranfer Atributies
Acces Atributies
Lingkup dariBearer Service
Lingkup DariTeleservices G
Gambar 13. Atribut-atribut service pada Bearer Service
Berdasarkan rek. CCITT, daftar atribut-atribut transfer informasi dan akses adalah seperti tabel dibawah :
25
Tabel 4. Atribut transfer Informasi
Atribut Besaran Atribut1 . M o d e t r a n f e rinformasi Circuit Packet
2.Kecepatan transferinformasi
64,2x64,3x4,1536,1920kbps :harga lain(FFS)
Througput(packet/SSC)(FS)
3.Kemampuan TransferInformasi
U n r e s t r i e t e d d i g i t a lin format ion in format ion,speech 3,1 kHz audio,7kHzaudio, 15kHz audio
Video, besaran la in(FS).
4.Struktur 8 kHz integrityR D T D ( R e s t r i e t e dDifferential Time Delay)Unstructured
5 . E s t a b l i s m e n t o fcommunication Permanent reserved Permanent
6.Simetri U n d i r e c t i o n a l ,bidirectional symmetric
B i d i r e c t i o n a lasymmetric
7.Konfigurasi Point-To-Point, Multipoint Broadband (FS)
Tabel 5 . Atribut Akses
Atribut Besaran Atribut 1.Acces Channel dan rate D(16 kbps), D(14 kbps),B,H0,H11,H12 2.Signalling acces protocol (layer 1,2,3)
Rec.1.430/1.431,1.440/1.441,1.450/1.451,1.461,1.462,1.463,1.465(V.120)X.25
3.Information acces protocol9layer1,2,3)
Rec.G.771,G.772,1.430/1.431,1.440/1.441,1.460,1.461,1.462,1.463,1.465(V.120),T.70-3,x.25
Atribut-atribut diatas yang dominan adalah transfer mode, transfer rate, transfer capability dan struktur atribut. Kategori bearer service , berdasarkan prioritas pengembangan, dikelompokkan menjadi kategori essential, additional dan further study.
26
Yang termasuk dalam kategori essential adalah : • Circuit mode , 64 kbps unrestricted, 8khz structured bearer service.
(baerer service ini mentransfer informasi unrestricted antara 2 interface terminal ISDN 8 bit setiap 125 detik)
• Circuit mode , 64 kbps , 8khz structured bearer service digunakan untuk trannsfer informasi speech..
(baerer service ini mentransfer sinyal speech, coded sesuai Rek.6.711 , antara 2 interface terminal ISDN) • Circuit mode , 64 kbps , 8khz structured bearer service digunakan untuk
trannsfer informasi 3,1 kHz audio.. (bearer service ini digunakan untuk transfer data melalui modem).
• Packet-mode, virtual call dan virtual circuit baerer service. (baerer service ini adalah untuk transmisi unrestricted packet-mode pada x kbps dengan data unit integrity, seperti mensuply access ke PSPDN, atau ke virtual circuit ISDN pada kanal B atau kanal D).
Yang termasuk dalam kategori additional adalah :
• Circuit mode, n x 64 kbps unrestricted, 8 khz structured bearer service. (bearer service ini untuk high-speed data communication, videoconference, video phony, hi-fi audio transmission dll pada bit rate 128,384, 1536 dan 1920 kbps).
Yang termasuk dalam kategori for further study adalah : • Packet-mode, connectionless bearer service (bearer service untuk
mentransfer informasi pada teleaction). • Packed-mode, user signalling bearer service. (bearer service ini untuk
signalling antar PABX melalui sirkit sewa). TELESERVICE Teleservice merupakan value added service (VAS) pada bearer service. Definisi Teleservice diuraikan pada Rek. CCITT seri I.240. Pada low-layer atribut bearer service sama dengan atribut teleservice. Sedangkan atribut yang termasuk dalam high-layer adalah :
• Tipe informasi user, seperti : speech, sound, text(teletext), facsimele group 4, mixed-mode text facsimile(gabungan antara text dan facsimile) ,videotext (informasi text dan grafik) dan text interaktif(telex).
• Fungsi-fungsi protokol pada layer-4 (transport), layer-5 (session), layer-6 (presentation) dan layer-7 (application layer), seperti Message Handling System (MHS).
SUPLEMENTARY SERVICE Suplementary service merupakan service tambahan (pelengkap) yang disediakan bagi pelanggan bearer service dan teleservice. Service ini tidak dapat ditawarkan kepada pelanggan secara stand alone.
27
Jenis suplementary service antara lain :
a. Service untuk identifikasi nomor misalnya : Direct Dialing In (DDI), Multiple Subcriber Number (MSN), Calling Line Identification Restriction (CLIR) dll
b. Service untuk Call Offering, misalnya Call Transfer (CT), Call Forwarding Busy (CFB), Call Forwarding no Reply (CFNR), Line Hunting dll
c. Service untuk Call Completion, misalnya : Call Waiting, Call Hold dll d. Service untuk Multiparty, misalnya Conference Calling, Three-Party Serviced
dll e. Service untuk Community Interest, misalnya Closed User Group (CUG) f. Service untuk Charging, misalnya Advice of Charge (dapat memperoleh
informasi biaya yg dibebankan atas suatu panggilan). g. Service untuk Additional Informasi transfer, misalnya User-to User Signalling
(UUS- pemakai dapat mengirim/menerima informasi terbatas melalui kanal signalling)
28
2.6 TERMINAL ISDN Pendahuluan Terminal ISDN menyediakan fasilitas image (termasuk video) dan data handling untuk langsung mengakses seluruh service ISDN. Dalam aplikasinya beberapa terminal hanya digunakan untuk aplikasi tertentu seperti :
• Terminal voice • Terminal data digital • Terminal voice dan data digital • Terminal image/video
Terminal voice(telepon ISDN) , sesuai dengan fasilitas yang dimilikinya merupakan terminal ISDN yang paling murah untuk digunakan akses ke jaringan PSTN dan ISDN. Kelebihan telepon ISDN dibanding dengan telepon konvensional adalah dalam hal kemampuannya mendukung fully supplementary service ISDN, seperti : CLIP,CLIR dll Pemakaian pada bidang bisnis mengarah pada penggunaan terminal yang menuntut kemampuan interaksi video dan high resolution image. Hal tersebut merupakan market driven perkembangan terminal seperti : GF-4 facsimile dan Video-Conference. Karakteristik Terminal ISDN Dibandingkan dengan terminal konvensional, terminal ISDN mempunyai karakteristik yang lebih baik terutama untuk mendukung high rate transmission dan high quality of services. Beberapa kelebihan ISDN harus didukung oleh kemampuan terminal seperti :
• Satu struktur interface untuk multiple kanal : misalnya satu interface untuk 2B+D
• Kemampuan of band-signaling: pengiriman sinyal tidak hanya terbatas pada waktu pembangunan hubungan, tapi juga selama komunikasi sedang berlangsung.
1. Portability
Kemudahan interkoneksi antara terminal ISDN dengan jaringan akses dalam implementasinya tergantung pada standarisasi soket yang digunakan dan kemampuan Automatic Assiggment TEI(terminal endpoint Identifier) yang diberikan. Portability termianl yang diinginkan selain kemudahan dalam hal koneksi ke sistem bus, baik dalam kondisi in-active maupun kondisi saat call berlangsung. Automatic Assigment TEI
29
Untuk kemudahan identifikasi setiap terminal, digunakan sistem penomoran End-point terminal (terminal End-point Identification ., TEI) Identitas Call Untuk identifikasi setiap Suspended Call dari beberapa suspended call digunakan Call Identity (CID). Perpindahan Terminal Saat Komunikasi Berlangsung Untuk memungkinkan perpindahan terminal pada saat komunikasi sedang berlangsung diperlukan prosedur sebagai berikut :
• Terminal mengirimkan message SUSPEND ke jaringan . Dalam message SUSPEND tersebut terdapat harga CID
• Terminal pindah plug, ke plug lain • Setelah terminal terhubung ke plug yg baru untuk melanjutkan hubungan
yang telah/akan dibentuk, mengirim message RESUME ke jaringan. Karena harga TEI dan CID terdapat pada message tersebut, komunikasi dapat diresume tanpa mengakibatkan efek lain.
2. Compatibility Checking
Pada ISDN terminal terhubung ke sirkit melalui soket. Bila hubungan antar terminal menggunakan konfigurasi point to point, beberapa terminal tersebut terhubung ke single interface (NT) secara simultan. Sebelum memulai hubungan antara terminal dilakukam checking karakteristik proses ini disebut Compatibility Checking (harus mempunyai karakteristik yg sama untuk dapat berhubungan)
. Pemilihan Terminal
Informasi yang diperlukan untuk pemilihan terminal meliputi :
• Bear Capability Type bearer service
• High Layer Compatibility (HLC) Fungsi-fungsi service seperti telepon, facsime dll
• Low Layer Compatibility Kecepatan komunikasi, protokol dll
Telepon ISDN Telepon ISDN adalah terminal telepon yang terhubung ke ISDN melalui referensi point T atau S dan digunakan untuk menyediakan service telepony, misalnya pengiriman sinyal 3,1 khz. Pengiriman band audio pada terminal telepon ISDN bisa dikembangkan sampai 7 khz dan 15 khz untuk mendapatkan kwalitas suara yang lebih baik. Telepon ISDN selain menyediakan fungsi-fungsi telepon konvensional juga
30
fungsi-fungsi tambahan untuk supplementary service ISDN seperti calling line identification juga biasanya menyediakan fungsi termianal adapter untuk mengakomodasi terminal non-ISDN seperti DTE yang mengakses melalui reference point R. Terminal ISDN terhubung ke ISDN melalui struktur interface BRI. Informasi dari user dilewatkan melalui kanal B dan signaling dilewatkan melalui kanal D.
Hand
Speaker
Microphone
Key
Display
SpeechPathCon
trol
Key &DisplayControll
er
DTEInterface
Rate AdaptionController
Man MachineInterfaceController
TelephoneController
S/TInterface L1
& L2Controller
B ch B ch4 Wire
to/from
DTE
3channel
to/fromInterface
Connector
Gambar. 14 Blok Diagram Telepon ISDN
Videophone Videophone adalah terminal yang menawarkan aplikasi telephoni dengan fasilitas visual (video). Sinyal video dan audio dikirimkan secara simultan melalui interface ISDN. Biasanya video phone menggunakan BRI dengan 2 kanal B dan 1 kanal D dimana setiap kanal B masing-masing digunakan untuk video dan audio. Namun banyak juga yang menggunakan 1 kanal B untuk mengirim video maupun audio, dalam hal ini menggunakan kompresi kecepatan antara 8-16 kbps untuk audio (B1) 8 kbps untuk video (B2). Videophone pada dasarnya sama dengan telepon ISDN, karena pada video phone menggunakan 2 kanal B yang akan dihubungkan, dengan prosedur pembangunan hubungan sbb:
31
ISDN Videophone BVideophone A
SETUP (B1)
CALLPROC(B1)
SETUP (B2)
CALLPROC(B2)
ALERT
CONN(B1)
CONN ACK(B1)
CONN(B2)
CONN ACK(B2)
REL (B1)
RELCOM(B1)
REL(B2)
RELCOM(B2)
DISC (B1)
REL (B1)
RELCOM(B1)
REL(B2)
RELCOM(B2)
DISC (B1)
SETUP (B1)
CALLPROC(B1)
SETUP(B2)
CALLPROC(B2)
ALERT
CONN(B1)
CONN ACK(B1)
CONN(B2)
CONN ACK(B2)
KOMUNIKASI (B1 & B2)
Off hookDialling
IndikasiMenunggu
ANS
IndikasiReleaseOn hook
Onhook
Indikasicall datang
Gambar. 15 Prosedur panggilan pada Videophone
Teleconference Teleconference system sebagaimana tertuang dalam rekomendasi F.710, menyediakan service real-time conference, diantara individual atau group pada satu atau beberapa lokasi melalui jaringan telekomunikasi. Teleconference system dikelompokan dalam 2 kategori :
• Audiographic conference • Video conference
System teleconference dapat terhubung ke BRI maupun PRI, terdiri dari sistem kamera yg berfungsi untuk pengambilan gambar dan sistem monitor yang digunakan untuk menerima gambar atau grafik. Rekomendasi H.200/A.V.320 , meliputi mode pengiriman 64kbps (1kanal) untuk video dan audio maupun masing-masing video dan audio menggunakan kanal 64kbps yang terpisah.
32
TERMINAL ADAPTER Titik referensi R ISDN menyediakan standard interface untuk perangkat terminal esisting (terminal data asynchron/synchron, PC, terminal Fax, tel-analog dll) yang tidak bisa terhubung langsung ke titik refernsi S/T untuk menyediakan konversi ke protokol DSS-1 dan membentuk fungsi adaptasi kecepatan sinyal bila diperlukan. Untuk masuk ke ISDN setiap type terminal tersebut memerlukan TA specifik sesuai dengan spesifikasinya masing-masing. TA dapat merupakan perangkat stand-alone maupun card yang dapat terpasang langsung ke perangkat terminal. Fungsi TA secara spesifik adalah :
• Adaptasi kecepatan dan konversi format data untuk kanal B. • Interface switching paket (X.25) untuk kanal D dan B • Digitalisasi terminal • Mapping in-band signaling ke out-of-band signaling • Konversi karakteristik layer-1 dan layer-2 • Fungsi-fungsi pengetesan dan pemeliharaan
Rate Adaptation Terminal existing kebanyakan beroperasi pada kecepatan dibawah 64 kbps. Untuk masuk ke jaringan ISDN , sinyal tersebut harus dinaikan kecepatannya ke 64 kbps melalui proses adaptasi kecepatan atau proses multiplexing. Rate Adaptation menyediakan fungsi-fungsi adaptasi terminal ke 64 kbps data rate, prosesnya meliputi : 1. Terminal 8, 16 atau 32 kbps
Terminal 8 kbps, setiap oktet yang dikirim ke kanal B hanya berisi satu bit (bit pertama) informasi dari terminal, sedangkan 7 bit lain di set 1 (bit padding)., untuk terminal 16 kbps berisi dua bit, terminal 32 kbps berisi 4 bit.bit-bit sissa di set sama dengan 1.
2. Terminal 32-64 kbps
Signal dikonversi langsung ke 64 kbps.
33
a 1 1 1 1 1 1 1
a a 1 1 1 1 1 1
a a a a 1 1 1 1
a.8 kbps
a.16 kbps
c.32 kbps RA1 RA2userrate 2
k8kbps
2-8kbps 64kbps
Gambar .16 Alokasi bit pada kanal B (rate adaptation) Proses adaptasi dilakukan dalam 2 tingkat sebagaimana terlihat pada arsitektur TA (gambar xx ) yang terdiri dari RA1, dan RA2 masing-masing untuk adaptasi ke 2k x 8 kbps dan adaptasi dari 2k x 8 kbps ke 64 kbps. Multiplexing Fungsi multiplexing adalah mengkombinasikan trafik dari beberapa terminal dengan bit rate dibawah 64 kbps ke single kanal 64 kbps. Pada I.460 terdapat metode pendekatan untuk melakukan hal tersebut diatas yaitu dengan fixed format multiplexing dan flexible format multiplexing Pada Fixed Format Multiplexing, proses multiplexing dilakukan dengan :
• Aliran data dari terminal 8 kbps dapat menduduki sembarang posisi bit. • Aliran data dari terminal 16 kbps menduduki posisi (1,2), (3,4), (5,6), atau
(7,8) • Aliran data dari terminal 32 kbps menduduki posisi (1,2,3,4) atau
(5,6,7,8). • Setiap terminal menduduki posisi yg tetap pada oktet kanal-B • Semua bit (posisi bit) yg tidak diperlukan di set 1.
Format ini tidak efektip, misalnya untuk multiplek dua terminal 8 kbps dan bila kedua terminal tsb menduduki posisi bit 1 dan 8 pada oktet kanal –B, maka kanal-B (64 kbps) tersebut tidak bisa disisipi sinyal 32 kbps, karena posisinya telah diduduki sinyal 8 kbps. Untuk mengatasi ketidak efektipan pendudukan tersebut maka digunakan prosedur flexible format.
34
BAB III Voice Over Internet Protokol
(VoIP) 3.1 INTERNET Internet berbasis protocol TCP/IO, sedangkan TCP/IP merupakan sekumpulan
protocol yang dirancang untuk melakukan fungsi komunikasi data pada jaringan
internet. TCP/IP dimodelkan dengan empat lapis seperti gambar dibawah :
APLICATION LAYER TRANSPORT LAYER NETWORK LAYER DATA LINK LAYER PHYSICAL LAYER Gambar. 3.1 Layer TCP/IP Data link layer bertanggung jawab mengirim dan menerima data ke dan dari media
fisik. Network layer bertanggung jawab dalam proses pengiriman paket ke alamat yang
tepat. Transport layer bertanggun jawab untuk mengadakan komunikasi antaradua
host.
Protocols dalam layer ini ialah TCP (Transmission Control Protocol) yang releabel
dan bersifat connection oriented dan UDP ( User Datagram Protocol) yang unreliable
dan bersifat connectionless.
TCP berorientasi pada hubungan yang handal (tanpa kesalahan) dan melakukan
pembentukan hubungan terlebih dahulu serta melakukan pengurutan pengiriman paket
hingga ke tujuan.
35
3.2 IP Telephony IP telephony atau internet telephony atau yang biasadikenal Voice Over IP merupakan
teknologi pengiriman Voice ( dimungkinkan juga untuk tipe data multimedia yang
lain) secara real time antara dua atau lebih user/partisipan dengan melewati jaringan
yang menggunakan protokol-protokol internet, dan melakukan pertukaran informasi
yang dibutuhkan untuk mengontrol pengiriman voice tersebut.
Teknologi ini bekerja dengan jalan merubah suara menjadi format data digital tertentu
yang dikirimkan melalui jaringan IP.
SIP
RTP
H.323 RTSP
EthernetATM
AAI.5AAI.3/4
Sonet
PPP
UDPTCP
RTCPRSVP
Media EncapsH.261, MPEG
IPv4, IPv6
V.34
PPP
Gambar 3.2 Signalling IP telephony oleh H.323 Dari Gambar diatas, signalling untuk IP Telephony dapat dilakukan oleh H.323 yang
menumpang pada protocol transport TCP dan SIP pada UDP namun dapat juga pada
TCP. Protokol yang bertanggung jawab untuk media transport-nya adalah RTP.
Qualiy of Service IP Telephony dilakukan oleh RTSP, RSVP dan RTCP.
3.3 IP Telephony Signalling IP Telephony melakukan signallingnya bergantung pada kapabilitas endpoint-nya.
Endpoint pada jaringan IP mempunyai banyak kapabilitas berkenaan dengan
kebutuhan bandwidth, codec,audio ,video, kapabilitas data dsb.
36
Oleh karena itu sebelum dua entity dapat membangun sebuah session, harus dipastikan
bahwa kedua entity mempunyai kapabilitas yang sama.
Signalling Call Control adalah signalling yang dilakukan untuk koneksi call antar dua
partisipan, yang mencakup signalling disisi user dan kontrol disisi jaringan
Standard protocol signalling yang digunakan antar lain H.323 atau SIP.
3.4 INTEROPERABILITAS VOIP
H.323
VoIP dapat berkomunikasi dengan sistem lain yang beroperasi pada jaringan
packet-switch . Untuk dapat berkomunikasi dibutuhkan suatu standar sistem
komunikasi yang kompatibel satu sama lain. Salah satu standar komunikasi pada VoIP
menurut rekomendasi ITU-T adalah H.323 . Standar H.323 terdiri dari komponen,
protokol, dan prosedur yang menyediakan komunikasi multimedia melalui jaringan
packet-based. Bentuk jaringan packet-based yang dapat dilalui antara lain jaringan
internet, Internet Packet Exchange (IPX)-based, Local Area Network (LAN), dan Wide
Area Network (WAN). H.323 dapat digunakan untuk layanan – layanan multimedia
seperti komunikasi suara (IP telephony), komunikasi video dengan suara (video
telephony), dan gabungan suara, video dan data.
Tujuan desain dan pengembangan H.323 adalah untuk memungkinkan
interoperabilitas dengan tipe terminal multimedia lainnya. Terminal dengan standar
H.323 dapat berkomunikasi dengan terminal H.320 pada N-ISDN, terminal H.321
pada ATM, dan terminal H.324 pada Public Switched Telephone Network (PSTN).
Terminal H.323 memungkinkan komunikasi real time dua arah berupa suara , video
dan data.
Standar H.323 terdiri dari 4 komponen fisik yg digunakan saat menghubungkan
komunikasi multimedia point-to-point dan point-to-multipoint pada beberapa macam
jaringan :
37
A. Terminal
B. Gateway
C. Gatekeeper
D. Multipoint Control Unit (MCU)
Gambar 3.3 Interoperabilitas VOIP
A. Terminal
Digunakan untuk komunikasi multimedia real time dua arah . Terminal H.323 dapat
berupa personal computer (PC) atau alat lain yang berdiri sendiri yang dapat
menjalankan aplikasi multimedia. Hubungan komponen-komponen H.323 pada
terminal :
38
Gambar 3.4 Hubungan Komponen-komponen H.323 dan Lingkungannya
Fungsi dan kemampuan terminal H.323 :
- Audio Codec, mengkodekan sinyal dari peralatan audio untuk transmisi dan
menguraikan kode audio yang diterima. Fungsi-fungsi yang dibutuhkan
antara lain mengkodekan dan menguraikan kode pada G.711 dan mengirim
dan menerima format a-law dan η-law. Sebagai tambahan audio codec ini
juga dapat mengkode dan menguraikan kode pada G.726, G.728, G.729,
dan G.723.1.
- Video Codec, merupakan fungsi tambahan pada terminal H.323
- Data Channel, mendukung aplikasi-aplikasi seperti pengakses database,
pengiriman file, dan audiographics conferencing (kemampuan untuk
memodifikasi gambar untuk beberapa pengguna secara bersama - sama),
dan direkomendasikan T.120
- System Control Unit, menyediakan H.225 dan call control H.245, pengirim
pesan, dan perintah-perintah pensinyalan.
- Media Transmission, membentuk format audio, video, data, control stream,
dan message yang sesuai dengan antarmuka jaringan dan juga menerima
39
dari antarmuka jaringan.
- Network Interface, merupakan suatu antarmuka yang packet-based untuk
Transmission Control Protocol (TCP) dan User Datagram Protocol (UDP)
pada layanan unicast maupun multicast.
B. GATEWAY
Sebuah Gateway dapat memberikan banyak layanan, salah satunya yan paling penting
adalah sebagai interface antarajaringan-jaringan lain, seperti jaringan PSTN dengan
jaringan IP. Gateway dapat mendukung untuk komunikasi real time, dan
dapatmelakukan komunikasi dua arah antar terminal H.323 pada jaringan IP dan
terminal pada jaringan berbasis Switched atau dengan Gateway H.323 yang lain.
Gateway pada system H.323 ini berfungsi sebagai translator.
C. GATEKEEPER
Gatekeeper merupakan entity vital untuk system H.323 yang berfungsi untuk mengatur
system H.323. bertindak sebagai central point untuk semua call dalam zone H.323 dan
menyediakan layanan pengontrol panggilan untuk me-register endpoint.
Zone H.323 merupakan kumpulan entity (terminal, gateway, dan MCU) Dario suatu
system H.323 yang diatur oleh sebuah Gatekeeper.
Sebuah zone H.323 menyediakan metode untuk mengontrol akses user ke resource
jaringan dan men-charge untuk penggunaan tertentu, dan dapat menjadi suatu network
service provider.
Fungsi Gatekeeper, antara lain :
- Addressing translation
Translasi dari alamat endpoint ke sebuah alamat transport. Translasi ini
dilakukan dengan menggunakan table translasi yang selalu di up-date dengan
message registration.
- Admission Translation
Gatekeeper dapat menerima atau menolak akses in, berfungsi sebagai autorisasi
call, source dan alamat yang dituju dengan menggunakan pensinyalan pada
40
kanal H.225
- Zone Management
Gatekeeper mengatur fungsi-fungsi yang diberikan terhadap zonenya.
- Bandwidth Managemnt
Konrol untuk perizinan terminal H.323 untuk akses secara simultan ke
jaringan. Dengan pensinyalan H.225, Gatekeeper dapat menolak call dari
terminal karena melewati limit bandwidth.
- Call authorization
Autorisasi call dilakukan melalui pensinyalan pada kanal H.225. Gatekeeper
dapat menolak call dari terminal jika autorisasi gagal.
- Call Management
Gatekeeper menjaga daftar dari on-going call H.323, sehingga dapat
memberitahukan jika terminal sibuk dan menyediakan informasi untuk fungsi
bandwidth management.
- Call control signalling
Gatekeeper menerima call signalling end-point dan memproses call signalling
tersebut yang mempunyai dua rute sbb : Terminal
- AddressTranslation- AdmissionControl- Bandwith Control- RAS- Call Signalling(Q.931)
Call Control(H.245)
Media Stream(RTP)
Gateway
GateKeeper Gambar.3.5 Gatekeeper route call signalling mode 1
41
Media Stream(RTP)
TerminalGateway
GateKeeper
- AddressTranslation- Admission Control- Bandwith Control- RAS- Call Signalling(Q.931)- Call Control(H.245)
Gambar.3.6 Gatekeeper route call signalling mode 2
Media Stream(RTP)
Terminal Gateway
GateKeeper
- AddressTranslation- AdmissionControl- BandwithControl- RAS
Call Signalling(H.245)
Call Control (245)
Gambar.3.7 Direct end-point call signalling
D. Multipoint Control Unit (MCU)
Endpoint pada jaringan, yang menyediakan kemampuan untuk berpartisipasi
melkukan multipoint conference antara tiga atau lebih terminal / Gateway.
MCU terdiri dari :
- MC ( Multipont Controller)
Yang menangani pensinyalan dan kontrol message yang diperlukan untuk set-up
dan mengatur konference. MC juga menentukan kapabilitas terminal dengan
menggunakan H.245 tetapi tidak melakukan multiplexing audio, video dan data .
- MP ( Multipoint Processor)
Yang menerima streams dari endpoint, mereplesikannya, dan memforward
streams tersebut ke endpoint yang berpartisipasi dalam conference tersebut.
42
Multipleksing stream media ditangani oleh MP dibawah kendali MC.
1.5 Session Initiation Protocol (SIP)
SIP merupakan protokolkontrol pada layer aplikasi untuk membangun,
memodifikasi, dan mengakhiri sebuah session dengan dua atau lebih partisipan.
Cara kerja SIP sama dengan cara kerja protocol HTTP yaiu dengan metode
client-server atau request-response.
Request dilakukan oleh client lalu dikirimke server. Server meresponse request
lalu mengirimkan responsenya kembali ke client.
Komponen SIP
Terdapat dua komponen utama SIP, yaitu :
- User Agent (UA)
UA dibagi menjadi dua elemen yaitu User Agent Client (UAC) sebagai
Aplikasi caller yang menginisialisasi dan mengirimkan Request SIP, sedangkan
User Agent Server (UAS) yang menerima dan memberikan response (accept,
redirect atau refuse call) terhadap request yang dikirim.
- Network Server
Terdapat 3 jenis Server SIP yang digunakan dalam jaringan SIP.
1. Registration Server : berfungsi menerima up-date sehubunag denganlokasi
user (disebut juga sebagai registar).
2. Proxy Server
Menerima request, mengembalikannya ke server hop berikutnya. Server ini
mempunyai informasi yang lengkap tentang lokasi callee. Proxy Server
dapat menerima sebuah requet INVITE, lalu mengirimkan Requist INVITE
tersebut dalam jumlah lebih dari satu ke berbagai alamat, fitur ini disebut “
Forking Proxy “ .
3. Redirect Server
Menerima request, menetukan server hop berikutnya dan mengembalikan
alamat server tersebut ke client tanpa men-forward request.
43
2. SIGNALLING H.323 dan SIP
H.323 meyediakan tiga protocol untuk signalling dan kontrol, yaitu :
- H.323 RAS ( Registration, Admission dan Status ) guna membangun
hubungan antara endpoint dengan Gateway.
- H.225 / Q.931 ( kanal call signalling) yang menyediakan pembangunan
koneksi signalling antar dua end point.
- H.245 (kanal kontrol) , kanal ini digunakan untuk membawa message-
message guna mengontrol operasi dari entity H.323.
2.1 H.323 RAS Prosedur yang dilakukan oleh kanal RAS (RAS Signalling) :
- Gatekeeper discovery
- Endpoint registration
- Endpoint location
- Admissio, Bandwidth change dan status
2.2 H.225 / Q.931 ( Call Signalling)
Kanal call signalling digunakan untuk membawa call control message H.225/
Kanal inmi merupakan protocol yang berbasis TCP yang digunakan untuk
pembangunan dan pembubaran call. Protocol ini berbasis pada rekomendasi Q.931
untuk ISDN.
Pada jaringan yang tidak mempunyai Gatekeeper, signalling dilewatkan langsung
antara caller dan callee menggunakan pengalamatan transport call signalling.
Sedangkan pada jaringan yang mmpuyai Gatekeeper, pertukaran admission
message dilakukan antar endpoint melalui Gatekeeper dengan menggunakan
alamat transport kanal RAS.
2.3 H.245 (kontrol media dan conference)
Setelah phase pembangunan call selesai, protocol media control H.245 digunakan
guna melakukan negosiasi dan membangun semua kanal media untuk session
RTP/RTCP.Pada routing kanal control ini jika GK routed call signalling
44
digunakan, terdapat dua metode guna route kanal control H.245yaitu :
- Pembangunan kanal kontrol H.245 langsung antar endpoint
- Pembangunan kanal kontrol H.245 melalui Gatekeeper.
2.4 Operasi Dasar Signalling H.323 Pembangunan call endpoint to endpoint H.323 menggunakan dua koneksi
TCP antara dua terminal. Koneksi pertama untuk call set up dan koneksi kedua untuk
call control dan capability exchange.
Berikut prosedur untuk menset-up call H.323
- Proses Gatekeeper discovery yang akan menangani manajemen endpoint
(kanal RAS).
- Proses registrasi endpoint ke Gatekeepernya.
- Endpoint memasuki phase call set-up (pada kanal H.225)
- Capability exchange terjadi antara endpoint dengan endpoint atau antara
Gatekeeper (pada kanal H.245)
- Pembangunan call telah dilakukan
- Ketika pembicaraan telah selesai endpoint akan menterminasi call dengan
mnutup kanal-kanal yang dibangun untuk , H.245, H.225 dan RAS.
-
2.5 Operasi Dasar Signalling SIP SIP bekerja berdasarkan pada request-response. Untuk memulai sebuah
session, caller (UAC) mengirimkan Request (INVITE) yang dialamatkan ke user yang
akan dipanggil (callee). Caller dan Callee diidentifikasi dengan SIP Address. Ketika
melakukan sebuah call SIP, pemanggil harus mengetahui terlebih dahulu lkasi dari
server yang tepat dan mengirimkan request. Caller dapat langsung menghubungi callee
atau tidak langsung melewati Rediret Server. Field call ID pada Header SIP message
secara unik mengidentifikasi panggilan.
Berikut operasi dasar SIP :
- Pengalamatan SIP
- Menentukan lokasi SIP Server
45
- Transaksi SIP
- Invitasi SIP
- Menentukan lokasi user
- Mengubah session yang tengah dilakukan
Berikut diberikan contoh transaksi SIP melalui server :
LocationServer
CalleeProxyServerCaller
2. C
onta
ct
3. Precke
Location
1. INVITE
6. OK4. INVITE
5. OK
8. ACK7 ACK
Gambar.3.8 Transaksi SIP melalui Proxy Server
LocationServerLDAP
RedirectServer
Caller
Callee
1. INVITE2. Contacting
3. Precke Location
5. ACK
6. INVITE7. OK
8. ACK
Gambar.3.9 Transaksi SIP melalui Redirect Server Pada kedua kasus tersebut Proxy atau Redirect Server tersebut telah harus dapat
menentukan server hop berikutnya. Penentuan hop berikutnya itu merupakan fungsi
dari Location Server. Location Server bukan merupakan Komponen SIP yang
mempunyai informasi tentang server hop berikutnya untuk berbagai user.
46
Request SIP Request SIP dikirimkan dari terminal client ke terminal server, pada SIP terdapat 6
jenis message Request, yaitu :
- INVITE : request ini digunakan untuk menginisiasi sebuah call
- ACK : request ini dikirim oleh client untuk menginformasikan kalau ia
telah menerima response final dari server
- BYE : dikirim oleh calling agent atau caller agent ke server untuk
mengakhiri sebuah koneksi call
- CANCEL : untuk menghentikan request yang telah dikirim sebelumnya,
selama server belum memberikan final response
- REGISTER : client dapat merigister lokasinya (satu atau beberapa alamat)
yang datanya disimpan di Registration Server (Registar).
- OPTION : memberitahukan kapabilitas dari client ke server dan server akan
mengirim balik list metoda yang mendukungnya.
Response SIP
Response dari server SIP untuk sebuah request SIP dapat terdiri satu atau lebih
response SIP.
Tipe response yang digunakan ada 6, yaitu :
- 1xx : menunjukkkan progress atau kemajuan
- 2xx : request yang dilakukan berhasil
- 3xx : penunjukkkan ulang arah (redirection)
- 4xx : request yang dilakukan tidak benar / incorrect
- 5xx : kegagalan server (server failure)
- 6xx : kegagalan keseluruhan pensinyalan (global failure)
Response (2xx,3xx,4xx,5xx,6xx) merupakan “ final response” yang mengakhiri
transaksi SIP, sedangkan response 1xx bersifat sementara dan tidak mengakhiri
transaksi SIP.
47
FUNGSIONALITAS Fitur H.323 dan SIP
Berikut diberikan fungsionalitas dari fitur-fiturH.323 dan SIP dengan melihat
fungsinya sebagai internet telephony signalling dan fungsi layanan yang sama
yang diberikan oleh PSTN.
Tabel .1 Perbandingan fitur H.323 dan SIP Fitur H.323v4 SIP
Fungsi Layanan yang sama dengan PSTN: • Call Transfer • Call forward / call diversion • Call holding • Call park and call pick up • Call waiting • Message waiting indication
H.450.2 H.450.3 H.450.4 H.450.5 H.450.6 H.450.7
Deskripsinya dilakukan oleh SDP (RFC 2327) pada header field dan message body SI
Fungsi Internet Telephony Signalling: • User Location • Address Translation • Capability exchange • Conference • Manajemen user dalam suatu session • Fitur change
Gatekeeper Gatekeeper H.245 MCU,MC Gatekeeper ---
Location dan redirect server Tidak dilakukan oleh sistem SIP, dilakukan oleh DNS Dengan memberikan kode status response Deskripsinya pada body message SIP --- Re-sent Request INVITE, dengan call-ID yang sama, message body yang berbeda.
Tabel.2 Keunggulan layanan H.323
48
Keunggulan H.323 Keterangan Conference Control Fungsi kontrol pada conference
dibutuhkan untuk mengatur partisipan yang mana dan metode mengikuti conference, bagaimana mensinkronkan mode operasi yang sedang dilakukan, siaa saja yang dapat mem-broadcast media, dan sebagainya. Pada H.323 dilakukan kanal H.245, sedangkan pada SIP belum dilengkapi kemampuan untuk melakukan fungsi ini.
Kanal Logic H.323 membedakan capabilitas message (yang memvalidasi jenis media type yang dikirimkan atau diterima atau kombinasi keduanya), dengan logical channel (yang mengandung informasi media type yang aktif yang dikirmkan). Sedangkan pada SIP, endpointnya hanya dapat mengirimkan jenis codecs yang dapat diterimanya, tetapi tidak terdapat prosedur untuk membedakan validasi koneksi media dengan pengiriman media yang sedang dijalankan, tidak dilakukan.
Tabel.3 Keunggulan layanan SIP Keunggulan SIP Keterangan Personal Mobility Melakukan proxying dan redirecting
request (dengan mengambil informasi dari Register dan Location Server, dimana user ter-register saat itu) sehingga dapat diketahui pada terminal mana user sedang log-on.
Forking Proxy Kemampuan untuk menghubungi called party pada suatu alamat tertentu (location independent address yang sudah disimpan pada database server) walaupun user melakukan perubahan terminal, dimana incoming call dikirimkan ke berbagai tempat/extension (secara multicast) sehingga extension-extension tersebut akan dihubungi/berbunyi pada saat bersamaan.
49
Respon dalam dua jenis media Sebagai contoh seorang user (customer phone client) yang menghubungi sebuah perusahaan, ketika server SIP menerima request koneksi, server tersebut dapat mengembalikan responnya ke user tersebut melalui sebuah halaman Interactive Web Response (IWR) atau Interactive voice Request (IVR).
Masing-masing H.323 dan SIP mempunyai keunggulan layanan, dimana
fungsionalitas H.323 memberikan mekanisme lebih baik untuk melakukan
conference, sedangkan SIP menawarkan mobility user untuk penggunanya.
Protocol Transport Dengan memperhatikan kelebihan dan kekurangan protocol TCP dan UDP, maka
kemudian dilakukan pengembangan yang menghasilkan Real Time Transport
Protocols (RTP). Dimana RTP memiliki kelebihan yakni mampu
mengakomodasikan mekanisme kontrol yang diperlukan, dalam hal ini flow
control dan congestion control, namun memiliki ukuran paket yang cukup kecil.
Pada link dengan kecepatan rendah ( <2Mbps), penggunaan RTP dapat
mengurangi network overhead [Voice and Data Integration]. Hal ini dikarenakan
header RTP hanya terdiri atas 2-5 byte, sementara protocol TCP memiliki header
hingga 40 byte, akibatnya delay dalam proses pemaketan data dapat dikurangi.
Karena keunggulannya ini, RTP direkomendasikan untuk digunakan sebagai
protocol transport.
KONVERSI DAN KOMPRESI PADA VOIP
Proses konversi dan kompresi sinyal analog dari PSTN dan ditransmisikan ke
jaringan IP (VoIP) dapat digambarkan dalam diagram blok berikut :
50
Jadi percakapan berupa sinyal analog yang melalui jaringan PSTN mengalami
kompresi dan pengkodean menjadi sinyal digital oleh PCM G.711 sebelum memasuki
VoIP gateway . Pada VoIP gateway, di bagian terminal, terdapat audio codec
melakukan proses framing (pembentukan frame datagram IP yang dikompresi) dari
sinyal suara terdigitasi (hasil PCM G.711) dan juga melakukan rekonstruksi pada sisi
receiver. Frame - frame yang merupakan paket – paket informasi ini lalu di
transmisikan melalui jaringan IP dengan suatu standar komunikasi jaringan packet –
based . .
Score (MOS). MOS memiliki kualifikasi kualitas terburuk sampai terbaik dengan
interval Standar penilaian kualitas suara hasil kompresi tersebut dinyatakan dengan
Mean Opinion nilai 0 sampai 5. Berikut ini adalah tabel perbandingan beberapa teknik
kompresi standar ITU-T
Sumbcr : Cisco Labs
Teknik Kompresi Bit Rate (Kbps) Ukuran frame (ms) MOS
G.711 PCM 64 0,125 4,1
G.726 ADPCM 32 0,125 3,85
G.728 LD-CELP 16 0,625 3,61
G.729 CS-ACELP 8 10 3,92
G.723.1 MP-MLQ 6,3 30 3,9
51
G.723.1 ACELP 5,3 30 3,65
DELAY PADA VOIP
Delay Mouth to Ear
Agar komunikasi suara dapat berlangsung lancar bolak-balik perlu
diperhitungkan delay mouth to ear (TM2E ) atau biasa juga disebut delay end-to-end .
Delay mouth to ear didefinisikan sebagai waktu yang dibutuhkan untuk mengirimkan
suara dari pihak yang bicara sampai dapat di dengar oleh telinga pihak tujuan. Delay
ini dapat didefiniskan menjadi dua bagian yaitu bagian deterministik dan bagian
stokastik. Bagian deterministik mencakup waktu paketisasi Tpack, waktu peletakan bit
(serialization) Tser, waktu propagasi Tprop ,waktu dejitteriing Tdejit dan waktu
pemrosesan ( encoding, decoding, compression dan decompression ) Toth.
Bagian stokastik mencakup delay antrian ( Tqueque ) pada node yang dilalui. Meskipun
delay antrian ini termasuk dalam kuantitas stokastik tapi dalam perhitungan kita akan
memakai asumsi delay antrian maksimum yaitu waktu tiba paket data yang paling
lambat. Waktu tiba paket yang terlalu lama dianggap paket hilang.
Secara keseluruhan formula delay Mouth to Ear adalah :
TM2E = Tqueque + Tpack + Tser + Tprop + Tdejit + Toth
Delay Antrian
Delay antrian terjadi ketika paket tertahan karena kemacetan trafik pada bagian
keluaran dimana paket data yang masuk pada waktu itu melebihi kemampuan yang
dapat dilayani pada interval yang di tentukan. Delay antrian pada link termasuk waktu
transmisinya dapat dihitung berdasarkan parameter – parameter berikut :
a. kapasitas link : C
b. panjang paket (frame size) : P
c. overhead : φ
52
d. bit rate : B
e. jumlah pengguna bersamaan : m
f. probabilitas paket masuk antrian : p
Rumus delay antrian tersebut adalah :
referensi : Minoli,Daniel. “Delivering Voice over IP Network”, hal 102.
Delay Buffer Jitter
Waktu yang dibutuhkan sebuah paket data IP yang hendak ditransmisikan dari
A ke B melalui suatu jaringan packet-switch disimbolkan sebagai t AB. Waktu delay t
AB = t kedatangan – t keberangkatan yang terbagi atas bagian yang tetap L yaitu
karakteristik delay propagasi ditambah dengan delay antrian pelayanan rata – rata
bagian delay variabel berupa karakteristik jitter J yang disebabkan panjang antrian
yang bervariasi pada router dan perangkat lain.
Terminal menggunakan buffer jitter untuk mengkompensasi efek jitter. Buffer
akan menahan paket dalam memori sampai t tanpa buffer – t keberangkatan = L + J
Waktu keberangkatan setiap paket ditentukan oleh informasi timestamp pada RTP.
Dengan menambah harga J, terminal dapat melakukan sinkronisasi kembali paket
dengan jumlah yang lebih banyak. Paket yang tiba pada waktu yang terlalu lambat
akan dibuang ( t kedatangan > t tanpa buffer ). Terminal dapat menggunakan suatu algoritma
untuk mengatur harga J pada nilai yang terbaik. Hal yang perlu diperhatikan dalam
pengaturan nilai J tersebut ialah jika harga J terlalu kecil maka akan banyak paket yang
akan dibuang, jika nilai J terlalu besar maka delay tambahan yang terjadi akan terlalu
besar juga. Pengaturan konfigurasi buffer jitter yang statis tidak cocok untuk kondisi
jaringan yang tidak stabil. Terminal menggunakan suatu algoritma yang mengatur
53
buffer jitter secara dinamis , misalnya dengan menentukan nilai awal buffer sangat
kecil dan kemudian secara progresif menambahnya sampe harga rata – rata waktu tiba
paket terlambat nilainya di bawah 1 persen.
Dasar teori tentang delay dijadikan dasar pertimbangan dalam mendesain
tingkat QoS pada link VoIP.
Perhitungan Bandwidth Jaringan Untuk Setiap Kanal Voice Perhitungan ini digunakan untuk mengetahui berapa besar bandwidth yang dibutuhkan
setiap kanal voice jika ditransmisikan pada jaringan Voice Over IP.
Dengan mengetahui besarnya BW perkanal voice maka akan dapat ditentukan berapa
besar jaringan yang harus dibangun.
Ukuran Header
Dalam sebuah voice packet tersusun atas header dan payload. Header layer 2
tergantung pada network yang digunakan. Jika kita menggunakan MLPPP(multi
Link point protocols to protocol), sehingga header layer 2 = 6 byte.
+ + Ukuran header = header layer 2 + (header IP + header UDP + header RTP)
= 6 byte + 20 byte + 8 byte + 12 byte = 46 byte
Codec yang biasa digunakan dalam aplikasi VoIP ataupun multimedia dalam
menentukan payload adalah :
G.728 (16byte), G.729(8kbps), G.729a(8kbps), G.723.1(6,3/5,3kbps).
Layer 2 (6byte)
IP (20byte)
UDP (6byte)
RTP (12byte)
Payload Besarnya sesuai Codec
54
BAB IV ATM NETWORK
4.1 Pendahuluan Pengelompokan layanan meliputi , layanan kecepatan rendah : telemetry, telecontrol,
telealarm, voice, telefax dan low speed data. Sedangkan medium speed meliputi : hifi
sound, video telephony, high speed data, yg termasuk kecepatan sangat tinggi meliputi
: distribusi video kwalitas tinggi, video library, video education dll. Layanan pada
umumnya mempunyai karakteristik dan requirment guna di transfer ke jaringan. Untuk
memahami karakteristik layanan kita melihat natural information rate yang
direpresentasikan melalui proses stokastik, dengan dua nilai yg penting yaitu : peak
natural bit arte (S) dan natural bit rate rata-rata yg dihitung selama waktu T.
S= max s(t)
E[s(t)] = 1/T s(t) dt
Rasio antara dua nilai disebut Burstiness [B] = S/E
Gambar.4.1 Fluktuasi alamia Bit rate
55
Tebel dibawah memperlihatkan layanan broadband dan karakteristiknya.
Tabel. 4.1 Layanan Broadband dan karakteristiknya Service E(s(t) B Voice 32kbps 2 Interaktive data 1-100 kbps 10 Bulk Data 1-10 Mbps 1 s/d 10 Standard quality video 1.5-15Mbps 2 s/d 3 HDTV 15-150Mbps 1 s/d 2 High quality video telephony0.2- 2Mbps 5
Yang perlu diperhatikan dari tabel diatas, bahwa semua layanan mempunyai
karakteristik yang berbeda, baik nilai rata-rata bit rate maupun faktor burstiness-nya.
Tidak ada satupun dari layanan di atas yg mempunyai faktor burstiness sama dengan 1.
Transfer rate jika lebih rendah dari peak natural bit rate maka ada penurunan qualitas
selama periode tersebut., karena ada pembuangan bit, seperti ditunjukkan gambar
dibawah :
Gambar.4.2 Penurunan qualitas akibat reduction Peak Bit Rate.
56
Hal sebaliknya jika transfer rate selalu lebih besar dari natural bit rate, maka resource
akan terabaikan (wasted) di jaringan.
Gambar. 4.3 Bandwidth wasted akibat alikasi Peak bit Rate Transfer mode harus dapat mengangkut semua layanan diatas dan service-service lain
(bersifat flexsibel) yang mungkin. Idealnya transfer mode mampu memberikan
kecakapan dalam mengangkut inforamsi.
Karakteristik unjuk kerja dan fungsional dari sebuah jaringan meliputi :
• Transparancy informasi : ini menentukan kemungkinan dari jaringan
mengangkut informasi bebas kesalahan (kesalahan yg bisa diterima layanan).
• Transparancy waktu : ini menetukan dari jaringan mengangkut informasi dari
sumber ke tujuan dalam waktu minimal (bisa diterima layanan).
Transparancy Informasi :
Ada beberapa type kesalahan yang mungkin terjadi di system komunikasi digital atau
khususnya di jaringan telekomunikasi :
57
‘Bit Erer Rate (BER) = (jumlah bit error)/(total bit terkirim)
Packet Error Rate (PER) = (jumlah packet error)/(total packet terkirim)
• Packet Loss Ratio (PLR) = (jumlah loss packet)/(total packet terkirim)
• Packet Insertion Rate (PIR) = (jumlah sisipan packet)/(total packet terkirim
Tabel.4.2 Transparansi informasi untuk berbagai layanan
Tabel. 4.3 Delay terhadap ukuran paket Speed 150MBps 600 MBps Packet size 16 32 64 16 32 64 (bytes) TD 4000 4000 4000 4000 4000 4000 FD 64 128 256 16 32 64 QD/DD 200 400 800 50 100 200 PD 2000 4000 8000 2000 4000 8000 SD 900 900 900 900 900 900 D1 6264 8528 12256 6166 8132 12364 D2 9365 13828 21956 9016 13132 21364
Service BER PLR PIR Delay Telephony 1-E07 1-E03 1-E03 25ms/500ms Data transmission 1-E07 1-E06 1-E06 1000ms Broadcast video 1-E06 1-E08 1-E08 1000ms Hifi sound 1-E05 1-E07 1-E07 1000ms Remote Process control 1-E05 1-E03 1-E03 1000ms
58
ATM is suitable for B-ISDN
Gambar 4.x Diagram Fungsional Cell ATM
Virtual Path Identifier
Payload Type(discriminates between a cellpayload carrying user informationand one carrying managementinformation
Cell Loss Priority(indicates the loss priority ofan individual cell)
Header Error Control(provides error checkingof the header for use bythe transmissionConvergence (TC)sublayer)
8 7 6 5 4 3 2 1
1 GFC VPI 2 VPI VCI 3 VCI 4 VCI PT CLP5 HEC 6
53
Payload
(48x8 bits)
Byte UNI cell format
Bit
Generic Flow Control(Multi-point accesscontrol at customerpremises
Virtual Channel Identifier
Merits
• High speed (Hardware switching)
Drawbacks
• Difficult to multiplex various bit – rates
• Inadequate for bursly traffic
Circuit-switching
Merits
• Any bit-rate • Adequate for bursly traffic
Drawbacks
• Low-speed (Software processing) • Delays : difficult for real-time
communications
Packet-switching
• High-speed (Hardware switching)
• Any bit-rate • Adequate for bursly traffic • Integrated transfer mode Simplified transfer protocol • No flow control in the network
ATM
59
B – ISDN requires communication technologies that…….
Is high speed (large capacity)
supports any bit rate and any traffic characteristics
Inter - LAN / Inter - PBX communications
Videotex Interactive CAD
High volume file transfer
High-speed facsimile
Video Phone / Video Conferencing CATVBroadbandVideotex
HDTV
PhoneHI-FI voicecommunications
POTSN-ISDN B-ISDN
1 100 10000100010
Traffic character
Cons
tant
lyBu
rsly
Bit rate (base 1 = POTS)
60
Carriers want to integrate network to reduce cost
DMUX
NarrawbandCircuit Switched Network
Signaling Network
Leased Line Network
Packet Switched Network
BroadbandCircuit Switched Network
MUX
TV Phone
Telephone
Fax
TV Conference
Telephone
Video Terminal
Video Tex
Fax
Video Tex
TV Conference
TV Phone
Telephone
Fax
TV Conference
Telephone
Video Terminal
Video Tex
Fax
Video Tex
TV Conference
B-ISDN
61
4.2 Cell Switch Fabric.
CSF prinsipnya berfungsi memindahkan sel-sel (signalling, manajemen, user data)
antara blok fungsional lain dalam switch, atau secara khusus CSF merutekan sel user
dari IM ke OM yang sesuai (appropriate). Requirement lain yang harus dipunyai CSF
adalah: multicasting, fault tolerance, dan loss delay priorities. Fungsi tambahan CSF
meliputi: konsentrasi, duplikasi, penjadualan sel, pemilihan sel terbuang, dan
memonitor kongesti.
Diagram Fungsional CSF
Routing dan Buffering
Blok fungsional routing dan buffering berfungsi merutekan sel-sel yang datang
dari input ke keluaran yang dikehendaki sesuai dengan tag routing internal yang ada
pada tiap sel setelah melalui IM. Sel-sel yang datang bisa disesuaikan (aligned) dalam
waktu dengan cara buffer sel tunggal, untuk mengantisipasi terhadap sel-sel yang
mempunyai alamat keluaran yang sama (secara serentak).
Dengan merancang “shared buffer memory switch” maka minimasi jumlah
kebutuhan buffer bisa dicapai. Pem-buffer-an output dapat mencapai throughput
Konsentrasi,
duplikasi,
distribusi
SM
align
SM
Buffer management
Routing
dan buffering
Configuration control
Exp.,
redundancy
traffic
62
optimal, sedangkan pem-buffer-an di input throughput kurang karena ada blocking
HOL (head of line blocking). Terdapat 4 prototipe desain yang akan dijelaskan: shared
memory, shared medium, fully interconnect, dan space division.
Waktu sel = (1/V) detik, waktu yang dibutuhkan untuk menerima/mengirim seluruh sel
pada kecepatan port.
Ada beberapa parameter penting: throughput, utilisasi, CLR, cell delay, jumlah
buffer, dan lain-lain.
Tujuan yang ingin dicapai: maximum throughput
minimum cell delay dan cell loss
Σ buffer minimum dan implementasi sederhana
A. Pendekatan shared memory
Sel incoming dirubah dari bentuk seri ke paralel, yang ditulis secara berurutan ke
dalam dual port RAM. Header sel dengan tag routing internal menuju controller
memory, yang berfungsi memutuskan sel-sel yang dibaca (read out) pada memori.
Sel-sel outgoing dimultipleks ke output yang kemudian diubah dari paralel ke serial
lagi.
Secara fungsional hal ini merupakan pendekatan antrian keluaran di mana buffer
keluaran sebagai “common buffer pool” yang mempunyai kelebihan yaitu dapat
dicapai throughput normal saat beban penuh, meminimisasi jumlah buffer yang
diperlukan untuk mencapai CLR tertentu. Jadi shared memory mempunyai
keuntungan:
• Fleksibel untuk mengakomodasikan trafik dinamik,
• Dapat menyerap burst yang besar terhadap tiap output.
Karena sel harus ditulis/dibaca dari satu memori pada satu waktu, sehingga shared
memory harus bekerja pada kecepatan throughput total. Jadi harus dapat
membaca/menulis sebuah sel dalam tiap 1/(NV) detik, atau SM (shared
63
memory) lebih cepat N kali dari kecepatan port.
Jadi total throughput = NV.
Demikian pula pengontrol memori (controller) harus dapat memproses header sel
(routing tag) untuk 1 cell header dalam setiap 1/(NV) detik. Ini sangat sulit, karena
pengontrol juga menangani:
• Prioritas class ganda,
• Cell scheduling secara lengkap,
• Multicasting/broadcasting.
B. Pendekatan shared medium
Shared medium bisa berbentuk: ring, bus, atau dual bus. Contohnya dapat dilihat
pada gambar berikut.
Sel-sel incoming secara sekuensial broadcast pada bus dalam bentuk round robin.
AF berfungsi melewatkan sel-sel yang sesuai menuju buffer keluaran, di samping
menguji routing tag internal tiap sel jika ditujukan ke keluaran. Jika bus dari SM
beroperasi pada kecepatan yang cukup tinggi paling tidak NV sel/detik (throughput
total), maka dipastikan tidak ada konflik bandwidth, dan semua antrian terjadi pada
keluaran.
Jika kecepatan bus < NV sel/detik, maka akan terjadi antrian di input. AF dan
buffer:
• Bisa implementasi langsung, seperti halnya multicasting dan broadcasting,
• Bekerja pada kecepatan SM, atau sampai dengan N kali lebih cepat daripada
1 S/P
N Buffer
Address filter
N
1 T DM
BUS
S/P AF P/S
AF P/S
64
kecepatan port.
Jadi pada shared medium ada:
• Antrian keluaran, sehingga throughput optimal;
• Buffer keluaran tidak dibagi (not shared) tapi perlu diketahui jumlah total
buffer terhadap kebutuhan CLR tertentu.
Struktur logical switch
Switch mempunyai 16 port input dan 16 port keluaran, tiap port bekerja pada kecepatan 400 Mbps (≈ clock rate 50 MHz 20 ns).
Maka throughput = 6,4 Gbps (sebagai jumlah data yang diproses di switch).
Atau throughput = 12,8 Gbps (total I/O rate).
6,4 Gbps ekivalen ≈ 15 juta paket/detik, di ATM 1 sel ≈ 53 byte.
C. Pendekatan fully interconnected
Terdapat paths yang bebas sebanyak N2 yang mungkin (dari pasangan
N
input
1
1 to N routers SE/ES
N
output
1
2 1
input
1 N
output
buffer
Address filter
N AFAF AFAF AFAF
Antrian keluaran
65
masukan/keluaran). Dalam desain ini, sel-sel yang datang di-broadcast secara
terpisah ke semua keluaran, sel-sel dilewatkan melalui AF ke antrian keluaran (AF
boros/banyak sekali).
• Tidak ada konflik (karena N2 path).
• Semua antrian terjadi di keluaran.
• Dapat mencapai throughput optimal NV sel/detik.
AF dan buffer bekerja pada kecepatan port.
Mekanisme Self Routing
Metoda routing dalam switch fabric multistage disebut shelf routing
Switch fabric adapter
Switch
Stage-1
Stage-2
Stage-3
in
out
ATM ll
C: elemen vector
a1 X d1
a2 X d2
a3 d3
User data Hdr
User info d1d2d3c
User info d2d3ca1
User info d3ca1a2
User info ca1a2a3
66
atau source routing. Routing header bukan header ATM. Header ATM merupakan
data untuk switch. Operasinya sebagai berikut:
• External adapter menerima sel ATM dari link eksternal,
• Adapter menggunakan field VPI/VCI untuk menempatkan masukan yang tepat
untuk VC ini sesuai tabel routing-nya,
• Nilai VPI/VCI akan dikoreksi (di keluaran adapter) yang di-update ke dalam sel,
• Vektor routing menspesifikasi rute bahwa sel harus melewati switching fabric yang
diulang dari tabel VCI,
• Sel diantrikan ke stage-1 (sebelum menerima sel, switch menempatkan buffer
paket kosong ke port input),
• Jika sel diterima di switch (stage-1), routing tag sekarang di-kopi ke bagian
kontrol,
• Header untuk routing berotasi seterusnya (dan ini merupakan routing tag yang
sekarang),
• Demikian seterusnya (stage-2, stage-3); routing tag: menentukan port keluaran.
Multistage Design
Bentuk tersederhana dari serial switching tingkat per tingkat adalah switching
network “Banyan”.
Sel dialamatkan Stage-1 Stage-2 Stage-3
ES 1
ES 1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
010
110
000001
010011
100101
110111
110111001 11011100 1101110 110111
Bit-Bit-1
collisio
67
Dalam prakteknya swwitch masukan/keluaran (sepasang) untuk menghasilkan
hubungan full duplex. Operasinya sebagai berikut.
1. Ketika arus bit (blokdata) diterima di input, selanjutnya ES menggnakan bit-1
(sebagai penentu routing) guna menentukan hubungan (link) dari 2 keluaran yang
tersedia (pengiriman data).
2. Bit yang digunakan untuk menentukan routing kemudian dibuang, sedangkan blok
data terus dikirim ke tingkat switch selanjutnya (di mana proses yang sama
diulangi).
Dari gambar di atas, terdapat blok data dengan routing header: 010. Arus bit
ditransmisikan dengan bit-1 adalah 0 (dari kanan ke kiri).
• Data merupakan keluaran dari switch fabric pada link keluaran yang tepat (tujuan
010).
• Data keluar merupakan routing header (010) dibuang.
Karena switch beroperasi secara sinkron dari end to end, maka tiap stage dari
switch minimal mempunyai buffer 3 bit. Jika 2 blok data dilewatkan melalui switch
(dengan routing header 010 dan 110) maka akan terjadi tabrakan (collision). Untuk
mengatasi hal ini maka perlu digunakan pem-buffer-an baik di sisi input atau keluaran
dari tiap elemen switching.
Topologi jaringan Omega.
Stage-1 Stage-2 Stage-3
n 0
n-1
Sama modelnya
2x2 1 1
0 0
SE
SE
68
2. Hanya satu jalur hubungan (port input port keluaran). Jaringan Banyan
mempunyai self-routing switch.
3. Jaringan Banyan mempunyai blocking internal yang terjadi bila lebih dari satu sel
mencoba menggunakan (mengakses) link yang sama antara 2 stage. Maksimum
hubungan masukan-keluaran pada link internal dicapai pada saat (k = 0,5 log2 N)
atau hubungan maksimum = √N. Blocking internal menyebabkan throughput
menurun drastis yang sebanding dengan jumlah port di jaringan.
4. Dalam switch non blocking internal, bahwa tiap port input dapat berhubungan
dengan tiap port keluaran.
Σ SE = 0,5 N log2 N
Σ total state yang berbeda = 2ΣSE
hubungan maksimum = √NN = 20,5 N log2 N
5. Jaringan Banyan dapat diskalakan (scalable)
Blocking di Dalam Jaringan Banyan
Jumlah sel yang dapat bertubrukan untuk menuju port keluaran yang sama pada satu ES adalah √N. BN akan non blocking internal jika (kecepatan link internal = √N kecepatan incoming link).
Contoh: 16x16 switch jika incoming link 155 Mbps maka
kecepatan link internal ≅600 Mbps.
64x64 switch ≈ 1,2 Gbps
Untuk mengurangi degradasi keluaran yang terjadi dan tubrukan di port keluaran perlu dilakukan 3 penempatan buffer:
1. Input buffering ≈ FIFO
SE (2x2)
69
Satu sel yang tak dapat mencapai port keluaran, selama cycle time akan menempati
HOL pada FIFO yang kemudian akan bisa mencoba lagi (berhubungan dengan
sistem antrian).
2. Output buffering (OB)
Switch non blocking internal masih mengalami blocking pada port keluaran karena
tubrukan di port keluaran. Dengan OB, sejua sel yang bertubrukan untuk mencapai
port keluaran yang sama disimpan di port keluaran sampai link transmisi
memungkinkan. OB menambah throughput switch melebihi IB bila hanya 1 dari
sel-sel bertubrukan dari input yang berbeda.
3. Internal buffering
Buffer pada tiap link internal bisa digunakan sebagai temporary store bagi sel yang
bertubrukan dalam mencapai port keluaran yang sama pada tiap SE.
• mengeliminir blocking HOL
• tidak mengimplementasi FIFO
• jumlah sel datang secara serentak pada SE = √N
• buffer besar
• ada cell delay
SE (2x2)
memory
memory
70
Jaringan Sorting Batcher
• untuk non blocking internal
• resolve konflik keluaran
Operasinya sebagai berikut: dua pasang bilangan pertama di-sort dengan
menggunakan per-sorter 2 x 2. Selanjutnya dua bilangan yang telah di-sort akan di-sort
dengan menggunakan sorter 4 x 4. Dua pen-sorter dari 4 bilangan kemudian di-sort
oleh sorter 8 x 8, dan seterusnya. Menghasilkan jaringan multistage dan menambah
ukuran. Tiap sorter n x n terdiri dari salah satu pen-sorter up dan pen-sorter down. Bila
dua bilangan di-sort dan di-merge, maka satu list menggunakan up sorter SE dan yang
lain down sorter SE. Dalam rangka men-sort 2k elemen, k tingkat pen-sorter
dibutuhkan.
( )1log
2
2 +=
=+
=
∑
∑
NN
stage
2log N 0,25 2x2 pensorter
stage, tiap dalam sorter N/2 dengan
sorter dari stage k , 1) (k k
Pola jaringan
Banyan network
2x2 sorter
4x4 sorter
8x8 sorter
N = 8 maka
Σsorter=2I
II III
IV V VI
up sorter
down sorter
2x2
71
Untuk gambar di atas:
k = 3
Σ elemen = 2k = 23 = 8
Σ state = 3(3+1)/2 = 6
Σpensorter 2x2 = 0,25 (8) log2 8 (log2 N+1)
= 0,25 (8) (3) (3+1) = 2 (3) (4) = 24
72
Fiber Distribution Data Interface (FDDI) Konsep FDDI
FDDI merupakan teknologi LAN yang melewatkan sebuah token dengan
menggunakan protocol token berbasis waktu dengan menjamin bahwa setiap station
dapat mengakses ke Ring dalam periode waktu yang telah dinegosiasikan. FDDI tersusun dari node-node ( DAS dan SAS) yang terhubung bersama melalui link sehingga
membentuk sebauh Ring atau Dual – Counter rotating Ring.
Aplikasi FDDI. FDDI dirancang untuk jaringan back-bone, untuk menghubungkan LAN dalam suatu
bangunan atau kampus-kampus. Type jaringan yang terhubung ke FDDI misalnya
Ethernet and token Ring pada speed yang berbeda seperti 4, 10, dan 16 Mbps. FDDI
back-bone pada 100 Mbps, walaupun efektifnya 80 Mbps, bergantung pada jumlah
station yang terhubung ke Ring tsb. FDDI sebenarnya untuk membawah traffic voice ,
akan tetapi pada implementasinya banyak untuk trafik data karena trafik voice di
kampus banyak melalui PBX yg terhubung ke PSTN. Teknologi FDDI
FDDI mampu memberikan keuntungan dengan melihat :
• Menggunakan teknologi fiber optic
• Beekerja pada multi mode fiber (pada jarak interstation 2 km) dan pada single
mode (pada jarak lebih dari 20 km).
• Dapat juga menggunakan fiber optic yang murah dengan jangkauan tidak lebih
dari 500 m, atau dengan twisted-pair cable dengan jangkauan 100m.
• Dapat beroperasi pada kecepatan data 100 Mbps.
• Mampu menangani jumlah station disekitar 1000 station
• Jalur total fiber 200 km
• Bekerja pada alokasi bandwidth secara dynamik
73
sas
sas
sas
MAC
Concentrator
DAS
DAS
DAS
Primary Ring
Secondary Ring
Gambar. 1 Konfigurasi Ring FDDI
Protocol FDDI Protokol FDDI terdiri atas Link Layer Control (LLC) dan Media Access Control
(MAC) yang merupakan setingkat dengan Data Link Layer pada OSI PROTOKOL.
Sedangkan pada physical Layer OSI, Terdapat Physical Sub-Layar dan Mhysical
Medium Dependent Sub-Layer. Bagian terpisah dari protocol FDDI adalah Station
Management (SMT). Seperi terlihat Gambar dibawah.
OSI Protocol
Data Link Layer
Physical Layer
Link Layer Control(LLC)
Media AccesControl (MAC)
Physical Sub-layer
Physical MediumDependent Sub-
layer
StationManagement
(SMT)
Gambar.2 Protokol FDDI dengan OSI layer.
74
Receive Data Path
SMT FrameService
RingManagement
Station Management
ConnectionManagement
LocalManagement
Entry
Logical Link Control
MAC
ConfigurationSwitch
PHY
PMD
Transmit Data Path
Gambar.3 Hubungan antara komponen SMT dalam FDDI
Bagaimana FDDI bekerja ? Suatu Station yang aktip setelah menerima token dapat mengirim frame sebagai a
stream dari suatu symbol ke station yang aktip lainnya dalam Ring tersebut, jika frame
kembali ke station pengirim maka station yg dituju tidak ada di Ring tsb.Untuk lebih
jelasnya kita lihat topology dual Ring, misalnya :
• Dual Counter-Rotating Ring
Dual Counter-Rotating Ring merupakan standard Ring FDDI, yang terdiri dari
Ring Primer dan Ring Secunder. Dimana keduanya membawah data dalam arah
yang berlawanan. ( spt Gambar.4).
Didalam banyak aplikasi high-bandwidth, Ring primer dipakai untuk transmisi data
dan Ring secunder sebagai back-upnya (terutama untuk self-healing selama fault
condition).
Karena dual Ring topology maka sebaiknya panjang fiber tiap Ring dibatasi 100
km. Di dalam Ring FDDI, jika terjadi cable failure/fault, maka station akan
dikonfigurasi ulang “ reconfigure” oleh station-station itu sendiri.
75
Station D
Station A
Station C
Station B
Primary Ring
Secondary Ring
Arrows Indicate DirectionOf Token Rotation On Dual
Ring
Gambar.4 Topology dual Ring
Fiber Break
Wrapped Stations
Station D
Station A
Station C
Station B
Gambar.5 Dual-Ring Jika fiber terpotong
Ketika terjadi “ wrap “, maka topology dual Ring berubah menjadi topology single
Ring (spt gambar
5). Jika terjadi banyak fault, maka bagian-bagian Ring berubah menjadi Ring-Ring
yang bebas, sehingga komunikasi secara keseluruhan terganggu, jadi hanya mungkin
terhadap komunikasi perbagian Ring saja. Demikian jika ada station yang fail, maka
perlu dilakukan isolasi dengan terbentuknya “wrapped stations”, hal ini terlihat pada
gambar 3.11 dibawah, hal ini akan kembali normal jika fault tersebut telah diperbaiki,
yaitu dengan mengirim “ beaconframe “ seperti gambar.6.
76
StationD
Station A Station B
Station C
WrappedStation
Gambar.6 Teknik Isolasi terhadap station yang rusak.
Station D
Station A Station B
Station C
BeaconFrame
PrimaryRing
SecondaryRing
IdleSymbols
Gambar.7 Deteksi fault station dengan “beacon frame”.
77
Operasi Ring Step-step operasinya Ring FDDI meliputi :
• Penetapan hubungan
• Inisialisasi Ring
• Operasi keadaan mantap
• Pemeliharaan Ring.
Tiap-tiap tingkat tersebut perlu dimonitor dengan pewaktu “timer” guna pengaturan
operasinya. Terdapat 3 timer pada FDDI station yaitu :
1. Token-Rotation Timer (TRT)
2. Token-Holding Timer (THT)
3. Valid-Transmission Timer (TVX)
Connection establishment.
Station melakukan fungsi-fungsi berikut untuk menetapkan sebuah link :
• Pertukaran informasi pada type port dan aturan koneksi
• Menegosiasikan panjang dari link, termasuk mengecek kualitas link antar
station
• Pertukaran hasil-hasil dan status link dan koneksinya.
Inisialisasi Ring
Pertama kali koneksi ditetapkan, Protokol FDDI membutuhkan station untuk
inisialisasi secara tepat dengan menegosiasikan target to-kep rotation time (TTRT)
peoses ini disebut claim process, yang di set berdasarkan :
• Jumlah station yang tersambung
• Panjang Ring
• Waktu yg dibutuhkan untuk tiap station mengirimkan data melalui Ring
• Keseimbangan antara low latency dan kecukupan bandwidth.
78
KONSEP JARINGAN HYBRID FIBER-COAX Jaringan HFC Hybrid Fiber Coax (HFC) merupakan suatu system jaringan akses yang menggunakan
kombinasi jaringan serat optic dan kabel koaksial, guna mengirimkan sinyal-sinyal
layanan yang mempunyaai format suara, gamber dan data kepada pelanggan.
Keuntungan system HFC meliputi :
• Kapasitas bandwidth yang lebar
• Mampu mengirimkan layanan suara, data dan gamber
• Thdp distribusi layanan broadband sangat ekonomis.
Secara umum jaringan HFC terbagi menjadi jaringan trunk dan jariogan akses, seperti
terlihat gambar di bawah :
0
0
0
0
0
HeadEnd
DH
FN
FN
FN
TAPTAP
TAP
TVSTB
MODEM
PC
JaringanTrunk Jaringan Akses
PS
DH : Distribution Hub
FN : Fiber Node
PS : Passive Spliter
Gambar 1. Jaringan HFC Komponen jaringan HFC meliputi : Headend Headend pada jaringan HFC berfungsi sebagai pusat layanan yang ditawarkan, dapat
berupa layanan analog maupun layanan digital, disebut juga sebagai interface thdp
79
jaringan yang lain (didalamnya terdapat peralatan transmisi, seperti modulator dan
combiner). Headend dapat juga bersatu dengan distribution Hub.
Distribution Hub Distribution Hub (DH) bertanggung jawab untuk melakukan routing informasi dari
headend ke fiber node. DH berfungsi juga sebagai pengontrol alokasi spectrum
frekwensi untuk berbagai layanan melalui proses multiplexing dan modulasi.
Fiber Node Fiber Node (FN) sebagai terminasi jaringan optic pada system HFC ini, fungsinya
adalah mengubah sinyal optic yang diterima melalui jaringan serfat optic ke sinyal
listrik, yang kemudian ditransmisikan melalui kabel koaksial. FN terdiri dari converter
optoelektrik, komponen penguat dan transmitter/receiver. Sinyal yang didistribusikan
oleh FN mampu melayanai 50 s/d 2000 rumah pelanggan.
Customer Interface Unit Customer Interface Unit (CIU) merupakan terminasi jaringan distribusi koaksial pada
instalasi kabel rumah pelanggan. Demultiplexer pada CIU dihubungkan dgn Cable
Modem, Set Top Box, facsimile dan telepon. Teknik Transmisi Sinyal Sub Carrier Multiplexing (SCM) pada system HFC yaitu membagi alokasi frekwensi
5-40 MHz untuk kanal Up-Stream dan frekwensi 50-862 MHz untuk kanal down-
stream. Format sinyal yang digunakan untuk membawa informasi yg telah dimodulasai
adalah dengan Format Sinyal RF subcarrier. Sinyal RF ini diubah menjadi sinyal
optik dengan panjang gelombang 1310 nm atau 1550 nm. Sistem Transmisi Serat Optik Dalam media transmisi optic, sinyal-sinyal yang dikirim berbentuk cahaya dengan
menggunakan frekwensi 1014 hingga 1016 Hz atau dalam panjang gelombang dari
80
30 nm hingga 3000 nm. Disamping itu redaman transmisi serat optic sangat kecil,
sehingga dapat mengurangi penggunaan penguat RF aktif, dan dapat meningkatkan
performansi system.
Ada beberapa yang perlu diketahui dalam transmisi serat optic, meliputi :
• Media transmisi serat optic, dengan memperhatikan indeks bias dari inti
(core) dan indeks bias dari selubungnya (coating).
• Jenis serat optic, yaitu step index dan graded-index, atau dengan
memperhatikan single mode atau multimode.
• Redaman pada serat optic, yaitu dimana redaman yg disebabkan oleh
penyerapan (absorbsi), hamburan (scattering) dan bengkokan (bending).
Sumber cahaya, pada system transmisi serat optic adalah LED (Light Emitting Dioda)
dan LD (Laser Dioda). Pada system HFC, yang digunakan sebagai sumber cahaya
adalah LD. Laser sebagai transmitter pada komunikasi optic mempunyai sifat-sifat
istimewe :
1. Monokromatis
2. Koherensi
3. Kesearahan
4. Intensitas yang tinggi
Detektor Cahaya, ada pada sisi penerima yang merupakan perangkat penerjemah
informasi yang terkandung dalam sinyal optic, yaitu detector optic (photodetector),
yang sering digunakan adalah fotodioda PIN dan fotodioda APD. Penguat Optik Pada saat melakukan analisa power budget, jika rugi-rugi transmisi melebihi margin
daya yang disediakan, maka diperlukan adanya penambahan penguat. Jenis penguat
optic yang digunakan adalah penguat fiber terdoping ion Erbium (Erbium Doped Fiber
Amplifier, EDFA).
Penguat optic yang digunakan, dipusatkan pada dua panjang gelombang yang
mempunyai rugi-rugi terendah yaitu 1310 nm dan 1550 nm, akan tetapi optimal
81
panjang gelombang 1550 nm adalah yang terbaik untuk penguat ini .
Jaringan Distribusi Koaksial
Jaringan dengan menggunakan media transmisi koaksial digunakan untuk
mendistribusikan layanan dari Fiber Node (FN) ke pelanggan dengan menggunakan
topologi tree and branch. Kabel koaksial terdiri dari dua lapis konduktor yang terbuat
dari bahan tembaga atau aluminium yang dipisahkan oleh insulator dielektrik.
Kontruksi kabel koaksial dapat memberikan keuntungan, antara lain mengurangi rugi
frekuensi, bandwidth yang besar dan imunitas noise yang lebih baik dari pada kabel
tembaga.
Kabel koaksial digunakan untuk mengirimkan sinyal RF dan dapat memberikan
perlindungan yang baik terhadap noise, baik ke dalam maupun radiasi ke luar.
Impedansi karakteristik constant 75 ohm. Skin effect, pada frekuensi RF sinyal
merambat hamper seluruhnya pada tepi luar konduktor pusat. Disamping itu kabel
koaksial juga digunakan untuk menyalurkan daya untuk perangkat aktif yang berada
pada jaringan koaksial. Karakteristik redaman kabel koaksial yaitu semakin besar
diameter, maka rugi-rugi (loss) akan makin kecil, disamping kabel ini juga lebih
meredam sinyal dengan frekuensi tinggi dari pada frekuensi rendah.
Penguat RF (Amplifier)
Amplifier pada jaringan distribusi koaksial berfungsi untuk menguatkan sinyal akibat
rugi-rugi transmisi. Amplifier ini dirancang untuk transmisi upstream dan downstream.
Selain itu pada amplifier terdapat internal equalizer yang berfungsi untuk meratakan
level sinyal pada keseluruhan frekuensi yang dipakai.
Tap
Tap merupakan komponen pembagi pada jaringan disstribusi koaksial yang menjadi
titik sambung ke rumah pelanggan. Untuk layanan multimedia dirancang Tap yang
memiliki kapasitas penyaluran arus lebih tinggi dan kemampuan switch tanpa
mengganggu sinyal transmisi upstream dan downstream. Tap yang digunakan pada
jaringan koaksial umumnya adalah tap 2, 4, dan 8.
82
Telephone
VideoBroadcastHeadend
Trunk Center
E/O
Video Server Jaringan ATM
Jaringan Data/Internet
PSTN/ISDN
O/E
VideoInteraktif
eHeadend
CableData
Headend
CableTelephon
yHeadend
Com
bine
rSpl
itter
Distribution Hub WithHeadend
O/E
E/O
E/O
O/E
Fiber Node
Spliter
Amplifier
TAPTV
PCSetTopBox
Cable DataModem
CableTelephony
ModemRumah
Pelanggan
Gambar.2 Infrastruktur Jaringan HFC
BA C D
PH
SH
Headend
Primary Hub
SecondaryHubNode
PH
PH
PH
SH
SH
50.000-300.000 HomePassed
5.000-50.00020.000optimalhome
passed
A..Primary RingB.Secondary Ring
C.FiberDistribution
D.Coax Network
Gambar.3 Arsitektur Jaringan HFC
83
Headend
PHPH
PH
SH SH SH
AnalogServices
DigitalServices
Virtual Ring
Diverse RoutingRedundacy
FN
Tree and BranchCoaxial
Gambar.4 Topologi Ring antar Hub pada Jaringan HFC
84
Quality of Service (QoS)
Respon Protokol terhadap Kebutuhan Komunikasi Multimedia Dalam sebuah komunikasi multimedia melalui satu protokol paling tidak
ada tiga parameter yang menentukan kinerja protokol tersebut: efisiensi
bandwidth, jaminan Quality of Service (QoS), Efisiensi transmisi/routing untuk
aplikasi multicast.
Efisiensi bandwidth
Bandwidth yang diperlukan untuk sebuah komunikasi multimedia
sangat tergantung dari ukuran frame, kecepatan frame dan teknik pengkodean
atau kompresi yang dipakai. Sistem pengkodean video dapat dilakukan secara
hardware maupun software. Jika menggunakan prosesor berkecepatan tinggi
biasanya akan menggunakan software, jika sebaliknya maka pengkodeannya
direalisasikan dengan hardware tambahan yang mampu melakukan
pengkodean video. Kebutuhan bandwidth untuk berbagai aplikasi multimedia
dapat dilihat di Tabel 4.1.
Tabel 4.1 Kebutuhan Bandwidth untuk Berbagai Aplikasi Multimedia
Jenis Aplikasi Bandwidth Suara (kualitas telepon) 64 kbps
Sharing aplikasi sederhana 100 kbps Video conference 128 – 1000 kbps
MPEG1 Video 1.54 Mbps Imaging 8 – 100 Mbps
Virtual reality >100 Mbps
Sebagian besar aplikasi multimedia saat ini memanfaatkan lingkuangan
LAN yang terbatas bandwidth-nya. Sedangkan untuk keperluan komunikasi
multimedia tertentu yang memerlukan bandwidth lebih besar dapat digunakan
protokol seperti FDDI, 100 Mbps Ethernet, 25 Mbps ATM dan lain-lain.
Jaminan Quality of Service (QoS)
Aplikasi yang interaktif atau real time seperti teleconference sangat
85
rentan terhadap akumulasi delay atau latency. Sebagai contoh jaringan
telepon dibangun dengan latency round trip sebesar 400 ms. Untuk menjamin
QoS, delay atau latency diharapkan dapat sekecil mungkin. Jaringan
multimedia yang mendukung desktop video conference dibangun dengan
anggaran latency round trip kurang dari 400 ms. Besarnya delay round trip ini
tergantung dari delay propagasi, delay transmisi, delay penyimpanan dan
pengiriman dan delay pemrosesan.
Stack Protocol di Jaringan Telepon
Seperti kita lihat pada tabel berikut yang merupakan stack protocol
yang dipakai selama ini di Jaringan Telepon. Terdapat dua bidang (plane)
yang terpisah yaitu bidang data (Data Plane) dan bidang kontrol (Control
Plane). Bidang Kontrol dipakai untuk pembangunan/penetapan hubungan dan
manajemen jaringan sedangkan bidang data membawa bit-bit data dengan
kecepatan bit konstan. Bidang data hanya mempunyai lapis-lapis seperti:
physical, data-link dan aplikasi. Dimana lapis aplikasi dapat digunakan untuk
telepon atau untuk penggunaan seperti fax dan modem. Bidang kontrol
sesungguhnya merupakan stack Signaling System 7 (SS7).
Tabel.4.3 Stack Protokol di Jaringan Telepon Control Plane Data Plane (SS7) Voice/fax ASE/ISDN-UP Application TCAP Session Transport Network SCCP/MTP-3 Datalink SONET/P.H MTP-2 Physical Many MTP-1
Hirarki Transmisi Digital Tradisional
Perusahaan Telepon telah mendapatkan keuntungan ekonomi yaitu
dengan memultiplek-kan panggilan-panggilan interlokal ke dalam trunk high-
86
speed, sehingga secara physics kebutuhan trunk long-distance menjadi
berkurang. Karena kecepatan transmisi yang dimiliki tiap perangkat trunk
berbeda, maka dibutuhkan kerangkan standar internasional dalam sistem ini
yang dikenal sebagai hirarki transmisi digital.
Tabel 4.4 Hirarki Transmisi Digital di Amerika, Jepang, dan Eropa
United State and Japan Europe
Multiplexing Name # calls Rate Name #calls Rate
Level (Mbps) (Mbps)
1 DS1 24 1.544 CEPT1 30 2.048
2 DS2 96 6.312 CEPT2 120 8.448
3 DS3 672 44.736 CEPT3 480 34.368
4 DS4 4032 274.176 CEPT4 1920 139.264
Level dasar di hirarki tersebut adalah ekivalensi dari satu panggilan
voice terdigitalisasi yang membutuhkan bandwidth 64 Kbps. Pada level
tertinggi akan semakin banyak panggilan yang dapat diangkut oleh trunk high-
speed tersebut. Tabel tersebut juga memperlihatkan perbedaan hirarki
transmisi untuk masing-masing Negara seperi: Amerika, Jepang dan Eropa
Sebuah sistem dikatakan bekerja secara plesiochronous jika tiap-tiap
komponennya dapat menghasilkan data secara normal pada kecepatan bit
yang sama, walaupun ada sedikit toleransinya. Jaringan telephone saat ini
masih bekerja secara plesiochronous, oleh karena itu sangat dibutuhkan bagi
elemen-elemen jaringan agar dapat bekerja pada satu clock yang akurat (a
good quality clock). Walaupun terdapat sedikit problem yang cukup serius
dalam jaringan yang bekerja dengan plesiochronous, tapi masalah ini dapat
ditangani dengan baik.
SONET/SDH
Problem-problem dengan plesiochronous dapat diatasi jika
87
semua sinyal E1 (tributary) memasuki Multiplexer semuanya tersinkronisasi.
Karena sinyal tributary yang tersinkronisasi dapat menduduki porsi yang tetap
dari frame multiplexing dan juga mudah untuk diekstrasi. Secara teori bahwa
pada jaringan synchronous sebuah panggilan voice dapat di-ekstrasi dari
sebuah trunk termultiplex yang mengandung banyak panggilan. Hal tersebut
sebagai dasar dari standar Synchronous Optical Network (SONET).
SONET mendefinisikan sebuah hirarki multiplexing dengan cara yang
sama seperti pada hirarki digital plesiochronous. Tabel 4.5 menunjukkan link-
speed yang diizinkan di dalam SONET. Sebuah link pada high-speed dibentuk
oleh byte-interleaving data dari link-link lower-speed. Atau dengan kata lain
bahwa trunk higher-speed sebagai penjumlahan atau multiple dari trunk-trunk
kecepatan rendah.
Tabel 4.5 Hirarki Multiplexing SONET
Multiplexing Data Rate U.S European
Level (Mbps) Name name
1 51.84 OC-1 tidak didefinisikan
2 155.52 OC-3 STM-1 3 466.56 OC-9 STM-3 4 622.08 OC-12 STM-4 5 933.12 OC-18 STM-6 6 1244.16 OC-24 STM-8 8 1866.24 OC-36 STM-12 9 2488.32 OC-48 STM-16
10 9953.28 OC-192 STM-64
Tujuan yang terpenting dari SONET adalah dapat membawa trafik
existing dari kedua hirarki digital plesiochronous Eropa dan Amerika. Seperti
dari table di atas bahwa pada link OC-3 dan di atasnya SONET compatible
terhadap kedua hiraki digital tersebut. Jadi SONET tidak hanya
menggambarkan multipolexing dari hirarki tetapi juga menstandarkan optical
pada tiap kecepatan link-nya. Juga termasuk berbicara mengenai prosedur
untuk OA&M-nya. Detail standar SONET dapat ditemukan pada ANSI 88,
sedangkan justifikasi, framing dan header SONET ada pada Bellany 91, BC
88
92.
Frame Relay Frame relay adalah standar antarmuka atau akses jaringan yang
didefisinikan ITU-T 1988 dengan rekomendasi I.122. Akses ke frame relay
dinyatakan dengan protokol signaling LAPD yang dikembangkan untuk ISDN.
Jika dibandingkan langsung dengan X.25 didapatkan. Tabel 4.8 Perbandingan X.25 dengan Frame Relay
Attribute X.25 Frame Relay Fasilitas Analog Digital Muatan 128/256B Tetap ≤ 4096B variabel Kecepatan Akses ≤ 56 kbps – DS1 ≤ 56 kbps - DS1,DS3 Protokol Lapis Link LAP-B LAP-D/LAP-F Latency Tinggi Sedang Orientasi Connection oriented Connection oriented Kendali Kesalahan Jaringan Pemakai Konversi Protokol Ya Tidak Aplikasi Utama Data Interaktif LAN – ke – LAN
Standar Frame Relay
Frame relay didukung oleh sangat banyak perusahaan pembuat alat
dan penyelenggara jaringan, termasuk ANSI, ETSI dan ITU-T. Forum Frame
Relay mengembangkan Implementation Agreements (IA) untuk menjamin isu-
isu interoperability.
Tabel 4.9 Standar Frame Relay
Area Subjek ITU-T ANSI Deskripsi Arsitektur dan Layanan I.233 T1.606 Aspek Inti Lapis Data Link Q.922 Annex A T1.618 Managemen PVC Q.933 Annex A T1.617 Annex D Managemen Kongesti I.370 T1.606a Signaling SVC Q.933 T1.617
89
Gambar 4.24 Struktur Frame dari Frame Relay
Standar Performansi Jaringan
Tinjauan Standar E.800 Network Performance Konsep Performansi merupakan sebuah framework yang diperuntukkan
guna memberikan petunjuk umum terhadap faktor-faktor yang berkontribusi
secara kolektif terhadap QoS secara keseluruhan yang dapat diterima oleh
pengguna layanan telekomunikasi. Aspek terpenting dari evaluasi global dari
suatu layanan adalah opini dari user terhadap layanan tersebut, atau tingkat
kepuasan dari user.
Suatu layanan dapat digunakan jika layanan tersebut tersedia, dan
diinginkan bahwa penyedia layanan mampu menjelaskan detail tentang
layanan yang ditawarkan tersebut terutama kualitasnya. Dari titik pandang
penyedia layanan (provider), performasi jaringan merupakan sebuah konsep
dimana karakteristik jaringan dapat didefinisikan, terukur dan terkontrol untuk
mencapai tingkat kepuasan dari kualitas layanan tersebut. Untuk itu Service
Provider harus dapat mengkombinasikan terhadap parameter performansi
jaringan yang berbeda dalam satu cara yang ekonomis bagi penyedia layanan
90
dan mendapatkan tingkat kepuasan bagi user. Tingkat kepuasan pelanggan
terhadap service provider bergantung pada kualitas layanannya, berikut
persepsi performansi layanan meliputi:
1. Dukungan (support)
2. Operabilitas (operability)
3. Serveabilitas (serveability)
4. Keamanan (security)
Hal-hal tersebut bergantung pada karakteristik jaringan. Mengenai performansi
serveabilitas dapat dikelompokkan lagi ke dalam tiga layanan yang meliputi:
1. Aksesibilitas (service accessibility performance)
2. Retainabilitas (service retainability performance)
3. Integritas (service integrity performance)
Penjelasan singkat konsep layanan tersebut telah diuraikan dalam Bab III
sebelumnya.
Secara garis besar bahwa serveabilitas bergantung pada performansi
jaringan yaitu performansi trafik (Trafficability Performance), dimana
performansi trafik sendiri bergantung pada sumber daya dan fasilitas
(Resource and Facilities), dependentabilitas (Dependability) dan performansi
transmisinya (Transmission Performance). Oleh karena itu pada performansi
trafik ini dikenal dengan adanya dropping/loss dan waktu tunda. Suatu
pengukuran dilakukan jika terkait dengan kejadian-kejadian seperti:
kegagalan, restorasi dan lain-lain, atau keadaan seperti: fault, up state, down
state, outage dan lain-lain atau juga suatu aktivitas seperti: pemeliharaan
dengan memperhatikan lamanya waktu.
Adapun dependentabilitas merupakan kombinasi dari aspek-aspek
ketersediaan, keandalan, performansi pemeliharaan dan performansi
dukungan pemeliharaan itu sendiri.
Di dalam sumber daya (resource) dan fasilitas terdapat beberapa
performansi yang meliputi: perencanaan, ketepatan dan fungsi-fungsi
administrasi lainnya. Sedangkan performansi transmisi meliputi performansi
propagasi.
91
QoS Jaringan Kualitas jaringan merupakan komponen yang sangat penting dalam
jaringan telekomunikasi, baik untuk kebutuhan end system maupun untuk
kebutuhan network provider. Sedangkan QoS Jaringan atau sering disebut
sebagai Performansi Jaringan merupakan suatu ukuran yang dapat diterima
oleh pengguna jaringan dalam memperoleh berbagai jenis pelayanan yang
ditawarkan oleh jaringan. Dalam implementasi di lapangan tentu
membutuhkan suatu acuan atau standar performansi yang harus diberikan
oleh jaringan guna memenuhi kepuasan pelanggan, baik untuk layanan
komunikasi yang bersifat real time maupun yang tidak “best effort”. Standar
performansi jaringan dapat diklasifikasikan sesuai dengan kebutuhan terhadap
jenis layanan yang mampu ditawarkan, dan bersifat fleksibel sesuai dengan
perkembangan berbagai teknologi yang mendukungnya. Pada awal teknologi
circuit switch, performansi jaringan selalu dilihat dari segi seberapa jauh
kemampuan jaringan mengangkut trafik suara secara non bloking, atau
minimum loss call. Oleh karena itu pada perangkat jaringan yang berbasis
circuit switch harus dapat diketahui berapa kemampuan perangkat dapat
menangani panggilan di saat jam tersibuk atau yang dikenal dengan
parameter BHCA.
Dengan berkembangnya teknologi jaringan beserta perangkat
pendukungnya, dari circuit switch ke packet switch, maka tinjauan terhadap
parameter sebagai performansi jaringan tentu juga mengalami perubahan.
Pada teknologi packet-based sebagai parameter performansi jaringan yang
sangat populer adalah throughput, delay baik yang fixed maupun yang
variabel dan besaran bandwidth yang dipunyai oleh sistem jaringan atau
resource jaringan itu sendiri. Kemampuan jaringan dalam melayani berbagai
jenis pelayanan, misalnya multimedia service, tentu akan membutuhkan
resource yang tidak sedikit dan kebutuhan subsistem yang mendukungnya,
termasuk signalling dan protokolnya. Oleh karena itu selain beberapa
parameter diatas terdapat juga parameter yang tidak kalah pentingnya yang
disebut dengan packet loss ratio. Packet loss ratio sebagai suatu ukuran
92
kemampuan dari jaringan dalam menyalurkan pesan-pesan signalling dan
informasinya, sehingga jaringan dikatakan layak memberikan suatu jenis
layanan jika nilainya tidak melampaui batas tertentu.
Terdapat beberapa tinjauan yang perlu dicermati untuk kebutuhan
standarisasi performansi jaringan baik untuk jaringan berbasis circuit maupun
paket, antara lain meliputi:
(1) Kebutuhan QoS dan manajemen trafik
Terdapat suatu argumen bahwa biaya transmisi akan rendah jika tersedia
kapasitas bandwidth untuk setiap aplikasi, sehingga terkesan tidak lagi
membutuhkan manajemen trafik untuk pengaturan ketepatan kualitas layanan
terhadap berbagai layanan yang ditawarkannya. Tapi pada prakteknya bahwa
sifat alami trafik sangat bursty dan tidak dapat diprediksi secara tepat,
sehingga terjadi kongesti dijaringan sekalipun dalam keadaan beban rendah.
Apalagi bahwa dimungkinkan akan terjadi pertumbuhan trafik komunikasi
antara machine-to-machine menjadi sangat besar dimasa yang akan datang.
Di samping itu seperti kita ketahui bahwa bermacam aplikasi membutuhkan
bandwidth dan kualitas yang berbeda (variable) yang diberikan jaringan,
seperti halnya kita bekerja dengan TCP sekarang atau teknik untuk signal
video misalnya. Di sini kita perlu memberikan solusi yang lengkap akan
kebutuhan-kebutuhan di atas. Oleh karena itu tetap masih dibutuhkan traffic
engineering (manajmen trafik) terhadap network dan aplikasi layanan guna
menentukan level minimum bandwidth dan kualitasnya, tentunya dengan
memandang bahwa network adalah suatu jaringan kecepatan tinggi (High-
speed Network) yang mampu mentransfer data dengan volume trafik yang
besar.
(2) Kebutuhan terhadap perbaikan QoS di jaringan
Pada QoS jaringan tentunya membutuhkan kerjasama dari semua layer logic
dalam jaringan IP, baik dari aplikasi ke media physic maupun semua elemen
jaringan dari end to end. Jelasnya, optimalisasi performansi QoS untuk semua
93
type trafik pada jaringan IP terus dilakukan. Oleh karena itu berdasarkan
Internet Engineering Task Force (IETF) beberapa kategori berikut didekati
sebagai pendekatan standarisasi terhadap teknologi QoS yang berbasis IP
sebagai usaha perbaikannya, meliputi:
• Penggunaan tingkat prioritas melalui Resource Reservation Setup
Protocol (RSVP) dan Differentiated Services (DiffServ).
• Penggunaan Label switching melalui MultiProtocol Label Switching
(MPLS).
• Penggunaan manajemen bandwidth melalui subnet bandwidth
manager.
Traffic Control Dalam memahami pengendalian trafik (Trafic Control) akan diutarakan
beberapa hal yang penting yang perlu diketahui sehingga pemahaman
terhadap parameter dan elemen jaringan akan lebih baik yang pada akhirnya
dapat mencerminkan kemampuan dari jaringan seberapa jauh mampu akan
menunjukkan performansinya dan kualitas layanan yang ditawarkannya.
Usage Parameter Control (UPC)
UPC sebagai bagian dalam pengendalian trafik, sangat penting
peranannya baik disisi pengguna maupun bagi jaringan sendiri. Fungsi utama
dari UPC adalah melakukan pengecekan seberapa banyak trafik yang terkirim
ke jaringan, jika ternyata nilainya melebihi harga trafik kontrak yang telah
disepakati, maka elemen jaringan (switch/router) akan melakukan tindakan
berupa pembuangan ataupun penandaan terhadap packet-paket tersebut.
Gambar berikut menunjukkan bagaimana UPC berfungsi dalam
menangani trafik yang dikirim oleh user melebihi nilai trafik kontraknya (disebut
non-conforming), sehingga tindakan yang diambil adalah pembuangan
ataupun penandaan terhadap trafik yang melebihi harga trafik kontraknya.
Sedangkan trafik yang sesuai dengan batas trafik kontrak, maka akan
dilewatkan oleh elemen jaringan tersebut dan disebut sebagai trafik
94
conforming. Spesifikasi akan UPC tersebut dapat dilihat di ITU-T 1.371.
Terdapat parameter yang penting untuk melakukan fungsi UPC, yaitu
Theoritical Arrival Time (TAT), Peak Cell Rate (PCR) dan Cell Delay Variation
Tolerance (CDVT). Jadi algoritma UPC memanfaatkan tiga parameter
tersebut, sehingga penanganan trafik dari user dapat sepenuhnya dilakukan
dengan baik. Seperti terlihat pada time-based dari kedatangan packet/sel,
bahwa CDVT merupakan batas toleran dari waktu sampai trafik tersebut
dinyatakan non-conforming, sedangkan waktu antara kedatangan sel terakhir
dengan TAT dikatakan sebagai waktu (1/PCR).
Gambar 4.25 Usage Parameter Control
Traffic Shapping
Perataan trafik (Traffic Shaping) dimaksudkan agar efisiensi jaringan
akan meningkat dengan mengurangi bandwidth keluarannya. Secara praktek
dikatakan bahwa volume trafik yang memasuki jaringan akan terkendali
sepanjang kecepatan transmisinya. Penggunaan model token bucket akan
sangat baik, karena aliran paket keluarannya mengikuti aliran token.
Beberapa fungsi Traffic Shaping yang meliputi:
a. Menghaluskan trafik yang bersifat bursty, dimana semua trafik di batasi
dengan aliran kecepatan yang sudah terkonfigurasi.
b. Dalam jangka panjang mendukung kecepatan trafik rata-rata dan
membolehkan trafik burst pada rate tertinggi yang selanjutnya akan
tra
ffic
Time
non-conforming
contract tagging
UPC
passing
discarding
An example of UPC algorithm
Conforming
TAT
CDVT1/PCR
Non-conformingTime
Last cell arrival time
95
diratakan sebelum memasuki jaringan
c. Pada aliran data bursty yang real time tidak tepat karena akan terjadinya
ketidak-efisiennya penggunaan sumber daya akibat regulator bekerja
pada rate yang tetap.
Admission Control
Admission Control adalah bagian yang terpenting dalam traffic control,
karena diawali oleh pengecekan sumber daya jaringan, apakah sisa sumber
daya yang tersedia masih sanggup untuk menerima koneksi yang baru.
Dengan kata lain bagian ini bersifat menguji terhadap ketersediaan dari
sumber daya sehingga secara praktek adanya diskriminasi terhadap trafik,
yaitu melalui trafik yang telah menempati jaringan dengan trafik yang
menunggu keputusan untuk dapat masuk ke jaringan atau ditolak. Sumber
daya jaringan dinyatakan dalam bit-rate atau bandwidth, sehingga sisa
bandwidth yang tersedia akan dapat menentukan apakah koneksi baru masih
bisa diterima atau ditolak. Oleh karena itu fungsi policing bagian dari pada
fungsi shapping. Penandaan terhadap trafik burst yang berada melebihi rate
token disebut sebagai out-of-profile data, yang selanjutnya data tersebut
kemungkinan akan ditunda atau dibuang tergantung beban jaringan saat itu.
Keuntungan dari Admission Control adalah keamanan terhadap koneksi yang
sedang berlangsung sangat baik, artinya tidak terganggu oleh koneksi yang
baru.
Identifikasi QoS dan Penandaan (Qos Identification and Marking)
Proses identifikasi dan penandaan terhadap type trafik sangatlah
penting, sehingga QoS yang mampu diberikan oleh jaringan akan sesuai
dengan keinginan dari pengguna layanan. Adapun beberapa prosesnya
meliputi :
• Klasifikasi dan reservasi harus dibuat secara jelas.
• Klasifikasi artinya memberikan preferential service terhadap suatu tipe
trafik, sehingga paket-paket harus diidentifikasi dengan
96
system pemberian tanda dan tanpa tanda.
• Terhadap paket tanpa tanda, klasifikasi berlaku pada basis per-hop saja
(misalkan dengan Priority Queuing, Custom Queuing dan lain-lain).
• Terhadap paket yang diberi tanda, maka paket tersebut dapat
digunakan secara luas di jaringan (seperti IP Precedence)
Dengan demikian maka melalui tahapan tersebut akan didapat hasil dari pada
qualitas dan spesifikasi yang transparan dan dapat dirasakan oleh pengguna
layanan.
QoS dalam Sebuah Elemen Jaringan
Dalam memahami QoS yang terdapat di sebuah Elemen Jaringan,
maka perlu diketahui beberapa manajemen yang terkait meliputi:
• Manajemen kongesti. Keadaan dimana trafik yang secara natural
bersifat bursty sehingga pada suatu saat tertentu jumlah trafik yang
harus ditangani jauh melebihi kemampuan dari kapasitas salurannya.
Untuk menangani problema itu sistem antrian yang tepat adalah: PQ,
CQ, WFQ dan CBWFQ.
• Manajemen Antrian. Keaadaan dimana ruang antrain terbatas,
sehingga ruang yang tersedia diutamakan untuk paket-paket
berprioritas tinggi. Adapun terhadap paket-paket berprioritas rendah
akan dilayanani jika masih ada ruang sisa, sedangkan sistem
pembuangan paket yang pertama kali dilakukan adalah terhadap paket
berprioritas rendah sebelum terhadap paket berprioritas tinggi dilakukan
(dengan algorithma WRED).
• Efisiensi Link. Keadaan ini dapat dilakukan melalui fresmentasi link dan
interleave yang mungkin terjadi, disamping perlu dilakukan kompresi
terhadap header seperti halnya dengan RTP.
• Shaping policing. Shaping digunakan untuk membuat aliran trafik
memenuhi batas-batas bandwidth yang tersedia, sehingga masalah
overflow dapat dihindari. Sedangkan policing digunakan untuk
memberikan akses/rate terhadap trafik-trafik yang mematuhi perjanjian
97
(Committed Access Rate), sedangkan di luar itu akan dibuang (tidak
dapat menempati buffer).
Manajemen QoS
Manajemen QoS dalam suatu jaringan baik yang berbasis circuit switch
maupun yang berbasis packet switch sangatlah diperlukan untuk
kelangsungan koneksi dan kepuasaan sesuai dengan kemampuan jaringan
dalam menyediakan berbagai tingkat pelayanannya kepada pengguna. Melalui
manajemen QoS maka jaringan dengan fungsionalitas elemennya dapat
melakukan pemeriksaan terhadap karakteristik trafik yang masuk ke dalam
jaringan. Pemeriksaan atau penentuan karakteristik trafik aplikasinya
didasarkan atas landasan dasar QoS-nya. Oleh karena itu melalui manajemen
QoS terus dikembangkan teknik-teknik yang dapat mendukung peningkatan
QoS dari masing-masing jenis layanannya. Salah satu contoh usaha tersebut
adalah mengevaluasi hasil dengan mengetes response yang diperoleh dari
tiap service yang diuji.
Tingkatan End-to-End QoS
Terdapat level-level dari QoS (lihat juga pembahasan QoS pada Bab III
sebelumnya) jika kita memperhatikan dari ujung pengirim ke ujung penerima
antara lain meliputi:
• Layanan-layanan Best effort
Layanan ini biasanya untuk koneksi yang bersifat non-real time,
sehingga tidak sensitif terhadap delay , akan tetapi keberhasilan data
yang dikirim untuk sampai ketujuan menjadi target utama layanan ini.
Oleh karena itu layanan ini dapat dikatakan tingkat kebutuhan
pemenuhan QoS-nya masih rendah, karena delay adalah parameter
dari QoS yang sangat penting. Di samping itu layanan Best effort
biasanya tidak memerlukan akan jaminan sehingga dalam system
antrian yang digunakan adalah system antrian FIFO.
98
• Layanan-layanan Defferensiasi
Layanan ini dikategorikan sebagai “soft QoS” dimana pada prakteknya
terdapat perbedaan trafik, yaitu suatu trafik dikatakan lebih baik dari
satu trafik yang lain. Landasan yang dilakukan dalam implementasinya
selalu berdasarkan data statistik yang berlaku saat itu. Jadi pada sisi
trafik yang dipandang lebih baik maka kebutuhan QoS-nya akan tinggi
dan sebaliknya pada sisi trafik yang dipandang tidak penting maka
pemenuhan kebutuhan QoS bukan menjadi target utama. Sehingga
dapat dikatakan secara rata-rata terhadap layanan ini adalah QoS
bergantung akan tingkat urgensi dari trafik yang akan diproses. Oleh
karena itu dalam system antrian yang cocok dipakai dalam layanan ini
adalah: PQ, CQ, WFQ dan WRED.
• Layanan-layanan dengan jaminan
Layanan ini dikategorikan sebagai “hard QoS” dimana pada prakteknya
secara absolute selalu mencadangkan sumber daya jaringan terhadap
trafik tertentu. Dengan demikian jaminan akan kebutuhan QoS menjadi
target utamanya. Layanan ini biasanya untuk koneksi yang bersifat real
time, sehingga sangat sensitif terhadap delay, di samping keberhasilan
data yang dikirim untuk sampai ke tujuan juga diutamakan. Oleh karena
itu dalam sistem antrian yang cocok dipakai dalam layanan ini adalah:
RSVP, CBWFQ.
99