1

TA.2006/2007 Tk.III Sm.5 KOM356 Jaringan Komputer (3sks)

MULTIMEDIA NETWORKS

Dosen : Ir. SNMP Simamora, MT.

Laboratorium Jaringan Jurusan Ilmu Komputer, F-MIPA, UNAI

Bandung 2006

Reference: Alber, A.F.,”Videotex/Teletext, Principles and Practices”, McGraw-Hill, 1985. Peterson, D.,”Audio, Video and Data Telecommunications”, McGraw-Hill, 1992.

Adanya kemajuan konvergensi pada bidang jaringan komputer terhadap bidang telekomunikasi menyebabkan pemanfaatan kanal data dialiri oleh sinyal suara dalam bentuk tipe data (yakni audio/sound/speech); yang sebelum jika dua perangat/pihak saling berkomunikasi menggunakan kanal suara, namun seiring dengan kemajuan dunia telematika, sebuah kanal data dapat direkayasa untuk mengoperasikan fungsi telekomunikasi dalam bentuk percakapan. Ada 5 dasar tipe jaringan komunikasi yang digunakan untuk menyajikan layanan komunikasi multimedia, yakni: Telephone networks Data networks Broadcast network Integrated services digital networks Broadband multiservice network

Untuk tiga jenis jaringan pertama (telephone networks, data networks, broadcast network) dibuat dengan maksud menyajikan layanan tipe tunggal seperti: telepon, komunikasi data, dan siaran televise broadcast. Sedangkan dua jenis terakhir didesain untuk maksud menyajikan multi-layanan (tidak hanya satu jenis layanan saja, namun beragam). Contohnya, sebuah komunikasi bergerak dalam bentuk ponsel tidak hanya bisa difungsikan sebagai telekomunikasi, namun juga untuk kebutuhan akses internet, recording sound/speech, static-image dan moving images; maupun akses ke suatu virtual private network (VPN). Layanan TV-cable tidak hanya menyajikan siaran televisi (secara proteksi), namun dapat juga menyelenggarakan komunikasi data untuk akses internet via satelit berbantukan VSAT (Very Small Aperture Terminal)

2

Telephone networks

Public Swtiched Telephone Networks (PSTN) telah ada sejak lama dan begitu banyak dimodifikasi ulang seiring tuntunan kebutuhan dan perkembangan. Teknologi ini dibangun dan dikembangkan untuk menyajikan layanan sentral dasar telepon, dengan pembaharuan tipe jaringan lain yang disebut Plain Old Telephone Service (POTS). Pada teknologi POTS, fungsi sentral dikerjakan secara manual oleh seorang operator untuk menyambungkan komunikasi suara (pembicaraan) ke nomor tujuan berdasar permintaan pelanggan (nomor sumber, yang disebut subscriber). Istilah ‘switched’ dimaksudkan untuk mengindikasikan suatu subscriber yang dapat membangun panggilan ke telepon lain yang terhubung dengan jaringan utama. Tidak hanya dalam lingkup local area saja, namun bisa di luar area local (disebut interlokal), bahkan antara negara (yang disebut Saluran Langsung Internasional, SLI). Seperti kita ketahui, telepon diletakkan dalam rumah atau dalam lingkup organisasi/bisnis/kantor kecil yang dihubungkan langsung ke local exchange/end office terdekat. Bias dilokasikan dalam lingkup sedang atau luas pada kantor/area yang dikoneksikan ke private switching office yang disebut PBX (Private Branch Exchange). Harus diingat bahwa PBX adalah saluran bebas biaya, jadi menyajikan layanan bebas perpindahan kanal antar dua telepon yang dihubungkan ke back-bone jaringan tersebut. PBX dikoneksikan ke local (public) exchange terdekat yang memungkinkan telepon tersebut dihubungkan ke PBX, dan juga membangun panggilan melalui PSTN. Lebih baru lagi, cellular phone networks telah memulai layanan yang mirip kepada mobile subscriber, dalam arti, handset yang terhubung ke infrastruktur jaringan telepon seluler menggunakan radio (RF, Radio Frequency). Switch menggunakan MSC (Mobile Switching Center) dalam jaringan telepon seluler, dan ini mirip seperti PBX, yang juga dikoneksikan ke switching office di PSTN yang memungkinkan masing-masing pihak subscriber membangun panggilan satu terhadap yang lain. Dan terakhir, panggilan internasional di-routing ke dan dari satu ke lain lokasi perpindahan melalui IGE (International Gateway Exchange) seperti telah disebutkan sebelumnya.

3

Seperti sebelumnya telah diketahui bahwa suatu sinyal suara itu dalam bentuk sinyal analog yang bervariasi kontinyu dalam waktu terhadap amplitudo dan frekuensi dari gelombang suara tersebut saat ucapan dinyatakan. Mikropon digunakan untuk mengkonversikan sinyal suara ini ke dalam bentuk sinyal listrik analog. Karena itulah mengapa operator jaringan telepon disebut circuit mode, yang berarti setiap panggilan, sejumlah sirkuit di-set-up melalui jaringan dengan kapasitas tertentu untuk durasi percakapan. Access circuit yakni saluran (link) yang menghubungkan handset

4

telepon ke PSTN atau PBX yang didesain; untuk itulah mengapa ada dua arah saluran sinyal analog yang membawa panggilan. Sebuah sinyal analog, yang disebut carrier wave, membawa sinyal ucapan, sebagai percakapan. Saat ini, pada PSTN, semua sirkuit transmisi dan switch diinterkoneksikan dalam digital mode, untuk membawa sinyal digital, stream binary 1 dan 0, melewati sirkuit akses analog sehingga membutuhkan perangkat yang disebut modem. Pada sisi pengiriman, modem mengkonversikan sinyal digital keluaran oleh source digital devices (misalkan komputer digunakan dalam hubungan telepon VoIP) ke dalam bentuk sinyal analog yang kompatibel dengan sinyal ucapan normal. Operasi ini akan di-route-kan melalui jaringan dalam jalan yang sama pada sinyal ucapan; dan pada sisi penerimaan, modem akan mengkonversikan sinyal analog kembali ke dalam bentuk sinyal digital sebelum me-relay-nya ke destination digital devices (misalkan sebuah telepon seluler). Modem tentu memiliki sirkuit tertentu untuk memulai dan menghentikan panggilan. Saat ini sebuah modem sudah mendukung untuk kecepatan akses data (transfer rate) lebih dari 54kbps. Selanjutnya dengan menggunakan teknik pengolahan sinyal digital lanjutan, sebuah modem dimungkinkan untuk dilewatkan data streaming yang beresolusi tinggi sehingga dapat digunakan seperti normalnya berkomunikasi menggunakan sirkuit telepon biasa. Dimana kanal data dimanfaatkan untuk telekomunikasi seperti pada sinyal ucapan yang memalui kanal suara. Dan tidak hanya data suara saja, dimungkinkan juga nantinya dilalui oleh data video. Dengan demikian, jaringan PSTN nantinya tidak terbatas mendukung aplikasi pembicaraan saja, namun sudah bisa dimanfaatkan untuk berbagai aplikasi komunikasi multimedia. Data networks

Data networks didesain untuk menyajikan layanan data communication dasar seperti aplikasi electronic-mail (email) dan file transfer. Perangkat user dihubungkan ke jaringan, seperti komputer sebagai PC dikondisikan sebagai sebuah workstation, atau sebuah email/file server. Dua bentuk jaringan ini adalah jaringan X.25 dan internet. Disebabkan mode operasionalnya, jaringan X.25 hanya tertentu saja diaplikasikan pada aplikasi-aplikasi data dengan bit rate yang rendah dan tidak cocok untuk aplikasi-aplikasi multimedia kebanyakan. Internet dikembangkan untuk menghubungkan jalinan-jalinan jaringan yang terkoneksi satu dengan yang lain dan dijalankan menggunakan sejumlah protokol-protokol komunikasi. Protokol komunikasi adalah sejumlah rules yang diformulasikan untuk standar berkomunikasi antara dua pihak atau perangkat. Aturan-aturan tidak terbatas diformulasikan hanya pada runtunan message yang dipertukarkan antara pihak yang berkomunikasi, namun bagaimana sintaks dari message tersebut. Dengan adanya protokol-protokol komunikasi semua komputer yang terhubung ke Internet dapat beromunikasi secara bebas tanpa dipusingkan dengan keunikan perangkat dan bahasa yang digunakan, seperti operating-systems, hardware-characteristic, programming-language, bahkan aplikasi pengolah kata dan spread-sheet. Inilah asalnya adanya sistem interkoneksi secara terbuka yang disebut OSI (Open Systems Interconnection).

5

Untuk akses Internet, seorang user dari rumahnya atau perusahaan dalam bentuk small business, harus menjalin hubungan ke sebuah operator yang disebut ISP (Internet Service Provider) agar perangkatnya bisa dikoneksikan ke jaringan Internet. ISP sendiri pada dasarnya jika menggunakan saluran telepon rumah untuk saluran data harus melwati jaringan PSTN atau melalui layanan lain yang telah terintegrasi yang disebut dengan ISDN (Integrated Services Digital Network) yang dapat melewatkan akses bit rate tinggi. Bila business user dibangun dalam lingkup jaringan terbatas pada internal scope kecil, cukup melalui site/campus network; namun jika dalam lingkup luas yang mencakup multiple-site maka harus melalui enterprise-wide private network. Pendekatan ini umumnya banyak digunakan oleh beberapa perguruan tinggi. Untuk lingkup kecil kampus/institusi cukup dengan jaringan yang disebut Local Area Network (LAN). Untuk enterprise-wide private network meliputi cakupan multiple-site yang diinterkoneksikan bersama-sama dengan intersite backbone network dalam menyajikan sejumlah layanan komunikasi lebar enterprise (semesta). Dalam pengoperasiannya, protokol-protokol komunikasi yang digunakan oleh seluruh komputer yang terkoneksi ke jaringan adalah sama yang digunakan

6

seperti pada Internet, sehingga semua user juga dapat mengakses sejumlah services yang diberikan oleh Internet. Enterprise network disebut intranet saat internal services yang disediakan menggunakan sejumlah protokol-protokol komunikasi yang sama seperti didefinisikan pada Internet. Sejumlah jaringan dengan tipe berbeda dihubungkan ke Internet backbone network melalui internetworking unit yang disebut gateway, dimana bertugas untuk melakukan routing dan relay seluruh messages dari dalam dan ke luar jaringan; sehingga kadangkala disebut juga dengan router (gateway dalam istilah TCP/IP; router dalam istilah internetworking). Internet sendiri berbeda pengertiannya dengan Internetwork (internet). Seperti telah diketahui, bahwa protokol komputer yang digunakan untuk berkomunikasi antar host komputer umumnya sistem operasi menggunakan TCP/IP. Nah, dalam TCP/IP dikenal 4 lapisan saling berhubungan dalam tanggung-jawab pengiriman data (disebut acknowledgment, ACK). Lapisan untuk menangani fungsi segmentasi dan datagrams pada pertukaran data dalam komunikasi data antar host komputer adalah Lapisan Transport (Host-to-Host) dan Lapisan Internet. Jadi internet ≠ Internet; dimana internet adalah akronim (kependekan) dari internetwork, yaitu setiap jaringan yang terdiri dari beberapa jaringan yang saling dihubungkan, sedangkan Internet, adalah internetwork global yang menelusuri kembali asal-usul hirarki-nya (silsilah-nya) kepada ARPA-net. Seluruh data network beroperasi dalam bentuk packet mode. Pada dasarnya, sebuah packet adalah pengisi block data, di bagian head-nya, berisikan address recipients computer yang dibutuhkan untuk me-route-kan packet melalui jaringan. Mode operasi ini dipilih saat format data digabungkan dengan data applications yang biasanya dalam bentuk discrete blocks text atau binary data dengan variasi time interval antara masing-masing block. Misalkan integrasi pengoperasian antara mikropon dan sejumlah pasangan speaker, bersama-sama dengan sound-card, digabung dengan software aplikasi untuk men-digitalisasi speech; sehingga sebuah PC pun telah dapat difungsikan sebagai telepon maupun aplikasi-aplikasi speech lainnya. Sama seperti kemampuannya ini, juga aplikasi video camera bisa digabungkan dengan hardware dan software, sehingga seorang reporter dalam melakukan peliputan berita bisa denga mudahnya merekam setiap moment yang berharga dan menyimpannya, atau langsung mengirimkannya ke kantor pusat untuk nantinya disiarkan, bahkan bisa langsung melakukan live-reporting. Ini berarti, packet-mode network dan internet saat ini tidak saja hanya mendukung aplikasi-aplikasi data communication yang biasa, namun juga mendukung aplikasi-aplikasi multimedia communication lainnya seperti: speech, audio, dan video. Broadcast network

Broadcast television network dibangun untuk memberi dukung dalam penyiaran program-program televisi analog (juga termasuk radio) melalui daerah geografi yang lebar. Pada kasus kota/daerah yang besar, media siaran (broadcast medium) biasanya adalah jaringan distribusi kabel, untuk cakupan lebih luas lagi menggunakan jaringan satelit, atau kadangkala jaringan siaran terestrial digunakan. Seiring dengan pendahulunya, layanan televisi digital telah memungkinkan dijalankan pada jaringan ini bersama-sama dengan tingkat bit rendah untuk pertukaran, bahkan permainan games dan keperluan home-shopping.

7

Perangkat set-top box (STB) digunakan untuk mekanisme konversi dan capturing sinyal broadcasting dari televisi digital. STB dihubungkan dengan jaringan distribusi kabel untuk tujuan, tidak hanya dalam pengontrolan saluran televisi yang diterima, namun juga untuk akses layanan yang lain. Contohnya, saat cable modem diintegrasikan ke dalam STB, ini memungkinkan masing-masing saluran bit rendah dan saluran bit tinggi dari subscriber kembali ke cable heand-end. Lebih khusus, saluran bit rendah digunakan untuk menghubungkan subscriber ke PSTN, dan saluran bit tinggi untuk menghubungkan subscriber ke Internet. Dan dalam perluasan layanan siaran televisi dan radio yang biasa, jaringan distribusi kabel juga menyajikan akses ke sejumlah layanan multimedia communication yang telah memungkinkan untuk dijalankan, bersama–sama dengan PSTN dan Internet. Seperti pada kasus jaringan siaran terrestrial dan satelit, saat high-speed PSTN modem diintegrasikan ke dalam STB, ini menyajikan subscriber saluran interaktif sehingga sejumlah layanan pada jaringan tersebut dapat didukung, sehingga muncullah apa yang disebut dengan interactive television.

8

Integrated services digital networks / ISDN (jaringan digital layanan terpadu) Jaringan digital layanan terpadu dimulai untuk dikembangkan pada awal tahun 1980-an dan awalnya didesain untuk kebutuhan pengguna PSTN dengan kapabilitas layanan-layanan tambahan. Pencapaian ini pertama sekali saat dimungkinkannya konversi sirkuit akses yang menghubungkan perangkat pengguna ke jaringan, yakni telepon, ke dalam bentuk digital, dan selanjutnya, memisahkan dua kanal komunikasi terpisah melalui sirkuit. Hal ini memungkinkan user untuk mendapatkan dua panggilan telepon yang berbeda pada waktu yang simultan, atau memungkinkan juga mendapatkan dua panggilan berbeda seperti panggilan telepon (dalam berkomunikasi) dan panggilan data (akses internet). Pada ISDN, sirkuit akses dikenal sebagai digital subscriber line (DSL). Telepon subscriber dapat menjadi telepon digital maupun analog konvensional. Saat menjadi telepon digital, perangkat yang dibutuhkan untuk mengkonversikan analog voice dan panggilan sinyal setup ke dalam bentuk digital diintegrasikan ke dalam handset telepon. Dengan telepon analog, perangkat yang sama yang terletak dalam perangkat terminasi jaringan membuat operasi mode digital terbuka terhadap telepon subscriber. Digitalisasi kualitas telepon dari sinyal ucapan analog menghasilkan stream binary tingkat bit konstan, yang biasanya disebut basic rate access atau BRA, mendukung dua kanal 64kbps. Ini bisa digunakan secara bebas, atau dikombinasikan dengan kanal tunggal 128kbps. Akibat desain dari ISDN, saat dua kanal dijadikan dua panggilan berbeda, ini membutuhkan dua sirkuit terpisah yang di-set-up melalui jaringan sirkuit secara bebas. Untuk mensinkronisasikan dua stream 64kbps terpisah ke dalam stream 128kbps tunggal membutuhkan perangkat tambahan untuk menjalankannya, yang disebut dengan fungsi agregasi. Nantinya dikembangkan lagi agar mendukung masing-masing 1.5 atau 2Mbps kanal tingkat bit tinggi tunggal, yang disebut dengan primary rate access atau PRA. Layanan 128kbps saat ini sudah mulai dikembangkan oleh beberapa operator perusahaan jaringan. Seperti mendukung kanal switch tunggal untuk p x 64kbps, dimana p=1,2,3,…,30. Dengan demikian ISDN dapat mendukung sejumlah aplikasi-aplikasi multimedia, walaupun disadari bahwa dengan pengadaan sirkuit akses mengeluarkan biaya tinggi digitalisasi, memberi pengaruh terhadap biaya layanan ISDN lebih tinggi dibandingkan untuk layanan yang sama dengan biaya layanan PSTN.

9

Broadband multiservice network Broadband mutiservice network didesain pada pertengahan tahun 1980-an untuk digunakan sebagai public switch network dalam dukungan memperlebar saluran aliran aplikasi-aplikasi multimedia communication. Terminologi broadband dimaksudkan untuk menerangkan bahwa sirkuit yang digunakan untuk panggilan dapat menerima tingkat bit dengan rentang 2Mbps s.d 30x64kbps yang disajikan pda PSTN. Jaringan ini dibangun untuk perluasan dari ISDN, yang selanjutnya disebut dengan broadband integrated services digital network atau B-ISDN. Dan dengan alasan yang sama, ISDN juga kadangkala merujuk kepada narrow-ISDN atau N-ISDN. B-ISDN dikembangkan untuk melakukan digitalisasi terhadap sinyal video, dimana pada ISDN tidak mendukungnya (ISDN tidak mendukung untuk layanan video). Sehingga ISDN nantinya tidak hanya terbatas mendukung layanan video, namun juga dukungan terhadap tiga jenis jaringan yang telah disebutkan sebelumnya. Dasar pengembangan fitur-fitur desain B-ISDN digunakan menjadi basis broadband multiservices network yang lain. Sebagai contoh, melalui definisinya, multiservice network memungkinkan suatu jaringan untuk memberi dukungan multiple services (layanan beragam). Praktisnya, aplikasi-aplikasi multimedia yang berbeda membutuhkan rate bit berbeda, nilai rate dipengaruhi kepada tipe media yang dijalankan. Metode transmisi dan switching digunakan untuk menangani persoalan ini, agar dapat fleksibel saat berjalan pada jaringan ini dibandingkan bila digunakannya jaringan seperti PSTN atau ISDN, yang memang didesain untuk tipe layanan tunggal. Agar dapat mengakomodasi fleksibilitas ini, seluruh tipe media yang berbeda digabungkan dengan bagian aplikasi-aplikasi multimedia yang pertama-tama terkonversi dalam perangkat sumber ke dalam bentuk digital. Selanjutnya, diintegrasikan bersama-sama dan menghasilkan binary stream yang terbagi ke dalam paket-paket berukuran tertentu yang beragam, yang disebut dengan cell. Dalam praktisnya, tipe stream informasi ini menyajikan cara fleksibilitas yang lebih pada masing-masing sisi transmitting dan switching pada informasi multimedia yang tergabung dengan aplikasi dengan tipe berbeda juga. Contohnya, dalam terminologi transmisi, cell berhubungan dengan aplikasi berbeda yang dapat diintegrasikan bersama lebih fleksibel. Dan juga, penggunaan fixed-sized cell memberi maksud bahwa switching dari cell dapat dioperasikan lebih cepat dibandingkan jika packet dengan panjang bervariasi digunakan. Saat aplikasi multimedia berbeda menjalankan stream-stream cell dari rate-rate berbeda, mode operasi ini mengartikan bahwa tingkat transfer cell melalui jaringan juga bervariasi; dan mode transmisi seperti ini disebut dengan asynchronous transfer mode (ATM), mode transmisi yang berjalan tidak mesti bergantung (harus dalam keadaan sinkronisasi) terhadap beberapa parameter yang ada pada keadaan transceiving (transmitting dan receiving), antara sumber dan penerima. Broadband multiservice networks, selanjutnya disebut pula dengan ATM networks atau kadangkala juga disebut cell-switching networks. Sebagai contoh, ada ATM local area networks (ATM LANs) yang mengakomodasi site tunggal dan ATM metropolitan area networks (ATM MANs) yang mengakomodasi kota atau daerah yang lebih besar. ATM MAN digunakan sebagai jaringan backbone berkecepatan tinggi untuk menginterkoneksikan sejumlah LAN-LAN terdistribusi mengelilingi kota atau daerah yang lebih besar.

10

Dengan menggunakan model matematika sederhana, dapat ditentukan berapa banyak jaring-jaring/sisi dan rusuk pada bangun ruang prisma dan limas. Untuk sejumlah segi-n, maka: Prisma:

Banyak sisi = n+2 Banyak rusuk = 3n Misalkan: Prisma segi-5, maka: n = 5, dan Σsisi = 5+2 = 7, dan Σrusuk = 3.5 = 15 Limas:

Banyak sisi = n+1 Banyak rusuk = 2n Misalkan: Prisma segi-5, maka: n = 5, dan Σsisi = 5+1 = 6, dan Σrusuk = 2.5 = 10