DAFTAR ISI

Halaman JudulDaftar Isi............................................................................................................. ii

Unit 1Pendahuluan...........................................................................................................1

1.1 Model-model Komunikasi..............................................................................11.2 KOMUNIKASI DATA........................................................................................41.3 JARINGAN KOMUNIKASI DATA........................................................................61.4 Protocol dan Arsitektur Protokol....................................................................7

Unit 2Transmisi Data......................................................................................................10

2.1 Konsep dan terminologi..............................................................................10Terminologi Transmisi...................................................................................10Frekuensi, Spektrum, dan Bandwidth............................................................11Konsep Time-Domain....................................................................................11Konsep Frequency-Domain............................................................................15Hubungan antara Data Rate dan Bandwidth.................................................18

2.2 TRANSMISI DATA DIGITAL DAN ANALOG.....................................................21Data..............................................................................................................21Sinyal............................................................................................................22Data dan Sinyal.............................................................................................22Transmisi.......................................................................................................23

2.3 GANGGUAN TRANSMISI...............................................................................25Atenuasi........................................................................................................25Distorsi Tunda...............................................................................................27Derau............................................................................................................27Crosstalk.......................................................................................................28Derau impuls.................................................................................................28

Unit 3Transmisi Data......................................................................................................10Media....................................................................................................................29Transmisi Data......................................................................................................29

3.1 Media Transmisi Guided..............................................................................29Twisted Pair...................................................................................................31Deskripsi Fisik...............................................................................................32Unshielded dan Shielded Twisted Pair...........................................................32UTP Kategori 3 dan Kategori 5......................................................................32Coaxial Cable................................................................................................33Aplikasi..........................................................................................................34Serat Optik....................................................................................................34

3.1 Media Transmisi Unguided..........................................................................35TRANSMISI WIRELESS....................................................................................35Gelombang Mikro Satelit...............................................................................36

Unit 4Transmisi Data......................................................................................................10Pengkodean..........................................................................................................38Data......................................................................................................................38

4.1 Data Digital, Sinyal-sinyal Digital................................................................384.1 DATA DIGITAL, SINYAL-SINYAL DIGITAL.......................................................40

Nonreturn to Zero-Level (NRZ-L)...................................................................41Nonreturn to Zero-Inverted (NRZ-I)...............................................................41Bipolar-AMI....................................................................................................41Pseudoternary...............................................................................................42Manchester...................................................................................................42Diferensial Manchester..................................................................................42B8ZS.............................................................................................................42HDB3.............................................................................................................42

sttdb.ac.id

4.2 DATA DIGITAL, SINYAL-SINYAL ANALOG......................................................434.3 DATA ANALOG, SINYAL-SINYAL DIGITAL......................................................44

Modulasi Kode Pulsa (Pulse Code Modulation)...............................................44Delta Modulation(DM)...................................................................................45

4.4 DATA ANALOG, SINYAL-SINYAL ANALOG.....................................................45Amplitudo Modulation...................................................................................46Sudut Modulasi..............................................................................................46

Unit 5Transmisi Data......................................................................................................10Antarmuka............................................................................................................47Komunikasi Data...................................................................................................47

5.1 Transmisi Syhchronous dan Asyhchronous.................................................47TRANSMISI SYNCHRONOUS DAN ASYNCHRONUS..........................................48Transmisi Synchronous.................................................................................49

5.2 KONFIGURASI SALURAN..............................................................................50Topologi........................................................................................................50Full Duplex dan Half Duplex..........................................................................51

5.3 ANTARMUKA / PENGINTERFACEAN..............................................................52Unit 6Transmisi Data......................................................................................................10Data Link..............................................................................................................54Kontrol..................................................................................................................54

6.1 Flow Kontrol................................................................................................54FLOW CONTROL............................................................................................56

6.2 PENDETEKSIAN KESALAHAN........................................................................566.3 PENGONTROLAN KESALAHAN.....................................................................586.4 HIGH-LEVEL DATA LINK CONTROL (HDLG)..................................................58

Karakteristik Dasar........................................................................................596.5 PROTOCOL DATA LINK CONTROL LAINNYA..................................................60

LAPB..............................................................................................................60LAPD.............................................................................................................60Logical Link control (LLC)..............................................................................60

Unit 7Transmisi Data......................................................................................................10Multiplexing..........................................................................................................62

7.1 Frequency-Division Multiplexing.................................................................627.2 SYNCHRONOUS TIME-DIVISION MULTIPLEXING...........................................65

Karakteristik..................................................................................................657.3 ASYMMETRIC DIGITAL SUBSCRIBER LINE....................................................65

Rancangan ADSL...........................................................................................667.4 xDSL...........................................................................................................67

High Data Rate Digital Subscriber Line..........................................................67Single Line Digital Subscriber Line................................................................67Very Data Rate Digital Subscriber Line..........................................................67

Unit 8Transmisi Data......................................................................................................10WAN......................................................................................................................69

Wide Area Network...........................................................................................698.1 JARINGAN SWITCHING.................................................................................708.2 JARINGAN CIRCUIT-SWITCHING...................................................................718.3 Konsep Circuit Switching.............................................................................758.4 ROUTING DALAM JARINGAN CIRCUITSWITCHING.........................................768.5 KONTROL PENSINYALAN..............................................................................79

Fungsi-Fungsi Pensinyalan............................................................................79Unit 9Transmisi Data......................................................................................................10Paket....................................................................................................................83Switching..............................................................................................................83

Paket Switching................................................................................................83

sttdb.ac.id

9.1 PRINSIP-PRINSIP PACKET SWITCHING..........................................................849.2 ROUTING.....................................................................................................85

Karakteristik..................................................................................................869.3 X.25............................................................................................................87

Unit 10Transmisi Data......................................................................................................10ATM &...................................................................................................................90Frame Relay.........................................................................................................90

Wide Area Network...........................................................................................9010.1 ARSITEKTUR PROTOCOL............................................................................9110.2 KONEKSI LOGIK ATM.................................................................................9210.3 CELL-CELL ATM.........................................................................................93

Format Header..............................................................................................9410.4 TRANSMISI CELL-CELL ATM.......................................................................94

Lapisan Fisik Berbasis Cel.............................................................................9410.5 KATEGORI LAYANAN ATM..........................................................................9510.6 LAPISAN ADAPTASI ATM............................................................................9610.7 FRAME RELAY............................................................................................96

Latar belakang..............................................................................................96Unit 11Transmisi Data......................................................................................................10ISDN &..................................................................................................................99Broadband ISDN...................................................................................................99

ISDN & Broadband ISDN....................................................................................9911.1 TINJAUAN ISDN........................................................................................100

Konsep ISDN................................................................................................100Prinsip-prinsip ISDN.....................................................................................100

11.2 CHANNEL-CHANNEL ISDN........................................................................10111.3 AKSES PEMAKAI.......................................................................................10211.4 PROTOCOL-PROTOCOL ISDN...................................................................103

Arsitektur Protocol ISDN..............................................................................10311.5 BROADBAND ISDN..................................................................................104

Arsitektur Broadband ISDN..........................................................................105Arsitektur Fungsional..................................................................................106Kepustakaan:..............................................................................................107

sttdb.ac.id

1

Estimasi Penguasaan Materi 1 x Pertemuan

PendahuluanSetelah menyelesaikan unit ini diharapkan mahasiswa :

1. Dapat Menyebutkan Model-model Komunikasi2. Dapat menyebutkan arti komunikasi data3. Dapat menyebutkan arti Jaringan Komunikasi Data4. Dapat menyebutkan arti Protokol dan Arsitektur Protokol

1.1 MODEL-MODEL KOMUNIKASI

Kegunaan dasar dari suatu sistem komunikasi adalah menjalankan pertukaran data antara 2 pihak

Didalam contoh gambar ditampilkan satu contoh khusus, yaitu komunikasi antara sebuah workstation dan sebuah server yang dihubungkan dengan sebuah jaringan telepon umum .Contoh lainnya adalah pertukaran sinyal-sinyal suara antara 2 telepon pada satu jaringan yang sama. Berikut ini elemen-elemen kunci model tersebut

1. Source ( Sumber): Alat ini membangkitkan data sehingga dapat ditransmisikan contoh : telepon don PC (Personal Computer).

2. Transmitter (Pengirim): Biasanya data yang dibangkitkan dari sistem sumber tidak ditransmisikan secara langsung dalam bentuk aslinya. Sebuah transmitter cukup memindah don menandai informasi dengan cara yang sama seperti menghasilkan sinyal-sinyal elektro-magnetik yang dapat ditransmisikan melewati beberapa sistem transmisi berurutan Sebagai contoh sebuah modem tugasnya menyalurkan suatu digital bit stream dari suatu alat yang sebelumnya sudah dipersiapkan misalnya PC, dan mentransformasikan bit stream tersebut menjadi suatu sinyal analog yang dapat melintasi melalui jaringan telepon.

by : Jar & Ihsan RPL 2002 1 / 120

3. Transmission System (SistemTransmisi): Berupa jalur transmisi tunggal (single transmission line) atau jaringan kompleks (complex network) yang menghubungkan antara sumber dengan destination (tujuan).

4. Receiver (Penerima): Receiver menerima sinyal dari sistem transmisi dan menggabungkannya ke dalam bentuk tertentu yang dapat ditangkap oleh tujuan. Sebagai Contoh sebuah modem akan menerima suatu sinyal analog yang datang dari jaringan atau jalur transmisi dan mengubahnya menjadi suatu digital bit stream.

5. Destination (Tujuan):Menangkap data yang dihasilkan oleh receiver.

Gambar 1.1Model komunikasi sederhana

Tabel 1.1 communication Task

Transmission system utilization PengalamatanInterlacing RoutingPembangkit sinyal Recovery, pemulihanSinkronisasi Pembentukan pesanManajemen pertukaran PengamananError detection and correction Manajemen jaringanFlow control

by : Jar & Ihsan RPL 2002 2 / 120

Paparan sederhana ini mengandung kerumitan dari segi teknis. Untuk mendapatkan ide utamanya, dalam Tabel 1.1 terlampir daftar tugas-tugas kunci yang berkaitan dengan yang ditampilkan oleh sistem komunikasi data. Namun daftar tersebut masih dapat ditambah dengan beberapa elemen yang diperlukan, item-item dalam daftar yang dapat digabungkan, serta item-item lain yang dapat menampilkanbeberapa togas tertentu yang berasal dari level sistem yang berbeda. Meskipun begitu, daftar tersebut hanya sekedar tambahan yang dianjurkan dalam buku ini.Item pertama, transmission system utilization, menunjuk pada kebutuhan untuk membuat supaya penggunaan fasilitas transmisi yang biasanya terbagi menjadi beberapa perangkat komunikasi, menjadi lebih efisien Beberapa teknik ditunjukkan (sebagai multiplexing) dipergunakan untuk mengalokasikan kapasitas total dari suatu medium transmisi di antara sejumlah user. Teknik-teknik Congestion Control diperlukan untuk memastikan atau menjamin agar sistem tidak sampai kewalahan dibanjiri oleh permintaan yang berlebihan terhadap lawan transmisinya.Agar dapat berhubungan, suatu perangkat harus bersifat interface dengan sistem transmisi. Seluruh bentuk komunikasi yang didiskusikan dalam buku ini tergantung pada penggunaan sinyal-sinyal elektromagnetik yang disebarkan melalui suatu media transmisi. Jadi, sekali sebuah interface dibuat, diperlukan pembangkit sinyal (signal generation) agar terjadi proses komunikasi. Hal-hal yang berkaitan dengan sinyal, seperti bentuk dan intensitasnya, haruslah (1) memadai untuk disebarkan melalui sistem transmisi, dan (2) mampu diterjemahkan sebagai data pada perangkat receiver. Sinyal-sinyal tidak hanya harus sesuai dengan sistem transmisi dan receiver, namun juga harus ads sinkronisasi antara transmitter dan receiverDi luar hal-hal dasar dalam memutuskan sifat dan timing sinyal, ada beberapa persyaratan yang harus dipenuhi agar terjadi komunikasi antara dua pihak, yaitu dalam hal exchange management. bila main data dipindahkan ke dua arah (direction) selama beberepa waktu, kedua ujung harus kerjasama. Sebagai contoh bila dua orang melakukan percakapan melalui telepon, salah satu pihak harus menekan nomor pihak lain yang ingin dihubungi. Dalam hal ini sinyal yang digerakkan menghasilkan dering pada pesawat telepon yang dituju. Pihak yang dituju akan melengkapi koneksi tersebut dengan cara mengangkat atau membangkitkan receiver. Untuk perangkat proses pengolahan data, diperlukan koneksi yang sedikit lebih rumit karena harus dilakukan beberapa hal tertentu. Ketetuan-ketentuan ini meliputi apakah kedua perangkat tersebut dapat melakukan proses transmisi secara simultan atau dapat saling bergantian jumlah data yang dikirimkan pada saat yang sama, format data, serta apa yang harus dilakukan apabila terjadi kemungkinan adanya error.

by : Jar & Ihsan RPL 2002 3 / 120

Dan item berikunya termasuk dalam exchange management, namun juga cukup penting untuk dibahas secara terpisah. Dalam keseluruhan sistem komunikasi dimungkinkan terjadinya tingkat tertentu sebelum mencapai tujuan Karena itu, error detection and correction diperlukan agar kesalahan-kesalahan tersebut dapat diatasi. Hat ini biasanya terjadi pada sistem data processing. Sebagai contoh saat mentransfer suatu file dari satu komputer ke komputer lain, ternyata saat diterima isi data tersebut secara tidak sengaja mengalami perubahan. Kemudian, flow control diperlukan Untuk memastikan bahwa sumber tidak akan membanjiri tujuan dengan kiriman data lebih cepat dari yang dapat diproses dan diserap.Berikutnya adalah dua konsep yang secara mists berbeda namun masih berkaitan,yaitu pengalamatan (addressing) dan routing. Saat sebuah fasilitas transmisi dibagi oleh lebih dari dua alat, sistem sumber harus mampu menunjukkan identitas tujuan yang dimaksud. Sistem transmisi juga harus memastikan bahwa sistem tujuan mampu menerima data, karena memang hanya sistem inilah satu-satunya yang boleh menerima data. Lebih jauh, sistem transmisi dapat diubah menjadi suatu jaringan melalui beberapa cara. Rute khusus untuk melewatijaringan ini juga harus ditentukanRecovery adalah suatu konsep yang jelas-jelas berbeda dari error correction. Teknik recovery diperlukan bila pada saat proses pertukaran informasi, misalnya transfer file atau koneksi database, terjadi kegagalan didalam sistem. Jadi, recovery tidak hanya dimaksudkan untuk melanjutkan kegiatan pada saat proses terhenti akibat gangguan namun juga memperbaiki atau memulihkan kondisi sistem kembali ke keadaan semula seperti pada awal proses pertukaran informasi.Message Formatting berkaitan dengan kesepakatan dua pihak saat data dipindahkan atau ditransmisikan, seperti kode biner (binary code) atau karakter.Pada hal-hal tertentu, sangatlah panting menyediakan suatu tindakan pengamanan (security) di dalam suatu sistem komunikasi data. Pengirim data ingin dipastikan bahwa data benar-benar akan sampai pada receiver yang dituju. Sedangkan receiver login dipastikan bahwa data yang diterima tidak berubah di tempat transit dan data tersebut juga benar-benar datang dari pengirim yang dimaksud.Suatu fasilitas komunikasi data memang merupakan suatu sistem yang kompleks yang tak dapat berjalan sendiri. Dalam hat ini diperlukan kemampuan manajemen jaringan (network management) Untuk membentuk atau menyusun sistem, memonitor status, bereaksi terhadap kegagalan atau overload, serta merencanakan secara cermat perkembangan selanjutnya.jadi, kita beranjak dari ide sederhana mengenai komunikasi data antara sumber dan tujuan sampai ke daftar tugas-tugas komunikasi

by : Jar & Ihsan RPL 2002 4 / 120

data yang agak berat. Dalam buku ini kita mengelaborasikan daftar tugas-tugas tersebut untuk menggambarkan dan menjangkau seluruh rangkaian kegiatan yang dapat diklasifikasikan ke dalam komunikasi data dan komputer.

1.2 KOMUNIKASI DATA

Bagian Dua buku ini berkaitan dengan aspek-aspek fundamental dari fungsi komunikasi, yang memfokuskan pada transmisi sinyal yang andal dan efisien. Bagi yang menginginkan istilah yang lebih balk, bagian dua ini kita beri judul 'Komunikasi Data'. Istilah tersebut juga menjangkau beberapa topik di bagian tiga buku ini.Untuk lebih jelasnya dapat memfokus ke bagian dua, dalam Gambar 1.2 menunjukkan suatu perspektif baru terhadap model komunikasi yang sebelumnya ditunjukkan dalam Gambar l.l a Kita akan menelusuri secara detail gambar ini dengan menggunakan surat elektronik (electronic mail) sebagai contoh.

Gambar 1.2Model Komunikasi data sederhana

Anggap saja perangkat input clan transmitter merupakan komponen dari suatu PC. User PC bermaksud mengirim suatu pesan m ke user yang lain. User mengaktifkan program electronik mail di dalam PC dan memasukkan pesan melalui keyboard (perangkat input). String karakter secara singkat ditahan didalam memori utama. Kita dapat melihatnya, sebagai rangkaian bit (g) di dalam memori. PC dihubungkan dengan beberapa media transmisi, misalnya sebuah local network atau jaringan telepon, lewat suatu perangkat I/O (transmitter), dalam hal ini berupa local network transceiver atau modem. Data yang masuk ditransfer ke trasmitter sebagai rangkaian dari perubahan tegangan [g(t)] yang menunjukkan bit-bit pada communication bus atau kabel.Transmitter dihubungkan secara langsung ke media dan merubah aliran yang masuk [g(t)] menjadi sinyal [s(t)] yang mampu unnuk ditransmisikan, beberapa altematif-alternatif khusus nantinya akan digambarkan lagi di bab 5.

by : Jar & Ihsan RPL 2002 5 / 120

Sinyal yang ditransmisikan s(t) yang diserahkan ke media menjadi subyek untuk sejumlah gangguan, yang didiskusikan di bab 3, sebelum mencapai receiver. Jadi, sinyal yang diterima r(t) dapat saja berbeda dan s(t). Receiver akan berupaya menganalisis keaslian s(t), didasarkan atas r(t) clan pengetahuannya atas media, clan menghasilkan rangkaian bit g'(t). Bit-bit ini dikirim ke komputer output, di mana bit-bit tersebut secara singkat ditahan didalam memori sebagai (g'). Dalam beberapa kasus, sistem tujuan akan berupaya untuk memperingatkan bila terjadi error, dan untuk selanjutnya bekerja sama dengan sistem sumber sampai akhirnya mendapatkan data yang bebas dari error (error-free data). Data-data ini kemudian diberikan kepada user melalui suatu perangkat output, seperti printer atau layar. Pesan atau message (m') sebagaimana yang dilihat oleh user biasanya merupakan salinan dari pesan aslinya (m).Sekarang bayangkan sebuah percakapan telepon. Dalam kasus ini untuk telepon adalah pesan (m) dalam bentuk gelombang suara. Gelombang suara diubah oleh pesawat telepon menjadi sinyal-sinyal elektronik dari frekuensi yang sama. Sinyal-sinyal tersebut ditransmisikan tanpa modifikasi melalui jaringan telepon. Oleh sebab itlu sinyal input g(t) dan sinyal-sinyal yang ditransmisikan s(t) menjadi identik. Sinyal s(t) akan mengalami beberapa distorsi pada media, sehingga sinyal r(t) tidak akan sama dengan s(t). Meskipun begitu, sinyal r(t) akan diubah kembali menjadi gelombang suara dengan tanpa upaya perbaikan atau peningkatan kualitas sinyal. Jadi, m' bukanlah replika dari m. Bagaimanapun juga, pesan suara umumnya lebih mudah dipahami pendengarnya. Sampai sejauh ini, pembahasan mengenai hal ini tidak akan menyentuh aspek-aspek kunci lainnya dari komunikasi data, seperti teknik- teknik kontrol jaringan data untuk mengontrol data link serta mendeteksi dan memperbaiki kesalahan, teknik-teknik multiplexing untuk efisiensi transmisi. Seluruh topik itu akan dibahas tuntas di Bagian Dua.

1.3 JARINGAN KOMUNIKASI DATA

Seringkali, sangatlah tidak praktis seat due perangkat komunikasi dihubungkan scram langsung, dari ujung ke ujung. Berikut ini contoh kemungkinan-kemungkinan yang terjadi:

Bilaperangkat-perangkatnyamerupakanbagianyangsalingjauhterpisah,misalnya berada pada jarak ribuan kilometer, tentunya akan memakan biaya yang sangat banyak sekali untuk menyambung dan menghubungkannya. Terdapat serangkaian perangkat, masing-masing membutuhkan jaringan untuk menghubungkan satu sama lain pada waktu-waktu yang berbeda. Sebagai contoh seluruh telepon di

by : Jar & Ihsan RPL 2002 6 / 120

dunia serta semua terminal dan komputer dimiliki oleh satu perusahaan yang sama. Kecuali dalam hal-hal tertentu, misalnya untuk beberapa alat-alat yang jumlahnya terbatas, sangatlah tidak praktis bila barns menyediakan kabel untuk menghubungkan masing-masing bagian perangkat tersebut.

Solusi hila terjadi masalah seperti ini adalah dengan cara menghubungkan masing perangkat tersebut dengan suatu jaringan komunikasi (communi-cation network). Gambar 1.3 menghubungkan pembahasan masalah ini dengan model komunikasi dalam Gambar 1.1 a, serta ditampilkan pula dua kategori utama yang dianjurkan dimana biasanya jaringan komunikasi diklasifikasikan Wide Area Networks (WAN) dan Local Area Networks (LAN). Perbedaan, nyata antara dua hal ini, meskipun keduanya berkaitan denganteknologi serta aplikasinya, telah menjadi kabur dalam beberapa tahun ini, namun tetap menyisakan hal-hal yang berguna bila ingin menyusun pembahasan mengenainya.

Gambar 1.3 Model Jaringan Sederhana

1.4 PROTOCOL DAN ARSITEKTUR PROTOKOL

Proses pertukaran informasi antara komputer untuk keperluan saling bekerja same secara umum menunjukkan suatu komunikasi

by : Jar & Ihsan RPL 2002 7 / 120

komputer. Hampir sama dengan itu, saat dua komputer atau lebih saling dihubungkan melalui sebuah jaringan komunikasi, rangkaian station-station komputernya disebut sebagai computer network. Karena dengan tahap yang sama saling kerja sama diperlukan antara user terminal dan komputer, istilah-istilah ini sering digu-nakan ketika beberapa entiti dari sistem adalah terminal.

Saat membahas masalah komunikasi komputer dan jaringan komputer, terdapat dua konsep penting, yakni

ProtocolArsitektur komunikasi-komputer (Computer-communications architecture), also arsitektur protocol (protocol architecture)

Sebuah protocol dipergunakan untuk proses komunikasi di antara entiti pada sistem yang berbeda-beda. Istilah entiti dan sistem dipergunarkan dalam berbagai istilah umum. Sebagai contoh entiti adalah program-program aplikasi user (user aplication programs), program transfer file (file transferpackage), sistem manajemen data-base (data-base managemenet system), fasilitas electronic mail, dan terminal. Sedargkan Contoh untuk istilah sistem adalah komputer, terminal, dan sensor remote (remote sensors). Perlu diingat bahwa pada beberapa kasus tertentu di mana entiti dan sistem berada bersifat coextensive (misalnya, terminal). Umumnya, suatu entiti cukup mampu untuk mengirim dan menerima informasi, dan suatu sistem secara fisik merupakan obyek yang berbeda yang memuat satu entiti atau lebih. Bagi dua entiti agar dapat berkomunikasi secara lancar, ibaratnya, keduanya harus berbicara dengan dua bahasa yang sama. Apa yang dikomunikasikan, bagaimana komunikasi itu terjadi, serta saat komunikasi tersebut dilakukan haruslah sesuai dengan kesepakatan di antara entiti-entiti yang terlibat. Kesepakatan yang dimaksud menunjuk pada sebuah protocol, yang dapat juga diartikan sebagai suatu rangkaian aturan yang membawahi proses pertukaran data di antara dua entiti. Elemen-elemen kunci untuk sebuah protocol adalah sebagai berikut

Syntax: Meliputi segala sesuatu yang berkaitan dengan format data dan level-level sinyalSemantics:Meliput iinformasi kontrol untuk koordinasi dan pengendalian kesalahanTiming: Meliputi kesesuaian urutan dan kecepatan

Sebagai contoh, dalam Gambar 1.4 dianjurkan cara di mana suatu fasilitas transfer file dapat diimplementasikan. Terdapat tiga modal yang dipergunakan. Task 3 dan 4 pada daftar sebelumnya ditunjukkan lewat sebuah modul transfer file. Kedua modul dalam kedua sistem mempertukarkan file dan perintah.

by : Jar & Ihsan RPL 2002 8 / 120

Bagaimanapun juga, daripada menggunakan modul transfer file untuk menghadapi detail-detail pengalihan data dan perintah yang sebenarnya, masing-masing model transfer file mengikuti modul layanan komunikasi. Modul ini bertanggung jawab untuk memastikanbahwa file transfer command clan data cukup andal pertukarannya di antara sistem. Antara lain, modal ini menunjukkan mengenai task 2. Kita mengamati bahwa sifat pertukaran di antara sistem bebas dari sifat jaringan yang menghubungkannya satu sama lain. Untuk itu, daripada menyusun detail-detail dari interface jaringan ke dalam modul layanan komunikasi, lebih masuk akal bila memiliki model ketiga, yaitu modul akses jaringan (network access module), yang bisa menampilkan task 1 dengan cara berinteraksi dengan jaringan.Untuk meringkasnya, modul transfer file yang berisikan semua logic yang unik ke aplikasi transfer file, seperti misalnya pasword-pasword transmitting (transmitting paswords), file commands, serta file records. Diperlukan untuk mentransmisikan file-file dan perintah-perintah tersebut secara tepat. Bagaimanapun juga, perangkat reliabilitas berurutan yang sama sangatlah relevan dengan berbagai jenis aplikasi (misalnya, electronic mail, transfer dokumen). Untuk itu, pada dasarnya logic yang berkaitan dengan jaringan terpisah jauh menjadi modal akses jaringan tersendiri Jadi, bila jaringan yang dipergunakan berubah, hanya modul akses jaringanlah yang terpengaruhDemikian, daripada menggunakan modul tunggal untuk meningkatkan kinerja komunikasi, masih ada rangkaian terstruktur dari modal-modal tersebut yang menerapkan fungsi-fungsi komunikasi. Struktur tersebut disebut sebagai arsitektur protocol (protocol architecture).

Latihan :1. Sebutkanlah Model-model Komunikasi yang anda ketahui ?2. Apakah arti komunikasi data ??3. Mengapa Jaringan Komunikasi Data itu diperlukan sebutkanlah

alasan serta gambarannya secara singkat ??

by : Jar & Ihsan RPL 2002 9 / 120

4. Apakah Protokol dan Arsitektur Protokol itu ??

by : Jar & Ihsan RPL 2002 10 / 120

2

Estimasi Penguasaan Materi 1 x Pertemuan

Transmisi Data

Setelah menyelesaikan unit ini diharapkan mahasiswa :

1. Dapat mengenal konsep dan transmisi data2. Dapat memahami transmisi data digital dan analog3. Dapat menerangkan gangguan transmisi data

2.1 KONSEP DAN TERMINOLOGI

Kesuksesan transmisi data tergantung pada dua faktor, yaitu: noise sinyal yang ditransmisikan dan karakteristik media transmisi. Tujuan bab ini serta bab berikutnya adalah menyadarkan pembaca akan sifat kedua faktor ini.Bagian pertama menampilkan beberapa konsep dan istilah dari bidang teknik. Ini menyediakan latarbelakang yang cukup memadai untuk menyesuaikan dengan bagian akhir dari bab ini. Bagian 2.2 membedakan penggunaan istilah analog dan digital. Baik data digital maupun analog dapat ditransmisikan menggunakan sinyal digital dan analog. Lebih jauh, sudah biasa pengolahan dalam perangkat perantara dijelaskan di antara sumber dan tujuan, dan pengolahan ini juga memiliki karakter, baik analog maupun digital.Bagian 2.3 melihat berbagai macam gangguan yang memunculkan error kedalam data selama transmisi. Gangguan yang utama adalah atenuasi, distorsi atenuasi, distorsi tunda, serta berbagai bentuk noise. Terakhir, kita melihat pada konsep penting tentang kapasitas channel.

Pada bagian ini kita memperkenalkan beberapa konsep dan istilah-istilah yang akan ditampilkan sepanjang Bagian Dua dan sisanya.

Terminologi Transmisi

by : Jar & Ihsan RPL 2002 11 / 120

Transmisi data terjadi di antara transmitter dan receiver melalui beberapa media transmisi. Media transmisi dapat digolongkan sebagai guided atau unguided. Pada kedua hal itu, komunikasi berada dalam bentuk gelombang elektromagnetik. Dengan guided media, gelombang dikendalikan sepanjang jalur fisik; contoh-contoh guided media adalah twisted pair, coaxial cabel, serta fiber optik. Unguided media menyediakan alat untuk mentransmisikan gelombang-gelombang elektromagnetik namun tidak mengendalikannya; contohnya adalah perambatan (propagation) di udara, dan laut.Istilah hubungan langsung dipergunakan untuk menunjuk pada jalur transmisi di antara dua perangkat di mana sinyal dirambatkan secara langsung dari transmitter menuju receiver tanpa melalui peralatan perantara, berbeda dengan amplifier atau repeater yang dipergunakan untuk meningkatkan kekuatan sinyal. Patut dicatat bahwa istilah ini dapat diterapkan untuk media guided dan unguided.Media transmisi guided adalah ujung ke ujung bila ia menyediakan suatu hubungan langsung di antara dua perangkat dan membagi media yang lama. Pada sebuah bentuk multipoint guided, lebih dari dua perangkat membagi media yang sama. Sebagai contoh, pada gambar 1.3, hubungan di antara dua simpul switching pada bagian yang lebih tinggi gambar tersebut adalah hubungan ujung ke ujung; hubungan yang menghubungkan workstation di atas LAN pada bagian gambar yang lebih rendah adalah hubungan multipoint.Sebuah transmisi dapat berupa simplex, half duplex, atau full duplex. Pada transmisi simplex, sinyal ditransmisikan hanya pada satu direction (arah); Satu station sebagai transmitter dan lainnya sebagai receiver. Pada operasi half-duplex, kedua station dapat mentransmisikan, namun hanya satu station pada saat yang sama. Sedangkan pada operasi full duplex, kedua station bisa mentransmisikan secara bersamaan. Pada kasus berikutnya, media membawa sinyal pada kedua arah pada saat yang sama. Bagaimana hal ini bisa terjadi? Kita mencatat bahwa definisi yang baru saja diberikan merupakan definisi yang paling umum digunakan di Amerika Serikat (Definisi ANSI). (Dalam definisi ITU-T) istilah simplex dipergunakan untuk menafsirkan half duplex sebagaimana yang dijelaskan sebelumnya, dan istilah duplex dipergunakan untuk menafsirkan half duplex seperti yang baru saja diterangkan.Frekuensi, Spektrum, dan BandwidthDi buku ini, kita akan memfokuskan pada sinyal-sinyal elektromagnetik, yang dipergunakan sebagai alat untuk mentransmisikan data. Pada poin 3 dalam gambar 1.2, sebuah sinyal digerakkan melalui sebuah transmitter clan ditransmisikan melalui suatu media. Sinyal merupakan suatu fungsi waktu, namun juga dapat diekspresikan sebagai suatu fungsi frekuensi; di mana,

by : Jar & Ihsan RPL 2002 12 / 120

sinyal terdiri dari komponen-komponen frekuensi yang berbeda. Pandangan frequency-domain dari suatu sinyal lebih penting bagi suatu pemahaman mengenai transmisi data dibanding pandangan time-domain-nya. Kedua pandangan tersebut akan diperkenalkan di sini.

Konsep Time-Domain

Bila dipandang sebagai suatu fungsi waktu, sebuah sinyal elektromagnetik dapat berupa sinyal kontinyu atau discrete. Sinyal kontinyu adalah sinyal di mana intensitasnya berubah-ubah dalam bentuk halus sepanjang waktu. Dengan kata lain, tidak ada sinyal yang terputus atau diskontinyu.Sedangkan sinyal discrete adalah sinyal di mana intensitasnya memperta-hankan level yang konstan selama beberapa periode waktu dan kemudian berubah ke level konstan yang lain. Gambar 3.1 menunjukkan contoh masing-masing jenis sinyal. Sinyal kontinyu dapat menggambarkan per-cakapan, dan sinyal discrete menggambarkan biner 1 dan 0.Sinyal pendek yang paling sederhana adalah sinyal periodik, di mana pola sinyal yang sama berulang sediap waktu. Gambar 3.2 menunjukkan contoh sinyal kontinu periodik (gelombang sinus) clan sinyal discrete periodik (gelombang persegi). Secara matematik, sebuah sinyal s(t) ditentukan sebagai periodik bila dan hanya bila

s(t+T) = s(t) -∞ < t < +∞

Di mana T konstan adalah periode sinyal (T merupakan nilai terendah yang memenuhi persamaan). Sebaliknya, sebuah sinyal adalah aperiodik

by : Jar & Ihsan RPL 2002 13 / 120

Gambar 3.1 Sinyal kontinyu dan diskrit

Gelombang sinus adalah sinyal periodik yang fundamental. Suatu gelombang sinus umum dapat digambarkan oleh tiga parameter: amplitudo tertinggi (A), frekuensi (f), dan fase (). Puncak amplitudo adalah nilai tertinggi atau kekuatan sinyal setiap waktu; biasanya, nilai ini diukur dalam volt. Frekuensi adalah rate (dalam putaran per detik, atau Hertz [Hz]) di mana sinyal berulang-ulang. Parameter yang ekuivalen adalah periode (T) suatu sinyal, merupakan jumlah waktu yang diambil untuk satu pengulangan.; jadi, T=1 /f. Fase adalah ukuran posisi relatif dalam satu waktu di dalam satu periode sinyal, seperti yang digambarkan nanti. Lebih formalnya, untuk suatu periodik signal f(t), fase merupakan sebagian kecil t/P dari periode P di mana t punya hubungan relatif yang kuat dengan asal. Asal biasanya diambil dari bagian sebelumnya melalui titik nol dari arah negatif ke arah positif.Gelombang sinus umum bisa dituliskan sebagai berikut S(t) = A sin (2ft+)

by : Jar & Ihsan RPL 2002 14 / 120

Gambar 3.2 Sinyal Periodik

Gambar 3.3 menunjukkan efek dari keberagaman masing-masing dari tiga parameter. Di bagian (a) dari gambar tersebut, frekuensinya 1 Hz; sedangkan periodenya adalah T=1 detik. Bagian (b) memiliki frekuensi clan fase yang sama, namun amplitudonya sebesar'.h. Pads bagian (c), kita memiliki f=2, yang ekuivalen dengan T ='h. Terakhir bagian (d) menunjukkan efek perubahan fase dari n/4 radian, di mans 45 derajat (2n radian=360°=1 periode)

Gambar 3.3 S(t) = A sin (2ft+)

Pada Gambar 3.3, sumbu horisontalnya adalah waktu; grafik yang menunjukkan nilai suatu sinyal pada titik tertentu dan dalam jarak tertentu sebagai suatu fungsi waktu. Grafik-grafik yang sama ini, dengan suatu perubahan skala, dapat digambarkan dengan sumbu horisontal dalam jangka waktu tertentu. Dalam hal ini, grafik yang menunjukkan nilai sebuah sinyal pada titik tertentu pada titik

by : Jar & Ihsan RPL 2002 15 / 120

tertentu sebagai fungsi jarak. Sebagai contoh, untuk suatu sinusoidal transmission (katakanlah jarak suatu gelombang radio elektromagnetik dari antena radio, atau jarak dari loudspeaker), dalam waktu tertentu, intensitas sinyal bervariasi dalam jalan sinusoidal sebagai fungsi jarak dari sumber.Terdapat dua keterkaitan sederhana di antara dua gelombang sinus, satu dalam hal waktu dan lainnya dalam hal jarak. Menentukan panjang gelombang (wavelength), , dari suatu sinyal saat jarak ditempati oleh suatu putaran tunggal atau, menggunakan cara lain, jarak di antara dua titik dari fase yang berhubungan dari dua putaran yang berurutan Anggap saja sinyal bergerak dengan kecepatan (velocity) v. Kemudian wavelength yang dihubungkan dengan periode sebagai: = v T. Ekuivalen dengan, f = v. Yang paling relevan dengan pembahasan dalam buku ini adalah pada kasus dimana v=c, kecepatan sinar dalam ruang kosong, kira-kira sebesar3 x 108m/s.

Konsep Frequency-Domain

Pada kenyataannya, sebuah sinyal elektromagnetik dibentuk dari beberapa frekuensi Sebagai contoh,sinyal

s(t) (4/) x (sin(2ft) + (1/3) sin(2 (3f)t))

seperti yang ditunjukkan dalam Gambar 3.4c. Komponen-komponen sinyal itu adalah gelombang sinus dengan frekuensi f dan 3f.; bagian (a) dan (b) dari gambar tersebut menunjukkan komponen-komponen terpisah. Ada dua poin menarik yang dapat disimpulkan dari gambar ini:

by : Jar & Ihsan RPL 2002 16 / 120

Gambar 3.4 Komponen-komponen frekuensi (T=1/f) Tambahan

Frekuensi kedua adalah suatu penggandaan dari frekuensi pertama. Bila semua komponen frekuensi dari sebuah sinyal adalah penggandaan dari satu frekuensi frekuensi berikutnya ditunjukkan sebagai fundamental frekuensi.Periode sinyal keseluruhan setara dengan periode fundamental frekuensi. Periode dari komponen sin (2ft) adalah T = 1/f, dan periode dari s(t) juga T, sebagaimana yang dapat dilihat dalam Gambar3.4c.

Dapat ditunjukkan, dengan menggunakan suatu disiplin ilmu yang disebut sebagai analisis Fourier, bahwa apapun sinyal yang dibentuk dari komponen-komponen pada berbagai frekuensi, masing-masing komponen itu disebut sinusoid. Hasil ini sangat penting, karena efek dari beragam media transmisi pada suatu

by : Jar & Ihsan RPL 2002 17 / 120

sinyal dapat diekspresikan ke dalam istilah frekuensi, sebagaimana yang akan dibahas nanti di bab berikutnya. Jadi dapat kita katakan bahwa untuk setiap sinyal, terdapat fungsi time-domain s(t) yang menentukan amplitudo sinyal pada setiap waktu tertentu. Hampir sama dengan itu, terdapat suatu fungsi frekuensi-domain S(f) yang menentukan amplitudo puncak dari frekuensi sinyal yang konsisten. Gambar 3.5a menunjukkan fungsi frekuensi-domain untuk sinyal dalam Gambar 3.4c. Perlu dicatat bahwa dalam hal ini, S(f) berurutan. Gambar 3.5bmenunjukkan fungsi frekuensi-domain untuk suatu pulsa kwadrat tunggal yang memiliki

Gambar 3.5 Frekuensi Domain Representationnilai 1 di antara-X/2 clan X/2, dan 0 dimana-mana Patut dicatat bahwa dalam hal ini S(f) bersifat terus menerus dan bahwa tidak ada nilai non zero untuk jangka waktu tidak terbatas, meskipun magnitude komponen-komponen frekuensi dengan cepat menjadi lebih kecil untuk f yang lebih besar. Karakteristik-karakteristik ini umum terjadi pada sinyal nyata.Spektrum sebuah sinyal adalah rentang frekuensi di mana spektrum berada. Untuk sinyal pada Gambar 3.4c, spektrum memanjang mulai dari f ke 3f. Bandwidth mutlak dari suatu sinyal adalah lebar spektrum. Dalam kasus seperti dalam Gambar 3.4c, bandwidthnya adalah 2f. Beberapa sinyal, seperti yang ada dalam Gambar 3.5b, memiliki bandwidth yang tidak terbatas. Bagaimanapun juga, sebagian besar energi dalam sinyal ditahan ke dalam band sempit dari f frekuensi secara relatif. Band ini ditunjukkan sebagai effective bandwidth atau bandwidth saja.

by : Jar & Ihsan RPL 2002 18 / 120

Istilah final untuk menemukannya adalah dc component. Bila sebuah sinyal mencakup sebuah komponen zero frequency, komponen tersebut merupakan suatu direct current (dc) atau komponen konstan. Sebagai contoh, Gambar 3.6 menunjukkan hasil penambahan suatu dc componen ke sinyal dalam Gambar 3.4c. Tanpa dc componen, sebuah sinyal memiliki amplitudo rata-rata sebesar nol, sebagaimana yang dilihat dalam domain waktu. Dengan suatu dc componen, sinyal memiliki frequency term pada f=0 dan amplitudo rata-rata bukan nol.

Gambar 3.6 Sinyal dengan komponen

Hubungan antara Data Rate dan Bandwidth

Telah kita katakan bahwa bandwidth yang efektif adalah band di mana sebagian besar energi sinyal terkonsentrasi di dalamnya. Istilah sebagian besar dalam konteks ini sedikit berubah-ubah. Hal terpenting disini adalah, meskipun bentuk gelombang tertentu berisi frekuensi sepanjang jarak yang sangat panjang sebagaimana hal-hal praktis yang berkaitan dengan berbagai sistem transmisi (transmitter plus media plus receiver) yang dipergunakan akan mampu untuk mengakomodasikan hanya satu frekuensi band terbatas. Hal ini, sebaliknya, membatasi data rate yang dapat dibawa sepanjang media transmisi.Agar dapat menjelaskan hubungan ini, amati gelombang persegi (square wave) dari Gambar 3.26. Anggap saja kita membiarkan

by : Jar & Ihsan RPL 2002 19 / 120

pulsa positif mewakili biner 1 dan pulsa negatif mewakili biner0. Kemudian bentuk gelombang mewakili deretan biner1010 .... Durasi masing-masing pulsa sebesar 1/2f; jadi data rate-nya sebesar 2f bit per detik (bps). Apa komponen-komponen frekuensi dari sinyal ini ? Untuk menjawab pertanyaan ini, amati lagi Gambar 3 4. Dengan bersama-sama menambahkan gelombang sinus pada frekuensi f dan 3f, kita memperoleh bentuk gelombang yang mulai menyerupai gelombang square yang asli. Mari kita melanjutkan proses ini dengan menambahkan suatu gelombang sinus frekuensi 7f, seperti yang ditunjukkan dalam Gambar 3.76. Saat kita menambahkan multipel ganjil tambahan (additional odd multiple), skala yang sesuai, bentuk gelombang yang dihasilkan semakin mendekati gelombang persegiTentu saja, dapat pula ditunjukkan bahwa komponen-komponen frekuensi dari gelombang persegi dengan amplitudo A dan- A dapat dinyatakan sebagai berikut:

Jadi, bentuk gelombang ini memiliki komponen-komponen frekuensi yang tidak terbatas dan oleh karena itu bandwidth yang tidak terbatas. Bagaimanapun juga, puncak amplitudo dari komponen frekuensi kth, kf, hanyalah 1/k, jadi begitu banyak dari energi didalam bentuk gelombang ini pada sebagian kecil dari komponen-komponen frekuensi yang pertama. Apa yang terjadi bila kita membatasi bandwidth hanya sampai tiga komponen frekuensi yang pertama saja? Kita bisa melihat jawabannya pada Gambar 3.7a. Dan sebagaimana yang dapat kita lihat bentuk dari bentuk gelombang yang dihasilkan mendekati bentuk gelombang persegi yang asli.Kite dapat menggunakan Gambar 3.4 dan 3.7 untuk menggambarkan hu-bungan antara data rate dan bandwidth,. Anggap saja kita menggunakan suatu sistem transmisi digital yang cukup mampu untuk dapat mentransmisikan sinyal-sinyal dengan bandwidth sebesar 4 MHz. Mari kita berusaha mentransmisikan sebuah rangkaian bolak-balik 1s dan 0s seperti gelombang persegi pada gambar 3.7c. Berapa data rate yang bisa dicapai? Kita melihat pada tiga kasus.

Kasus 1. Mari kita memperkirakan gelombang persegi denganbentuk gelombang dari gambar 3.7a. Meskipun bentuk gelombang ini merupakan suatu bentuk gelombang yang menyimpang, cukup dekat dengan gelombang persegi di mana sebuah receiver harus mampu untuk membedakan antara sebuah biner 0 dan biner 1. Bila kita membiarkan f =106

by : Jar & Ihsan RPL 2002 20 / 120

siklus/detik=1 MHz. Maka bandwidth sinyalnya adalah (5 x 106) -106 = 4MHz

Patut dicatat bahwa untuk f =1 MHz, maka periode frekuensi dasarnya adalah T=1 / 106 = 106= 1 s. Bila kita memperlakukan bentuk gelombang ini sebagai suatu bit string sebesar 1 dan 0, comical satu bit setiap 0.5 s, untuk suatu data rate sebesar 2 x 106=2 Mbps. Jadi,untuk suatu bandwidth sebesar 4 MHz, diperoleh data rate sebesar 2 Mbps.Kasus II. Sekarang anggap saja kita memilid bandwidth sebesar 5 MHz. Kita lihat lagi pada gambar 3.7a, namun sekarang dengan f=2 MHz. Menggunakan garis pemikiran yang sama seperti sebelumnya, bandwidth sinyal-nya adalah (5 x 2 x 106) - (2 x 106)= 8 MHZ. Namun dalam hal ini T=1/f=0.5 s. Sebagai hasilnya, muncul satu

by : Jar & Ihsan RPL 2002 21 / 120

bit setiap 0.25 s untuk data rate sebesar 4 Mbps. Jadi, hal-hal lainnya menjadi setara, dengan menggandakan bandwidth kita menggandakan data rate yang mungkin diperoleh.

Kasus III. Sekarang anggap saja, bentuk gelombang dalam Gambar 3.4c dianggap cukup memadai untuk memperkirakan suatu gelombang persegi. Yaitu, perbedaan antara sebuah pulsa positif dengan pulsa negatif dalam gambar 3.4c benar-benar berbeda maka bentuk gelombang akan dapat dipergunakan untuk menggambarkan rangkaian 1 dan 0. Diasumsikan seperti dalam Kasus II bahwa f = 2 MHz dan T = 1/ f = 0.25 ms, sehingga muncul satu bit setiap 0.25 untuk suatu data rate sebesar 4 Mbps. Dengan menggunakan bentuk gelombang pada gambar 3.4c, bandwidth sinyal-nya adalah (3 x 2 x 106) - (2 x 106) = 4 MHZ . Jadi, suatu bandwidth tertentu dapat mendukung berbagai data rate tergantung pada kemampuan receiver untuk melihat perbedaan diantara 0 dan 1 pada derau dan gangguan yang ada.

Gambar 3.8 Efek Bendwith terhadap suatu sinyal digitalSecara ringkas,

Kasus I : Bandwidth =4MHz; data rate =2MbpsKasus II : Bandwidth =8MHz;datarate =4MbpsKasus III : Bandwidth =4MHz; data rate =4Mbps

2.2 TRANSMISI DATA DIGITAL DAN ANALOG

by : Jar & Ihsan RPL 2002 22 / 120

Dalam mentransmisikan data dari sumber ke tujuan, satu hal yang harus dihubungkan dengan sifat data, arti fisik yang hakiki dipergunakan untuk menyebarkan (propagate) data, dan pemrosesan atau penyetelan apa yang perlu dilakukan sepanjang jalan untuk memastikan bahwa data yang diterima dapat dimengerti dengan baik. Dari semua pertimbangan ini, inti terpen-tingnya adalah apakah kita menghadapi analog entiti ataukah digital entiti.Secara kasar, istilah analog dapat disamakan dengan kontinu, sedangkan digital dengan discrete. Dua istilah ini sering dipergunakan dalam komunikasi data dan sedikitnya dalam tiga konteks:

DataPensinyalanTransmisi

Kita dapat menentukan data sebagai entiti yang menyampaikan arti atau informasi. Sinyal adalah tampilan data elektrik atau elektromagnetik Pensinyalan berarti penyebaran sinyal secara fisik melalui suatu media yang sesuai. Terakhir, transmisi adalah komunikasi data melalui penyebaran dan pemrosesan sinyal-sinyal. Apa yang terjadi selanjutnya, kita berusaha untuk memperjelaskan konsep-konsep yang masih kabur dengan cara membahas istilah analog don digital seperti yang diterapkan terhadap data, sinyal, don transmisi.

Data

Konsep-konsep mengenai Data Analog dan digital cukup sederhana. Analog data menerima nilai yang terulang secara terus-menems dan kontinu dalam beberapa interval. Sebagai contoh suara dan video mengubah pola-pola intensitas secara terus-menerus. Sebagian besar data yang dikumpulkan oleh sensor, seperti temperatur dan tekanan, dinilai tanpa henti. Digital data menerima nilai-nilai yang berlainan misalnya teks dan bilangan bulat.Contoh yang paling dikenal dari analog data adalah audio, di mana, dalam bentuk gelombang suara akustik, dapat dirasakan manusia secara langsung. Gambar 3.9 menunjukkan spektrum akustik untuk percakapan manusia dan untuk musik. Frekuensi komponen-komponen percakapan biasa bisa ditemukan berkisar antara 100 Hz don 7 kHz. Meskipun sebagian besar energi percakapan ini terpusat pada frekuensi yang lebih rendah, dari uji coba yang dilakukan menunjukkan bahwa frekuensi bisa mencapai 600 sampai 700 Hz, sedikit menambah kejelasan percakapan tersebut sehingga dapat diterima telinga manusia.

by : Jar & Ihsan RPL 2002 23 / 120

Gambar 3.9 Akustik spektrum dari percakapan dan musik (ARN 95)

SinyalDalam suatu sistem komunikasi, data disebarkan dari satu titik ke titik yang lain melalui sebuah alat sinyal-sinyal elektrik. Suatu sinyal analog merupakan aneka macam gelombang eletromagnetik yang berlangsung terus-menerus yang kemungkinan disebarkan lewat berbagai macam media, tergantung pada spektrum, contohnya media kabel (wire), semacam twisted pair dan coaxial cable, kabel fiber optik, dan atmosfer atau ruang perambatan. Sinyal digital adalah suatu rangkaian voltase pulsa yang bisa ditransmisikan melalui sebuah media kabel; sebagai contoh, suatu level voltase positif konstan ditunjukkan sebagai biner 1 sedangkan level voltase negatif konstan dengan biner 0.

Data dan SinyalPada pembahasan terdahulu, kita mengamati sinyal-sinyal analog yang dipergunakan untuk menampilkan data analog, dan sinyal-sinyal digital untuk menampilkan data digital. Biasanya, data analog merupakan suatu fungsi waktu dan menempati spektrum frekuensi terbatas; data semacam itu dapat ditampilkan metal ui sinyal elektromagnetik yang menempati spektrum yang sama. Sedangkan data digital dibawa melalui signal digital, dengan level voltase yang berlainan untuk setup dua digit biner.

by : Jar & Ihsan RPL 2002 24 / 120

Sebagaimana yang diilustrasikan dalam gambar 3.11, hal ini bukan merupakan satu-satunya kemungkinan. Data digital juga dapat dibawa melalui sinyal-sinyal analog dengan modem.

TransmisiPerbedaan final tetap bisa dibuat. Baik sinyal analog maupun sinyal digital dapat ditransmisikan melalui media transmisi yang sesuai. Caranya, sinyal-sinyal ini diperlakukan sebagai fungsi sistem transmisi. Tabel 3.3 menyajikan ringkasan mengenai metode-metode transmisi data. Transmisi analog merupakan suatu alat untuk mentransmisikan sinyal-sinyal analog tanpa memperhatikan fsinya: sinyal bisa menampilkan data analog (misalnya, suara)

Gambar 3.11 Pensinyalan analog dan digital untuk Data analog san Data digital

by : Jar & Ihsan RPL 2002 25 / 120

Tabel 3.3 Transmisi Analog dan Digital

Tentunya muncul pertanyaan-pertanyaan mengenai metode apa yang dipilih untuk melakukan transmisi. Jawabannya diberikan oleh industri telekomunikasi dan pelanggannya adalah digital. Fasilitas-fasilitas telekomuniksi long-haul dan intra building beralih ke transmisi digital dan, bila mungkin, teknik-teknik pensinyalan digital. Alasan-alasan terpentingnya adalah sebagai berikut:

by : Jar & Ihsan RPL 2002 26 / 120

Teknologi Digital: Datangnya teknologi Large-Scale-Integration (LSI) dan Very-Iarge Scale-Integration (VSLI) menyebabkan penurunan biaya dan ukuran digital circuitry. Peralatan yang analog tidak menunjukkan penurunan yang sama.Integritas Data: Dengan menggunakan repeater daripada amplifier, efek derau dan gangguan sinyal yang lain tidak menumpuk. Karena itu, sangatlah mungkin mentransmisikan data pada jarak yang lebih jauh dan dengan kualitas lebih rendah melalui peralatan digital sambil tetap mempertahankan integritas data.Penggunaan kapasitas : Menjadi lebih ekonomis membangun jalur transmisi dengan bandwidth yang sangat tinggi, termasuk channel satelit dan fiber optik. Derajat multipel yang tinggi diperlukan agar kapasitas dapat digunakan dengan efektif, dan hal itu lebih mudah dan lebih murah diperoleh dengan teknik digital (time-division) dibandingkan dengan teknik analog (time-division). Hal ini akan dibahas lebih terperinci di Bab berikutnyaSecurity (pengamanan) dan privacy (kerahasiaan): Teknik-teknik encryption dapat diterapkan dengan mudah pada data digital dan data analog yang didigitalkan.Integrasi: Dengan memperlakukan analog data dan digital data secara digital, semua sinyal memiliki bentuk yang sama dan dapat diperlakukan dengan sama pula. Karena itu skala ekonomik dan ketepatan waktu dapat dicapai melalui integrasi suara, video, dan digital data.

2.3 GANGGUAN TRANSMISI

Dalam sistem komunikasi, sinyal yang diterima kemungkinan berbeda dengan sinyal yang ditransmisikan dikarena adanya berbagai gangguan transmisi Bagi analog signal, gangguan ini dapat menurunkan kualitas sinyal. Sedangkan bagi digital signal, akan natural bit error. biner 1 diubah menjadi biner 0 dan seterusnya. Di bagian ini, kita menguji berbagai gangguan dan bagaimana pengaruhnya terhadap kapasitas yang membawa informasi pada suatu jalur komunikasi; Bab selanjutnya membahas ukuran-ukuran yang dapat diambil untuk mengimbangi gangguan ini. Gangguan yang paling signifikan adalah sebagai berikut:

Atenuasi dan distorsi atenuasiDistorsi DelayDerau

Atenuasi

by : Jar & Ihsan RPL 2002 27 / 120

Kekuatan sinyal berkurang bila jaraknya terlalu jauh melalui media transmisi. Untuk guided media, penurunan dalam hal kekuatan, atau atenuasi, pada umumnya mengikuti fungsi logarithma. Sehingga biasanya dinyatakan sebagai jumlah desibel konstan per unit jarak. Untuk unguided media, atenuasi adalah fungsi yang lebih kompleks dari jarak. Atenuasi membawakan tiga pertimbangan untuk membangun transmisi. Pertama, sinyal yang diterima harus cukup kuat sehingga arus elektronik pada receiver bisa mendeteksi sinyal. Kedua, sinyal harus mempertahankan level yang lebih tinggi dibanding derau yang diterima tanpa error. Ketiga, atenuasi merupakan fungsi frekuensi yang meningkat.

Contoh yang disediakan dalam Gambar 3.12a, yang menampilkan atenuasi sebagai fungsi frekuensi untuk leased line tertentu. Pada Gambar tersebut, atenuasi yang diukur berhubungan dengan atenuasi pada 1000 Hz. Nilai positif pada sumbu y menggambarkan atenuasi yang lebih besar daripada atenuasi pada 1000 Hz. Nada sebesar 1000 Hz pada tingkat tenaga tertentu ditetapkan untuk input, dan daya, P1000 diukur pada output. Untuk beberapa frekuensi yang lain prosedurnya diulang dan atenuasi relatif dalam desibelnya adalah :

Garis tebal pads gambar 3.12a menunjukkan atenuasi tanpa equalisasi. Sebagaimana yang dapat dilihat, komponen frekuensi pada bagian akhir voice band di tingkat yang lebih tinggi lebih diperlemah dibandingkan dengan yang berada pada frekuensi yang lebih rendah. Nampak jelas bahwa ini akan mengakibatkan munculnya distorsi pads sinyal percakapan yang diterima, Garis putus-putus menunjukkan efek equalisasi. Garis lengkung balasan yang mendatar meningkatkan main sinyal suara. Hal itu memungkinkan data rate yang lebih besar dipergunakan oleh data digital yang melintasi sebuah modem.

by : Jar & Ihsan RPL 2002 28 / 120

Gambar 3.12 Garis lengkung atenuasi dan distorsi tunda untuk saluran udara

Distorsi atenuasi menggambarkan kurangnya masalah dengan sinyal digital. Seperti yang telah kita lihat, kekuatan signal digital berkurang secara cepat bersama dengan frekuensi (gambar 3.5b); sebagian besar muatannya dikonsentrasikan ke dekat frekuensi dasar atau bit rate sinyal

Distorsi TundaDistorsi tunda merupakan sebuah fenomena khas pada media guided. Distorsi yang terjadi disebabkan oleh kenyataan bahwa kecepatan penyebaran sebuah sinyal melewati medium guided berbeda dengan frekuensi. Untuk sebuah signal band terbatasi, kecepatannya cenderung sangat tinggi didekat pusat frekuensi dan turun mengarah pada kedua sisi band. Sehingga berbagai komponen frekuensi suatu sinyal akan mencapai receiver pada waktu yang berlainan, dan mengakibatkan fasenya berubah di antara frekuensi yang berbeda-bedaEfek ini menunjuk pada distorsi tunda, akibat sinyal yang diterima mengalami distorsi karena berbagai penyndaan yang dialami pada pemilih frekuensi.

Derau

Untuk suatu peristiwa pentransmisian data, sinyal yang diterima akan berisikan sinyal-sinyal yang ditransmisikan, dimodifikasi oleh berbagai distorsi yang terjadi melalui sistem transmisi, plus sinyal-sinyal tambahan yang tidak diinginkan yang diselipkan disuatu tempat di antara transmisi dan penerimaan. Berikutnya, sinyal-sinyal yang tidak diharapkan tersebut disebut sebagai derau. Yaitu derau yang merupakan faktor utama yang membatasi performance sistem komunikasi,Derau dibagi menjadi empat kategori:

Derau suhuDerau intermodulasiCrosstalkDerau impuls

Contoh

Pada temperatur kamar, T=17°C, atau 290°K, dan kerapatan tenaga derau suhu-nya adalah :

by : Jar & Ihsan RPL 2002 29 / 120

di mana dBW adalah desibel-watt, ditentukan dalam lampiran 3B Derau diasumsikan sebagai keleluasaan frekuensi, Sehingga derau suhu dalam watt yang ditampilkan dalam suatu bandwidth B hertz dapat dinyatakan sebagai N=kTB, Atau, dalam desibel-watt,

ContohSebuah receiver tertentu dengan temperatur demo efekfif sebesar 100° dan bandwidth 10-MHz tingkat derau suhu pada output receiver adalah :

Crosstalk

Dialami oleh siapapun yang saat menggunakan telepon, terdengar percakapan lain; ini merupakan kopel yang tidak diharapkan yang terjadi di antara path sinyal. Dapat pula terjadi karena kopel elektrik diantara twisted pair yang berdekatan, atau, namun jarang pada jalur coaxial cable, yang membawa sinyal-sinyal multipel. Crosstalk dapat pula terjadi bila sinyal-sinyal yang tidak diharapkan tersebut disebarkan melalui antena gelombang mikro; meskipun antena pengarah dipergunakan , namun energi gelombang mikro tersebar luas selama proses propagasi. Biasanya, crosstalk memiliki tingkat magnitude yang sama atau lebih kurang dari derau

Derau impuls

Bagaimanapun juga, derau impuls juga merupakan somber utama terjadinya error dalam komunikasi data digital. Sebagai contoh, penghentian energi secara tajam dari durasi 0,01s, meskipun tidak sampai merusak data suara, namun akan mengurangi kira-kira sebanyak 560 bit data yang sedang ditransmisikan pada 56 kbps. Derau terdiri dari tingkat relatif dari derau suhu ditambah penghentian-penghentian berkala derau impuls. Digital data dapat diperoleh kembali dari sinyal dengan cara menarik contoh bentuk gelombang yang diterima sate kali perbit waktu. Sebagaimana yang dapat dilihat, noise kadang-kadang cukup memadai untuk mengubah 1 menjadi 0 atau 0 menjadi 1.

by : Jar & Ihsan RPL 2002 30 / 120

3

Estimasi Penguasaan Materi 1 x Pertemuan

MediaTransmisi

DataSetelah menyelesaikan unit ini diharapkan mahasiswa :

1. Dapat mengenal media transmisi data guided2. Dapat memahami media transmisi data unguided

3.1 MEDIA TRANSMISI GUIDED

Sebuah informasi dapat ditransfer dari satu tempat ke tempat lain melalui 2 media transmisi yaitu media guided dan unguided. Media guided adalah informasi/data ditransfer melalui media yang tampak secara fisik sepanjang jalur di mana sinyal disebarkan; meliputi twisted pair, coaxial cable, dan serat optik. Media unguided memanfaatkan sebuah antena untuk transmisi di udara, ruang hampa udara, atau air.

Biasanya, twisted pair dipakai sebagai penanggung beban untuk semua jenis komunikasi. Rate data yang lebih tinggi melebihi jarak terpanjang dapat dicapai dengan menggunakan coaxial cable, dan begitu juga coaxial cable sering dipergunakan untuk Local Area Network berkecepatan tinggi serta untuk aplikasi trunk jarak-jauh berkapasitas-tinggi. Bagaimanapun juga, kapasitas serat optik yang hebat akan menjadikan media tersebut lebih atraktif dibanding coaxial cable. Serat optik juga mengambil-alih sebagian besar pasar untuk LAN berkecepatan-tinggi serta untuk aplikasi aplikasi

Teknik taransmisi unguided dipergunakan untuk komunikasi informasi mencakup radio siaran, gelombang mikro terrestrial, dan satelit. Sedangkan transmisi infra merah dipergunakan untuk beberapa aplikasi LAN.

by : Jar & Ihsan RPL 2002 31 / 120

Dalam suatu sistem transmisi data, media transmisi merupakan jalur fisik di antara transmitter dan receiver. Media transmisi untuk gelombang elektromagnetik dibedakan menjadi dua yaitu Guided dan Unguided. Pada media guided, gelombang dipandu di sepanjang media yang secara fisik medianya sendiri tampak kasat mata, misalnya twisted pair tembaga, coaxial cable tembaga, dan serat optik. Atmosfer dan ruang angkasa adalah contoh-contoh untuk media unguided, yang berlaku sebagai media untuk mentransmisikan gelombang elektromagnetik namun tidak memandunya sekalian; bentuk transmisi semacam ini tak memerlukan kabel sebagai penghantarnya.Karakteristik dan mutu suatu transmisi data ditentukan oleh dua hal yaitu karakteristik media dan karakteristik sinyal. Untuk media guided, media itu sendiri menjadi lebih penting dalam penentuan batasan-batasan transmisi.Untuk media unguided, karakteristik transmisi lebih ditentukan oleh kualitas sinyal yang dihasilkan melalui antena transmisi dibandingkan oleh medianya sendiri. Satu sifat kunci dari sinyal bertransmisi antena adalah terarah. Umumnya, sinyal-sinyal pada frekuensi yang lebih rendah berarah ke mana-mana; yakni, dari antena sinyal-sinyal disebarkan ke segala penjuru. Pada frekuensi yang lebih tinggi, sangatlah mungkin untuk menfokuskan sinyal menjadi suatu berkas langsung (directional beam).

Dengan mempertimbangkan desain sistem transmisi data, perhatian ditekankan pada rate data dan jarak. Semakin besar rate data dan jarak, maka akan semakin baik. Sejumlah faktor-faktor perancangan yang berkaitan dengan media transmisi dan sinyal yang menentukan rate data dan jarak adalah:

Bandwidth: Selama faktor yang lain tetap konstan, maka semakin besar bandwidth sebuah sinyal, akan semakin tinggi rate data yang diperoleh.Gangguan transmisi: Gangguan, seperti misalnya, atenuasi, membatasi jarak. Untuk media guided, biasanya twisted pair lebih sering mengalami gangguan dibandingkan coaxial cable; demikian pula dengan coaxial cable akan lebih terganggu dibandingkan dengan serat optikInterferensi: Interferensi dari sinyal-sinyal yang berkompetisi dalam band frekuensi yang saling tumpang tindih dapat mengubah atau menghapuskan sinyal. Interferensi menjadi perhatian khusus untuk media unguided, namun bagi media guided interferensi juga menjadi masalah. Untuk media guided, interferensi dapat disebabkan karena emanasi yang keluar dari kabel-kabel yang berdekatan. Sebagai contoh, twisted pair sering membundel menjadi satu dan beberapa pipa yang mengandung kabel multipel. Interferensi juga dapat dialami oleh transmisi

by : Jar & Ihsan RPL 2002 32 / 120

unguided. Pelindung yang ada pada suatu media guided bisa meminimalkan problem ini.Jumlah receiver: sebuah media guided bisa dipergunakan untuk membangun suatu hubungan titik ke titik atau hubungan terbagi pada alat-alat tambahan. Pada kasus berikutnya, masing-masing alat tambahan akan memunculkan beberapa atenuasi dan distorsi dengan segera, serta membatasi jarak dan/atau rate data.Gambar 4.1 menggambarkan spektrum elektromagnetik dan menampilkan frekuensifrekuensi pada tempat di mana berbagai teknik transmisi dan media guided beroperasi. Di bab ini kita menguji alternatif-alternatif guided dan unguided. Pada semua kasus, kita menggambarkan sistem secara fisik, membahas aplikasi sekilas, dan meringkas karakteristikkarakteristik kunci transmisi.

Gambar 4.1 Spektrum elektromagnetik untuk telekomunikasi

Untuk media transmisi guided, kapasitas transmisi, baik dalam hal rate data maupun bandwidth, sangat tergantung pada jarak dan sistem transmisi medianya dari titik ke titik ataukah multititik, seperti misalnya dalam suatu Local Area Network (LAN). Tabel 4.1 menunjukkan karakteristik-karakteristik khusus untuk guided media biasa untuk aplikasi titik ke titik jarak j auh.Tiga guided media yang umumnya dipergunakan untuk transmisi data adalah Twisted pair, coaxial cable, dan sertt optik (Gambar 4.2). Kita bahas masing-masing dari ketiganya satu persatu.

by : Jar & Ihsan RPL 2002 33 / 120

Twisted PairTwisted pair adalah media transmisi guided yang paling hemat dan paling banyak digunakan.

Deskripsi FisikSebuah twisted pair terdiri dari dua kawat yang disekat yang disusun dalam suatu pola spiral beraturan. Sepasang kawat bertindak sebagai satu jalur komunikasi tunggal. Biasanya, beberapa pasangan kawat tersebut dibundel menjadi satu kabel dengan cara dibungkus dalam sebuah sarung pelindung yang keras. Pada jarak yang sangat jauh, kabel berisikan ratusan pasang kawat. Penggulungan cenderung meningkatkan interferensi crosstalk di antara sepasang kawat yang saling berdekatan di dalam suatu kabel. Pasangan yang berdekatan dalam satu bundel biasanya sedikit berlainan panjang gulungannya untuk mengurangi interferensi crosstalk. Pada jalur jarak-jauh, panjang gulungan biasanya bervariasi dari 5 sampai 15 cm. Kabel yang saling berpasangan memiliki tingkat ketebalan mulai dari 0,4 sampai 0,9 mm

Unshielded dan Shielded Twisted PairTwisted pair memiliki dua jenis yaitu unshielded dan shielded. Unshielded twisted pair (UTP) berupa kabel telepon biasa. Pada umumnya di perkantoran menggunakan kabel unshield twisted pair lebih banyak dibandingkan di rumah atau telepon sederhana.Unshieled twisted pair adalah subyek untuk interferensi elektromagnetik eksternal, meliputi interferensi dari twisted pair yang berdekatan dan dari derau yang muncul dari lingkungan sekitar. Salah satu cara untuk meningkatkan karakteristik media ini adalah dengan melapisi twisted pair dengan suatu pelindung metalik atau dengan melapisinya agar bisa mengurangi interferensi. Shielded twisted pair (STP) memiliki kinerja yang lebih baik pada rate data yang lebih tinggi. Namun shielded twisted pair sedikit lebih mahal dan tidak mudah dioperasikan dibanding unshielded twisted pair.

UTP Kategori 3 dan Kategori 5

by : Jar & Ihsan RPL 2002 34 / 120

Sebagian besar bangunan kantor berkabel dengan kabel twisted pair type 100 ohm untuk keperluan suara. Merupakan alternatif yang menarik untuk digunakan sebagai media LAN dengan menginstall twisted pair derajat suara. Sayangnya, rate data dan jarak yang mampu dicapai dengan twisted pair derajat suara sangat terbatas.Pada tahun 1991, Electronic Industries Association yang menerbitkan standar EIA568, "Commercial Building Telecommunications Cabling Standard", yang menetapkan penggunaan Unshielded Twisted Pair serta Shielded Twisted Pair untuk aplikasi data dalam gedung. Pada waktu itu, spesifikasinya dirasakan cukup memadai untuk rentang frekuensi dan rate data yang diperlukan di lingkungan kantor. Setelah itu, perhatian utama untuk rancangan LAN berada pada rentang rate data dari 1 Mbps sampai 16 Mbps. Berturut-turut, saat user berpindah ke untuk kerja aplikasi dan workstation yang lebih tinggi, perhatian mulai ditingkatkan pada upaya penyediaan LAN yang dapat beroperasi sampai 100 Mbps dengan kabel yang tidak terlalu mahal. Untuk menjawab kebutuhan ini, EIA-568 A dikeluarkan tahun 1995. Standar yang baru itu memiliki kelebihan dalam hal desain konektor dan kabel serta metode-metode pengujiannya. Di mana standar yang baru itu mampu melindungi shielded twisted pair 150-ohm dan unshielded twisted pair 100-ohm.EIA-568-A menetapkan tiga kategori dalam hal pengkabelan UTP:

Kategori 3: Kabel-kabel UTP dan sejenisnya menghubungkan hardware yang karakteristik transimisinya ditetapkan sampai 16 MHzKategori 4: Kabel-kabel UTP dan sejenisnya menghubungkan hardware yang karakteristik transmisinya ditetapkan sampai 20 MHzKategori 5: Kabel-kabel UTP dan sejenisnya menghubungkan hardware yang karakteristik transmisinya ditetapkan sampai 100 MHz

Dari semuanya itu, kabel kategori 3 dan 5 lah yang paling banyak mendapat perhatian untuk apliksi LAN. Kategori 3 berhubungan dengan kabel derajat suara yang sering ditemukan di sebagian besar bangunan kantor. Pada jarak yang terbatas, serta dengan desain yang tepat, rate data sampai sebesar 16 Mbps bisa dicapai dengan kabel kategori 3 tersebut. Sedangkan kategori 5 adalah kabel derajat data yang yang menjadi umum diperguakan untuk pra instalasi suatu bangunan kantor baru. Dengan jarak terbatas dan desain yang tepat kabel kategori 5 ini mampu mencapai rate data sampai 100 Mbs

by : Jar & Ihsan RPL 2002 35 / 120

Tabel 4.2 Perbandingan shielded dan unshielded

Coaxial Cable Deskripsi FisikCoaxial cable seperti halnya dengan twisted pair terdiri dari dua konduktor, namun disusun berlainan untuk mengatur pengoperasiannya melalui jangkauan frekuensi yang lebih luas. Terdiri dari konduktur silindris yang mengelilingi suatu kawat konduktur dalam tunggal. Konduktor bagian dalam dibungkus baik dengan konduktur kawat jaring maupun penyekat dalam. Konduktor terluar dilindungi oleh suatu selubung atau pelindung. Sebuah coaxial cable tunggal memiliki diameter mulai dari 1 sampai 2,5 cm. Karena perlindungan ini, dengan konstruksi berbentuk melingkar, coaxial cable menjadi tahan terhadap interferensi dan crosstalk dibandingkan twisted pair. Coaxial cable juga dapat dipergunakan untuk jarak yang lebih jauh dan mampu mendukung beberapa station dalam sebuah jalur dipakai banyak user dibanding twisted pair.

AplikasiCoaxial cable mungkin merupakan media transmisi yang paling bermanfaat untuk segala macam keperluan serta dapat dipergunakan untuk berbagai jenis aplikasi. Aplikasi yang terpenting adalah sebagai berikut:

Penghubung sistem komputer

by : Jar & Ihsan RPL 2002 36 / 120

Distribusi siaran televisiTransmisi telepon jarak jauh jangkauan pendek Local area network

Serat Optik Deskripsi FisikSerat optik sangat tipis sekali, namun memiliki kemampuan tinggi memandu sebuah sinar optik. Serat optik terbuat dari berbagai jenis kaca dan plastik. Kerugian terendah dapat diperoleh dengan menggunakan serat yang terbuat dari ultrapure fused silica. Namun serat ultrapure ini sulit diproduksi. Ada juga jenis lain yaitu: serat kaca higher-loss multicomponent yang lebih ekonomis namun masih memberikan kinerja yang baik. Sedangkan serat plastik sedikit lebih mahal dan bisa dipergunakan untuk koneksi jarak, dimana tingkat kerugiannya masih dapat diterima.Sebuah kabel serat optik memiliki bentuk silindris dan terdiri dari tiga bagian konsentris, yaitu: inti, cladding, dan selubung. Inti merupakan bagian terdalam dan terdiri dari satu atau lebih untaian, atau serat, baik yang terbuat dari kaca maupun plastik, dan bentuknya pun tipis sekali. Inti memiliki diameter yang berkisar antara 8 sampai 100 4m. Masing-masing serat dikelilingi oleh cladding, yaitu berupa plastik atau kaca yang melapisi dan memiliki sifat-sifat yang berbeda dengan plastik atau kaca yang berada pada inti. Interface diantara inti dan cladding bertindak sebagai pemantul untuk menahan cahaya yang akan lepas inti. Lapisan terluar, yang mengelilingi satu atau beberapa serat bundelan selubung, disebut jacket (pelapis). Pelapis tersusun dari bahan plastik dan lapisan-lapisan bahan lainnya untuk melindungi terhadap kelembaban, goresan, jepitan, dan bahaya-bahaya lingkungan lainnya.

Kemampuan serat optik benar-benar dieksploitasi saat sinar cahaya multipel pada frekuensi yang berlainan ditransmisikan melalui serat yang sama. Ini merupakan bentuk dari Frequency-Division Multiplexing (FDM), namun lebih sering disebut sebagai Wave-length-Division Multiplexing (WDM). Dengan WDM, cahaya mengalir

by : Jar & Ihsan RPL 2002 37 / 120

melalui serat yang terdiri dari berbagai macam warna, atau panjang gelombang, masing-masing membawa channel data yang terpisah. Pada tahun 1997, ada perisiwa penting saat Bell Laboratories mampu mendemonstrasikan sebuah sistem WDM dengan 100 sinar yang masing-masing beroperasi pada 10 Gbps, untuk total rate data sebesar 1 trilyun bit per detik (juga ditunjukkan sebagai 1 terabit per detik atau 1 Tbps). Saat ini juga sudah tersedia sistem komersial dengan 80 canel dari 10 Gbps.

3.1 MEDIA TRANSMISI UNGUIDED

TRANSMISI WIRELESSUntuk unguided media, transmisi dan penangkapan diperoleh melalui sebuah alat yang disebut dengan antena. Untuk transmisi, antena menyebarkan energi elektromagnetik ke dalam media (biasanya udara), sedangkan untuk penerimaan sinyal, antena menangkap gelombang elektromagnetik dari media. Pada dasarnya terdapat dua jenis konfigurasi untuk transmisi wireless, yaitu searah dan segala arah. Untuk konfigurasi searah, antena pentransmisi mengeluarkan sinyal elektromagnetik yang terpusat; antena pentransmisi dan antena penerima harus disejajarkan dengan hati-hati. Umumnya, semakin tinggi frekuensi sinyal, semakin mungkin menfokuskannya ke dalam sinar searah. Untuk konfigurasi segala arah, sinyal yang ditransmisikan menyebar luas ke segala penjuru dan diterima oleh banyak antena.Tiga jangkauan frekuensi umum menjadi titik perhatian Kita dalam pembahasan mengenai transmisi wireless. Frekuensi dengan jangkauan sebesar 2 GHz (gigahertz =109 hertz) sampai 40 GHz ditunjukkan sebagai frekuensi gelombang mikro. Pada frekuensi ini, memungkinkan dihasilkan sinar searah yang sangat tinggi, serta gelombang mikro benarbenar sesuai untuk transmisi titik-ke-titik. Gelombang mikro juga dipergunakan untuk komunikasi satelit. Frekuensi dengan jangkauan sebesar 30 MHz sampai 1 GHz sesuai untuk alokasi segala arah. Kita akan menyebutnya jangkauan ini sebagai jangkauan siaran radio. Tabel 4.3 menampilkan ringkasan karakteristik-karakteristikl) transmisi unguided pada berbagai band frekuensi. Gelombang mikro mencakup sebagian band UHF dan semua band SHF, sedangkan siaran radio mencakup band VHF dan sebagian band UHF.Jangkauan frekuensi terpenting lainnya, untuk lokal aplikasi, adalah bagian infra merah dari spektrum. Yang meliputi, secara kasar, dari 3 x 1011 sampai 2 x 1014 Hz. Infra merah berguna untuk aplikasi multititik dan titik-ke-titik lokal didalam daerah yang terbatas, misalnya ruangan tunggal.

by : Jar & Ihsan RPL 2002 38 / 120

Gelombang Mikro Satelit Deskripsi FisikSatelit komunikasi adalah sebuah station relay gelombang mikro. Dipergunakan untuk menghubungkan dua atau lebih transmitter /receiver gelombang mikro pada bumi, yang dikenal sebagai station bumi atau ground station. Satelit menerima transmisi diatas satu band frekuensi (uplink), amplifies dan mengulang sinyal-sinyal, lalu mentransmisikannya ke frekuensi yang lain (downlink). Sebuah satelit pengorbit tunggal akan beroperasi pada beberapa band frekuensi, yang disebut sebagai transponder channel, atau singkatnya transponder.Yang pertama, satelit digunakan untuk menyediakan jalur titik-ke-titik di antara dua antena dari station-bumi. Yang kedua, satelit menyediakan komunikasi antara satu transmitter dari station bumi dan sejumlah receiver station bumi.Agar satelit komunikasi bisa berfungsi efektif, biasanya diperlukan orbit stasioner dengan memperhatikan posisinya di atas bumi. Sebaliknya, station bumi tidak harus saling berada di garis pandang sepanjang waktu. Untuk menjadi stasioner, satelit harus memiliki periode rotasi yang sama dengan periode rotasi bumi. Kesesuaian ini terjadi pada ketinggian 35.784 km.Dua satelit yang menggunakan band frekuensi yang sama, bila keduanya cukup dekat, akan saling mengganggu. Untuk menghindari hal ini, standar-standar terbaru memerlukan 4° ruang. (penempatan angular saat diukur dari bumi) dalam band 4/6 GHz dan 3° ruang pada 12/ 14 GHz. Jadi jumlah satelit yang bisa beroperasi benar-benar terbatas.

by : Jar & Ihsan RPL 2002 39 / 120

Latihan :1. Apakah perbedaan UTP dan TP ?2. Ada berapa kategori Twisted, jelaskan dengan rinci3. Apa kelebihan dari kabel koaksial ?4. Sebutkan media-media yang dipergunakan untuk unguided

transmisi ?

by : Jar & Ihsan RPL 2002 40 / 120

4

Estimasi Penguasaan Materi 1 x Pertemuan

PengkodeanData

Setelah menyelesaikan unit ini diharapkan mahasiswa :

1. Dapat mengenal pengkodean data digital analog2. Dapat mengenal pengkodean data analog digital

4.1 DATA DIGITAL, SINYAL-SINYAL DIGITAL

Informasi analog dan informasi digital dapat ditandai, baik sebagai sinyal analog maupun sinyal digital. Pengkodean khusus yang dipilih tergantung pada persyaratan tertentu yang harus dipenuhi serta fasilitas-fasilitas komunikasi dan media yang tersedia.Data digital, sinyal digital: bentuk paling sederhana dari pengkodean digital, dari data digital ditetapkan satu level voltase untuk biner satu dan lainnya untuk biner nol. Semma pengkodean yang lebih kompleks digunakan untuk meningkatkan kinerja, dengan cara mengubah spektrum sinyal serta dengan menyediakan kemampuan sinkronisasi.Data digital, sinyal analog: sebuah modem mengubah data digital menjadi sinyal analog sehingga dapat ditransmisikan sepanjang saluran analog. Teknik dasarnya adalah Amplitude-Shift Keying (ASK), Frequency-Shift Keying (FSK), dan Phase-Shift Keying (PSK). Ketiganya mengubah satu karakter atau lebih suatu frekuensi pembawa agar bisa menampilkan data biner.Data analog, sinyal digital: data analog, misalnya suara dan video, diubah ke bentuk digital agar mampu menggunakan fasilitas-fasilitas transmisi digital. Teknik yang paling sederhana adalah Pulse Code Modulation (PCM), yang melibatkan pengambilan sampel analog data secara periodik dan mengkuantisasi sampleData analog, sinyal analog: data analog dimodulasi oleh suatu frekuensi pembawa agar menghasilkan sinyal analog dalam band frekuensi yang berlainan, yang dapat digunakan pada sitem transmisi analog. Teknik dasar untuk ini adalah Amplitude

by : Jar & Ihsan RPL 2002 41 / 120

Modulation (AM), Frequency Modulation (FM), dan Phase Modulation (PM).

Di Bab sebelumnya sebuah perbedaan yang jelas dibuat di antara data analog dan data digital, serta sinyal analog dan sinyal digital. Gambar 3.11 memberi petunjuk bahwa salah satu bentuk data dapat diberi kode ke dalam salah satu bentuk sinyal.Gambar 5.1 adalah gambaran lain yang menegaskan proses yang terlibat. Untuk pensinyalan digital, suatu sumber data g(t) yang dapat berupa digital maupun analog, diberi kode menjadi suatu sinyal digital x(t). Bentuk aktual dari x(t) tergantung pada teknik pengkodean serta pilihan untuk mengoptimalkan media transmisi yang digunakan. Sebagai contoh, pengkodean dapat dipilih apakah untuk melindungi bandwidth atau untuk mengurangi kesalahan.Dasar pensinyalan analog adalah sinyal frekuensi-konstan kontinu yang disebut sebagai pembawa sinyal. Frekuensi dan sinyal pembawa dipilih agar sesuai dengan media transmisi yang sedang digunakan. Data ditransmisikan dengan menggunakan sinyal pembawa melalui modulasi. Modulasi adalah proses pengkodean data sumber menjadi sinyal pembawa dengan frekuensi f Semua teknik modulasi melibatkan operasi pada satu atau lebih tri-parameter Frequency-Domain yang mendasar,yaitu: amplitudo, frekuensi, dan fase.Sinyal input m(t) bisa berupa analog ataupun digital dan disebut sinyal pemodulasi atau sinyal baseband. Hasil dari memodulasi sinyal pembawa disebut sinyal termodulasi s(t). Sebagaimana yang ditunjukkan dalam gambar 5.1b, s(t) adalah sinyal bandlimited (bandpass). Lokasi bandwidth pada spektrum berkaitan dengan fc dan biasanya berpusat pada fc. Jadi, bentuk aktual pengkodean dipilih untuk mengoptimalkan beberapa karakteristik transmisi.

by : Jar & Ihsan RPL 2002 42 / 120

(b) Modulasi ke dalam bentuk sinyal analog

Masing-masing dari keempat kombinasi yang ditunjukkan dalam gambar 5.1 telah dipergunakan secara luas. Alasan pemilihan suatu kombinasi tertentu untuk beberapa tugas komunikasi amatlah beragam. Kita tampilkan disini beberapa alasan yang pantas:

Data digital, sinyal digital: Umumnya, peralatan untuk merubah kode data digital menjadi sebuah sinyal digital tidak terlalu kompleks dan tidak terlalu mahal dibanding peralatan modulasi digital-ke-analog.Data analog, sinyal digital: Perubahan data analog ke bentuk digital memungkinkan penggunaan peralatan transmisi digital dan peralatan switching modern. Keuntungan pendekatan digital akan dibahas garis besarnya di Bagian 3.2.Data digital, sinyal analog: Beberapa media transmisi, seperti serat optik dan media unguided, hanya akan menyebarkan sinyal-sinyal analog.Data analog, sinyal analog: data analog dalam bentuk elektrik dapat ditransmisikan sebagai sinyal baseband dengan mudah dan murah. Hal ini dilakukan dengan transmisi suara melalui jalur derajat-suara. Satu penggunaan modulasi yang umum dilakukan adalah dengan mengalihkan bandwidth sinyal baseband ke bagian lain dari spektrum. Dengan cara ini, sinyal multipel, dimana masing-masing berada pada posisi yang berlainan pada spektrum, dapat membagi media transmisi yang sama. Ini disebut sebagai Frequency-Division Multiplexing.

Sekarang kita mengamati teknik-teknik yang terlibat dalam setiap kombinasi ini lalu beralih ke spektrum penyebaran yang dibagi kedalam beberapa kategori.

4.1 DATA DIGITAL, SINYAL-SINYAL DIGITAL

Suatu sinyal digital merupakan deretan pulsa voltase terputus-putus yang berlainan dan masing-masing memiliki ciri-ciri tersendiri. Setiap pulsa merupakan sebuah elemen sinyal. Data biner ditransmisikan melalui pengkodean setiap bit data ke dalam elemen-elemen sinyal. Gambar 3.13 menampilkan sebuah contoh, di mana biner 0 ditunjukkan me] alui level voltase yang lebih rendah dan biner 1 melalui level voltase yang lebih tinggi. Dalam bab ini kita tunjukkan pula penggunaan berbagai skema-skema pengkodean yang lain.Pertama, kita menentukan beberapa hal. Bila semua elemen-elemen sinyal memiliki tanda yang sama (yaitu, semua positif atau negatif), kemudian sinyal ini disebut unipolar. Dalam pensinyalan polar, satu pernyataan logika ditampilkan melalui level voltase positif, dan yang

by : Jar & Ihsan RPL 2002 43 / 120

lainnya melalui level voltase negatif. Rate pensinyalan data suatu sinyal, (atau disebut rate data), adalah rate di mana data ditransmisikan, ditunjukkan dalam bit per detik. Durasi atau panjang bit adalah jumlah waktu yang diambil transmitter untuk memancarkan bit; untuk rate data R, durasi bit adalah 1 /R. Sebaliknya, rate modulasi adalah rate dimana level sinyal berubah. Hal ini tergantung pada sifat pengkodean digital, seperti yang akan dijelaskan nanti. Rate modulasi dinyatakan dalam baud, yang berarti elemen-elemen sinyal per detik. Terakhir, istilah mark dan space, karena alasan historis, menunjuk pada digit biner 1 dan 0. Tabel 5.1 menampilkan ringkasan istilah-istilah kunci; yang nantinya akan semakin jelas bila kita melihat pada contoh-contoh berikutnya di bagian ini.Tugas-tugas yang dilibatkan dalam mengartikan sinyal-sinyal digital pada receiver dapat diringkas lagi dengan menunjuk pada gambar 3.13. Pertama, receiver harus mengetahui pewaktuan setiap bit. Maksudnya, receiver harus mengetahui dengan tepat saat suatu bit berawal dan berakhir. Kedua, receiver harus menentukan apakah level sinyal untuk masingmasing posisi bit itu tinggi (1) atau rendah (0). Pada gambar 3.13, tugas ini ditampilkan melalui pengambilan sampel masing-masing posisi bit di tengah-tengah interval dan membandingkan nilai tersebut dengan permulaan. Kemungkinan akan muncul error yang disebabkan karena derau dan gangguan-gangguan yang lain, seperti yang telah ditunjukkan.

Tabel 5.2

Nonreturn to Zero-Level (NRZ-L) 0 = level tertinggi1 = level terrendah

Nonreturn to Zero-Inverted (NRZ-I)0 = tanpa transisi pada permulaan interval (satu bit waktu)

by : Jar & Ihsan RPL 2002 44 / 120

1 = transisi pada permulaan interval Bipolar

Bipolar-AMI0 = tanpa sinyal pada jalur1 = level positif atau negatif, alternatif untuk satu yang berturut-turut

Pseudoternary0 = level positif atau negatif, alternatif untuk nol yang berturut-turut 1 = tanpa sinyal pada jalur

Manchester0 = transisi dari tinggi ke rendah di pertengahan interval 1 = transisi dari rendah ke tinggi di pertengahan interval

Diferensial Manchesterselalu terdapat transisi di pertengahan interval 0 = transisi dipermulaan interval 1 = tidak ada transisi di permulaan interval

B8ZSsama sebagai Bipolar AMI, kecuali bila suatu deretan nol delapan digantikan oleh dua deretan dari kode penyimpangan

HDB3sama sebagai Bipolar AMI, kecuali bila suatu deretan nol empat digantikan oleh satu deretan kode penyimpangan

Apa faktor-faktor yang menentukan kesuksesan receiver dalam mengartikan sinyal yang datang? Kita lihat di Bab sebelumnya, di mana terdapat tiga faktor terpenting, yaitu: perbandingan sinyal terhadap derau (atau, lebih baik Eb/No), rate data, dan bandwidth. Dengan faktorfaktor lain yang tetap konstan, pernyataan-pernyataan berikut ini ada benarnya:

Rate data meningkat berarti akan meningkatkan rate error bit (BER)1) SNR meningkat berarti akan mengurangi rate error bit.Bandwidth meningkat membuat rate data meningkat.

by : Jar & Ihsan RPL 2002 45 / 120

Gambar 5.2 Format-format Pengkodean Sinyal Digital4.2 DATA DIGITAL, SINYAL-SINYAL ANALOG

Sekarang kita kembali ke kasus pentransmisian data digital menggunakan sinyal-sinyal analog. Yang paling sering dilakukan adalah dengan mentransmisikan data digital melalui jaringan telepon umum. Jaringan telepon dirancang untuk menerima, mengalihkan, dan mentransmisikan sinyal-sinyal analog dengan rentang frekuensi suara berkisar 300 sampai 3400 Hz. Ini sangat sesuai untuk menangani sinyal-sinyal digital dari lokasi pelanggan (meskipun hal ini mulai berubah). Jadi perangkat-perangkat digital yang dipasang ke jaringan melalui sebuah modem (modulator-demodulator), dapat mengubah data digital ke sinyalsinyal analog.Untuk jaringan telepon, digunakan modem-modem yang menghasilkan sinyal-sinyal dalam rentang frekuensi suara. Teknik-teknik dasar yang sama digunakan untuk modem yang menghasilkan sinyal-sinyal pada fekuensi yang lebih tinggi (misalnya, gelombangmikro). Bagian ini memperkenalkan teknik-teknik ini dan menyajikan pembahasan singkat mengenai karakteristik-karakteristik kinerja pendekatan-pendekatan alternatif. Teknik-Teknik PengkodeanKita sebutkan bahwa modulasi dipengaruhi oleh satu atau lebih dari tiga karakteristik sinyal pembawa, yaitu: amplitudo, frekuensi, dan fase. Jadi, terdapat tiga dasar pengkodean atau teknik modulasi untuk mentransformasikan data digital menjadi sinyal-sinyal analog, seperti yang diilustrasikan di Gambar 5.7.

Amplitude-shift keying (ASK)Frequency-shift keying (FSK)Phase-shift keying (PSK)

by : Jar & Ihsan RPL 2002 46 / 120

Gambar 5.7 Modulasi Sinyal

Analog untuk Data Digital

Pada ASK, dua nilai biner dilambangkan dua amplitudo berbeda dari frekuensi sinyal pembawa. Umumnya, salah satu dari amplitudo adalah nol; yaitu, satu digit biner yang ditunjukkan melalui keberadaan sinyal pada amplitudo yang konstan dari suatu sinyal pembawa, sedangkan yang lain melalui ketidakadaan sinyal pembawa. Sinyal yang dihasilkan adalah

4.3 DATA ANALOG, SINYAL-SINYAL DIGITAL

Di bagian ini, kita mengamati proses mentransformasikan data analog menjadi sinyal-sinyal digital. Atau lebih tepatnya sebagai suatu proses mengubah data analog menjadi data digital; proses ini disebut Digitalisasi. Bila data analog diubah menjadi data digital, maka akan terjadi banyak hal, di antaranya yang paling umum adalah:

Data digital dapat ditansmisikan mengunakan NRZ-L. dalam hal ini, kita langsung beranjak dari data analog ke sinyal digital.Data digital dapat ditandai sebagai sinyal digital dengan menggunakan kode lain selain NRZ-L. sehingga diperlukan satu langkah tambahan.Data digital dapat diubah menjadi suatu sinyal analog, dengan menggunakan salah satu teknik modulasi yang dibahas di bagian 5.2.

Yang terakhir ini, meski nampak aneh, prosedur yang digunakan adalah seperti yang diilustrasikan di Gambar 5.9, yang menunjukkan data suara dalam bentuk digital yang kemudian diubah menjadi sinyal-sinyal ASK analog. Hal ini memungkinkan transmisi digital dengan sifat yang sama dengan yang ditetapkan di Bab sebelumnya. Data suara, karena sudah didigitalkan, maka dianggap sebagai data digital, meskipun syarat-syarat transmisi (misalnya, penggunaan gelombang mikro) menyatakan bahwa sebuah sinyal analog bisa dipergunakan.Perangkat yang dipergunakan untuk mengubah data analog menjadi bentuk digital, dan melindungi data analog yang asli dari

by : Jar & Ihsan RPL 2002 47 / 120

kondisi digital (the digital), disebut sebagai Kodek (koder-dekoder). Di bagian ini kita mengamati dua teknik utama yang digunakan dalam Kodek, modulasi kode pulsa, dan modulasi delta. Bagian ini ditutup dengan pembahasan mengenai perbandingan kinerja.

Modulasi Kode Pulsa (Pulse Code Modulation)

Pulse Code Modulation (PCM) didasarkan atas teori sampling, yang menyatakan:

Bila suatu sinyal f(t) disampel pada waktu interval teratur dan pada rate yang lebih tinggi dua kali dibanding frekuensi sinyal tertinggi, maka sampel tersebut memuat segala informasi dari sinyal yang asli. Fungsi f(t) bisa direkonstruksi dari sampel-sampel ini dengan penggunaan Penyaring Lolos Rendah (low-pass filter)

Delta Modulation(DM)

Berbagai jenis teknik telah digunakan untuk meningkatkan kinerja PCM atau untuk mengurangi kerumitannya. Alternatif lain selain PCM yang paling populer adalah delta modulation (DM). Dengan DM/delta modulation, suatu input analog didekati melalui fungsi tangga yang bergerak naik turun dengan satu level quantisasi () pada setiap interval sampling (Ts). Contoh mengenai hal itu ditunjukkan dalam Gambar 5.13, di mana fungsi tangga berhimpit pada bentuk gelombang analog yang ash. Karakteristik terpenting untuk fungsi tangga ini adalah jalannya yang mirip biner. Pada setiap waktu pengambilan sampel, fungsi bergerak naik turun sebesar sehingga, output dari proses modulasi delta dapat ditampilkan sebagai suatu digit biner tunggal untuk setiap sampel. Pada dasarnya, aliran bit lebih dihasilkan oleh pendekatan derivatif sinyal analog dari amplitudonya: A1 dibangkitkan bila fungsi tangga menaik sepanjang interval; sedangkan 0 dibangkitkan dengan cara sebaliknya.

4.4 DATA ANALOG, SINYAL-SINYAL ANALOG

Modulasi didefinisikan sebagai proses menggabungkan suatu sinyal input m(t) dengan sinyal pembawa pada frekuensi fc agar menghasilkan sebuah sinyal s(t) yang bandwidth-nya dipusatkan ditengah-tengah fc. Untuk data digital, keperluan modulasi harus jelas. Bila hanya tersedia fasilitas transmisi analog, modulasi diperlukan untuk mengubah data digital menjadi bentuk analog. Tujuan penggunaaan modulasi tersebut menjadi kurang jelas bila data-nya sudah berbentuk analog. Setelah itu, barulah sinyal-sinyal suara ditransmisikan melalui saluran telepon di spektrum aslinya

by : Jar & Ihsan RPL 2002 48 / 120

(menunjuk pada transmisi baseband). Terdapat dua alasan utama untuk modulasi analog dari sinyal-sinyal analog, yakni

Diperlukan frekuensi yang lebih tinggi agar transmisi yang dilakukan lebih efektif. Untuk transmisi unguided, kelihatan tidaklah mungkin untuk mentransmisikan sinyalsinyal baseband; karena diperlukan antena-antena yang memiliki diameter beberapa kilometer.Modulasi membolehkan frequency-division multiplexing, teknik yang sangat penting yang akan dibahas secara terperinci di Bab berikutnya.

Di bagian ini, kita lihat teknik-teknik utama untuk memodulasi menggunakan data analog yaitu amplitude modulation (AM), frequency modulation (FM), serta phase modulation (PM). Sama seperti sebelumnya, ketiga karakteristik dasar suatu sinyal ini dipergunakan untuk modulasi.

Amplitudo Modulation

Amplitudo modulation (AM) adalah bentuk modulasi yang paling sederhana, dan dilukiskan pada Gambar 5.15. Secara matematis, prosesnya dinyatakan sebagai :

Di mana cos 27fct adalah pembawa sedangkan x(t) adalah sinyal input (data bawaan), keduanya dinormalkan dalam satuan amplitudo. Parameter na disebut sebagai indeks modulation, yaitu perbandingan amplitudo sinyal input terhadap pembawa.

Sudut Modulasi

FM dan PM merupakan kasus khusus mengenai sudut modulasi. Sinyal yang dimodulasikan dinyatakan sebagai

Untuk modulasi fase, fasenya sebanding dengan sinyal pemodulasi

Dimana np adalah indeks modulasi fasa.Untuk modulasi frekuensi, diperoleh dari fasa yang sebanding dengan modulasi sinyal.

dimana nf adalah indeks modulasi frekuensi

by : Jar & Ihsan RPL 2002 49 / 120

Bagi siapapun yang menginginkan penjelasan matematis yang lebih mendetail, amati penjelasan selanjutnya. Fase s(t) sebuah instant adalah hanya sebesar 2fct + (t). Selisih fase instant dari sinyal pembawa adalah 0(t). Pada PM, selisih fase instant sebanding dengan m(t). Karena frekuensi dapat ditetapkan sebagai rate perubahan fase sebuah sinyal, frekuensi instant dari s(t) adalah

Dan selisih frekuensi instant dari frekuensi pembawa adalah '(t) , yang dalam FM sebanding dengan m(t).

by : Jar & Ihsan RPL 2002 50 / 120

5Estimasi Penguasaan Materi 1 x Pertemuan

AntarmukaKomunikasi Data

Setelah menyelesaikan unit ini diharapkan mahasiswa :

1. Dapat mengenal media transmisi data guided2. Dapat memahami media transmisi data unguided

5.1 TRANSMISI SYHCHRONOUS DAN ASYHCHRONOUS

Transmisi suatu aliran bit dari satu perangkat ke perangkat yang lain sepanjang jalur transmisi melibatkan kerja sama dan kesesuaian antara kedua perangkat. Salah satu persyaratan terpenting untuk itu adalah sinkronisasi. Receiver harus mengetahui berapa rate pada posisi di mana bit tersebut yang diterima sehingga dapat memeriksa jalur pada interval reguler untuk menentukan nilai setiap bit yang diterima. Ada dua teknik yang paling umum digunakan untuk tujuan ini. Pada transmisi asynchronous, masing-masing karakter data diperlakukan secara terpisah. Setiap karakter dimulai dengan bit awal yang akan memberi tanda pada receiver bila sebuah karakter telah tiba. Receiver memeriksa setiap bit dalam karakter dan kemudian mencari permulaan karakter berikutnya. Teknik ini tidak berhasil baik untuk blok data yang panjang karena detak pada receiver kemungkinan tidak sinkron dengan detak pada transmitter. Bagaimanapun juga, mengirim data dalam blok besar tentunya lebih efisien daripada mengirim data per karakter pada satuan waktu tertentu. Untuk blok yang besar, digunakan transmisi synchronous. Masing-masing blok data dibentuk dalam bentuk frame yang mencakup tanda permulaan dan tanda terakhir. Beberapa bentuk sinkronisasi, misalnya penggunaan pengkodean Manchester juga dimanfaatkan dalam hal ini.Untuk sebuah perangkat yang dipergunakan untuk transmisi melalui suatu media, harus dipasang pada suatu alat yang disebut interface. Interface tidak hanya menentukan karakteristik-karakteristik sinyal namun juga menentukan

by : Jar & Ihsan RPL 2002 51 / 120

Ketiga bab sebelumnya menekankan pembahasan utamanya pada atribut transmisi data, seperti karakteristik-karakteristik sinyal data dan media transmisi, pengkodean sinyal, serta kinerja transmisi. Di unit ini, kita meng-alihkan perhatian kita pada Interface di antara perangkat komunikasi data serta sistem transmisi data. Untuk dua perangkat yang dihubungkan melalui sebuah media transmisi untuk memindah data, diperlukan suatu kerjasama tingkat tinggi. Biasanya, data ditransmisikan satu bit sekaligus di sepanjang media. Waktu (rate, durasi, jarak) bit-bit ini harus sama untuk transmitter dan receiver. Ada dua teknik yang biasa digunakan untuk mengontrol waktu, yakni asynchronous dan synchronous-dibahas secara terperinci di bagian 6.1. Berikutnya, bab ini menyajikan gambaran berbagai jenis konfigurasi saluran yang biasa dipergunakan. Terakhir, kita mengamati interface fisik antara perangkat pentransmisi data dan jalur transmisi. Biasanya, perangkat data digital tidak dipasang dan sinyal juga tidak melintasi media secara langsung. Karenanya, proses ini dihubungkan melalui suatu interface standar yang mampu, menyediakan kemampuan mengontrol interaksi antara perangkat pentransmisi/penerima dan jalur transmisi.

TRANSMISI SYNCHRONOUS DAN ASYNCHRONUS

Di unit ini, kita menekankan perhatian kita pada transmisi data seri; yakni di mana, data yang ditransfer lebih dari satu sinyal dibandingkan dengan sinyal pada saluran paralel,

sebagaimana yang biasa dilakukan dengan perangkat 1/O dan jalur sinyal komputer internal. Dengan transmisi seri, elemen-elemen pensinyalan dikirim sepanjang jalur sekaligus. Setiap elemen-elemen pensinyalan bisa berarti:

Kurang dari satu bit: Dalam hal ini, contohnya, dengan pengkodean Manchester.Satu bit: Contohnya, NRZ-L digital dan FSK analog.Lebih dari satu bit: Contohnya, QPSK.

Untuk menyederhanakan pembahasan selanjutnya, kita mengasumsikan satu bit per elemen pensinyalan kecuali bila yang sebaliknya yang dinyatakan. Pembahasan ini tidak secara langsung dipengaruhi oleh simplifikasi ini.Perhatikan gambar 3.13 di mana penerima data digital melibatkan pemeriksaan sinyal yang datang satu kali per bit waktu untuk menentukan nilai biner-nya. Salah satu kesulitan dalam menjalankan proses semacam itu adalah karena berbagai gangguan transmisi akan merusak sinyal sehingga kadang-kadang terjadi kesalahan. Problem ini terjadi dikarenakan adanya kesulitan dalam hal waktu. Pada dasarnya tidak ada masalah bagi receiver untuk memeriksa bit-bit yang datang sebagaimana mestinya, yang harus

by : Jar & Ihsan RPL 2002 52 / 120

diketahui adalah waktu kedatangan serta durasi dari setiap bit pada saat diterima.Seandainya, pengirim mentransmisikan suatu deretan bit-bit data. Pengirim memiliki sebuah detak yang menentukan waktu bit-bit yang ditransmisikan. Sebagai contoh, bila data ditransmisikan pada satu juta bit per detik (1 Mbps), maka satu bit akan ditransmisikan setiap 1 / 106 =1 mikrodetik (s), seperti yang tercatat pada detak pengirim. Biasanya, receiver akan berupaya memeriksa media di tengah-tengah waktu penerimaan bit. Receiver akan menghitung waktu sampel-sampel tersebut pada interval satu bit. Pada contoh tersebut, pemeriksaan akan terjadi setiap 1 s. Bila receiver menghitung waktu sampel-sampel berdasarkan atas detak miliknya sendiri, akan muncul masalah bila detak pada transmitter dan receiver tidak sama. Bila terdapat geseran sebesar 1 persen (detak pada receiver satu persen lebih cepat atau lebih lambat dibanding detak pada transmitter), maka pemeriksaan pertama menjadi 0,01 bit waktu (0,01 s) jauhnya dari pusat bit (pusat bit adalah 5 Ps mulai dari bit awal sampai bit terakhir). Setelah 50 sampel atau lebih, receiver kemungkinan mengalami kesalahan yang disebabkan karena pemeriksaan dilakukan pada waktu yang salah (50 x 0,1 = 5 s). Bila perbedaan waktu-nya lebih kecil, akan tetap terjadi kesalahan namun receiver akan mengambil tindakan lebih dulu dibanding transmitter, terlebih bila transmitter mengirimkan deretan bit yang cukup panjang dan bila memang tidak ada langkahlangkah yang diambil untuk mensinkronkan transmitter dan receiver.Transmisi AsynchronousAda dua pendekatan yang paling umum untuk mencapai sinkronisasi yang diharapkan. Pertama disebut transmisi asynchronous. Strategi dalam skema ini adalah menghindari prob-lem yang berkaitan dengan waktu dengan cara tidak mengirimkan deretan bit yang panjang dan tidak putus-putus. Jadi, data ditransmisikan satu karakter sekaligus, dimana setiap karakter panjangnya lima sampai delapan bit.') Waktu atau sinkronisasi harus dipertahankan hanya didalam setiap karakter; receiver memiliki peluang melakukan sinkronisasi pada permulaan setiap karakter baru.

Transmisi SynchronousDengan transmisi synchronous, suatu blok bit ditransmisikan dalam suatu deretan yang cukup mantap tanpa kode start dan stop. Panjang blok tersebut bisa terdiri dari bit-bit yang begitu banyak. Untuk mencegah ketidaksesuaian waktu di antara transmitter dan receiver, detak-nya dengan cara apapun harus dibuat sinkron. Salah satu kemungkinannya adalah dengan menyediakan sebuah jalur detak terpisah diantara transmitter dan receiver. Salah satu sisi (transmitter maupun receiver) mengatur jalur secara teratur dengan satu pulsa pendek per bit waktu. Sisi yang lain mengunakan pulsa

by : Jar & Ihsan RPL 2002 53 / 120

reguler ini sebagai detak. Teknik ini akan bekerja dengan baik untuk jarak pendek, namun untuk jarak yang lumayan panjang pulsa detak akan menjadi sasaran gangguan-gangguan yang sama seperti yang terjadi pada sinyal data, ditambah lagi dengan adanya kesalahan dalam hal waktu. Alternatif lain, dengan menyimpan informasi pewaktuan pada sinyal data. Untuk sinyal-sinyal digital, hal ini bisa diperoleh dengan pengkodean Manchester atau Manchester Diferensial. Sedangkan untuk sinyal-sinyal analog, terdapat sejumlah teknik yang dapat dipergunakan; misalnya, frekuensi

pembawa itu sendiri juga dapat dipergunakan untuk mensinkronkan receiver didasarkan atas fase fekuensi pembawa.Dengan transmisi synchronous, terdapat level sinkronisasi lain yang diperlukan, yang memungkinkan bagi receiver menentukan awal dan akhir suatu blok data. Untuk mencapai hal ini, setiap blok diawali dengan pola bit preamble dan biasanya diakhiri dengan pola bit postamble. Selain itu, bit-bit yang lain ditambahkan ke blok data yang membawa informasi kontrol yang dipergunakan dalam prosedur kontrol data link sebagaimana yang didiskusikan di akan datang. Data plus preamble, postamble, dan informasi kontrol disebut frame. Bentuk frame yang tepat tergantung pada prosedur kontrol data link apa yang berlaku.Gambar 6.2 menunjukkan, menurut istilah umum, bentuk frame khusus untuk transmisi synchronous. Biasanya, frame diawali dengan suatu preamble yang disebut flag, yang panjangnya delapan bit. Flag yang sama dipergunakan sebagai postamble. Receiver mencari pola flag untuk menandai permulaan frame. Ini diikuti dengan beberapa bit-bit kontrol, kemudian bit-bit data (panjangnya variabel untuk sebagian besar protokol), bit-bit kontrol lagi, dan terakhir flag diulang lagi.Untuk blok data yang cukup besar, transmisi synchronous jauh lebih efisien dibanding transmisi asynchronous. Transmisi asynchronous memerlukan tambahan 20 persen atau bahkan lebih Informasi kontrol, preamble, dan postamble dalam transmisi synchronous biasanya kurang dari 100 bit. Sebagai contoh, salah satu dari skema yang paling umum, HDLC (digambarkan di Bab 7), memuat 48 bit kontrol, preamble, dan postamble. Sehingga, untuk 1000 karakter blok data, masing-masing frame berisikan 48 bit tambahan dan 1000 x 8 = 8.000 bit data, sedangkan persentase kelebihannya hanya 48/8048 x 100% = 0,6%.

5.2 KONFIGURASI SALURAN

by : Jar & Ihsan RPL 2002 54 / 120

Gambar 6.2 Format Frame Svnchronous

Dua karakteristik yang membedakan berbagai konfigurasi penghubung data adalah topologi dan apakah penghubung tersebut half duplex atau full duplex.

TopologiTopologi penghubung data menunjuk pada susunan station secara fisik pada suatu media transmisi. Bila hanya terdapat dua station (misalnya, sebuah terminal dan satu komputer atau dua komputer) penghubungnya adalah dari ujung-ke-ujung. Bila terdapat lebih dari dua station, maka berupa topologi multipoin. Biasanya, penghubung multipoin dipergunakan bila station yang ada adalah sebuah komputer dan seperangkat terminal (station kedua). Saat ini, topologi multipoin banyak ditemukan di lingkup Local Area Network.Biasanya, topologi multipoin dimungkinkan bila terminal hanya melakukan transmisi dalam waktu yang singkat. Gambar 6.3 menunjukkan penjelasan kelebihan konfigurasi multipoin ini. Bila setiap terminal memiliki penghubung dari ujung-ke-ujung ke komputernya, maka komputer tersebut harus memiliki port I/O khusus untuk masing-masing terminal. juga terdapat penghubung transmisi yang terpisah dari komputer ke setiap terminal. Dalam konfigurasi multipoin, komputer hanya memerlukan port I/O tunggal dan penghubung transmisi tunggal yang bisa menghemat biaya.

Full Duplex dan Half DuplexPerpindahan data melalui jalur transmisi bisa diklasifikasikan sebagai full duplex atau half duplex. Dengan transmisi half duplex, hanya salah satu dari kedua stationt pada hubungan ujung-ke-ujung yang bisa melakukan transmisi saat itu juga. Model ini juga menunjuk pada two-way alternate, dimana dua station harus bergantian melakukan transmisi. Hal ini bisa diibaratkan dengan satu-jalur, dua-jembatan. Bentuk transmisi semacam ini Bering dipergunakan untuk interaksi terminal-ke-komputer. Sementara user memasuki dan mentransmisikan data, komputer host berhenti mengirim data ke terminal, karena bisa muncul di layar terminal dan menyebabkan kebingungan.Sedangkan untuk transmisi full-duplex, dua stationt secara simultan mengirim dan menerima satu sama lain. Sehingga model ini disebut juga two-way simultaneous dan bisa diibaratkan sebagai dua-jalur, dua-jembatan. Untuk perpindahan data dari komputer-kekomputer, bentuk transmisi ini lebih efisien dibanding transmisi half-duplex.Dengan pensinyalan digital, yang memerlukan transmisi guided, operasi full-duplex memerlukan dua path transmisi yang terpisah (misalnya, twisted pair), sedangkan operasi half-duplex hanya memerlukan satu jalur saja. Untuk pensinyalan analog, hal ini tergantungdari frekuensinya; bila station mentransmisi dan menerima data pada frekuensi yang sama, maka harus beroperasi dengan model half duplex untuk transmisi wireless, meskipun bisa juga beroperasi

by : Jar & Ihsan RPL 2002 55 / 120

dengan model full duplex untuk guided transmission menggunakan dua jalur transmisi yang terpisah. Bila station hanya mentransmisi data pada satu frekuensi dan menerima data pada frekuensi yang lain, bisa beroperasi dengan model full-duplex untuk transmisi wireless dan menggunakan model full-duplex dengan satu jalur tunggal untuk guided transmission.

Kenyataannya memang mungkin mentransmisikan ke kedua arah secara simultan pada satu jalur tunggal menggunakan suatu teknik yang disebut echo cancellation. Teknik pengolahan sinyal ini penjelasannya jauh melampaui yang dibahas di buku ini.

5.3 ANTARMUKA / PENGINTERFACEAN

Sebagian besar perangkat pengolahan data memiliki kemampuan transmisi data yang terbatas. Biasanya, mereka menghasilkan sinyal digital sederhana, seperti NRZ-L dan lintasan jarak yang terbatas. Akibatnya, jarang sekali untuk perangkat semacam itu (terminal, komputer) dihubungkan secara langsung dengan fasilitas transmisi atau jaringan. Gambaran yang lebih umum ditunjukkan pada gambar 6.4. Perangkat-perangkat yang kita bahas ini, termasuk terminal dan komputer, umumnya disebut sebagai Data Terminal Equipment (DTE). DTE memungkinkan penggunaan sistem

transmisi melalui penghubung data Circuit-Terminating Equipment

(DCE). Contoh untuk itu adalah MODEM.

Pada satu sisi, DCE bertanggung-jawab mentransmisi dan menerima bit-bit, satu sekaligus

dalam satu waktu, melalui sebuah media transmisi atau jaringan. Di sisi yang lain, DCE harus berinteraksi dengan DTE. Umumnya, hal ini membutuhkan pertukaran informasi kontrol dan data. Ini dilakukan melalui seperangkat kabel yang disebut rangkaian pertukaran.

by : Jar & Ihsan RPL 2002 56 / 120

Gambar 6.3 Konfigurasi

Terminal Komputer

Untuk skema ini, diperlukan tingkat kerjasama yang tinggi. Kedua DCE yang memindahkan sinyal melalui jaringan atau jalur transmisi harus saling mengerti satu sama lain. Maksudnya, receiver pada masing-masing DCE harus menggunakan skema pengkodean yang sama (misalnya, Manchester, PSK) serta rate data seperti halnya dengan transmitter. Selain itu, setiap pasangan DTE-DCE harus dirancang sedemikian rupa agar bisa berinteraksi dengan baik. Untuk mengurangi beban peralatan pengolahan data pada user atau pembuatnya, dikembangkan standar-standar yang menentukan sifat interface antara DTE dan DCE. Interface semacam itu memiliki empat karakteristik penting yakni:

MekanikElektrik Fungsional Prosedural

Karakteristik mekanik menyangkut hubungan fisik yang terjadi antara DTE dan DCE. Biasanya, rangkaian pertukaran sinyal dan kontrol dibundel di dalam sebuah kabel dengan suatu konektor terminator, male atau female, pada setiap ujungnya. DTE dan DCE harus menggunakan konektor dengan jenis yang berlainan pada salah satu ujung kabel, karena mempengaruhi koneksinya secara fisik. Situasinya sama dengan daya listrik untuk perumahan-perumahan. Daya diperoleh melalui stop kontak, dan perangkat yang dihubungkan harus memiliki konektor male yang tepat (dua-pronged, dua-pronged yang dipolarisasikan, atau tiga-pronged) yang sesuai dengan stop kontak.Karakteristik elektrik harus dilakukan dengan level voltase dan waktu perubahan voltase. Baik DTE maupun DCE harus menggunakan kode yang sama (misalnya, NRZ-L) serta mengunakan level voltase dan durasi elemen-elemen sinyal yang sama. Karakteristik ini menentukan rate data dan jarak yang bisa dicapai.Karakteristik fungsional menentukan fungsi yang ditunjukkan melalui pene-tapan arti untuk setiap rangkaian pertukaran. Fungsi-fungsi tersebut diklasifikasikan kedalam beberapa kategori data, kontrol, waktu, dan ground.

by : Jar & Ihsan RPL 2002 57 / 120

Karakteristik prosedural menentukan urutan kejadian dalam mentransmisikan data, didasarkan atas karakteristik fungsional interface.

Berbagai jenis standar untuk penginterfacean sudah tersedia. Bagian ini menyajikan dua diantaranya yang terpenting, yakni: V.24/EIA-232-F dan ISDN Interface fisik

by : Jar & Ihsan RPL 2002 58 / 120

6

Estimasi Penguasaan Materi 1 x Pertemuan

Data LinkKontrol

Setelah menyelesaikan unit ini diharapkan mahasiswa :

1. Dapat mengenal media flow kontrol2. Dapat memahami pendeteksian kesalahan3. Dapat memahami pengontrolan kesalahan4. Dapat mengerti High Level Data Link Kontrol5. Dapat mengenal protokol data link kontrol yang lain

6.1 FLOW KONTROL

Karena kemungkinan bisa terjadi kesalahan pada transmisi, serta karena receiver data perlu mengatur rate terhadap data yang diterimanya, teknik sinkronisasi dan interfacing saja tidak cukup. Oleh karena itu perlu untuk membuat lapisan kontrol pada setiap perangkat komunikasi yang menyediakan fungsi seperti flow control, pendeteksian kesalahan, dan kontrol kesalahan. Lapisan kontrol ini disebut data link control protocol.Flow control memungkinkan receiver mengatur arus data dari pengirim sehingga buffer pada receiver tidak sepenuhnya terpakai.Pendeteksian kesalahan ditunjukkan melalui penghitungan kode pendeteksian kesalahan yang merupakan fungsi bit-bit yang sedang ditransmisikan. Kode ini disertakan pada bit-bit data yang ditransmisikan. Receiver menghitung kode berdasarkan atas bit-bit yang masuk dan membandingkannya dengan kode yang datang untuk mengecek adanya kesalahan.Pada protocol data link control, error control diperoleh melalui pentransmisian ulang (retransmisi) frame-frame yang rusak yang tidak dibalas atau bila ada yang mengajukan permintaan transmisi ulang semacam itu.

Sejauh ini pembahasan kita berkaitan dengan pengiriman sinyal-sinyal melalui suatu jalur transmisi. Untuk komunikasi digital data efektif, masih banyak yang diperlukan untuk mengontrol dan

by : Jar & Ihsan RPL 2002 59 / 120

menangani proses pertukaran. Di bab ini, kita menekankan perhatian kita pada pengiriman data melalui jalur komunikasi data. Untuk memperoleh kontrol yang diperlukan, ditambahkan lapisan logik di atas penginterfacean fisik yang dibahas di unit 5; logik ini menunjuk pada data link control atau protocol data link control. Bila suatu data link control dipergunakan, media transmisi antar sistem menunjuk pada data link.Untuk melihat lebih jauh akan perlunya data link control, kita mendaftar beberapa persyaratan dan tujuan komunikasi data efektif diantara dua station pentransmisi dan penerima yang dihubungkan secara langsung, yakni:

Sinkronisasi Frame: Data dikirim dalam bentuk blok-blok yang disebut frame. Permulaan dan ujung setiap frame harus nampak jelas. Secara singkat kita melengkapi topik ini dengan pembahasan mengenai sinkronisasi frame (gambar 6.2).Flow control: Station pengirim tidak harus mengirim frame pada rate yang lebih cepat dibanding setasiun penerima yang dapat menyerap frame-frame tersebut. Pengkontrolan Kesalahan: Kesalahan-kesalahan bit diakibatkan oleh sistem transmisi yang harus diperbaiki.Pengalamatan: Pada jalur multipoin, seperti Local Area Network (LAN), identitas dua station yang berkomunikasi harus ditentukan dengan jelas.Kontrol dan data pada jalur yang sama: Biasanya tidak diharapkan memiliki jalur komunikasi yang terpisah secara fisik untuk mengontrol informasi. Karenanya, receiver harus mampu membedakan informasi kontrol dari data yang sedang ditransmisikan.Manajemen jalur: Permulaan, pemeliharaan, dan penghentian pertukaran data memerlukan koordinasi dan kerjasama yang baik di antara station. Karena itu diperlukan suatu prosedur manajemen untuk pertukaran ini.

Tidak satupun dari ketentuan-ketentuan tersebut yang mampu dipenuhi oleh teknikteknik penginterfacesan fisik seperti yang dijelaskan di Unit 5. Akan kita lihat lebih jauh di bab ini mengenai protocol data link yang bisa memenuhi ketentuan-ketentuan di atas ternyata merupakan hal yang sangat kompleks. Kita lihat dengan mengamati tiga mekanisme kunci yang menjadi bagian dari data link control: flow control, pendeteksian kesalahan, dan kontrol kesalahan. Mengikuti latar belakang ini, kita lihat contoh yang penting dari suatu protocol data link control: HDLC (High-level Data Link Control). Protocol ini penting karena dua alasan: Pertama, karena merupakan data link control yang sudah distandarkan dan dipergunakan secara luas. Kedua, HDLC bertindak sebagai basis dari mana semua protocol data link control lainnya yang penting diperoleh secara virtual. Di bab ini juga akan diberikan penjelasan mendetail mengenai HDLC, demikian pula dengan protocol-protocol

by : Jar & Ihsan RPL 2002 60 / 120

lain juga akan diuraikan dengan singkat. Terakhir, lampiran untuk bab ini menunjukkan beberapa kinerja yang berkaitan dengan data link control.

FLOW CONTROLFlow Control adalah teknik untuk memastikan bahwa entitas pentransmisi tidak membanjiri entitas penerima dengan data. Entitas penerima biasanya mengalokasikan penyangga data dengan panjang maksimum untuk transfer. Bila data diterima, receiver harus melakukan beberapa kegiatan pengolahan tertentu sebelum menyalurkan data ke software yang level-nya lebih tinggi. Bila tidak ada flow control, penyangga receiver akan meluap selagi mengolah data yang lama.Untuk memulai, kita mengamati mekanisme flow control tanpa ada kesalahan. Model yang akan kita gunakan berupa diagram deretan waktuvertikal. Yang memiliki kelebihan karena menunjukkan ketergantungan terhadap waktu dan menggambarkan hubungan pengiriman-penerimaan yang benar. Masing-masing anak panah menunjukkan frame tunggal yang membawa data link diantara dua setasiun. Data dikirim dalam deretan frame, dimana masing-masing frame berisikan bagian-bagian dari data serta beberapa kontrol informasi. Waktu yang dipergunakan station untuk memancarkan seluruh bit dari frame ke media disebut waktu transmisi; waktu ini sebanding dengan panjang frame. Waktu perambatan adalah waktu yang diambil bit untuk melintasi jalur diantara sumber dan tujuan. Saat ini, kita mengasumsikan bahwa keseluruhan frame yang ditransmisikan bisa diterima dengan baik; dalam arti tidak ada frame yang hilang serta tidak ada yang datang dalam keadaan kesalahan. Selanjutnya, masing-masing frame yang ditransmisikan mengalami beberapa perubahan dan sejumlah penundaan sebelum mencapai penerima.

6.2 PENDETEKSIAN KESALAHAN

Pada bab sebelumnya, kita bicara tentang gangguan transmisi serta efek rate data, dan rasio sinyal-terhadap-derau pada rate kesalahan bit. Dengan mengabaikan desain sistem transmisi, akan terjadi kesalahan yang disebabkan karena perubahan satu bit atau lebih dalam frame yang transmisikan.Sekarang kita menetapkan probabilitas-probabilitas berikut dengan memper-hatikan kesalahan yang terjadi pada frame-frame yang ditransmisikan:

Pb: Probabilitas kesalahan bit tunggal, disebut juga dengan the bit kesalahan rate (BER).P1: Probabilitas di mana frame tiba tanpa kesalahan bit.

by : Jar & Ihsan RPL 2002 61 / 120

P2: Probabilitas di mana frame tiba dengan satu atau lebih kesalahan bit yang tak terdeteksi. P3: Probabilitas di mana frame tiba dengan satu atau lebih kesalahan bit yang terdeteksi namun tanpa kesalahan bit yang tak terdeteksi.

Pertama-tama amati kasus saat tidak ada cara yang diambil untuk mendeteksi kesalahan. Maka probabilitas kesalahan yang terdeteksi (P) menjadi nol. Untuk menyatakan probabilitas yang tersisa, asumsikan probabilitas dimana bit-bit tersebut yang mengalami kesalahan (Pb), konstan dan bebas untuk masing-masing bit. Maka kita dapat :

dimana F adalah jumlah bit per frame. Maksudnya, probabilitas di mana sebuah frame tiba tanpa penurunan kesalahan bit bila probabilitas kesalahan bit tunggal meningkat, seperti yang diharapkan. Selain itu, probabilitas di mana sebuah frame tiba tanpa penurunan kesalahan apabila dengan panjang frame juga meningkat; semakin panjang frame, semakin banyak bit yang dimiliki dan semakin tinggi probabilitas kesalahannya.Kita ambil satu contoh sederhana untuk menggambarkan keterkaitan ini. Suatu tujuan yang ditetapkan untuk koneksi ISDN adalah BER pada canel 64-kbps harus kurang dari 10 -6 pada sedikitnya 90 persen dari interval 1 menit yang diamati. Anggap saja sekarang kita memiliki persyaratan yang lebih sederhana yang berada pada rata-rata satu frame dengan kesalahan bit tak terdeteksi yang bisa terjadi per hari pada canel 64 kbps yang dipergunakan terus-menerus. Selain kita asumsikan pula panjang frame sebesar 1000 bit. Jumlah frame yang dapat ditransmisikan dalam sehari bisa mencapai 5,529 x 106, yang menghasilkan rate kesalahan frame yang diharapkan sebesar P2 =1 / (5,529 x 106) = 0,18 x 10-6 Namun bila kita mengasumsikan nilai Pb sebesar 10-6, maka P1 = (0,999999)1000 = 0,9999 dan karenanya P2 = 10-3, yang kira-kira tiga orde dari magnituda terlalu besar untuk memenuhi persyaratan ini.Ini merupakan hasil yang mendorong penggunaan teknik-teknik pendeteksian kesalahan. Seluruh teknik ini beroperasi menurut prinsip berikut (gambar 7.5). Untuk frame bit tertentu, tambahan bit yang merupakan suatu kode pendeteksian kesalahan ditambahkan oleh transmitter. Kode ini dihitung sebagai fungsi dari bit-bit yang ditransmisikan lainnya. Receiver menunjukkan kalkulasi yang sama dan membandingkan dua hasilnya. Kesalahan yang terdeteksi terjadi bila dan hanya bila terdapat ketidaksamaan. Sehingga P3 adalah probabilitas bahwa frame berisi kesalahan dan bahwa skema pendeteksian kesalahan akan mendapati kenyataan itu. P2 juga disebut sebagai rate kesalahan tersisa dan merupakan probabilitas

by : Jar & Ihsan RPL 2002 62 / 120

yang berarti bahwa kesalahan akan menjadi tak terdeteksi walaupun skema pendeteksian kesalahan dipergunakan.

6.3 PENGONTROLAN KESALAHAN

Pengkontrolan kesalahan berkaitan dengan mekanisme untuk mendeteksi dan memperbaiki kesalahan yang terjadi pada pentransmisian frame. Model yang akan kita gunakan, yang juga mencakup kasus khusus, diilustrasikan dalam gambar 7.1b. Sebagaimana sebelumnya, data dikirim sebagai deretan frame; frame tiba sesuai dengan perintah yang sama saat dikirim; dan masing-masing frame yang ditransmisikan mengalami perubahan dan sejumlah variabel penundaan sebelum mencapai penerima. Selain itu, kita mengakui kemungkinan adanya dua jenis kesalahan, yakni:

Hilangnya frame: Frame gagal mencapai sisi yang lain. Sebagai contoh, derau yang kuat bisa merusak frame sampai pada tingkat dimana receiver tidak menyadari bahwa frame sudah ditransmisikan.Kerusakan frame: Frame diakui telah tiba, namun beberapa bit mengalami kesalahan (sudah berubah selama transmisi).

Teknik yang paling umum untuk mengontrol kesalahan didasarkan atas beberapa atau seluruh unsur berikut ini:

Pendeteksian kesalahan: Sama dengan yang dibahas pada bagian sebelumnya. Balasan positif: Tujuan mengembalikan balasan positif untuk frame bebas-kesalahan yang diterima dengan baik.Retransmisi setelah waktunya habis: Sumber melakukan

retransmisi frame yangbelum dibalas setelah beberapa saat tertentu.Balasan negatif dan retransmisi: Tujuan mengembalikan balasan

negatif kepada frame yang dideteksi mengalami kesalahan. Sumber melakukan retransmisi terhadap frame semacam itu.

by : Jar & Ihsan RPL 2002 63 / 120

Gambar 7.5 Pendeteksi Kesalahan

Secara bersama-sama, mekanisme ini semua disebut sebagai Automatic Repeat Request (ARQ); efek ARQ ini adalah mengubah jalur data yang tidak andal menjadi andal. Tiga versi ARQ yang sudah distandarisasikan adalah:

Stop-and-wait ARQGo-back-N ARQSelective-reject ARQ

6.4 HIGH-LEVEL DATA LINK CONTROL (HDLG)

Protocol data link control yang paling penting adalah HDLC (ISO 3009, ISO 4335). HDLC tidak hanya sudah umum dipergunakan namun juga menjadi asas untuk berbagai protocol data link control terpenting lainnya, yang menggunakan format dan mekanisme yang sama seperti yang digunakan dalam HDLC. Selanjutnya, dalam bagian kita menyajikan pembahasan yang lebih mendetail mengenai HDLC. Sedangkan bagian 7.5 menelusuri protocol-protocol yang masih berkaitan.

Karakteristik DasarUntuk memenuhi berbagai macam aplikasi, HDLC menetapkan tiga jenis station, dua konfigurasi, serta tiga model operasi pengalihan data. Ketiga jenis station tersebut adalah sebagai berikut:

Station Primer: Bertanggung-jawab mengontrol operasi jalur. Frame-frame dikeluarkan oleh primary yang disebut perintah.Station Sekunder: Beroperasi dibawah kendali station primer. Frame-frame dikeluarkan sekunder yang disebut respons. Primer mempertahankan jalur logik yang terpisah dengan setiap station sekunder pada jalur.Station Gabungan: Mengkombinasikan bentuk primer dan sekunder. Station gabungan bisa mengeluarkan perintah dan respon.

Konfigurasi jalur berupa:

Konfigurasi tidak seimbang: Terdiri dari satu station primer dan satu atau lebih station sekunder, serta mendukung baik transmisi full-duplex maupun half-duplex. Konfigurasi seimbang: Terdiri dari dua station gabungan, serta mendukung transmisi full-duplex maupun half-duplex.

Sedangkan mode transfer data berupa:

by : Jar & Ihsan RPL 2002 64 / 120

Normal response mode (NRM): Digunakan dengan konfigurasi. Primer tidak seimbang mengawali data transfer menuju secondary, namun sekunder hanya mentransmisikan data dalam bentuk respon sampai perintah dari primer saja.Asynchronous Balanced Mode (ABM): Digunakan dengan konfigurasi seimbang. Salah satu stationt gabungan dapat mengawali transmisi tanpa perlu ijin dari salah satu stationt gabungan lainnya.Asynchronous Response Mode (ARM): Digunakan dengan konfigurasi tidak seimbang. Secondary dapat mengawali transmisi tanpa perlu ijin yang jelas dari primer. Primer masih tetap bertanggung-jawab terhadap jalur, termasuk inisialisasi, perbaikan kesalahan, serta diskoneksi logik.

NRM dipergunakan pada jalur multititik, dimana sejumlah terminal dihubungkan ke komputer host. Komputer menanyai setiap terminal untuk dipergunakan sebagai masukan. NRM kadang-kadang juga dipergunakan pada jalur ujung-ke-ujung, utamanya bila jalur menghubungkan sebuah terminal atau periferal lainnya dengan sebuah komputer. ABM merupakan mode yang paling banyak dipergunakan dibanding mode-mode lainnya: karena membuat penggunaan jalur ujung-ke-ujung full-duplex menjadi lebih efisien sebab tidak memerlukan overhead. Sedangkan ARM jarang digunakan: karena hanya bisa diaplikasikan untuk keadaan-keadaan tertentu dimana sekundar perlu mengawali transmisi.

6.5 PROTOCOL DATA LINK CONTROL LAINNYA

Sebagai tambahan untuk HDLC, terdapat sejumlah protocol data link control penting lainnya. Gambar 7.13 menyajikan ilustrasi mengenai format-format frame, sedangkan bagian ini memberi ulasan sekilas.

LAPBLAPB (Link Access Procedure Balance) dikeluarkan oleh ITU-T sebagai bagian dari standar interface jaringan packet-switching X.25. Ini merupakan subbagian dari HDLC yang hanya menyajikan asynchronous balanced mode (ABM); serta dirancang untuk jalur ujung-ke-ujung antara sistem pengguna dan simpul jaringan packet-switching. Format frame-nya sama dengan format frame HDLC.

LAPDLAPD (Link Access Procedure, D-Channel) dikeluarkan oleh ITU-T sebagai bagian dari susunan rekomendasi untuk ISDN (Integrated Services Digital Network). LAPD menyajikan kontrol data link sepanjang canel D, yang merupakan canel logik pada interface ISDN-user. Terdapat beberapa perbedaan mendasar antara LAPD

by : Jar & Ihsan RPL 2002 65 / 120

dan HDLC. Sama seperti LAPB, LAPD dibatasi untuk ABM. LAPD selalu menggunakan nomor urut 7-bit; sedangkan nomor 3-bit tidak dibiarkan. FCS untuk LAPD selalu CRC 16-bit. Terakhir, bidang alamat untuk LAPD adalah bidang 16-bit yang sebenarnya berisikan dua subalamat: satu dipergunakan untuk menentukan salah satu perangkat multiple yang mendukung yaitu: di sisi pengguna, sedangkan yang lain dipergunakan untuk menentukan salah satu pengguna logik yang ada dari LAPD di interface pengguna.

Logical Link control (LLC)LLC merupakan bagian dari kelompok standar IEEE 802 untuk mengontrol operasi pada Local Area Network (LAN). LLC tidak memiliki beberapa bentuk seperti yang ditemukan dalam HDLC namun memiliki bentuk-bentuk yang tidak ada pada HDLC. Perbedaan yang paling jelas antara LLC dan HDLC adalah dalam hal format frame. Fungsi kontrol jalur dalam LLC dibagi bagi antara dua lapisan, yakni: lapisan Medium Access Control (MAC) dan lapisan LLC, yang beroperasi pada bagian atas lapisan MAC.Gambar 7.13c menunjukkan struktur kombinasi frame MAC/ LLC; bagian yang diarsir berhubungan dengan bidang yang dihasilkan pada lapisan LLC, sedangkan bagian yang tidak diarsir merupakan header dan gandengan frame MAC. Lapisan MAC meliputi alamat sumber dan tujuan untuk perangkat-perangkat yang dihubungkan ke LAN. Diperlukan dua alamat karena tidak ada konsep primer dan sekunder dalam lingkup LAN. Karenanya, baik

by : Jar & Ihsan RPL 2002 66 / 120

pengirim maupun penerima harus diidentifikasikan. Pendeteksian kesalahan dilakukan pada level MAC, menggunakan 32-bit CRC. Terakhir, terdapat bebe-rapa fungsi kontrol yang nampak ganjil pada kontrol akses media yang bisa dimasukkan dalam bidang kontrol MAC.

Secara operasional, LLC menawarkan tiga jenis layanan. The connection-mo-de service sama dengan ABM pada HDLC. Sedangkan dua layanan lainnya adalah : , unacknowledgment connectionless dan acknowledgment con-nectionless

by : Jar & Ihsan RPL 2002 67 / 120

7

Estimasi Penguasaan Materi 1 x Pertemuan

MultiplexingSetelah menyelesaikan unit ini diharapkan mahasiswa :

1. Dapat memahami Frequency-Division Multiplexing2. Dapat memahami Synchronous Time Division Multiplexing3. Dapat memahami Asymetric Digital Subscriber Line4. Dapat mengerti xDSL

7.1 FREQUENCY-DIVISION MULTIPLEXING

Agar penggunaan saluran telekomunikasi menjadi lebih efisien lagi, dipergunakan beberapa bentuk multiplexing. Multiplexing memungkinkan beberapa sumber transmisi membagi kapasitas transmisi menjadi lebih besar. Dua bentuk yang paling umum dari multiplexing adalah Frequency-Division Multiplexing (FDM) dan Time Division Multiplexing (TDM). Frequency-Division Multiplexing bisa dipergunakan bersama-sama dengan sinyal-sinyal analog. Sejumlah sinyal secara simultan dibawa menuju media yang sama dengan cara mengalokasikan band frekuensi yang berlainan kemasing-masing sinyal. Diperlukan peralatan modulasi untuk memindah setiap sinyal ke band frekuensi yang diperlukan, sedangkan peralatan multiplexing diperlukan untuk mengkombinasikan sinyal-sinyal yang dimodulasikan. Synchronous time-division multiplexing bisa dipergunakan bersama-sama dengan sinyal digital atau sinyal-sinyal analog yang membawa data digital. Pada bentuk multiplexing yang seperti ini, data dari berbagai sumber dibawa dalam frame secara berulang-ulang. Setiap frame terdiri dari susunan jatah waktu, dan setiap sumber ditetapkan bahwa setiap framenya terdiri dari satu atau lebih jatah waktu. Efeknya akan tampak pada bit interleave dari data pada berbagai sumber.Statistical time-division multiplexing menyediakan layanan yang lebih efisien dibanding synchronous TDM sebagai pendukung terminal. Dengan statistical TDM, jatah waktu tidak ditetapkan

by : Jar & Ihsan RPL 2002 68 / 120

terlebih dulu untuk sumber-sumber data tertentu. Melainkan, data pengguna ditahan dan ditransmisikan secepat mungkin menggunakan jatah waktu yang tersedia.

Pada Unit 6, digambarkan teknik-teknik yang efisien dalam penggunaan data link dengan beban yang sangat berat. Secara spesifik, dengan perangkat yang dihubungkan dengan jalur ujung-ke-ujung, umumnya diharapkan adanya frame multiple yang menonjol sehingga link data tidak macet di antara kedua station tersebut. Sekarang amati problem yang sebaliknya. Biasanya, dua station yang saling berkomunikasi tidak akan menggunakan link data berkapasitas penuh. Untuk efisiensinya, kapasitas tersebut harus dibagi. Istilah umum untuk pembagian semacam itu disebut multiplexing.Aplikasi multiplexing yang umum adalah dalam komunikasi long-haul. Media utama pada jaringan long-haul berupa jalur gelombang mikro, koaksial, atau serat optik berkapasitas tinggi. Jalur-jalur ini dapat memuat transmisi data dalam jumlah besar secara simultan dengan menggunakan multiplexing.Gambar 8.1 menggambarkan fungsi multiplexing dalam bentuk yang paling sederhana. Terdapat input n untuk multiplexer. Multiplexer dihubungkan ke demultiplexer melalui sebuah jalur tunggal. Saluran tersebut mampu membawa n channel data yang terpisah.

Multiplexer menggabungkan (melakukan multiplexing) data dari jalur input n dan mentransmisikannya melalui jalur berkapasitas tinggi. Demultiplexer menerima aliran data yang sudah dimultiplexkan, kemudian memisahkan (melakukan demultiplexing) data berdasarkan channel, lalu mengirimkannya ke saluran output yang tepat.Penggunaan multiplexing secara luas dalam komunikasi data dapat dijelaskan melalui hal-hal berikut ini:

Semakin tinggi rate data, semakin efektif biaya untuk fasilitas transmisi. Maksudnya, untuk suatu aplikasi dan pada jarak tertentu, biaya per kbps menurun bila rate data fasilitas transmisi meningkat. Hampir sama dengan itu, biaya transmisi dan peralatan penerima per kbps menurun, bila rate data meningkat.

by : Jar & Ihsan RPL 2002 69 / 120

Sebagian besar perangkat komunikasi data individu memerlukan dukungan rate data yang relatif sedang-sedang saja. Sebagai contoh, untuk sebagian besar aplikasi komputer pribadi dan terminal, rate data di antara 9600 bps dan 64 kbps sudah cukup memadai.

Pernyataan-pernyataan tersebut dimaksudkan sebagai syarat-syarat bagi perangkat komunikasi data. Pernyataan yang sama diterapkan untuk komunikasi suara. Maksudnya, semakin besar fasilitas transmisi sebagai syarat untuk channel suara, semakin berkurang biaya per channel suara individu. Kapasitas yang diperlukan untuk sebuah channel suara tunggal biasanya sedang-sedang saja.Bab ini menitikberatkan pada tiga jenis teknik multiplexing. Pertama, Frequency-Division Multiplexing (FDM), yang paling banyak dilakukan dan cukup dikenal oleh siapa saja yang pernah menggunakan radio atau televisi. Kedua, kasus khusus dari Time-Division Multiplexing (TDM) atau disebut juga dengan TDM synchronous. Jenis ini paling banyak dipergunakan untuk memultiplexingkan aliran suara dan aliran data yang didigitalkan. Jenis ketiga dimaksudkan untuk meningkatkan efisiensi synchronous TDM dengan cara menambahkan rangkaian rumit ke multiplexer. Jenis ini memiliki beberapa sebutan, diantaranya statistical TDM, synchronous TDM, dan intellegence TDM. Buku ini menggunakan istilah statistical TDM, yang menyoroti salah satu sifat utamanya. Terakhir, kita mengamati jalur pelanggan digital, yang mengkombinasikan teknologi TDM synchronous dan FDM.

FREQUENCY-DIVISION MULTIPLEXING Karakteristik

FDM dimungkinkan bila lebar pita media transmisi yang digunakan melebihi lebar pita yang diperlukan dari sinyal-sinyal yang ditransmisikan. Sejumlah sinyal dapat dibawa secara simultan bila masing-masing sinyal dimodulasikan ke frekuensi pembawa yang berlainan dan frekuensi pembawa cukup terpisah di mana lebar pita sinyal secara signifikan tidak bertumpang tindih. Kasus umum dari FDM ditunjukkan dalam Gambar 8.2a. Enam sumber sinyal dimasukkan ke multiplexer, yang memodulasi setiap sinyal ke frekuensi yang berbedabeda (fl,...,f6). Masing-masing sinyal yang dimodulasi memerlukan lebar pita tertentu yang dipusatkan di sekitar frekuensi pembawa, yang disebut juga dengan channel. Untuk mencegah munculnya interferensi, channel dipisahkan oleh band band pelindung (guard band), yang merupakan bagian dari spektrum yang tidak digunakan.

by : Jar & Ihsan RPL 2002 70 / 120

Gambar 8.2 FDM dan TDM

7.2 SYNCHRONOUS TIME-DIVISION MULTIPLEXING

KarakteristikSynchronous time-division multiplexing memungkinkan bila rate data dari suatu media bisa melebihi rate data dari sinyal-sinyal digital yang ditransmisikan. Sinyal-sinyal digital multipel (atau sinyal analog yang memuat data digital) lambat laun bisa dibawa melalui jalur transmisi tunggal melakukan interleaving bagian-bagian dari setiap sinyal. Interleaving bisa dilakukan pada level bit atau pada blok-blok byte atau dalam jumlah besar. Sebagai contoh, multiplexer pada gambar 8.2 memiliki enam input di mana setiap input katakanlah sebesar 9,6 kbps. Jalur tunggal dengan kapasitas sedikitnya 757,6 kbps (plus kapasitas overhead) dapat memuat keenam sumber itu.

Gambaran umum mengenai sistem TDM synchronous sebagai berikut sejumlah sinyal [mi(t), i = 1,n] dimultiplexkan pada media transmisi yang sama. Sinyal-sinyal tersebut membawa data digital serta sinyal digital. Data yang datang dari setiap sumber dengan cepat disangga. Setiap penyangga biasanya memiliki panjang satu bit atau satu karakter. Penyangga secara berturut-turut di-scan agar membentuk deretan data digital campuran mc(t). Operasi scan ini begitu cepat sehingga setiap penyangga sudah dikosongkan sebelum lebih banyak data yang tiba. Jadi, dat rate mc(t) harus sedikitnya sama dengan jumlah rate data mi(t). Sinyal digital mc(t) bisa ditransmisikan secara langsung, atau disalurkan melalui sebuah modem sehingga sinyal analog bisa ditransmisikan. Pada salah satu kasus tersebut, transmisinya biasanya synchronous.Data yang ditransmisikan dapat memiliki format model serial. Data disusun ke dalam frame. Masing-masing frame berisikan siklus tergantung pada jatah waktu. Pada setiap frame, satu jatah atau lebih ditujukan untuk masing-masing sumber data. Rangkaian jatah waktu yang dimaksudkan untuk satu sumber, dari frame ke frame, disebut dengan channel. Panjang jatah waktu setara dengan

by : Jar & Ihsan RPL 2002 71 / 120

panjang penyangga transmitter, biasanya satu bit atau satu karakter.

7.3 ASYMMETRIC DIGITAL SUBSCRIBER LINE

Pada penerapan serta penyebaran jaringan digital publik wide area berkecepatan tinggi, bagian yang paling menantang dari jalur diantara pelanggan dan jaringan adalah: saluran pelanggan digital. Dengan milyaran potential endpoint world wide, prospek pemasangan kabel baru untuk setiap pelanggan baru nampak menakutkan. Perancang jaringan harus mencari cara mengeksploitasi basis pemasangan twisted pair yang menghubungkan secara virtual semua pelanggan bisnis dan perumahan dengan jaringan telpon. Jalur ini dipasang untuk membawa sinyal-sinyal-derajat suara dengan lebar pita nol sampai 4 kHz. Bagaimanapun juga, kabel mampu mentransmisikan sinyal melalui spektrum yang menyebar luas -1MHz atau lebih.ADSL merupakan kelompok teknologi modem terbaru yang paling banyak dipublikasikan, dirancang sedemikian rupa untuk menyediakan transmisi data digital berkecepatan tinggi melalui kabel telepon biasa. Saat ini, ADSL ditawarkan oleh sejumlah frekuensi pembawa dan ditetapkan dalam standar ANSI. Dalam bagian ini, pertama-tama kita melihat pada keseluruhan rancangan ADSL dan kemudian menguji teknologi kund yang mendasarinya, yang disebut DMT.

Rancangan ADSLIstilah asymmetric menunjuk pada situasi dimana ADSL lebih banyak menyediakan kapasitas downstream (dari kantor pusat pembawa ke tempat konsumen) daripada upstream (dari konsumen ke kantor pusat pembawa). ADSL awalnya ditargetkan untuk memenuhi kebutuhan akan video sesuai permintaan serta layanan-layanan sejenis. Aplikasi semacam ini belum mampu terwujud. Meskipun, sejak teknologi ADSL pertama kali diperkenalkan, permintaan akan kemampuan akses kecepatan tinggi untuk internet semakin meningkat. Biasanya, user memerlukan kapasitas yang jauh lebih tinggi untuk downstream dibanding untuk transmisi upstream. Sebagian besar transmisi user berada dalam bentuk keyboard stroke (tekanan pada tombol-tombol keyboard) atau transmisi pesan-pesan singkat e-mail, di mana lalu lintas yang datang, khususnya lalu lintas Web, melibatkan sejumlah besar data termasuk gambar atau bahkan video. Jadi, ADSL sangat sempurna sesuai dengan persyaratan untuk internet.ADSL menggunakan Frequency-Division Modulation (FDM) dalam bentuk baru untuk mengeksploitasi kapasitas twisted pair 1 MHz. Terdapat tiga elemen strategi ADSL:

by : Jar & Ihsan RPL 2002 72 / 120

Menyediakan 25 kHz terendah untuk suara, disebut juga dengan POTS (Plain Old Telephone Service). Suara hanya dibawa pada band 0-4 kHz; lebar pita tambahan dimaksudkan untuk mencegah munculnya crosstalk diantara channel data dan suara. Baik menggunakan pembatalan5> gema maupun FDM untuk mengalokasikan dua band, band upstream yang lebih kecil dan band downstream yang lebih besar. Menggunakan FDM dalam band upstream dan downstream. Dalam hal ini, deretan bit tunggal dibelah menjadi aliran bit paralel multipel dan masing-masing pecahannya dibawa dalam band frekuensi terpisah.

Bila pembatalan gema dilakukan, seluruh band frekuensi untuk channel upstream menindih bagian channel downstrean yang lebih rendah. Ada dua kelebihan dari hal ini yang bisa dibandingkan dengan penggunaan band frekuensi yang berlainan untuk upstream dan downstream.

Semakin tinggi frekuensi, semakin besar tingkat atenuasi. Dengan menggunakan pembatalan gema, lebih banyak lebar pita downstream yang berada pada bagian 'terbaik' dalam spektrum.Rancangan pembatalan gema lebih fleksibel untuk merubah kapasitas upstream. Channel upstream bisa diperluas kedepan tanpa harus memasuki downstream; jadi, area overlap diperluas.

Skema ADSL menyediakan range sampai 5,5 km, tergantung pada diameter dan mutu kabel, yang mampu menjangkau 95 persen dari semua saluran pelanggan AS serta jangkauan untuk negara-negara lain

7.4 XDSLADSL adalah salah satu skema terbaru yang mampu menyediakan transmisi digital berkecepatan tinggi dari saluran pelanggan. Tabel 8.8 meringkas dan membandingkan beberapa hal penting dari skema baru ini, yang secara kolektif disebut juga dengan xDSL.

High Data Rate Digital Subscriber LineHDSL dikembangkan di akhir tahun 1980-an oleh BellCore, dimaksudkan untuk menyediakan cara-cara pengiriman rate data T1 (1,544 Mbps) dengan biaya yang lebih efektif. Saluran T1 standar menggunakan pengkodean Alternative Mark Inversion (AMI), yang menempati lebar pita 1,5 MHz. Karena melibatkan frekuensi tinggi semacam ini, karakteristik atenusi membatasi penggunaan T1 untuk jarak sekitar 1 km diantara repeater. Jadi, untuk beberapa saluran pelanggan diperlukan satu atau lebih repeater, yang berarti menambah biaya instalasi dan pemeliharaan. HDSL menggunakan skema pengkodean 2B1Q untuk menyediakan rate data sampai 2

by : Jar & Ihsan RPL 2002 73 / 120

Mbps melalui dua saluran twisted pair didalam lebar pita yang terentang sampai kira-kira 196 kHz. Ini memungkinkan jangkauan kira-kira sebesar 3,7 bisa dicapai.

Single Line Digital Subscriber LineMeskipun HDSL lebih menarik dipergunakan untuk menggantikan saluran T1 yang sudah ada, namun tidak sesuai untuk pelanggan perumahan karena memerlukan dua twisted pair, dimana biasanya pelanggan perumahan tertentu hanya memiliki twisted pair tunggal. SDSL dikembangkan untuk menyediakan tipe layanan yang sama seperti HDSL namun melalui saluran twisted pair tunggal. Sama hanya dengan HDSL, SDSL juga menggunakan skema pengkodean 2B1Q. Pembatalan gema dipergunakan untuk mencapai transmisi full-duplex melalui pasangan tunggal.

Very Data Rate Digital Subscriber LineSalah satu skema xDSL terbaru adalah VDSL. Sebagaimana dalam tulisan ini, beberapa detail spesifikasi pensinyalan ini masih harus diuji coba. Tujuannya adalah untuk menyediakan skema yang hampir sama dengan ADSL dengan lebih banyak rate data yang lebih tinggi dengan cara mengorbankan jarak. Teknik pensinyalan seperti ini disebut DMT/ QAM.VDSL tidak menggunakan pembatalan gema namun menyediakan band yang terpisah untuk berbagai macam layanan, dengan alokasi bersifat sementara sebagai berikut:

POTS: 0-4 kHzISDN : 4-80 kHzUpstream: 300-700 kHzDownstream: > 1 MHz

Tabel 8.8 Perbandingan xDSL

by : Jar & Ihsan RPL 2002 74 / 120

by : Jar & Ihsan RPL 2002 75 / 120

8

Estimasi Penguasaan Materi 2 x Pertemuan

WANSetelah menyelesaikan unit ini diharapkan mahasiswa :

1. Dapat memahami Jaringan Switching2. Dapat memahami Jaringan Circuit Switching3. Dapat memahami Konsep Circuit Switching4. Dapat memahami Routing Dalam Jaringan Circuit Switching5. Dapat mengerti Kontrol Pensinyalan

WIDE AREA NETWORK

Circuit-Switching digunakan pada jaringan telepon umum, dan merupakan dasar untuk jaringan swasta yang dibangun pada saluran sewaan dan menggunakan on-site circuit switch. Circuit-switching dikembangkan untuk mengendalikan lalu lintas suara, namun dapat juga dipergunakan untuk mengendalikan data digital meskipun penggunaannya tidak efisien.Dengan circuit-switching, jalur yang sesuai dibangun di antara dua station untuk komunikasi. Sumber switching dan transmisi didalam jaringan dimaksudkan untuk penggunaan sirkuit secara khusus untuk durasi selama koneksi. Koneksinya nampak jelas: sekah koneksi dilakukan, akan muncul pada perangkat yang terpasang seolah-olah telah dilakukan koneksi secara langsung. Beberapa aspek terpenting dari jaringan circuit-switching telah berubah secara dramatis mengikuti semakin kompleksnya jaringan telekomunikasi publik ditambah dengan adanya digitalisasi. Skema urutan proses (routing hierarki) yang sederhana telah digantikan dengan skema tak-hierarki yang lebih fleksibel dan lebih hebat. Ini menunjukkan perubahan yang berkaitan dalam arsitektur yang mendasari, yang membawa pada peningkatan efisiensi dan fleksibilitas. Metode kontrol pensinyalan dalam channel yang sederhana telah digantikan dengan pe-sinyalan channel umum berkecepatan tinggi dan sekaligus lebih kompleks.

Semenjak ditemukannya telepon, circuit switching menjadi teknologi dominan untuk komunikasi suara, dan tetap seperti itu

by : Jar & Ihsan RPL 2002 76 / 120

bahkan sampai era ISDN. Unit ini dimulai dengan pengenalan konsep jaringan komunikasi switcing dan kemudian beralih ke karakteristik-karakteristik kunci jaringan circuit switching.

8.1 JARINGAN SWITCHING

Untuk transmisi data yang melampaui area lokal, komunikasi biasanya dilakukan dengan cara melakukan transmisi data dari sumber ke tujuan melalui simpul-simpul jaringan switching perantara; jaringan switching ini kadang-kadang dirancang utnuk mengimplementasikan LAN. Simpul switching tidak berkaitan dengan isi data; karena tujuannya hanya untuk menyediakan fasilitas switcing yang akan memindah data dari simpul ke simpul sampai mencapai tujuan. Gambar 9.1 menyajikan gambaran mengenai jaringan yang sederhana. Ujung perangkat yang ingin melakukan komunikasi disebut station. Station bisa berupa komputer, terminal, telepon, atau perangkat komunikasi lainnya. Sedangkan perangkat yang tujuannya menyediakan komunikasi disebut simpul. Simpul-simpul saling dihubungkan satu sama lain dalam suatu topologi melalui jalur transmisi. Masing-masing station terhubung ke sebuah simpul, dan kumpulan simpul-simpul itulah yang disebut sebagai jaringan komunikasi.Macam-macam jaringan yang dibahas disini dan yang akan muncul di bab-bab selanjutnya, disebut jaringan komunikasi berdasarkan switch. Data yang memasuki jaringan dari sebuah station diarahkan ke tujuan dengan cara diswitching dari simpul ke simpul

by : Jar & Ihsan RPL 2002 77 / 120

Gambar 9.1 Jaringan Switching SederhanaSebagai contoh dalam Gambar 9.1, data dari station A yang ditujukan ke station F dikirim ke simpul 4. Barulah kemudian disalurkan melalui simpul 5 dan 6 atau simpul 7 dan 6 sampai ke tujuan. Beberapa hal yang bisa diamati:

Simpul yang hanya dihubungkan ke simpul yang lain (misalnya 5 dan 7), tugasnya semata-mata hanya untuk switching data secara internal (ke jaringan). Sedangkan simpul yang lain terhubung ke satu station atau lebih (untuk menambah fungsi switchingnya), fungsinya selain menerima data juga sekaligus mengirimkannya ke station yang terhubung.Jalur simpul-simpul biasanya dimultiplexingkan, baik dengan menggu-nakan Frequency-Division Multiplexing (FDM) maupun Time-Division Multiplexing (TDM). Biasanya, jaringan tidak sepenuhnya dikoneksikan; maksudnya, tidak ada saluran langsung diantara sepasang simpul. Karenanya, diharapkan selalu memiliki lebih dari satu jalur bila mungkin disepanjang jaringan untuk tiap pasangan station. Ini untuk mempertahankan reliabilitas jaringan.

Dua teknologi yang benar-benar berbeda dipergunakan dalam Wide-Area Network, yakni: circuit switching dan packet switching. Kedua teknologi ini berlainan dalam hal simpul yang melakukan switching informasi dari satu jalur ke jalur yang lain, yakni dengan jalan dari sumber ke tujuan. Di Unit ini, kita akan mengamati detail-detail circuit switching; sedangkan packet switching dibahas lebih lanjut di Unit 9. Dua pendekatan yang dipergunakan dalam packet switching adalah ATM dan frame relay, yang dibahas secara terperinci di Unit 10.

8.2 JARINGAN CIRCUIT-SWITCHING

Untuk komunikasi melalui circuit switching disediakan jalur komunikasi yang ditempatkan di antara dua station. Jalur tersebut berupa rangkaian jalur yang saling dihubungkan satu sama lain diantara simpul jaringan. Pada jalur-jalur fisik, terdapat channel logik yang diperuntukkan untuk koneksi. Komunikasi melalui circuit switching meliputi tiga tahap, yang akan dijelaskan dengan menunjuk pada Gambar 9.1.

Pembangunan Sirkuit. Sebelum suatu sinyal ditransmisikan, harus dibuat terlebih dulu suatu sirkuit ujung-ke-ujung (station-ke-station) Sebagai contoh, station A mengirim sebuah permintaan ke simpul 4, yakni permintaan akan koneksi terhadap station E. Biasanya, jalur dari station A ke simpul 4 merupakan jalur yang resmi yang memang dimaksudkan untuk itu, sehingga menjadi bagian dari koneksi yang benarbenar ada. Simpul 4 harus menemukan langkah berikutnya dalam jalan yang

by : Jar & Ihsan RPL 2002 78 / 120

membawa ke simpul 6. Didasarkan atas informasi routing dan ukuran-ukuran yang tersedia serta mungkin juga biaya, simpul 4 memilih jalur menuju simpul 5, mengalokasikan sebuah channel bebas (menggunakan FDM atau TDM) pada jalur tersebut dan mengirim sebuah pesan permintaan akan koneksi ke station E. Sampai sejauh itu, dibentuk sebuah jalur khusus dari station A melalui simpul 4 sampai simpul 5. Karena sejumlah station bisa terhubung ke station 4, harus diupayakan membangun jalur internal dari station multipel ke simpul-simpul multipel. Bagian akhir dari proses ini dijelankan dengan cara yang sama. Simpul 5 menyediakan sebuah channel untuk simpul 6 dan dikaitkan channel ke channel dibagian dalam dari simpul 4. Simpul 6 melengkapi koneksi menuju station E. Untuk menyelesaikan koneksi, dilakukan suatu tes untuk menentukan apakah station E dalam keadaan sibuk atau bisa dipersiapkan untuk menerima koneksi. Transfer Data. Sekarang barulah informasi bisa ditransmisikan dari station A melalui jaringan menuju station E. Data yang dibawa bisa berupa analog atau digital, tergantung pada sifat jaringan. Saat pembawa berkembang menjadi jaringan digital yang benar-benar terintegrasi, penggunaan transmisi digital (biner) untuk suara dan data menjadi metode yang sangat dominan. Jalurnya adalah jalur A-4, switching internal melalui 4; channel 4-5, switching internal melalui 5; channel 5-6, internal switching melalui 6; jalur 6-E. Umumnya koneksinya berupa full-duplex.Diskoneksi Sirkuit. Setelah beberapa periode transfer data, koneksi dihentikan, biasanya oleh salah satu station. Sinyal harus dirambatkan ke simpul 4, 5, dan 6 untuk membebaskan sumber daya yang tersedia.

Perlu dicatat bahwa jalur koneksi dibentuk sebelum transimisi data dimulai. Jadi, kapasitas channel harus disediakan di antara masing-masing pasangan simpul di dalam jalur, dan masing-masing simpul tersebut harus memiliki kapasitas switching internal untuk mengendalikan koneksi yang diminta. Switch harus memiliki kemampuan untuk menyusun alokasi ini, serta menyediakan jalur sepanjang jaringan.Circuit switching juga bisa menjadi sangat tidak efisien. Misalnya kapasitas chanel dimaksudkan untuk durasi sebuah koneksi, maka saat tidak ada data yang ditransfer sekalipun tetap menjalankan fungsinya yang berfungsi sebagai untuk koneksi suara penggunaannya menjadi agak tinggi, namun masih tidak mencapai 100%. Untuk koneksi dari terminal-kekomputer, kapasitas menjadi tidak jalan selama koneksi berlangsung. Dalam hal kinerja, ketidakefisienan itu terjadi saat terjadinya suatu penundaan yang berkaitan dengan transfer sinyal untuk pembentukan panggilan. Bagaimanapun juga sekali sirkuit dibangun, jaringan menjadi cukup jelas bagi user. Informasi ditransmisikan pada rate data tertentu tanpa penundaan, dibanding penundaan perambatan sepanjang

by : Jar & Ihsan RPL 2002 79 / 120

jalur transmisi. Penundaan pada masing-masing simpul bisa diabaikan.Circuit switching dikembangkan sedemikian rupa untuk mengendalikan lalu lintas suara, namun sekarang juga dikembangkan untuk lalu lintas data. Contoh yang paling dikenal dalam hal jaringan circuit switching adalah jaringan telepon umum (Gambar 9.2). Ini sebenarnya merupakan kumpulan jaringan nasional yang saling dihubungkan untuk membentuk layanan internasional. Meskipun awalnya dirancang dan diimplementasikan untuk melayani pelanggan telepon analog, yang mengendalikan lalu lintas data secara substansial melalui modem dan secara bertahap dikonversikan menjadi sebuah jaringan digital. Aplikasi yang sudah dikenal lainnya dalam hal circuit-switching adalah Private Branch Exchange (PBX), yang dipergunakan untuk interkoneksi telepon didalam bangunan gedung atau kantor. Circuit Switching juga digunakan untuk jaringan swasta. Biasanya, jaringan semacam ini dibangun oleh suatu korporasi atau organisasi besar lainnya untuk saling menghubungkan berbagai macam situs. Jaringan tersebut biasanya juga terdiri dari sistem PBX dimana pada masing-masing situsnya saling dihubungkan melalui jalur yang memang diperuntukkan untuk itu yang diambil dari salah satu pembawa, seperti AT&T. Contoh yang paling akhir sekaligus contoh yang paling umum dari aplikasi circuit switching adalah data switch. Data switch ini mirip dengan PBX namun dirancang khusus untuk menghubungkan perangkat pengolahan data digital, seperti terminal dan komputer.Jaringan telekomunikasi publik bisa digambarkan menggunakan empat komponen arsitektural umum, yaitu:

by : Jar & Ihsan RPL 2002 80 / 120

Pesawat: Perangkat yang terhubung ke jaringan. Umumnya, perangkat pesawat untuk jaringan telekomunikasi publik adalah telepon, namun saat ini tidak hanya terbatas pada telepone saja karena persentase lalu lintas data semakin meningkat dari tahun ke tahun.Jalur Pesawat: jalur diantara pesawat dan jaringan, disebut juga dengan pelanggan loop atau local loop. Hampir sebagian besar koneksi loop menggunakan kabel twisted pair. Panjang local loop biasanya terentang mulai dari beberapa kilometer sampai puluhan kilometer.Pertukaran: Merupakan pusat switching di dalam jaringan. Pusat switching yang secara langsung mendukung pesawat disebut dengan kantor (end office). Biasanya, suatu kantor akan mendukung ratusan pesawat di dalam area lokal. Terdapat lebih dari 1.9.000 kantor di Amerika Serikat, sehingga nampak jelas bahwa akan sulit dijalankan bagi setiap kantor memiliki jalur langsung menuju setiap kantor lainnya; karena akan memerlukan kurang lebih 2 x 10$ jalur penghubung. Selain itu, dipergunakan pula simpul switching perantara.Trunk: Cabang-cabang diantara pertukaran. Trunk membawa sirkuit frekuensi suara multipel baik menggunakan FDM maupun TDM synchronous. Awalnya, ini disebut juga dengan sistem pembawa.

Pesawat terhubung secara langsung dengan kantor, yang mana pesawat itu sendiri melakukan switching terhadap lalu lintas antar pesawat juga dengan pertukaran lainnya. Pertukaran lainnya bertanggung-jawab dalam hal routing dan lalu lintas switching diantara kantor. Perbedaan ini ditunjukkan pada Gambar 9.3. Untuk menghubungkan dua pesawat yang terpasang pada kantor yang sama, dibangun sebuah sirkuit diantara mereka dengan cara yang sama seperti yang digambarkan sebelumnya. Bila dua pesawat terhubung ke kantor yang berbeda, sirkuit yang ada di antara mereka akan berisikan rangkaian sirkuit sepanjang satu kantor perantara atau lebih. Dalam gambar, koneksi dibangun di antara jalur a dan b yang secara sederhana membentuk koneksi dalam kantor. Koneksi diantara c dan d lebih kompleks lagi. Pada kantor c, koneksi dibangun di antara jalur c dan satu channel pada trunk TDM menuju switch penghubung. Pada switch perantara, channel tersebut dihubungkan dengan channel yang ada pada trunk TDM menuju kantor d. Pada kantor itu, channel dihubungkan ke jalur d.

Teknologi Circuit-Switching dikendalikan oleh aplikasi-aplikasi tersebut yang menangani lalu lintas suara. Salah satu persyaratan kunci untuk lalu lintas suara adalah :

by : Jar & Ihsan RPL 2002 81 / 120

Gambar 9.3 Pembentukan Sirkuit

tidak boleh terdapat suatu penundaan transmisi ataupun jenis-jenis penundaan tertentu. Rate transmisi sinyal yang konstan harus tetap dipertahankan, karena transmisi dan penerimaan terjadi sekaligus pada rate sinyal yang sama. Persyaratan ini diperlukan agar percakapan manusia bisa berjalan normal. Selanjutnya, mutu sinyal yang diterima harus cukup memadai, dengan tingkat kejelasan minimum.Circuit-switching mampu mencapai posisi dominan dan luas karena mampu disesuaikan untuk transmisi analog sinyal-sinyal suara. Dalam era digital saat ini, sifat ketidakefisienannya menjadi nampak jelas. Bagaimanapun juga, bertolak belakang dengan inefisiensi tersebut, circuit-switching tetap menarik untuk Local Area Network dan Wide Area Networking. Salah satu kekuatan kuncinya adalah, sekali sebuah sirkuit ditetapkan, tidak diperlukan logika jaringan khusus pada station.

8.3 KONSEP CIRCUIT SWITCHINGTeknologi circuit-switching bisa optimal dengan cara menentukan operasi simpul circuitswitching tunggal. Sebuah jaringan yang dibangun disekitar simpul circuit-switching terdiri dari sekumpulan station yang terhubung pada suatu unit switching pusat. Switch pusat menetapkan jalur khusus diantara dua perangkat yang ingin melakukan komunikasi. Gambar 9.4 menyajikan gambaran elemen-elemen utama jaringan satu-simpul semacam itu. Garis putus putus di dalam switch menunjukkan koneksi yang sedang aktif.

Inti dari sistem modern adalah switch digital. Fungsi switch digital adalah untuk menyediakan jalur sinyal yang jelas di antara sepasang perangkat yang terpasang. jalur harus ada pada sepasang perangkat yang terpasang di mana terdapat koneksi langsung di antara mereka. Biasanya, koneksi yang dilakukan berupa transmisi full-duplex.

by : Jar & Ihsan RPL 2002 82 / 120

Elemen interface jaringan adalah hardware yang diperlukan dan berfungsi untuk menghubungkan perangkat digital, seperti perangkat pengolahan data dan telepon digital, ke jaringan. Telepon analog juga bisa dipasang bila interface jaringan berisikan logik mengubahnya menjadi sinyal digital. Trunk untuk switch digital lainnya membawa sinyalsinyal TDM dan menyediakan jalur khusus untuk membangun jaringan simpul-multiple.

Unit kontrol menampilkan tiga task umum. Pertama, kontrol unit berfungsi membangun koneksi. Ini umumnya dilakukan berdasarkan atas permintaan (maksudnya, atas permintaan dari perangkat yang terpasang). Untuk membangun koneksi, unit kontrol harus mengendalikan dan membalas permintaan, menentukan apakah tujuan yang dimaksud dalam keadaan bebas, serta menyusun jalur sepanjang switch. Kedua, unit kontrol harus mempertahankan koneksi. Karena switch digital mempergunakan prinsip-prinsip time-division, kemungkinan akan memerlukan manipulasi dari elemen switch secara terus-menerus. Bagaimanapun juga, bit-bit komunikasi ditransfer secara transparan (dari sudut pandang perangkat yang terpasang). Ketiga, unit kontrol harus memutuskan koneksi, baik dalam merespon permintaan dari salah satu pihak maupun karena permintaannya sendiri.

Karakteristik penting dari circuit switching adalah adanya pemblokan dan tidak adanya pemblokan. Pemblokan terjadi bila jaringan tidak mampu menghubungkan kedua station karena semua jalur yang tersedia di antara mereka sedang dipergunakan. Sedangkan jaringan tidak adanya pemblokan adalah memungkinkan semua station dihubungkan (dalam bentuk pasangan) sekaligus dan menjamin seluruh permintaan yang ada sepanjang pihak yang dipanggil dalam keadaan bebas. Saat jaringan hanya mendukung lalu lintas suara, konfigurasi pemblokan umumnya dimungkinkan terjadi, karena diharapkan sebagian besar panggilan telepon memiliki durasi yang pendek oleh karena itulah hanya sebagian telepon yang akan dipakai sepanjang waktu.

by : Jar & Ihsan RPL 2002 83 / 120

Gambar 9.4 Elemen-elemen Circuit Switching

8.4 ROUTING DALAM JARINGAN CIRCUITSWITCHING

Dalam suatu jaringan circuit-switching yang besar, seperti jaringan telepon jarak jauh AT&T, beberapa koneksi sirkuit memerlukan sebuah jalur sepanjang lebih dari satu switch. Bila suatu panggilan maka, jaringan harus merencanakan sebuah jalur yang melintasi jaringan dari pesawat pemanggil. Ada dua persyaratan utama untuk arsitektur jaringan yang berhubungan dengan strategi routing, yakni: efisiensi dan fleksibilitas. Pertama, diharapkan dapat meminimalkan jumlah peralatan (switch dan trunk) di dalam subyek jaringan sehingga mampu mengendalikan muatan yang berlebihan. Persyaratan untuk muatan biasanya didasarkan pada muatan lalu lintas pada jam-jam sibuk. Ini merupakan perkiraan muatan yang sederhana pada bagian jam-jam tersibuk untuk penggunaan sehari. Dari sudut pandang fungsi, ini diperlukan untuk mengendalikan jumlah muatan. Sedangkan dari sudut pandang biaya, kita lebih suka menangani muatan dengan peralatan minimum. Persyaratan lainnya adalah fleksibilitas. Meskipun jaringan bisa diukur untuk muatan pada jam sibuk, sangatlah mungkin bagi lalu lintas menyentak secara tiba-tiba untuk sementara di atas level tersebut (misalnya, selama ada badai besar). Juga akan menjadi masalah bila, dari waktu ke waktu, switch dan trunk mengalami kegagalan serta kemungkinan tidak tersedia untuk sementara waktu (kemungkinan ini terjadi pada saat badai yang sama). Kita menginginkan jaringan mampu menyediakan tingkat pelayanan yang optimal dalam kondisi seperti itu.

by : Jar & Ihsan RPL 2002 84 / 120

Hal terpenting yang menentukan sifat pertukaran diantara efisiensi dan fleksibilits adalah strategi routing. Biasanya, fungsi routing dalam jaringan telekomunikasi publik benarbenar sederhana. Pada intinya, switch suatu jaringan disusun seperti struktur pohon, atau hirarki. Sebuah jalur dibangun dimulai dari pesawat pemanggil, kemudian turun ke bawahpohon menuju pesawat yang dipanggil. Untuk menambah fleksibilitas terhadap jaringan, trunk berkemampuan tinggi ditambahkan melintang pada struktur pohon untuk menghubungkan pertukaran dengan volume lalu lintas yang tinggi di antara pesawat-pesawat. Umumnya, ini merupakan pendekatan yang statis. Penambahan trunk berkemampuan tinggi menyediakan redundansi dan kapasitas ekstra, namun keterbatasanketerbatasan tersebut masih tetap berkaitan dengan efisiensi dan fleksibilits. Karena skema routing ini tidak mampu beradaptasi dengan perubahan kondisi, jaringan harus dirancang sedemikian rupa agar mampu memenuhi permintaan khusus tertentu. Sebagaimana contoh problem yang nampak dari pendekatan ini, jam-jam sibuk untuk lalu lintas timur-barat dan lalu lintas utara-selatan tidak sama dan menempatkan permintaan yang berbeda-beda pada sistem. Tentunya sulit menganalisis dampak-dampak dari faktor ini, terutama yang berkenaan dengan ukuran yang berlebihan dan ketidakefisiensian. Dalam hal fleksibilits, struktur hierarki yang sudah pasti dengan trunk-trunk tambahan bereaksi lamban terhadap kegagalan. Biasanya dengan rancangan seperti ini dampak kegagalan yang terjadi berupa kongesti lokal utama yang muncul didekat lokasi kegagalan.Untuk memenuhi permintaan akan jaringan telekomunikasi publik, semua provider secara virtual berpindahkan dari pendekatan hierarki statis ke pendekatan yang lebih dinamis lagi. Pendekatan routing yang dinamis adalah pendekatan di mana keputusan routing dipengaruhi oleh kondisi lalu lintas yang ada saat itu. Biasanya, simpul circuit-switching saling memiliki keterkaitan satu sama lain dibanding yang hierarki. Seluruh simpul memiliki kemampuan menampilkan fungsi yang sama. Untuk routing arsitektur semacam itu Tnunya lebih kompleks sekaligus lebih fleksibel. Dikatakan lebih kompleks karena arsitektur tidak menyediakan suatu jalur 'alami' atau susunan jalur yang didasarkan atas struktur hirarki. Disebut lebih fleksibel karena dalam hal ini tersedia jalur alternatif.Sebagai contoh, kita amati suatu bentuk routing jaringan circuit-switching yang disebut routing alternatif. Inti dari skema routing alternatif adalah jalur-jalur yang memungkinkan untuk dipergunakan di antara kedua kantor sudah ditetapkan terlebih dalulu. Ini merupakan tanggung jawab switch yang utama untuk memilih jalur yang tepat untuk setiap panggilan. Masing-masing switch merupakan susunan tertentu dari jalur-jalur yang sudah terlebih dulu ditetapkan untuk masing-masing tujuan, namun ini bersifat pilihan. Bila terdapat suatu koneksi trunk yang terjadi secara langsung diantara dua switch, biasanya ini yang dipilih. Bila

by : Jar & Ihsan RPL 2002 85 / 120

trunk semacam ini tidak ada, pilihan kedua bisa dipilih, dan begitu seterusnya. Rangkaian routing (rangkaian di mana jalur-jalur dalam susunan diupayakan) menunjukkan suatu analisis yang didasarkan atas pola lalu lintas hierarkis dan dirancang sedemikian rupa untuk mengoptimalkan penggunaan sumber daya jaringan.Bila hanya terdapat satu rangkaian routing yang ditetapkan untuk setiap pasangan sumber-tujuan, skema ini disebut sebagai skema routing pengganti yang pasti. Lebih jelas, digunakan skema routing pengganti dinamik. Dalam kasus berikutnya, susunan yang berbeda dari jalur-jalur yang sudah ditetapkan terlebih dulu dipergunakan untuk periode-periode waktu yang berbeda, yang dimaksudkan untuk mengambil keuntungan dari adanya polapola lalu lintas yang berlainan dalam zona waktu yang berbeda serta waktu dalam sehari yang berbeda-beda pula. Jadi, keputusan routing didasarkan atas status lalu lintas yang terjadi saat itu (jalur ditolak bila dia dalam keadaan sibuk) dan pola lalu lintas historik (yang menentukan rangkaian jalur yang dipergunakan).

Satu contoh sederhana ditunjukkan dalam gambar 9.9. Switch utama, X, memiliki empat jalur yang memungkinkan untuk switch tujuan, Y. Jalur langsung (a) selalu diusahakan pertama kali. Bila trunk tidak tersedia (sibuk, atau tidak berfungsi), jalur-jalur lainnya akan diusahakan dengan cara khusus, tergantung pada perioda waktunya. Sebagai contoh, selama hari kerja diwaktu pagi, jalur b bisa dijadikan pilihan kedua.Salah satu bentuk teknik routing pengganti dinamik dipergunakan oleh Bell Operating Companies untuk menyediakan layanan telepon lokal dan regional [BELL90]; disebut sebagai MultiAlternate Routing (MAR). Pendekatan ini juga dipergunakan oleh AT&T untuk jaringan jarak jauh-nya [ASH90] dan disebut sebagai Dynamic NonHierarchical Routing [DNHR

by : Jar & Ihsan RPL 2002 86 / 120

Gambar 9.9 Jalur-jalur pengganti dari Kantir X menuju kantor Y8.5 KONTROL PENSINYALAN

Dalam suatu jaringan circuit-switching, sinyal-sinyal kontrol adalah suatu sinyal yang berfungsi mengatur jaringan dan menetapkan panggilan, mempertahankan panggilan serta menghentikan panggilan. Pengaturan panggilan dan pengaturan jaringan secara keseluruhan memerlukan hal-hal di mana informasi dipindahkan diantara pesawat dan switch, di antara switch itu sendiri, serta diantara switch dan pusat manajemen jaringan. Untuk jaringan telekomunikasi publik yang besar, diperlukan skema pensinyalan kontrol yang relatif lebih kompleks. Di bagian ini, kita menyajikan ulasan singkat mengenai fungsi sinyal kontrol serta mengamati suatu teknik yang menjadi dasar jaringan digital modern yang terintegrasi, pensinyalan channel umum

Fungsi-Fungsi PensinyalanSinyal kontrol mempengaruhi beberapa aspek yaitu: sifat jaringan, termasuk layanan jaringan yang tersedia buat pelanggan serta mekanisme internal. Saat jaringan mulai menjadi semakin rumit, sejumlah fungsi-fungsi ditampilkan oleh pensinyalan kontrol sesuai yang diperlukan. Fungsi-fungsi berikut ini adalah beberapa fungsi terpenting:

Komunikasi yang terdengar oleh pelanggan, meliputi bunyi dial, bunyi dering, sinyal sibuk, dan sebagainya.Transmisi nomor-nomor yang ditekan untuk kantor yang akan berupaya melengkapi koneksi.

by : Jar & Ihsan RPL 2002 87 / 120

Transmisi informasi diantara switch menunjukkan bahwa sebuah panggilan tidak bisa dilengkapi.Transmisi informasi diantara switch menunjukkan bahwa sebuah panggilan telah berakhir dan jalur tidak lagi dikoneksikan.Sinyal yang membuat telepon berdering.Transmisi informasi untuk hal-hal yang berkaitan dengan tagihan-tagihan.Transmisi informasi menunjukkan status peralatan atau trunk dalam jaringan. Informasi ini dipergunakan untuk hal-hal berkenaan dengan routing dan pemeliharaan.Transmisi informasi dipergunakan untuk mendiagnosa dan mengisolasi kegagalan sistem.Kontrol dari peralatan khusus semacam peralatan channel satelit.

Sebagaimana yang nampak dari penggunaan pensinyalan kontrol, amati sebuah rangkaian koneksi dari satu saluran ke saluran yang lain di dalam kantor pusat yang sama:

Berkaitan dengan panggilan, kedua telepon sedang tidak dipergunakan. Panggilan dimulai bila suatu pesawat telepon diangkat gagangnya, yang secara otomatis disinyalkan ke switch kantor.Switch memberi respons melalui bunyi dial yang terdengar, memberi tanda pada pesawat bahwa nomor-nomor tertentu bisa ditekan.Pemanggil menekan nomor, yang dikomunikasikan sebagai alamat yang dipanggil kepada switch.Bila pesawat yang dipanggil tidak sibuk, switch menyiagakan pesawat akan adanya panggilan yang datang dengan cara mengirim sinyal dering, sehingga telepon berdering.Feedback disediakan untuk pesawat pemanggil oleh switch :

1. Bila pesawat yang dipanggil tidak sibuk, switch mengembalikan bunyi dering yang terdengar oleh pemanggil sementara sinyal dering dikirim ke pesawat yang dipanggil.

2. Bila pesawat yang dipanggil sedang sibuk, switch mengirimkan sinyal sibuk ke pemanggil.

3. Bila panggilan tidak lengkap, switch mengirim suatu pesan 'reorder' ke pemanggil.

Pihak yang dipanggil menerima panggilan dengan mengangkat genggam, yang secara otomatis disinyalkan ke switch.Switch menghentikan sinyal dering dan bunyi dering, serta menetapkan koneksi diantara dua pesawat.Koneksi dihentikan bila kedua pelanggan meletakkan genggam telepon

by : Jar & Ihsan RPL 2002 88 / 120

Bila pesawat yang dipanggil terpasang pada switch yang berbeda dan bukannya pada pesawat pemanggil, diperlukan fungsi-fungsi pensinyalan trunk switch-ke-swith berikut ini:

Switch utama mencari trunk interswitch yang idle, mengirim tanda tidak sibuk kepada trunk, dan meminta register digit pada ujung yang terjauh, sehingga alamat yang dituju bisa dikomunikasikan.Switch ujung mengirim sinyal tidak sibuk diikuti sinyal sibuk, yang disebut juga dengan 'wink' (kedipan). Ini menunjukkan bahwa register dalam keadaan siap.Switch utama mengirim digit alamat ke switch ujung.

Gambar 9.10 Pensinyalan Kontrol Sepanjang Jaringan Telepon Circuit-witching

Contoh ini memberi gambaran mengenai fungsi-fungsi yang bisa ditampilkan melalui sinyal-sinyal kontrol. Gambaran yang lebih mendetil ditunjukkan dalam Tabel 9.1. Fungsifungsi yang ditampilkan melalui sinyal-sinyal kontrol secara garis besarnya dikelompokkan kedalam kategori pengawas, alamat, informasi panggilan, serta manajemen jaringan. Gambar 9.10 yang didasarkan atas gambar dalam [FREE94] menunjukkan awal dan tujuan dari berbagai sinyal kontrol.

Tabel 9.1 Fungsi-fungsi pensinyalan

PENGAWASAN

Pensinyalan pengawasan menyediakan mekanisme untuk memperoleh sumber daya-sumber daya yang diperlukan untuk menetapkan suatu panggilan. Dipergunakan untuk mengawali permintaan panggilan, menangani atau menghentikan koneksi yang dibuat, mengawali atau menghentikan permintaan, mengingatkan operator akan koneksi yang dibuat, menyiagakan pesawat, serta mengawali panggilan. Melibatkan pengakuan status sibuk atau idle pada saluran

by : Jar & Ihsan RPL 2002 89 / 120

pesawat dan trunk inter kantor, dan transmisi mengenai informasiinformasi itu ke sistem switching dan pemanggil. Bentuk pensinyalan ini juga melibatkan fungsi kontrol dan status.

KontrolPensinyalan pengawasan dipergunakan untuk mengontrol penggunaan sumber daya-sumber daya yang tersedia. Kapasitas trunk dan switch ditetapkan untuk sebuah koneksi dengan sinyal-sinyal pengawasan. Sumber daya ini, sekali ditangkap, dimaksudkan untuk durasi panggilan dan dipakai berdasarkan penghentian panggilan.

StatusPensinyalan pengawasan juga mencakup informasi yang berkaitan dengan status panggilan atau usaha pemanggilan. Informasi ini dikirim kembali melalui jaringan ke switch pesawat.

ALAMAT

Pensinyalan alamat menyediakan mekanisme untuk menentukan pesawat yang berpartisipasi dalam sebuah panggilan atau upaya pemanggilan. Ini membawa informasi tertentu sebagaimana nomer telepon pesawat pemanggil atau yang dipanggil serta kode area atau wilayah atau kode akses trunk PBX. Selain itu melibatkan tranmisi digit dari nomer telepon yang dipanggil menuju sistem switching dari pesawat atau melalui switching semacam itu ke sistem switching yang lain. Pensinyalan alamat mencakup station-station yang terkait dan merouting sinyal-sinyal terkait.

Station TerkaitPensinyalan alamat dimulai dengan pesawat pemanggilan dari pesawat telepon sinyal dibangkitkan sebagai rangkaian pulsa (rotary dial) atau rangkaian bunyi dua frekuensi (push button). Untuk pesawat digital dipergunakan sinyal kontrol digital.Routing TerkaitBila lebih dari satu switch yang terlibat dalam penyusunan panggilan, diperlukan pensinyalan antar swicth. Ini meliputi pensinyalan alamat, yang mendukung fungsi routing, dan pensinyalan pengawasan yang terlibat dalam pengalokasian sumberdaya.

INFORMASI PANGGILANSinyal-sinyal informasi panggilan ditransmisikan ke pemanggil untuk menyediakan informasi ke pemanggil tersebut dan ke operator yang berhubungan dengan penetapan koneksi sepanjang jaringan telepon. Berbagai jenis bunyi dipergunakan untuk tujuan ini. Sinyal-sinyal ini dikategorikan sebagai pemberitahuan dan kemajuan.

PemberitahuanSinyal-sinyal pemberitahuan disediakan untuk pesawat yang tidak ingin menggantikan panggilan. Meliputi deringan telepon yang dipanggil dan memberi tanda pada pesawat bahwa telepon sedang dalam kondisi tidak sibuk.

KemajuanSinyal-sinyal kemajuan panggilan menunjukkan status panggilan untuk pesawat pemanggilan.

MANAJEMEN PANGGILANSinyal manajemen jaringan meliputi semua sinyal-sinyal yang berhubungan dengan operasi yang sedang berlangsung dan manajemen jaringan. Meliputi sinyal-sinyal yang menyebabkan kontrol harus dipergunakan serta sinyal-sinyal yang menyatakan status.

by : Jar & Ihsan RPL 2002 90 / 120

KontrolSinyal-sinyal kontrol manajemen jaringan dipergunakan untuk mengontrol proses pemilihan routing secara keseluruhan (misalnya, merubah jalur switch yang sudah ditentukan sebelumnya). Serta untuk memodifikasi karakteristik jaringan yang sedang beroperasi sebagai respon terhadap adanya overload dan kondisi kegagalan.

StatusSinyal status manejemen jaringan dipergunakan oleh switch untuk menyediakan informasi status ke pusat manajemen jaringan serta ke switch yang lain. Informasi status meliputi ukuran lalu lintas, kondisi over load.

by : Jar & Ihsan RPL 2002 91 / 120

9

Estimasi Penguasaan Materi 1 x Pertemuan

PaketSwitching

Setelah menyelesaikan unit ini diharapkan mahasiswa :

1. Dapat memahami Prinsip-prinsip paket Switching2. Dapat memahami Routing3. Dapat memahami Konsep x25

PAKET SWITCHING

Packet Switching dirancang sedemikian rupa untuk menyediakan fasilitas yang iebih efisien dibanding circuit switching untuk lalu lintas data yang sangat banyak. Dengan packet switching, station mentransimisikan data dalam bentuk block-block kecil yang disebut packet. Masing-masing packet berisikan sebagian data pemakai plus informasi kontrol yang diperlukan untuk memfungsikan jaringan dengan tepat.Elemen dasar yang paling membedakan jaringan ini dengan switching adalah operasi internalnya berupa datagram atau sirkuit virtual. Dengan sirkuit virtual internal sebuah rute ditentukan oleh dua ujung dan semua packet-packet di mana sirkuit virtual mengikuti rute yang sama. Sedangkan dengan datagram internal, setiap packet diberlakukan secara terpisah, dan packet-packet tersebut dimaksudkan untuk tujuan yang sama yang mengikuti rute-rute yang berbeda. Fungsi routing dari jaringan packet switching berupaya untuk menekan rute yang paling sedikit memakan biaya sepanjang jaringan, dengan perhitungan biaya yang didasarkan atas jumlah lompatan, penundaan yang diharapkan atau hal-hal lainnya. Biasanya algoritma routing yang dapat berganti-ganti tergantung pada perubahan informasi mengenai kondisi lalu lintas di antara simpul.X.25 adalah protocol standar untuk interface di antara suatu ujung dengan jaringan z switching.

Di sekitar tahun 1970, dimulai penelitian mengenai bentuk arsitektur baru untuk komunikasi data digital jarak jauh yaitu: packet switching. Meskipun teknologi packet switching telah

by : Jar & Ihsan RPL 2002 92 / 120

berkembang secara substansial sejak saat itu, ditandai dengan adanya (1) teknologi data packet switching secara fundamental saat ini sama dengan jaringan di awal tahun 70-an, dan (2) packet switching menyisakan salah satu dari sedikit teknologi-teknologi yang efektif untuk komunikasi data jarak jauh.

Unit ini menyajikan gambaran mengenai packet switching. Akan kita lihat beberapa kelebihan packet switching (fleksibilitas, sumberdaya yang merata, kekokohan, responsifitas) seiring dengan biayanya. Jaringan packet switching merupakan sekumpulan simpul-simpul packet switching yang tersebar. Idealnya, semua simpul packet switching harus selalu mengetahui kondisi jaringan secara keseluruhan. Namun karena simpul-simpul ini tersebar jadi waktunya menjadi lambat di antara perubahan status sebagian jaringan. Selanjutnya, muncul overhead saat mengkomunikasikan informasi status. Akibatnya jaringan packet switching tidak mampu menampilkan kinerja yang sempurna, dan mengelaborasikan algoritma-algoritma yang dipergunakan untuk mengatasi penundaan waktu dan overhead dalam operasi jaringan. Hal-hal yang sama ini akan muncul lagi saat kita membahas tentang internetworking di bagian ini.

Bagian ini dimulai dengan pengenalan prinsip-prinsip jaringan packet switching. Selanjutnya kita beralih pada operasi internal dari jaringan ini, memperkenalkan konsep sirkuit virtual dan datagram. Kemudian kita mengamati teknologi kunci dalam routing. Bab ini mencakup juga pengenalan X.25 yang merupakan interface standar di antara ujung dan jaringan packet switching

9.1 PRINSIP-PRINSIP PACKET SWITCHING

Jaringan telekomunikasi circuit-switching long-haul awalnya dirancang untukmengendalikan lalu lintas suara, dan mayoritas lalu lintas pada jaringan-jaringan ini untuk diteruskan menjadi suara. Karakteristik dasar dari jaringan circuit switching adalah sumber daya yang berada di dalam jaringan yang dimaksudkan untuk panggilan tertentu. Untuk koneksi suara circuit yang dihasilkan sangat besar manfaatnya karena hampir di sebagian waktu hanya salah satu pihak yang berbicara. Meskipun begitu, saat jaringan circuit switch-ing mulai semakin sering digunakan untuk koneksi data ada dua hal yang semakin jelas yakni:

Untuk beberapa koneksi data pemakai/host (misalnya, komputer pribadi pemakai yang dihubungkan ke server database) sebagian besar waktunya berada pada saluran di dalam status idle. Sehingga, dengan koneksi data, pendekatan circuit switching menjadi tidak efisien.Dalam jaringan circuit switching koneksi yang terjadi memungkinkan dilakukannya transmisi pada rate data yang

by : Jar & Ihsan RPL 2002 93 / 120

konstan. Jadi, masing-masing dari dua perangkat yang dihubungkan harus saling mentransmisikan dan menerima pada rate data yang sama. Hal ini membatasi kegunaan jaringan dalam interkoneksi berbagai jenis komputer host dan workstation.

Untuk memahami bagaimana packet switching mengarahkan masalah ini kita lihat secara singkat gambaran operasi packet switching. Data ditransmisikan dalam bentuk packet pendek. Batas pada packet panjangnya 1000 octet (byte). Bila sumber memiliki pesan yang lebih panjang untuk dikirim, pesan-pesan tersebut terpecah menjadi deretan packet (Gambar 10.1). Masing-masing packet berisikan sebagian (atau semua untuk sebuah pesan pendek) data pemakai plus beberapa informasi kontrol. Informasi kontrol, pada jumlah minimum, mencakup informasi yang diperlukan jaringan agar mampu mengarahkan packet di sepanjang jaringan dan mengirimkannya ke tujuan yang dimaksud. Pada masing-masing simpul dalam rute packet diterima, disimpan sementara, dan diarahkan menuju simpul berikutnya.

Sekarang kita kembali ke Gambar 9.1. Namun sekarang kita mengasumsikan gambar tersebut merupakan sebuah jaringan packet-switching sederhana. Amati packet yang dikirim dari station A ke station E. Packet tersebut terdiri dari informasi kontrol yang menunjukkan bahwa tujuan yang dimaksud adalah E. Packet dikirim dari station A ke simpul 4. Simpul 4 menyimpan packet dan, menentukan rute berikutnya (katakanlah 5), serta mengantrikan packet keluar pada jalur tersebut (jalur 4-5). Bila jalurnya sudah tersedia, packet ditransmisikan ke simpul 5, yang mentransmisikan packet ke simpul 6, akhirnya sampai ke station E. Pendekatan ini memiliki beberapa kelebihan dibanding circuit-switching, yakni:

Jalur efisiensi yang lebih besar, karena jalur simpul-ke-simpul tunggal dapat dibagi secara dinamik oleh packet sebanyak-banyaknya sepanjang waktu. Packet diantrikan dan ditransmisikan secepat mungkin sepanjang jaringan. Sebaliknya, dengan circuitswitching, waktu pada jalur simpul-ke-simpul dialokasikan menggunakan Time-Division Multiplexing synchronous. Hampir di sebagian besar waktunya, jalur seperti itu berada dalam kondisi idle karena sebagian waktunya dihabiskan untuk koneksi yang statusnya juga idle.jaringan packet-switching mampu menampilkan konversi rate data. Dua station pada rate data yang berbeda mampu mengubah packetnya karena masing- masing dikoneksikan ke simpulnya pada rate data yang sesuai.

by : Jar & Ihsan RPL 2002 94 / 120

Gambar 10.1 Penggunaan Paket

9.2 ROUTING

Salah satu aspek yang paling rumit dan sulit dari rancangan jaringan packet-switching adalah routing. Bagian ini dimulai dengan suatu pengamatan mengenai karakteristik dasar yang dipergunakan untuk mengelompokkan strategi-strategi routing. Barulah kemudian dibahas mengenai beberapa strategi khusus dalam routing.Prinsip-prinsip yang digambarkan dalam bagian ini juga bisa diaplikasikan untuk routing internetwork.

KarakteristikFungsi utama jaringan packet-switching adalah menerima packet-packet dari station sumber dan mengirimkannya ke station tujuan. Untuk mencapai hal ini, jalur atau rute sepanjang jaringan harus ditentukan terlebih dahulu; umumnya, lebih dari satu rute. Jadi, fungsi routing memang harus diperhatikankan. Persyaratan untuk fungsi ini adalah sebagai berikut:

Pembetulan Kesederhanaan Kekokohan Stabilitas Kejelasan OptimalEfisiensi

Dua item pertama pada daftar di atas sudah cukup jelas. Kekokohan berkaitan dengan kemampuan jaringan mengirim packet melalui beberapa rute saat terjadi kegagalan dan kemacetan. Idealnya, jaringan mampu bereaksi terhadap kemacetan semacam itu tanpa harus kehilangan packet-packet ataupun memutuskan sirkuit virtual. Perancang yang ingin mencapai kekokohan juga harus mampu memenuhi persyaratan yang diperlukan untuk mencapai stabilitas. Teknik-teknik yang bereaksi untuk mengubah keadaan memiliki beberapa kelemahan, apakah itu reaksinya terlalu lamban terhadap kejadian atau mengalami gangguan yang tidak stabil secara ekstrem. Sebagai contoh, jaringan bisa bereaksi terhadap kemacatan pada daerah pertama dengan cara mengalihkan

by : Jar & Ihsan RPL 2002 95 / 120

sebagian besar muatan ke daerah kedua. Kemudian daerah kedua mengalami kelebihan muatan dan daerah pertama kembali dipergunakan lagi sehingga terjadi lagi pengalihan kedua. Selama pengalihan-pengalihan ini, packet-packet melintas dalam bentuk putaran disepanjang jaringan.Suatu pertukaran semacam itu juga terjadi diantara kejelasan dan optimalitas. Beberapa kriteria kinerja lebih memprioritas pertukaran packet-packet diantara station-station yang berdekatan dibandingkan dengan pertukaran antar station-station yang berjauhan. Kebijakan ini memaksimalkan laju penyelesaian namun menjadi tidak adil bagi station yang sangat membutuhkan komunikasi dengan station yang jaraknya sangat jauh.Terakhir, apapun teknik routing yang melibatkan suatu pemrosesan overhead pada setiap simpul dan seringnya overhead transmisi, di mana keduanya mengakibatkan berkurangnya efisiensi jaringan. Dampak dari overhead semacam itu harus lebih sedikit dibanding kelebihan-kelebihan yang ada didasarkan atas beberapa metrik yang memungkinkan, seperti berkurangnya kekokohan atau kejelasan.Dengan memikirkan persyaratan-persyaratan ini, kita sekarang mulai dapat memperkirakan berbagai elemen yang dipergunakan untuk strategi routing. Tabel 10.2 memuat daftar elemen-elemen ini. Beberapa kategori-kategori ini Baling tumpang-tindih atau saling tergantung satu sama lain. Karenanya, penjelasan dari daftar ini dimaksudkan untuk memperjelas dan mengatur konsep routing.

9.3 X.25

Salah satu standar protocol yang paling banyak dipergunakan adalah X.25, yang baru disetujui pada tahun 1976 dan sejak saat itu telah mengalami beberapa kali revisi. Standar tersebut menentukan interface di antara sistem host dan jaringan packet-switching. Standar ini juga mulai dipergunakan secara universal untuk

by : Jar & Ihsan RPL 2002 96 / 120

menginterfacekan jaringan packet-switching serta diterapkannya untuk packet-switching dalam ISDN. Standar ini memiliki tiga level protocol, yakni:

Level fisikLevel jalurLevel packet

Ketiga level tersebut berkaitan dengan tiga lapisan terendah model OSI (lihat gambar 1.10). Level fisik menyangkut interface di antara suatu station (komputer, terminal) dan jalur yang terhubung ke station tersebut dengan simpul packet-switching. Standar menyatakan mesin-mesin pemakai sebagai Data Terminal Equipment (DTE) dan simpul packet-switching di mana DTE terhubung ke sana sebagai Data Circuit-terminating Equipment (DCE).

Gambar 10.14 Penggunaan Sirkuit Virtual

X.25 mengakibatkan penggunaan spesifikasi lapisan-fisik dalam standar disebut sebagai X.21, namun untuk beberapa kasus tertentu pada standar-standar lain, misalnya EIA-232, hanya sebagai substitusi saja. Level jalur dimaksudkan agar transfer data

by : Jar & Ihsan RPL 2002 97 / 120

yang melintasi jalur fisik cukup andal, dengan cara mentransmisikan data sebagai rantaian frame. Standar level jalur disebut sebagai LAPB (Link Acess Protocol Balanced). LAPB merupakan subbagian dari HDLC.

Sedangkan level packet menyediakan layanan sirkuit virtual eksternal. Layanan ini memungkinkan pesawat ujung untuk jaringan mampu menyusun logika koneksi, yang disebut sirkuit virtual, menuju pesawat ujung lainnya. Satu contoh digambarkan pada gambar 10.14 (bandingkan dengan gambar 9.1). Pada contoh ini, station A memiliki koneksi sirkuit virtual ke station C; station B yang memiliki dua sirkuit virtual ditetapkan, satu menuju C dan satunya lagi menuju D; sedangkan station E dan F masing-masing memiliki sebuah koneksi sirkuit virtual menuju D

Gambar 10.15 mengilustrasikan keterkaitan diantara level-level X.25. Data pemakai yang dilintaskan menuju level 3 X.25, yang melampirkan kontrol infomasi sebagai header, menciptakan suatu packet. Kemungkinan lain, data pemakai bisa disegmentasikan menjadi packet-packet ganda. Informasi kontrol packet dimaksudkan untuk beberapa hal sebagai berikut:

Mengidentifikasi melalui nomor sirkuit virtual tertentu dimana dengan nomor-nomor ini data-data diasosiasikan.Menyediakan nomor urut yang dapat dipergunakan untuk kontrol aliran dan kontrol kesalahan pada basis sirkuit virtual.

Seluruh packet X.25 dilintaskan menuju entitas LAPB, yang melampirkan informasi kontrol pada bagian depan dan belakang packet, membentuk suatu frame LAPB. Lagi-lagi, informasi kontrol pada frame diperlukan untuk operasi protocol LAPB.

Gambar 10.15. Data Pemakai dan Informasi Kontrol Protocol X.25

by : Jar & Ihsan RPL 2002 98 / 120

1

Estimasi Penguasaan Materi 2 x Pertemuan

ATM &Frame Relay

Setelah menyelesaikan unit ini diharapkan mahasiswa :

1. Dapat memahami Arsitektur Protocol2. Dapat memahami Koneksi Logic ATM3. Dapat memahami Sel-sel ATM4. Dapat memahami Transmisi Sel-sel ATM5. Dapat memahami Kategori Layanan ATM6. Dapat memahami ATM Adaption Layer7. Dapat mengerti Frame Relay

WIDE AREA NETWORK

ATM merupakan interface transfer packet yang efisien. ATM menggunakan packet-packet dengan ukuran tertentu, yang disebut cell. Penggunaan ukuran dan format tertentu ini menghasilkan skema yang efisien untuk pentransmisian pada jaringan berkecepatan tinggi.Beberapa bentuk struktur transmisi harus dipergunakan untuk mengangkut cell-cell ATM. Salah satunya adalah penggunaan deretan cell secara terusmenerus, tanpa struktur frame multiplex pada interface. Sedangkan sinkronisasi dilakukan pada basis cell-demi-cell. Pilihan keduanya adalah dengan menempatkan cell-cell pada pembungkus Time-Division Multiplex synchronous. Dalam hal ini, bit deretan pada interface memiliki sebuah frame eksternal berbasis Synchronous Digital Hierarchy (SDH).ATM menyediakan layanan real-time dan non-real-time. Sebuah jaringan berbasis ATM mampu mendukung lalu lintas dengan jangkauan luas, meliputi deretan-deretan TDM synchronous seperti T-1, menggunakan layanan Constant Bit Rate (CBR), suara dan video mampat menggunakan layanan real-time Variable Bit Rate (rt-VBR), lalu lintas dengan kualitas yang memenuhi syarat layanan tertentu, menggunakan layanan non-real-time VBR (nrt-VBR), serta lalu lintas berbasis IP menggunakan layanan Available Bit Rate (ABR) dan layanan Unspecified Bit Rate (UBR).

by : Jar & Ihsan RPL 2002 99 / 120

Penggunaan ATM menyebabkan diperlukannya lapisan adaptasi untuk mendukung protocol-protocol transfer informasi yang tidak berbasis ATM. ATM adaptation layer (AAL) memisahkan informasi dari pemakai AAL menjadi packet-packet 48-octet untuk disesuaikan menjadi cell ATM. Hal ini melibatkan pengumpulan bit dari deretan bit atau mensegmentasikan frame menjadi potongan-potongan yang lebih kecil.

Asynchronous Transfer Mode (ATM) disebut juga dengan Cell Relay, memiliki kelebihan dalam hal keandalan dan ketepatan fasilitas digital modernnya dalam menyediakan packetswitching yang lebih cepat dibanding X.25. ATM dikembangkan sebagai bagian dari cara kerja broadband ISDN, namun aplikasinya juga ditemukan di lingkungan non ISDN yang tidak memerlukan rate data yang tinggi.

Kita memulai dengan membahas tentang detail-detail skema ATM. Kemudian kita beralih ke konsep terpenting dari ATM Adaptation Layer (AAL). Terakhir, disajikan gambaran singkat mengenai sebuah teknologi lama namun tetap populer, yakni frame relay.

10.1 ARSITEKTUR PROTOCOL

Asynchronous Transfer Mode (ATM) memiliki cara yang sama dengan packet-switching yang menggunakan X.25 dan frame relay. Sebagaimana packet-switching dan frame relay, ATM melibatkan pentransferan data dalam bentuk potongan-potongan yang memiliki ciriciri tersendiri. Selain itu, masih sama seperti packet-switching dan frame relay, ATM memungkinkan koneksi logik multipel dimultiplexingkan melalui sebuah interface fisik tunggal. Pada ATM, informasi yang mengalir pada koneksi logik disusun menjadi packet-packet berukuran tertentu yang disebut cell.

Gambar 11.1 Arsitektur Protocol ATM

ATM merupakan protocol yang efisien dengan kemampuan kontrol kesalahan dan kontrol aliran minimal. Hal ini menyebabkan berkurangnya overhead saat pengolahan cellcell ATM sekaligus mengurangi jumlah bit-bit overhead yang diperlukan masing-masing cell, sehingga memungkinkan ATM beroperasi pada rate data yang cukup tinggi. Selanjutnya, penggunaan cell-cell berukuran tertentu menyederhanakan proses pengolahan yang diperlukan pada setiap simpul-simpul ATM, yang berarti juga mendukung penggunaan penggunaan ATM pada rate data yang tinggi.

by : Jar & Ihsan RPL 2002 100 / 120

Standar-standar yang diterbitkan untuk ATM oleh ITU-T yang berbasis arsitektur protocol ditunjukkan dalam gambar 11.1, yang mengilustrasikan arsitektur dasar untuk interface di antara pemakai dan jaringan. Lapisan fisik melibatkan spesifikasi media transmisi dan skema pengkodean sinyal. Rate data yang ditetapkan pada lapisan fisik berkisar mulai dari 25,6 Mbps sampai 622,08 Mbps. Rate data lainnya, baik yang lebih tinggi maupun yang lebih rendah, juga dimungkinkan.Dua lapisan arsitektur protocol berkaitan dengan fungsi-fungsi ATM. Terdapat sebuah lapisan ATM yang umumnya dipergunakan untuk berbagai bentuk layanan yang menyediakan kemampuan transfer packet, serta ATM Adaptation Layer (AAL) yang merupakan fungsi layanan yang terpisah. Lapisan ATM menentukan pentransmisian data dalam ukuran-ukuran tertentu serta menentukan penggunaan koneksi logik. Penggunaan ATM menyebabkan kebutuhan akan suatu lapisan adaptasi untuk mendukung protocolprotocol transfer informasi yang tidak berbasis ATM. AAL memetakan informasi pada lapisan yang lebih tinggi kedalam cell-cell ATM yang diangkut disepanjang jaringan ATM, kemudian mengumpulkan informasi dari cell-cell ATM tersebut untuk dikirim ke lapisan-lapisan yang lebih tinggi lagi.

Model referensi protocol melibatkan tiga taraf yang berbeda:

Taraf pemakai: Tersedia untuk transfer informasi pemakai, bersama-sama dengan kontrol-kontrol yang berkait (misalnya, kontrol aliran, kontrol kesalahan).Taraf kontrol: Menampilkan fungsi-fungsi kontrol panggilan dan kontrol koneksi. Taraf manajemen: Meliputi taraf manajemen yang menampilkan fungsi-fungsi manajemen yang berkaitan dengan sistem secara keseluruhan serta menyediakan koordinasi antartaraf, dan manajemen lapisan yang menampilkan fungsi-fungsi manajemen yang berkaitan dengan sumber daya dan parameter yang terletak pada entitas-entitas protocolnya.

10.2 KONEKSI LOGIK ATMKoneksi logik dalam ATM disebut juga Virtual Channel Connections (VCCs). VCC dapat disamakan dengan sirkuit virtual dalam X.25; yang merupakan unit dasar dari switching dalam sebuah jaringan ATM. VCC disusun di antara dua pemakai di sepanjang jaringan dan sebuah rate variabel, aliran full-duplex dari cell-cell berukuran tertentu diubah saat koneksi. VCC juga dipergunakan untuk pertukaran pemakai-jaringan (pensinyalan kontrol) dan pertukaran jaringan-jaringan (manajemen jaringan dan routing).Bagi ATM, sublapisan kedua dari proses pengolahan yang terjadi berkaitan dengan konsep jalur virtual (Gambar 11.2). Sebuah Virtual Path Connection (VPC) merupakan bendelan dari VCC yang memiliki

by : Jar & Ihsan RPL 2002 101 / 120

ujung yang sama. Jadi, seluruh cell yang mengalir sepanjang VCC dalam suatu VPC tunggal diswitchingkan bersama-sama.Konsep jalur virtual dikembangkan untuk memenuhi tren jaringan berkecepatan tinggi di mana biaya kontrol jaringan meningkat melebihi biaya jaringan secara keseluruhan. Teknik jalur virtual membantu menahan biaya kontrol dengan cara mengelompokkan koneksi yang membagi jalur-jalur biasa di sepanjang jaringan menjadi bentuk unit-unit tunggal. Barulah kemudian tindakan manajemen jaringan diterapkan pada beberapa kelompok koneksi sebagai pengganti sejumlah koneksi individu.

Gambar 11.2 Hubungan koneksi ATM

10.3 CELL-CELL ATM

Model transfer asynchronous memakai cell-cell berukuran tertentu, yang memuat header 5-octet dan bidang informasi 48-octet. Terdapat sejumlah kelebihan dengan menggunakan

Gambar 11.4 Format sel ATM

by : Jar & Ihsan RPL 2002 102 / 120

cell-cell berukuran kecil ini. Pertama, penggunaan cell-cell berukuran kecil mampu mengurangi penundaan antrian untuk cell dengan prioritas yang tinggi, karena tidak terlalu lama menunggu kecuali bila datang begitu saja di belakang cell yang memiliki prioritas rendah yang memperoleh akses menuju sumber daya (misalnya, transmitter). Kedua, cell-cell berukuran tertentu bisa diswitchingkan dengan lebih efisien, di mana hal ini penting rate data ATM yang sangat tinggi [PARE88]. Dengan cell-cell berukuran tertentu, tentunya lebih mudah menerapkan mekanisme switching pada hardware.

Format HeaderGambar 11.4a menunjukkan format header cell pada interface pemakai-jaringan. Gambar 11.4b menunjukkan format header cell di dalam jaringan.Bidang Generic Flow Control (GFC) tidak muncul pada header cell di dalam jaringan, namun hanya pada interface pemakai-jaringan. Karenanya, dapat dipergunakan untuk mengontrol aliran cell yang hanya berada pada interface lokal pemakai-jaringan. Bidang tersebut dapat pula dipergunakan untuk membantu konsumen mengontrol aliran lalu lintas untuk mutu layanan yang berbeda. Pada hal-hal tertentu, mekanisme GFC dipergunakan untuk meringankan kondisi overload jangka-pendek di dalam jaringan.

10.4 TRANSMISI CELL-CELL ATM

1.432 menetapkan bahwa cell-cell ATM bisa ditransmisikan pada salah satu dari beberapa rate data yaitu 622,08 Mbps,155,52 Mbps, 51,84 Mbps, atau 25,6 Mbps. Kita perlu menentukan struktur transmisi yang akan dipergunakan untuk membawa payload ini. Ada dua pendekatan yang ditetapkan dalam 1.432, yakni lapisan fisik berbasis cell dan lapisan fisik berbasis SDH2) Sekarang kita mencoba mengamati masing-masing pendekatan ini.

Lapisan Fisik Berbasis Cel

Untuk lapisan fisik berbasis cell, tidak dilakukan framing. Struktur interface terdiri dari deretan cell-cell 53 octet yang terjadi secara terus-menerus. Karena tidak ada frame eksternal yang dijalankan pada pendekatan berbasis cell ini, maka diperlukan beberapa bentuk sinkronisasi. Sinkronisasi dicapai pada basis bidang kontrol kesalahan header (HEC) di dalam header cell. Prosedurnya adalah sebagai berikut (Gambar 11.8):

by : Jar & Ihsan RPL 2002 103 / 120

Pada status HUNT, algoritma penggambaran cell ditampilkan bit demi bit untuk menentukan apakah hukum pengkodean HEC diamati (misalnya, kesesuaian antara HEC yang diterima dengan HEC yang dihitung). Sekali kesesuaian itu dicapai, diasumsikan bahwa satu header telah ditemukan, dan metode memasuki status PRESYNC.Pada status PRE-SYNC, struktur cell sekarang diasumsi-kan. Algoritma peng-gambaran cell ditam-pilkan cell demi cell sampai secara resmi pengkodean dikon-firmasikan 8 kali ber-turut-turut.

Gambar 11.8 Diagram Status Penggambaran SelPada status SYNC, KKH dipergunakan untuk mendeteksi dan memperbaiki kesalahan (Lihat Gambar 11.5). Penggambaran cell diasumsikan hilang bila secara resmi pengkodean KKH diyakini secara berurutan tidak benar a kali.

Nilai-nilai a dan 8 adalah parameter rancangan. Nilai yang lebih besar dari S terjadi pada penundaan yang lebih lama saat menetapkan sinkronisasi namun muncul juga saat terjadi kelipatan pada penggambaran yang keliru. Nilai yang lebih besar dari a. Terjadi pada penundaan yang lebih lama saat diakui terdapat kesalahan penetapan kecuali saat terjadi kelipatan lagi pada penetapan yang keliru tersebut. Gambar 11.9 dan Gambar 11.10, yang didasarkan atas 1.432, menunjukkan dampak kesalahan bit random terhadap kinerja penggambaran cell untuk berbagai nilai a dan 8 . Gambar pertama menunjukkan jumlah waktu rata-rata di mana receiver mempertahankan sinkronisasi saat terjadi kesalahan, dengan a sebagai parameter. Gambar kedua menunjukkan jumlah waktu rata-rata yang diperlukan untuk sinkronisasi sebagai fungsi rate kesalahan, dengan 8 sebagai parameter.

Kelebihan dari penggunaan skema transmisi berbasis cell adalah interfacenya yang sederhana bila fungsi mode transmisi dan transfer didasarkan atas struktur yang biasa saja

10.5 KATEGORI LAYANAN ATM

Sebuah jaringan ATM dirancang sedemikian rupa agar mampu mentransfer berbagai jenis lalu lintas yang berbeda-beda secara simultan, termasuk aliran yang sesungguhnya seperti

by : Jar & Ihsan RPL 2002 104 / 120

suara, video, dan aliran TCP yang sangat banyak. Meskipun setiap aliran lalu lintas semacam itu ditangani sebagai deretan cell-cell 53 octet yang melintas sepanjang virtual channel, jalan di mana setiap aliran data dikendalikan didalam jaringan tergantung dari karakteristik aliran lalu lintas dan persyaratan-persyaratan aplikasinya. Sebagai contoh, lalu lintas video realtime dikirim dengan variasi penundaan minimum.

Pada Unit ini akan dibahas mengenai kategori-kategori layanan ATM, yang dipergunakan oleh ujung sistem untuk menentukan jenis layanan yang diperlukan. Kategori layanan berikut ini telah ditetapkan dalam Forum ATM:

Layanan real time1. Constant Bit Rate (CBR) 2. Real-time variable bit rate (rt-VBR)

Layanan non-real-time1. Non real-time variable bit rate (nrt-VBR) 2. Available bit rate (ABR)3. Unspecified bit rate

10.6 LAPISAN ADAPTASI ATM

Penggunaan ATM menciptakan kebutuhan akan lapisan adaptasi untuk mendukung protocol transfer informasi yang tidak berbasis ATM. Dua contohnya adalah suara PCM (Pulse Code Modulation) dan Internet Protocol (IP). Suara PCM merupakan aplikasi yang menghasilkan deretan bit dari sebuah sinyal suara. Untuk menerapkan aplikasi ini sepanjang ATM, perlu dilakukan assembling terhadap bit-bit PCM menjadi cell-cell untuk transmisi dan membacanya pada penerimaan dengan cara yang sama saat memproduksi aliran bit yang halus dan konstan ke receiver. Pada lingkungan campuran, dimana IP berbasis jaringan diinterkoneksikan dengan jaringan ATM, cara termudah untuk mengintegrasikan keduanya adalah dengan memetakan packet-packet IP menjadi cell-cell ATM; ini biasanya dilakukan dengan cara mensegmentasikan satu packet IP ke dalam sejumlah cell-cell saat transmisi dan melakukan assemble ulang frame dari cell-cell pada penerimaan. Dengan cara mengizinkan pengguanaan IP sepanjang ATM, seluruh infrastruktur IP yang ada bisa dipergunakan disepanjang jaringan ATM.

10.7 FRAME RELAY

Frame relay, sama halnya dengan ATM, dirancang sedemikian rupa untuk menampilkan skema transmisi yang lebih efisien dibanding X.25. Standar frame relay matang lebih awal dibanding standar

by : Jar & Ihsan RPL 2002 105 / 120

untuk ATM, dan produk-produk komersial yang telah ada sebelumnya. Karenanya, terdapat basis yang lebih besar bagi produk-produk frame relay. Nampak menarik semenjak diganti ke ATM untuk networking data berkecepatan tinggi, namun karena frame relay masih populer, maka di sini kita ulas secara singkat.

Latar belakang

Pendekatan yang tradisional untuk packet-swiching memungkinkan penggunaan X.25, yang tidak hanya menentukan interface pemakai-jaringan namun juga mempengaruhi desain internal jaringan. Beberapa bentuk dasar dari pendekatan X.25 adalah sebagai berikut:

Packet-packet kontrol panggilan, yang dipergunakan untuk menset up dan menbubarkan sirkuit virtual, dibawa pada channel yang sama dan pada sirkuit virtual yang sama sebagai packet-packet data. Akibatnya, diperlukan pensinyalan inband. Multiplexing sirkuit virtual menempati lapisan 3. Baik lapisan 2 maupun lapisan 3 mencakup mekanisme flow control aliran dan kontrol kesalahan.

Pendekatan ini berlaku untuk overhead yang dapat diprediksikan sebelumnya. Pada setiap lompatan sepanjang jaringan, protocol control data link melibatkan pertukaran sebuah frame data dan sebuah frame balasan. Selanjutnya, pada setiap simpul perantara, tabel-tabel status harus dipertahankan untuk setiap sirkuit virtual agar sesuai dengan manajemen panggilan dan aspek-aspek flow control/kontrol kesalahan dari protocol X.25. Seluruh overhead ini bisa ditegaskan bila terdapat probabilitas kesalahan yang signifikan pada jalur- jalur di jaringan. Pendekatan ini kemungkinan sangat tidak sesuai untuk fasilitas komunikasi digital modern. Jaringan-jaringan yang ada saat ini menerapkan teknologi transmisi digital yang andal untuk jalur-jalur transmisi yang andal pula dan bermutu tinggi, dimana sebagian besar berupa serat optik. Selain itu, dengan menggunakan serat optik dan transmisi digital, rate data yang tinggi akan dapat diperoleh. Di lingkungan ini, overhead X.25 sangat diperlukan namun mengurangi keefektifan penggunaan rate data yang tersedia.Frame relay dirancang untuk mengeliminasi banyaknya overhead di mana X.25 ditentukan pada sistem ujung pemakai dan pada jaringan packet-switching. Perbedaan kunci diantara frame relay dan layanan packet-swiching X.25 konvensional adalah sebagai berikut:

Pensinyalan kontrol panggilan dibawa pada koneksi logik yang terpisah dari data pemakai. Jadi, simpul-simpul perantara tidak perlu mempertahankan tabel-tabel status atau pengolahan pesan-pesan yang berhubungan dengan kontrol pangggilan pada basis per-koneksi individu.

by : Jar & Ihsan RPL 2002 106 / 120

Koneksi logik untuk mutliplexing dan switching dilakukan pada lapisan 2 sebagai penganti lapisan 3, mengeliminasi satu lapisan pengolahan secara keseluruhan. Tidak terdapat flow control dan kontrol kesalahan lompatan demi lompatan. Bila diaplikasikan secara keseluruhan, maka flow control dan kontrol kesalahan ujung-keujung merupakan tanggung jawab lapisan yang lebih tinggi.

Jadi, dengan frame relay, sebuah frame data pemakai tunggal dikirim dari sumber ke tujuan, dan sebuah balasan, yang dibangkitkan oleh lapisan yang lebih tinggi, dibawa kembali di dalam frame. Tidak terdapat pertukaran frame-frame data dan balasan lompatan demi lompatan.

Sekarang mari kita amati kelebihan dan kekurangan pendekatan ini. Kekurangan utama dari frame relay, bila dibandingkan dengan X.25, adalah hilangnya kemampuan flow control dan kontrol kesalahan jalur demi jalur. (Meskipun frame relay tidak menampilkan flow control dan kontrol kesalahan ujung-ke-ujung, ini tersedia dengan mudah pada lapisan yang lebih tinggi.) Pada X.25, sirkuit virtual ganda dibawa pada sebuah jalur fisik tunggal, dan LAPB tersedia pada level jalur untuk menyediakan transmisi yang andal dari sumber ke jaringan packet-switching dan dari jaringan packet-switching ke tujuan. Selain itu, pada setiap lompatan sepanjang jaringan, protocol kontrol jalur dapat dipergunakan agar tetap andal. Dengan menggunakan frame relay, kontrol jalur lompatan demi lompatan ini menjadi hilang. Bagaimanapun juga, dengan meningkatnya keandalan fasilitas transmisi dan switching, maka hal ini tidak menjadi kekurangan utama.

Kelebihan frame relay adalah adanya proses komunikasi yang ringan. Fungsi protocol yang diperlukan pada interface pemakai-jaringan berkurang saat menjadi pengolahan jaringan internal. Akibatnya, penundaan lebih rendah dan laju penyelesaian yang lebih tinggi bisa diharapkan. Studi-studi yang dilakukan menunjukkan adanya peningkatan dalam laju penyelesaian yang menggunakan frame relay, bandingkan dengan X.25, dalam hal perintah magnituda atau selebihnya [HARB92]. Rekomendasi ITU-T 1.233 menunjukkan bahwa frame relay bisa dipergunakan pada akses dengan kecepatan sampai 2 Mbps.

by : Jar & Ihsan RPL 2002 107 / 120

1

Estimasi Penguasaan Materi 2 x Pertemuan

ISDN &Broadband

ISDNSetelah menyelesaikan unit ini diharapkan mahasiswa :

1. Dapat memahami ISDN2. Dapat memahami Chanel-chanel ISDN3. Dapat memahami Akses Pemakai4. Dapat memahami Protocol-protocol ISDN5. Dapat memahami Broadband ISDN

ISDN & BROADBAND ISDN

Di luar alternatif lama untuk layanan packet-switching dan circuit-switching, wide area networking alternatif mulai berkembang pesat yakni, ISDN.Layanan ISDN didasarkan atas konsep tersedianya sederetan channel pada sebuah interface tunggal. Channel B, pada 64 kbps, adalah channel utama yang dipergunakan untuk circuit-switching, packet-switching, dan dedicated (leased) circuit. Channel D dipergunakan untuk pensinyalan kontrol (setup panggilan) dan juga untuk membawa sejumlah data. Untuk pemakai perumahan dan usaha kecil, layanan akses dasar dari dua channel B dan satu channel D sudah mencukupi. Untuk konsumen dengan instalasi LAN atau PBX digital, dapat mempergunakan layanan akses dasar baik dari channel 23 B atau channel 30 B dan satu channel D. ISDN broadband adalah spesifikasi ISDN generasi kedua yang mampu menampilkan rate data digital tingkat tinggi. Sedangkan teknologi dasar pada interface pemakai adalah ATM.

Kemajuan yang sangat pesat dalam teknologi komputer dan komunikasi telah menyebabkan penggabungan kedua bidang ini pun meningkat pula. Batasan di antara perhitungan, switching, dan perangkat transmisi digital menjadi tidak jelas, selain itu teknk-teknik digital yang sama dipergunakan pula untuk transmisi data, suara, dan image. Adanya merger dan perkembangan dalam hal

by : Jar & Ihsan RPL 2002 108 / 120

teknologi, seiring dengan meningkatnya permintaan akan pengumpulan, pengolahan, dan penyebaran informasi yang efisien dan tepat waktu, membawa pada pengembangan sistem yang terintegrasi yang mampu mentransmisi dan mengolah segala jenis data. Tujuan utama dari evolusi ini adalah Integrated Services Digital Network (ISDN).ISDN dimaksudkan untuk jaringan telekomunikasi publik kelas dunia untuk menggantikan jaringan telekomunikasi publik yang telah ada serta mengirim berbagai jenis layanan. ISDN ditentukan melalui standarisasi interface pemakai dan diimplementasikan sebagai sederetan jalur dan switch digital yang mampu mendukung jangkauan yang luas dari berbagai jenis lalu lintas sekaligus menampilkan layanan-layanan pengolahan yang bernilai lebih. Pada prakteknya, terdapat jaringan-jaringan multipel yang diterapkan pada batas-batas nasional, namun dari sudut pandang pemakai, terdapat suatu jaringan kelas dunia yang dapat diakses secara keseluruhan.Pengaruh ISDN baik terhadap pemakai maupun terhadap vendor (penjual) nampak signifikan. Untuk mengontrol evolusi dan dampak ISDN, dilakukan upaya-upaya standarisasi. Meskipun standar-standar ISDN tersebut sedang dikerjakan, namun teknologi maupun perkembangan strategi implementasi sudah bisa dipahami dengan baik.Bertolak-belakang dengan fakta dimana ISDN belum mampu mencapai tingkat penyebaran universal seperti yang diharapkan, namun sudah muncul generasi keduanya. Generasi pertama, kadang-kadang disebut narrowband ISDN, didasarkan atas pemakaian channel 64-kbps sebagai unit dasar switching dan berorientasi circuit-switching. Kontribusi teknis utama dari narrowband ISDN adalah frame relay. Generasi kedua, disebut juga broadband ISDN (B-ISDN), mendukung rate data yang sangat tinggi (100 Mbps) dan berorientasi packet-switching. Kontribusi teknis utama dari broadband ISDN ini adalah Asynchronous Transfer Mode, disebut juga sebagai cell relay.

11.1 TINJAUAN ISDN

Konsep ISDNKonsep ISDN dipaparkan dengan sangat baik dengan cara mengamatinya dari berbagai sudut pandang yang berbeda-beda:

Prinsip-prinsip ISDNInterface pemakai Tujuan

Prinsip-prinsip ISDNStandar-standar untuk ISDN telah ditetapkan oleh ITU-T (dulunya CCITT), topik yang akan kita bahas lebih jauh di bagian ini. Tabel A.1, yang merupakan teks lengkap mengenai salah satu standar

by : Jar & Ihsan RPL 2002 109 / 120

yang berkaitan dengan ISDN, menyatakan tentang prinsip-prinsip ISDN dari sudut pandang ITU-T. Kita lihat masing-masing poin ini satu demi satu.

Mendukung aplikasi suara dan non-suara dengan menggunakan rangkaian terbatas dari fasilitas-fasilitas yang sudah distandarkan. Mendukung aplikasi switched dan nonswitched. Ketergantungan terhadap koneksi 64-kbps. Kecerdasan dalam jaringan. Arsitektur protocol berlapis. Macam-macam konfigurasi.

11.2 CHANNEL-CHANNEL ISDN

by : Jar & Ihsan RPL 2002 110 / 120

Pipa digital di antara kantor pusat dan pemakai ISDN dipergunakan untuk membawa data digital. Kapasitas dari pipa, dan juga jumlah channel pembawanya, berbeda-beda antara pemakai satu dengan pemakai lainnya. Struktur transmisi untuk link access terdri dari beberapa tipe berikut:

Channel B: 64 kbpsChannel D:16 or 64 kbpsChannel H: 384(HO),1536(H11), and 1920 (H12) kbps

Gambar A.3 Struktur Channel ISDN

11.3 AKSES PEMAKAI

Untuk menentukan persyaratan-persyaratan untuk akses pemakai ISDN, pemahaman mengenai konfigurasi dari perangkat yang diharapkan di tempat pemakai serta interfaceinterface standar yang diperlukan sangat penting. Langkah pertama adalah dengan mengelompokkan fungsi-fungsi yang berada di tempat pemakai. Gambar A.4 menunjukkan pendekatan CCITT terhadap tugas ini, dengan menggunakan:

Pengelompokan fungsional: Aturan-aturan terbatas tertentu dari perangkat fisik atau kombinasi-kombinasi perangkat.Pengelompokan titik: Titik konseptual yang dipergunakan untuk memisahkan kelompok-kelompok fungsi.

Arsitektur yang berada di tempat pelanggan dipisahkan secara fungsional menjadi kelompok-kelompok terpisah berdasarkan titik-titik referensi. Ini memungkinkan bagi standar interface dikembangkan pada setiap titik-titik referensi. Ini secara efektif mengatur standar-standar agar berjalan dan sekaligus menyediakan petunjuk bagi provider perangkat. Pada saat standar interface yang cukup stabil ditetapkan, maka akan dilakukan peningkatan teknis pada salah satu bagian dari suatu interface tersebut dengan tidak mempengaruhi pengelompokan fungsi-fungsi yang berdekatan. Terakhir, dengan interface yang cukup stabil, pelanggan bebas memperoleh perangkat dari supplier lainnya untuk berbagai

by : Jar & Ihsan RPL 2002 111 / 120

pengelompokan fungsional, sejauh perangkat tersebut sesuai dengan standar-standar interface yang relevan.

11.4 PROTOCOL-PROTOCOL ISDN

Arsitektur Protocol ISDNGambar A.5 menggambarkan, dalam konteks model OSI, protocol yang ditetapkan atau ditunjuk dalam dokumen-dokumen ISDN. Sama seperti jaringan, ISDN pada intinya tidak berkaitan dengan lapisan 4-7 pada pemakai. Ini merupakan lapisan-lapisan ujung-ke-ujung yang diterapkan pemakai untuk memindah informasi. Akses jaringan hanya berkaitan dengan lapisan 1-3. Lapisan 1, ditetapkan dalam 1.430 dan 1.431, menentukan interface fisik untuk akses primer dan akses dasar. Karena channel B dan channel D dimultiplexingkan pada interface fisik yang sama, standar-standar ini menggunakan kedua jenis channel tersebut. Di atas lapisan ini, struktur protocol dibedakan untuk kedua channel itu.

Untuk channel D, sebuah standar lapisan jalur data baru, LAPD (Link Access Protocol, channel D) juga ditetapkan. Standar ini didasarkan pada bentuk frame-frame LAPD yang dipindahkan di antara perangkat pelanggan dengan elemen switching ISDN. Tiga aplikasi yang didukung yakni: pensinyalan kontrol, packet-switching, dan hubuungan jarak jauh. Untuk

by : Jar & Ihsan RPL 2002 112 / 120

pensinyalan kontrol, sebuah protocol kontrol panggilan ditetapkan (1.451 /Q.931). Protocol ini dipergunakan untuk menetapkan, mempertahankan, dan menghentikan koneksi pada channel B. Jadi, protocol tersebut merupakan protocol yang ada di antara pemakai dan jaringan. Di atas lapisan 3, masih memungkinkan bagi fungsi-fungsi pada lapisan yang lebih tinggi yang dihubungkan dengan pensinyalan kontrol pemakai-ke-pemakai. Ini merupakan obyek studi selanjutnya. Channel D juga bisa dipergunakan untuk menampilkan layanan packet-switching untuk pelanggan. Dalam hal ini, protocol level 3 X.25 dipergunakan

Gambar A,5 Protocol ISDN.pada Interface Pemakai-Jaringan

untuk menetapkan sirkuit virtual pada channel D ke pemakai lainnya serta untuk memindahkan data-data yang dipacketkan. Area aplikasi terakhir, hubungan jarak jauh, juga menjadi obyek studi selanjutnya.

Channel B dipergunakan untuk circuit switching, sirkuit semipermanen, serta packetswitching. Untuk circuit-switching, sirkuit dibangun pada channel B sesuai permintaan. Untuk tujuan ini dipergunakan protocol kontrol panggilan channel D. Sekali sirkuit ditetapkan, sirkuit tersebut bisa dipergunakan untuk mentransfer data antar pemakai. Sirkuit semipermanen adalah sirkuit channel B yang dibangun berdasarkan kesepakatan antara pemakai dan jaringan yang terkoneksi. Sama seperti koneksi circuit-switched, ditampilkan pula jalur data yang transparan di antara ujung sistem.

Baik dengan koneksi circuit-switched maupun sirkuit semipermanen, tampak bagi station yang terkoneksi di mana mereka memiliki jalur full-duplex langsung satu sama lain. Mereka bebas menggunakan format-format mereka sendiri, protocol, serta sinkronisasi frame. Karenanya, dari sudut pandang ISDN, lapisan 2 sampai 7 tidak

by : Jar & Ihsan RPL 2002 113 / 120

terlihat atau tidak ditentukan. Dalam hal packet switching, sebuah koneksi circuit-switched dibangun pada channel B di antara pemakai dan simpul packet-switched menggunakan protocol kontrol channel D. Sekali sirkuit ditetapkan pada channel B, pemakai bisa menggunakan lapisan 2 sampai lapisan 3 X.25 untuk menetapkan sebuah sirkuit virtual ke pemakai lainnya sepanjang channel tersebut serta memindah data-data yang dipacketkan. Sebagai alternatif, bisa dipergunakan layanan frame relay. Frame relay juga bisa dipergunakan pada channel H dan channel D.

11.5 BROADBAND ISDN

Pada tahun 1988, sebagai bagian dari rekomendasi I-series-nya pada ISDN, CCITT mengeluarkan dua rekomendasi pertamanya tentang broadband (B-ISDN):1.133, Daftar Kosa Kata Istilah untuk Aspek-Aspek Broadband ISDN; dan 1.121, Aspek-Aspek Broadband ISDN. Dokumen-dokumen ini menyajikan deskripsi pendahuluan serta basis untuk standarisasi dan pengembangan kerja selanjutnya, serta dari dokumen-dokumen itu dikembangkan suatu susunan rekomendasi yang lengkap.ITU-T secara sederhana menetapkan B-ISDN sebagai "suatu layanan yang memerlukan channel-channel transmisi yang mampu mendukung rate yang lebih besar dibanding rate primer". Dibalik pernyataan ini tersimpan rencana agar jaringan dan deretan layanan yang ada semakin berpengaruh terhadap konsumen bisnis dan perumahan terhadap ISDN. Dengan B-ISDN, layanan, khususnya, layanan video, memerlukan tingkat rate data yang lebih besar daripada yang dapat dikirim oleh ISDN yang tersedia. Untuk membandingkan jaringan dan layanan baru ini dengan konsep ash ISDN, konsep ash tersebut sekarang disebut sebagai narrowband ISDN.

Arsitektur Broadband ISDN

B-ISDN berbeda dengan narrowband ISDN dalam beberapa hal. Untuk memenuhi persyaratan akan video resolusi tinggi, diperlukan rate channel yang lebih tinggi sebesar 150 Mbps. Untuk mendukung satu atau lebih layanan interaktif dan layanan distributif

by : Jar & Ihsan RPL 2002 114 / 120

diperlukan total rate jalur pelanggan kira-kira sebesar 600 Mbps. Dalam hubungannya dengan pemasangan telepon saat ini, ini merupakan rate data yang harus dipertahankan. Satusatunya teknologi yang tepat untuk mendukung rate data sebesar itu adalah dengan serat optik. Karenanya, pengenalan B-ISDN tergantung pada langkah pengenalan serat loop pelanggan.Dibagian dalam jaringan, terdapat hal-hal yang berkaitan dengan teknik switching yang dipergunakan. Fasilitas switching mampu menangani rentangan rate bit yang berbedabeda serta parameter-parameter lalu lintas (misalnya, lalu lintas yang padat). Meskipun meningkatnya daya hardware circuit-switching digital dan meningkatnya pemakaian trunking serat optik, sangat sulit mengendalikan persyaratan B-ISDN yang berbeda-beda dengan teknologi circuit-switching. Karena alasan inilah, muncul perhatian yang mendalam terhadap beberapa jenis packet-switching cepat sebagaimana halnya dengan teknik switch

Gambar A.12 Arsitektur B-ISDNing dasar untuk B-ISDN. Bentuk switching ini mendukung mampu ATM pada interface jaringan-pemakai.

Arsitektur Fungsional

by : Jar & Ihsan RPL 2002 115 / 120

Gambar A.12 menggambarkan arsitektur fungsional B-ISDN. Sama halnya dengan narrowband ISDN, kontrol B-ISDN didasarkan atas pensinyalan channel umum. Didalam jaringan, dipergunakan SS7, yang dikembangkan untuk mendukung perluasan kemampuan jaringan pada kecepatan yang lebih tinggi. Hampir sama dengan itu, protocol pensinyalan kontrol pemakai-jaringan merupakan versi pengembangan dari 1.451 /Q.931.B-ISDN harus mendukung semua layanan transmisi 64-kbps, baik circuit-switching maupun packet-switching, yang didukung oleh narrowband ISDN. Ini melindungi investasipemakai dan membantu migrasi dari narrowband ke broadband ISDN. Selain itu, kemampuan broadband disediakan untuk layanan transmisi rate data yang lebih tinggi. Pada interface pemakai-jaringan, kemampuan ini juga tersedia melalui fasilitas Asynchronous Transfer Mode (ATM).

by : Jar & Ihsan RPL 2002 116 / 120

Kepustakaan:

1. W.L. Schweber, Data Communication, McGraw-Hill, 1988.2. William Stalling, Data & Computer Communication, 6th edition,

Prentice Hall, 20003. Nepostel, Aspek-aspek transmisi dari sistem komunikasi digital,

Jakarta, 1985.4. J.G. Proakis, Digital Communication, McGraw Hill, 1983.5. D.A. Tugal, dan Osman A. Tugal, Data Transmission, McGraw Hill,

1982.6. B. Sklar, Digital Communications, Prentice Hall, 1988.7. T. Housley, Data Communication and Teleprocessing Systems,

2nd ed., Prentice Hall, 1987.8. A.J. Viterbi, dan Jim K. Omura, Principles of Digital

Communication and Coding, McGraw Hill, 1979.9. DC Green, Data Communication, Longman Group UK Limited,

1995.

by : Jar & Ihsan RPL 2002 117 / 120