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