BINUS UNIVERSITY
Jurusan Teknik Informatika Program Studi Strata-1 Skripsi Sarjana Komputer Semester Ganjil Tahun 2007/2008 ANALISIS DAN PERANCANGAN JARINGAN KOMUNIKASI TRANSPORTASI UDARA MENGGUNAKAN STANDAR VDL MODE 2 DENGAN NETWORK SIMULATOR OPNET Angela Syenni Carla Arwan Kelas/Kelompok
0800771456 0800776431 0800778084 : 07 PDT/01
Abstrak Tujuan penulisan skripsi ini untuk mengetahui performa dari sistem komunikasi penerbangan mendatang yaitu VDL Mode 2. Pemodelan dan simulasi VDL Mode 2 dilakukan dengan menggunakan OPNET modeler 8.1. VDL Mode 2 ini menggunakan 25 kilohertz (kHz) saluran ganda yang dioperasikan pada 118 – 137 megahertz (MHz) band Very High Frequency (VHF) dengan kecepatan 31.5 kilobit/second (kbps) untuk menyediakan fasilitas layanan komunikasi data antara pesawat terbang dan ground. VDL Mode 2 menggunakan protokol Carrier Sense Multiple Access (CSMA) untuk mengendalikan akses pada saluran 25 kHz antara pesawat terbang dengan sebuah ground station. VDL Mode 2 terdapat pada 3 lapisan OSI terbawah, yakni physical layer, data link layer, dan layer bagian bawah pada network layer (subnetwork layer). Hasil Analisis simulasi VDL mode 2 pada OPNET terdapat kecocokan yang baik dengan hasil analitikal sesuai dengan standar ICAO pada kondisi transmisi pesan yang relatif rendah. Hasil Analisis simulasi VDL mode 2 cenderung menjadi lebih menyimpang dengan hasil analitikal sesuai dengan standar ICAO pada kondisi transmisi pesan yang relatif tinggi. Hal ini dikarenakan banyaknya asumsi untuk mempermudah pemodelan VDL mode 2 pada OPNET. End to end delay bergantung pada jumlah pesawat yang terkoneksi kepada ground station. Kata Kunci VDL Mode 2, OPNET, data link layer, Jaringan Komunikasi, Komunikasi Transportasi, Transportasi Udara, Network Simulator.
iv
PRAKATA
Terima kasih dan puji syukur yang sebesar – besarnya penulis ucapkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas berkat dan rahmat-Nya sehingga kami dapat menyelesaikan skripsi
yang
berjudul
“ANALISIS
DAN
PERANCANGAN
JARINGAN
KOMUNIKASI TRANSPORTASI UDARA MENGGUNAKAN STANDAR VDL MODE 2 DENGAN NETWORK SIMULATOR OPNET“. Adapun skripsi ini merupakan karya tulis yang disusun untuk memenuhi tugas akhir dan juga merupakan salah satu syarat dalam memperoleh gelar Kesarjanaan Komputerisasi Binus University, Jakarta. Pada kesempatan ini, penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada berbagai pihak yang telah membantu penulis sehingga penulisan skripsi ini dapat diselesaikan dengan baik. Untuk itu penulis ingin mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada : 1. Bapak Prof. Dr. Gerardus Polla, M.App.Sc., selaku Rektor Binus University. 2. Bapak Fredy Purnomo, S.Kom., M.Kom., selaku Ketua Jurusan Teknik Informatika. 3. Bapak Ir. Sablin Yusuf, M.Sc, M.Com, Sc, selaku Dekan Fakultas Ilmu Komputer 4. Bapak Fauzie Dahmir, Ir., M.Eng., selaku pembimbing yang telah banyak meluangkan waktu untuk memberikan pengarahan, nasehat, saran, kritik, dan perhatian yang besar serta masukan yang sangat berharga dalam penyusunan skripsi ini.
v
5. Bapak Dr. Hary Budiarto, M.Kom., selaku Kepala Bidang Sistem Komunikasi Multimedia, yang telah memberikan kesempatan kepada kami untuk menyusun skripsi di bagian PTIK. 6. Bapak Arief Rufiyanto, ST., M.Eng., yang telah banyak memberikan masukan dan pengarahan kepada kami selama masa penyusunan skripsi ini di BPPT. 7.
Bapak Dipl.-Ing Wayan Wira Yogantara, yang telah banyak memberikan masukan dan pengarahan kepada kami selama masa penyusunan skripsi ini di BPPT.
8. Segenap staff PTIK yang telah banyak membantu kami selama penyusunan skripsi ini. 9. Dosen-dosen Binus University, yang telah membimbing selama perkuliahan sehingga banyak memberikan masukan kepada penulis untuk menyelesaikan skripsi ini. 10. Keluarga dan teman-teman penulis yang telah memberikan dukungan dan pengertian selama penulis melaksanakan studi. 11. Rekan-rekan mahasiswa yang selalu mendukung dan memberikan bantuan kepada kami. 12. Dan semua pihak yang telah membantu kami dalam menyelesaikan skripsi ini, yang tidak dapat kami sebutkan satu per satu.
Kami menyadari pula karena adanya keterbatasan waktu, pengalaman, kemampuan dan pengetahuan, maka skripsi ini dalam bentuk maupun isinya masih jauh dari sempurna. Oleh karena itu kami memohon maaf sebesar - besarnya apabila bentuk vi
dan penyajian skripsi ini kurang berkenan dan kami sangat mengharapkan masukan berupa kritik dan saran yang membangun dari pembaca. Akhir kata, kami berharap semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi semua pihak demi pengembangan ilmu pengetahuan di masa yang akan datang.
Jakarta, Januari 2008
Penulis
vii
DAFTAR ISI
Halaman Judul Luar
i
Halaman Judul Dalam
ii
Halaman Persetujuan Hard Cover
iii
Halaman Pernyataan Dewan Penguji
-
Abstrak
iv
Prakata
v
Daftar Isi
viii
Daftar Tabel
xii
Daftar Gambar
xiii
Daftar Lampiran
xvi
BAB 1
1
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
1
1.2 Ruang Lingkup
3
1.3 Tujuan dan Manfaat
4
1.4 Metodologi
5
1.5 Sistematika Penulisan
7
BAB 2
LANDASAN TEORI
9
2.1 Istilah Umum
9
2.1.1 International Civil Aviation Organization (ICAO)
viii
9
2.1.2 Aeronautical Telecommunication Network (ATN)
9
2.1.3 Air Traffic Control (ATC)
10
2.1.4 Connectionless Network Protocol (CLNP)
10
2.1.5 Controller Pilot Data Link Communication (CPDLC)
11
2.1.6 X.25
13
2.1.7 Airborne Communications Addressing and Reporting System (ACARS)
13
2.1.8 Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance (CSMA/CA)
14
2.2 Gelombang radio
14
2.3 Jaringan komputer
17
2.3.1 Pengertian
17
2.3.2 Perangkat jaringan
18
2.3.3 Jenis – jenis jaringan
19
2.3.4 Topologi jaringan
30
2.3.5 Arsitektur Jaringan
34
2.3.5.1 OSI Model
34
2.3.5.2 TCP/IP Model
35
2.3.5.3 Perbedaan OSI Model dan TCP/IP Model
39
2.4 Very-High-Frequency (VHF) Digital Link (VDL)
40
2.4.1 Pengertian
40
2.4.2 Jenis – jenis VDL
41
2.4.2.1 Mode 2
41
2.4.2.2 Mode 3
41 ix
2.4.2.3 Mode 4
42
2.5 OPNET
BAB 3
42
ANALISIS SISTEM YANG SEDANG BERJALAN
3.1 Organisasi perusahaan
55 55
3.1.1 Latar belakang perusahaan
55
3.1.2 Struktur Organisasi
56
3.1.3 Visi, Misi, Tugas, Fungsi dan Wewenang Organisasi
57
3.1.3.1 Visi
57
3.1.3.2 Misi
57
3.1.3.3 Tugas pokok
57
3.1.3.4 Fungsi
58
3.1.3.5 Wewenang
58
3.2 Sistem yang sedang berjalan
59
3.3 Masalah yang dihadapi
62
3.4 Ulasan pemecahan masalah
65
BAB 4
PERANCANGAN DAN HASIL ANALISIS
4.1 Sistem VDL Mode 2
67
4.1.1 Arsitektur
4.2
67
67
4.1.1.1 Physical layer
67
4.1.1.2 Data link layer
70
4.1.1.3 Subnetwork layer
79
Simulasi
81 x
4.2.1 Model jaringan
BAB 5
82
4.2.1.1 Model Node
82
4.2.1.2 Model proses
98
4.2.2 Skenario simulasi
103
4.2.3 Hasil analisis sistem VDL Mode 2
106
SIMPULAN DAN SARAN
5.1
Simpulan
108
5.2
Saran
109
DAFTAR PUSTAKA
110
RIWAYAT HIDUP
113
LAMPIRAN – LAMPIRAN
L1
SURAT SURVEI
L2
xi
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1
Node Model Objects
46
Tabel 2.2
Process Model Objects
51
Tabel 4.1
LME Timers
72
Tabel 4.2
DLS Sublayer Timers
73
Tabel 4.3
CSMA Parameter
76
Tabel 4.4
MAC Sublayer Timers
77
Tabel 4.5
Load factor aplikasi pesan
84
Tabel 4.6
Nama – nama atribut node
94
Tabel 4.7
Hasil analisis
107
xii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1
Arsitektur protokol ATN
10
Gambar 2.2
CLNP Header
11
Gambar 2.3
Struktur ATN
12
Gambar 2.4
Arsitektur X.25
13
Gambar 2.5
Topologi Local Area Network
21
Gambar 2.6
Topologi Metropolitan Area Network
22
Gambar 2.7
Topologi Wide Area Network
23
Gambar 2.8
Konektivitas WAN
24
Gambar 2.9
Topologi Wireless Personal Area Network
27
Gambar 2.10 Topologi Wireless Local Area Network
28
Gambar 2.11 Topologi Wireless Metropolitan Area Network
29
Gambar 2.12 Topologi Point-to-Point
30
Gambar 2.13 Topologi Bus
31
Gambar 2.14 Topologi Star
31
Gambar 2.15 Topologi Ring
32
Gambar 2.16 Topologi Mesh
33
Gambar 2.17 Topologi Tree
33
Gambar 2.18 OSI Model dan TCP/IP Model
40
Gambar 2.19 Network Model dengan Link Radio, Bus, dan Point-to-Point
44
Gambar 2.20 Hierarki Jaringan dengan 2 (dua) Level Subnetworking
45
xiii
Gambar 2.21 Node Model Menggunakan Packet Stream, Statistic Wire, dan Logical Association
48
Gambar 2.22 Representasi Grafis Forced States dan Unforced States
49
Gambar 2.23 Execution Flow through Unforced States
50
Gambar 2.24 Hirearki objek OPNET
53
Gambar 2.25 OPNET overview layout
54
Gambar 3.1
Struktur organisasi
56
Gambar 3.2
Communication Current Environment
60
Gambar 3.3
Navigation Current Environment
61
Gambar 3.4
Surveilance Current Environment
62
Gambar 3.5
Communication Future Environment
66
Gambar 4.1
Modulasi D8PSK
69
Gambar 4.2
Message encoding block diagram
70
Gambar 4.3
VDL Data Link Sublayer
71
Gambar 4.4
DLS Sublayer
74
Gambar 4.5
CSMA Flow Diagram
75
Gambar 4.6
Proses MAC
77
Gambar 4.7
MAC State Diagram
78
Gambar 4.8
Diagram koneksi handoff
81
Gambar 4.9
Model Node VDL Mode 2
83
Gambar 4.10 SNL attributes
85
Gambar 4.11 DLS attributes
85
Gambar 4.12 MAC attributes
86
Gambar 4.13 MAC_Entity attributes
86 xiv
Gambar 4.14 Receiver attributes
87
Gambar 4.15 Receiver’s channel table
87
Gambar 4.16 Antenna attributes
88
Gambar 4.17 Transmitter attributes
88
Gambar 4.18 Transmitter’s ground station channel table
89
Gambar 4.19 Transmitter’s aircraft channel table
89
Gambar 4.20 Uplink high-priority exponential attributes
90
Gambar 4.21 Downlink high-priority exponential attributes
90
Gambar 4.22 Uplink medium-priority exponential attributes
91
Gambar 4.23 Downlink medium-priority exponential attributes
91
Gambar 4.24 Uplink low-priority exponential attributes
92
Gambar 4.25 Downlink low-priority exponential attributes
92
Gambar 4.26 Uplink low-priority attributes
93
Gambar 4.27 Downlink low-priority attributes
93
Gambar 4.28 Sink attributes
94
Gambar 4.29 Model Proses VDL Mode 2 MAC
101
Gambar 4.30 Skenario dengan 60 pesawat
104
Gambar 4.31 Aircraft attributes
105
Gambar 4.32 Ground station attributes
105
Gambar 4.33 Uplink dan downlink delay
106
xv
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1
Perangkat VDL Mode 2
L1
Lampiran 2
Surat survey
L2
xvi