ANALISIS KINERJA JARINGAN ATM MENGGUNAKAN SIMULATOR OPNET OLEH: APRIAL UMARDI

ANALISIS KINERJA JARINGAN ATM MENGGUNAKAN SIMULATOR OPNET OLEH:

APRIAL UMARDI 070402019

DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2014

ANALISIS KINERJA JARINGAN ATM MENGGUNAKAN SIMULATOR OPNET OLEH : APRIAL UMARDI NIM : 070402019

Tugas Akhir ini diajukan untuk melengkapi salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik pada

DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN Sidang pada tanggal 5 bulan Februari tahun 2014 di depan penguji : 1. Rahmad Fauzi, S.T, M.T

: Ketua Penguji

: ………………….

2. Naemah Mubarakah, S.T, M.T

: Anggota Penguji

: ………………….

Disetujui Oleh : Pembimbing Tugas Akhir,

Ali Hanafiah Rambe, S.T, M.T NIP : 19780826 200312 1 001 Diketahui Oleh : Ketua Departemen Teknik Elektro FT USU,

Ir. Surya Tarmizi Kasim, M.Si NIP. 19540531198601 1 002

ABSTRAK

Jaringan ATM merupakan jaringan yang mengintegrasikan semua jenis trafik baik data, suara, maupun video ke dalam paket-paket kecil berukuran 53 byte yang disebut sel yang kemudian dikirimkan melalui jaringan ke tujuannya. Kemampuan jaringan ini melakukan transfer data dalam jumlah besar dengan kecepatan tinggi dan kemampuannya menyediakan Quality of Service (QoS) dengan berbagai kategori layanan yang berbeda menjadikan jaringan ini dipilih oleh ITU-T untuk menjadi jaringan backbone untuk teknologi B-ISDN. Analisis kinerja jaringan aATM dapat dilakukan dengan metode simulasi menggunakan bantuan software komputer. Pada Tugas Akhir ini, penulis menggunakan software OPNET untuk memodelkan dan mendapatkan kinerja jaringan ATM. Parameter kinerja jaringan ATM yang akan dianalisis adalah Cell Transfer Delay (CTD), Cell Delay Variation (CDV), dan Cell Loss Ratio (CLR), dengan mengamati pengaruh jumlah node, kapasitas buffer, trafik imbalance, dan juga trafik bursty. Hasil dari simulasi yang dilakukan menunjukkan bahwa semakin banyak jumlah node, maka semakin besar nilai CTD, CDV, dan CLR. Hasil simulasi juga menunjukkan bahwa semakin kecil kapasitas buffer, maka nilai CTD semakin kecil sedangkan nilai CDV dan CLR semakin besar. Pada kapasitas buffer 1000 sel diperoleh nilai CTD 21,7 x 10-3 s, CDV 6,66 x 10-6 s, dan CLR 1,76 %. Selanjutnya, semakin besar trafik bursty, maka CTD, CDV, dan CLR semakin besar. Kehadiran trafik imbalance dapat memperbesar CTD, CDV, dan CLR. Gabungan dari keempat faktor tersebut dapat menyebabkan kongesti pada jaringan ATM.

Kata Kunci : ATM, Qos, Kongesti, OPNET

i

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur kehadirat Allah Subhanahu wa Ta’ala yang telah memberikan rahmat dan karunia-Nya, sehingga penulis dapat

menyelesaikan

Tugas Akhir yang berjudul: ANALISIS KINERJA JARINGAN ATM MENGGUNAKAN SIMULATOR OPNET Tugas Akhir ini penulis persembahkan kepada yang teristimewa ibunda dan ayahanda, dan saudara-saudara penulis yang tercinta yang merupakan bagian hidup penulis yang selalu mendukung dan mendoakan penulis dari sejak lahir sampai dengan sekarang. Tugas Akhir ini dibuat untuk memenuhi salah satu persyaratan untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik pada Departemen Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara. Penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada: 1. Bapak Ali Hanafiah Rambe, ST, MT selaku Dosen Pembimbing Tugas Akhir dari penulis. 2. Bapak Ir. Zulkarnaen Pane selaku Dosen Wali penulis. 3. Bapak Ir. Surya Tarmizi Kasim, M.Si dan Bapak Rahmad Fauzi, ST, MT selaku Ketua dan Sekretaris Departemen Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. 4. Seluruh staf pengajar dan pegawai Departemen Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.

ii

5. Kawan-kawan seperjuangan di elektro dan semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan namanya satu persatu. Penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini masih memiliki banyak kekurangan. Oleh karena itu saran dan kritik dengan tujuan penyempurnaan Tugas Akhir ini sangat penulis harapkan. Semoga Tugas Akhir ini bermanfaat bagi pembaca dan penulis sendiri.

Medan, Januari 2014

Aprial Umardi NIM : 070402019

iii

DAFTAR ISI

ABSTRAK ................................................................................................... i KATA PENGANTAR ................................................................................. ii DAFTAR ISI ................................................................................................ iv DAFTAR GAMBAR ................................................................................... viii DAFTAR TABEL ....................................................................................... ix DAFTAR SINGKATAN ............................................................................. x

I.

PENDAHULUAN............................................................................ 1 1.1 Latar Belakang Masalah ............................................................. 1 1.2 Rumusan Masalah ...................................................................... 2 1.3 Tujuan Penulisan ........................................................................ 3 1.4 Batasan Masalah ........................................................................ 3 1.5 Metode Penulisan ....................................................................... 3 1.6 Sistematika Penulisan ................................................................ 4

II.

DASAR TEORI. .............................................................................. 5 2.1 Pendahuluan……………………………… ............................... 5 2.2 Konsep Jaringan ATM……………… ....................................... 6 2.3 Protokol Jaringan ATM……………………… ......................... 7 2.3.1 Lapis Fisik ATM…….…………………………………...9 2.3.2 Lapis ATM…………….………………………………....9 2.3.3 ATM Adaptation Layer (AAL)………………………….10 2.4 Kategori Layanan ATM………………………………………...10

iv

2.5 Manajemen Trafik Pada Jaringan ATM…………………………13 2.5.1 Quality of Service (QoS)…………….…………………. 13 2.5.2 Parameter Trafik ATM…………………………………. 15 2.5.3 Connection Admission Control (CAC)..……………….. 16 2.5.4 Usage Parameter Control (UPC)……..……………….. 17 2.6 Kongesti……………………………………....……………….. 17 III.

PEMODELAN JARINGAN ATM MENGGUNAKAN OPNET 19 3.1 Umum………………………………......................................... 19 3.2 Software OPNET………………................................................ 19 3.3 Instalasi OPNET......................................................................... 20 3.4 Editor OPNET Modeler. ............................................................ 21 3.4.1. Project Editor… .............................................................. 21 3.4.2. Node Editor… ................................................................. 21 3.4.3. Process Model Editor….................................................. 22 3.5 Dokumen Referensi ATM OPNET. ........................................... 22 3.6 Model Standar ATM di OPNET. ............................................... 23 3.7 Mekanisme Antrian di OPNET. ................................................. 25 3.8 Perancangan Jaringan ATM Menggunakan OPNET. ................ 26 3.8.1 Langkah – Langkah Simulasi…………………………….26 3.8.2 Model Jaringan…………………………………………...29 3.8.3 Komponen – Komponen Jaringan…............................... 29 3.8.3.1 Switch ATM. ....................................................... 30 3.8.3.2 Server ATM. ....................................................... 30 3.8.3.3 Client ATM......................................................... 31

v

3.9 Kedatangan Trafik Aplikasi Pada OPNET. ............................... 32 3.9.1 Distribusi Standar OPNET. ............................................. 32 3.9.2 Email. .............................................................................. 33 3.9.3 File Transfer Protocol (FTP). ......................................... 34 3.9.4 Remote Login. ................................................................. 34 3.9.5 Video Conferencing......................................................... 35 3.10 Parameter Kinerja Jaringan ATM. ........................................... 36 IV.

HASIL DAN ANALISIS SIMULASI KINERJA JARINGAN ATM MENGGUNAKAN OPNET. .......................................................... 37 4.1 Umum ......................................................................................... 37 4.2 Model Jaringan ........................................................................... 37 4.3 Parameter Simulasi .................................................................... 38 4.4 Skenario Simulasi ...................................................................... 40 4.5 Hasil dan Analisis Simulasi ....................................................... 41 4.5.1 Pengaruh Jumlah Node. ................................................... 41 4.5.2 Pengaruh Trafik Imbalance. ............................................. 43 4.5.3 Pengaruh Kapasitas Buffer. .............................................. 44 4.5.4 Pengaruh Trafik Bursty. ................................................... 46 4.5.5 Pengaruh Trafik Imbalance, Pengurangan Buffer dan Trafik Bursty. .............................................................................. 48 4.5.6 Pengaruh Layanan ATM. ................................................. 49

vi

V.

KESIMPULAN DAN SARAN ....................................................... 52 5.1 Kesimpulan ................................................................................ 52 5.2 Saran........................................................................................... 53

DAFTAR PUSTAKA. ..................................................................... 54 LAMPIRAN

vii

DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1

Sel ATM …………………………………………………

6

Gambar 2.2

Sel Header ATM ………………………………………… 7

Gambar 2.3

Arsitektur Protokol ATM ………………………………..

8

Gambar 2.4

Switching Sel Pada Jaringan ATM ……………………...

10

Gambar 2.5

Model Probabilitas Kepadatan Delay Transfer Sel ……...

15

Gambar 3.1

Editor OPNET ……………………………………………. 22

Gambar 3.2

Mekanisme Antrian di OPNET ………………………….. 26

Gambar 3.3

Diagram Alir Simulasi Jaringan Dengan OPNET ………. 28

Gambar 3.4

Model Client Server ……………………………………… 29

Gambar 3.5

Model Node Switch ATM ……………………………….. 30

Gambar 3.6

Struktrur Model Server dan Client ATM ………………... 31

Gambar 3.7

Pola Trafik Email ………………………………………… 33

Gambar 3.8

Trafik FTP ……………………………………………….. 34

Gambar 3.9

Trafik Remote Login …………………………………….. 35

Gambar 3.10 Trafik Video Conferencing ……………………………… 35 Gambar 4.1

Model Jaringan …………………………………………

38

Gambar 4.2

Grafik Simulasi Skenario 1 ……………………………… 41

Gambar 4.3

Grafik Simulasi Skenario 2 ……………………………… 43

Gambar 4.4

Grafik Simulasi Skenario 3 ……………………………… 45

Gambar 4.5

Grafik Simulasi Skenario 4 ……………………………… 47

Gambar 4.6

Grafik Simulasi Skenario 5…………….………………… 48

Gambar 4.7

Grafik Simulasi Layanan ATM…………………………… 50

viii

DAFTAR TABEL

Tabel 3.1

Dokumen Referensi ATM OPNET ……………………… 23

Tabel 3.2

Variabel Kedatangan Trafik Pada Model Standar……….. 32

Tabel 4.1

Pengaturan Aplikasi ……………………………………… 39

Tabel 4.2

Tabel Permintaan QoS …………………………………… 39

Tabel 4.3

Statistik Simulasi Skenario 1 ……………………………. 42

Tabel 4.4

Statistik Simulasi Skenario 2 ……………………………. 44

Tabel 4.5

Statistik Simulasi Skenario 3 ……………………………. 46

Tabel 4.6

Statistik Simulasi Skenario 4 ……………………………. 47

Tabel 4.7

Statistik Simulasi Skenario 5 ……………………………. 49

Tabel 4.8

Statistik Simulasi Skenario Akhir Perkategori Layanan…

51

ix

DAFTAR SINGKATAN

AAL

ATM Adaptation Layer

ABR

Available Bit Rate

ATM

Asynchronous Transfer Mode

BT

Burst Tolerance

CAC

Connection Admission Control

CBR

Constant Bit Rate

CDV

Cell Delay Variation

CER

Cell Error Rate

CLP

Cell Loss Probability

CLR

Cell Loss Ratio

CMR

Cell Misinsertion Ratio

CTD

Cell Transfer Delay

DES

Discrete Event Simulation

FTP

File Transfer Protocol

GCRA

Generic Cell Rate Algorithm

GFC

Generic Flow Control

GFR

Guaranted Frame Rate

GUI

Graphical User Interface

HEC

Header Error Control

LAN

Local Area Network

MBS

Maximum Burst Size

MCR

Minimum Cell Rate

x

MFS

Maximum Frame Size

PCR

Peak Cell Rate

PDU

Packet Data Unit

QoS

Quality of Service

SCR

Sustainable Cell Rate

SECBR

Severely Errored Cell Block Ratio

UBR

Unspecified Bit Rate

UNI

User Network Interface

UPC

Usage Parameter Control

VBR

Variable Bit Rate

VCI

Virtual Channel Identifier

VPI

Virtual Path Identifier

xi