6
BAB 2 LANDASAN TEORI
2.1 Teori Umum Dalam Bab 2 ini akan dipaparkan tentang teori-teori pendukung baik yang umum maupun khusus yang mendukung pembuatan skripsi ini. Adapun teori-teori umum yang dipaparkan berupa istilah-istilah jaringan yang berkaitan dengan penulisan skripsi ini.
2.1.1 Pengertian Jaringan Komputer Jaringan komputer adalah sebuah sistem yang terdiri dari komputer, software dan perangkat jaringan lainnya yang bekerja bersama-sama untuk mencapai suatu tujuan yang sama. Menurut Norton (1999,p5) jaringan adalah kumpulan dua atau lebih komputer beserta perangkat-perangkat lain yang dihubungkan agar dapat saling berkomunikasi dan bertukar informasi sehingga membantu menciptakan efisiensi, dan optimasi dalam kerja. Jaringan komputer merupakan rangkaian yang terdiri dari media komunikasi, peralatan, dan perangkat lunak yang dibutuhkan untuk menghubungkan dua atau lebih sistem komputer (Turban, 2003, p178). Tujuan dari jaringan komputer adalah: • Membagi sumber daya: contohnya berbagi pemakaian printer, CPU, memori, harddisk • Komunikasi: contohnya surat elektronik, instant messaging, chatting • Akses informasi: contohnya web browsing
7
Agar dapat mencapai tujuan yang sama, setiap maka bagian dari jaringan komputer meminta dan memberikan layanan (service). Pihak yang meminta/menerima
layanan
disebut
klien
(client)
dan
yang
memberikan/mengirim layanan disebut pelayan (server). Arsitektur ini disebut dengan sistem client-server, dan digunakan pada hampir seluruh aplikasi jaringan komputer.
2.1.2 Jenis Jaringan Komputer Secara umum jaringan komputer dibagi atas lima jenis, yaitu: 2.1.2.1 Local Area Network (LAN) Local Area Network (LAN), merupakan jaringan milik pribadi di dalam sebuah gedung atau kampus yang berukuran sampai beberapa kilometer.
LAN
seringkali
digunakan
untuk
menghubungkan
komputer-komputer pribadi dan workstation dalam kantor suatu perusahaan atau pabrik-pabrik agar sumberdaya dapat dipakai bersama (misalnya printer) dan saling bertukar informasi.
2.1.2.2 Metropolitan Area Network (MAN) Metropolitan Area Network (MAN), pada dasarnya merupakan versi LAN yang berukuran lebih besar (kumpulan beberapa LAN) dan biasanya menggunakan teknologi yang sama dengan LAN. MAN dapat mencakup kantor-kantor perusahaan yang letaknya berdekatan atau juga sebuah kota dan dapat dimanfaatkan untuk keperluan pribadi
8
(swasta) atau umum. MAN mampu menunjang data dan suara, bahkan dapat berhubungan dengan jaringan televisi kabel.
2.1.2.3 Wide Area Network (WAN) Wide Area Network (WAN), jangkauannya mencakup daerah geografis yang luas, seringkali mencakup sebuah negara bahkan benua. WAN terdiri atas kumpulan mesin-mesin yang bertujuan untuk menjalankan program-program (aplikasi) pemakai.
2.1.2.4 Internet Terdapat banyaknya jaringan didunia ini, seringkali menggunakan perangkat keras dan perangkat lunak yang berbeda-beda. Orang yang terhubung ke jaringan sering berharap untuk bisa berkomunikasi dengan orang lain yang terhubung ke jaringan lainnya. Keinginan seperti ini memerlukan hubungan antar jaringan yang seringkali tidak kampatibel dan berbeda. Biasanya untuk melakukan hal ini diperlukan sebuah mesin yang disebut gateway guna melakukan hubungan dan melaksanakan terjemahan yang diperlukan, baik perangkat keras maupun perangkat lunaknya. Kumpulan jaringan yang terinterkoneksi inilah yang disebut dengan internet.
2.1.2.5 Jaringan Tanpa Kabel Jaringan tanpa kabel merupakan suatu solusi terhadap komunikasi yang tidak bisa dilakukan dengan jaringan yang menggunakan kabel.
9
Misalnya orang yang ingin mendapat informasi atau melakukan komunikasi walaupun sedang berada diatas mobil atau pesawat terbang, maka mutlak jaringan tanpa kabel diperlukan karena koneksi kabel tidaklah mungkin dibuat di dalam mobil atau pesawat. Saat ini jaringan tanpa kabel sudah banyak digunakan dengan memanfaatkan jasa satelit dan mampu memberikan kecepatan akses yang lebih cepat dibandingkan dengan jaringan yang menggunakan kabel.
2.1.3 Protokol Protokol adalah sebuah aturan atau standar yang mengatur atau mengijinkan terjadinya suatu hubungan, komunikasi, dan perpindahan data antara dua atau lebih titik komputer. Protokol dapat diterapkan pada perangkat keras, perangkat lunak atau kombinasi dari keduanya. Pada tingkatan yang terendah, protokol mendefinisikan koneksi perangkat keras. Protokol jaringan adalah aturan-aturan atau tatacara yang digunakan dalam melaksanakan pertukaran data dalam sebuah jaringan. Protokol mengurusi segala hal dalam komunikasi data, mulai dari kemungkinan perbedaan format data yang dipertukarkan hingga ke masalah koneksi listrik dalam jaringan. Dalam suatu jaringan komputer, terjadi sebuah proses komunikasi antar entiti atau perangkat yang berlainan sistemnya. Entiti atau perangkat ini adalah segala sesuatu hal yang mampu menerima dan mengirim. Untuk berkomunikasi mengirim dan menerima antara dua entiti dibutuhkan saling-pengertian di antara kedua belah pihak. Pengertian inilah yang
10
dikatakan sebagai protokol. Jadi protokol adalah himpunan aturan-aturan main yang mengatur komunikasi data. Setiap jenis topologi jaringan memiliki protokol tertentu, misalnya pada topologi Bus dikenal protokol Ethernet, dan pada topologi Cincin dikenal protokol Token-Ring. Protokol standard komunikasi data yang menjadi acuan dalam perancangan hardware maupun software jaringan disebut juga model referensi jaringan. Model Referensi adalah suatu konsep cetak-biru dari bagaimana seharusnya komunikasi berlangsung, menjelaskan semua proses yang diperlukan oleh komunikasi yang efektif, dan membagi proses-proses tersebut menjadi kelompok logis yang bernama layer (Lammle, 2004, p8). Ada dua model referensi jaringan yang biasa digunakan pada jaringanjaringan yang ada dewasa ini, yaitu model OSI dan model TCP/IP.
2.1.3.1 OSI Layer Model Referensi OSI (Open System Interconnection) yang ditetapkan oleh organisasi acuan sedunia ISO (International Standard Organization) pada tahun 1977. Menurut OSI komunikasi antara dua komponen dalam jaringan memerlukan 7 lapisan, dimulai dari lapisan Aplikasi, dimana pengguna memulai pengiriman datanya, hingga ke lapisan Fisik, dimana data dalam bentuk sinyal listrik di-transmisikan melalui media komunikasi.
11
Gambar 2.1: OSI vs TCP/IP
Fungsi utama masing-masing lapisan OSI disajikan dalam tabel berikut ini:
Tabel 2.1 Fungsi Utama Lapisan OSI
Lapisan
Fungsi Lapisan
Lapisan yang menangani program aplikasi yang Application digunakan oleh user dalam mengirim / menerima data, misalnya program e-mail, Messenger, Browser, dsb Lapisan ini melakukan presentasi data, perubahan Presentation format agar terjadi kesesuaian antara pengirim dan penerima Lapisan ini yang membuka koneksi antara dua Session
komponen yang berkomunikasi, menjaga koneksi selama komunikasi berlangsung dan memutuskan-nya ketika selesai
12
Lapisan ini bertanggung jawab membagi data menjadi Transport
segmen, menjaga koneksi logika “end-to-end” antar terminal, dan juga error handling. Lapisan yang menentukan alamat jaringan, rute yang harus diambil oleh paket data selama perjalanan
Network
melalui jaringan, sehingga paket ini bisa sampai ke tujuan. Lapisan ini juga bertugas untuk menjaga antrian trafik di jaringan. Lapisan yang bertugas menyediakan link untuk data, memaketkannya menjadi frame yang berhubungan
Data Link
dengan “hardware”, serta menjamin paket-paket data terbebas dari kesalahan ketika disampaikan ke penerima Lapisan yang menangani medium fisik / koneksi
Physical
listrik yang menghubungkan dua komponen yang berkomunikasi.
2.1.3.2 TCP/IP Layer Protokol jaringan praktis yang digunakan dewasa ini pada jaringan Internet maupun Intranet adalah protokol Model Referensi TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol). Protokol TCP/IP
ini
merupakan
penyederhanaan
dari
OSI
dengan
menggabungkan lapisan-lapisannya sehingga tersisa hanya 5 lapisan. TCP/IP dibuat oleh Department of Defence (DoD) untuk memastikan dan menjaga integritas data (Lammle, 2004, p67).
13
Fungsi utama masing-masing lapisan TCP/IP disajikan dalam tabel berikut ini:
Tabel 2.2 Fungsi Utama Lapisan TCP/IP Lapisan
Fungsi Lapisan Lapisan ini menangani berbagai aplikasi yang akan
Application menggunakan jaringan. Lapisan yang menjamin reliabilitas pengiriman paketTransport paket data, serta mengatur urutan paket tersebut. Protokol TCP digunakan pada lapisan ini. Lapisan ini menangani rute data dan akses antara dua Internet
komputer yang berkomunikasi dalam jaringan yang berbeda. Lapisan ini menggunakan protokol Internet untuk memilih rute data dalam jaringan yang beragam. Lapisan ini menangani rute data dan akses antara dua Network
komputer yang saling berkomunikasi dalam jaringan
Access
yang sama. Lapisan ini juga memeriksa alamat penerima data, menetapkan prioritas pengiriman.
14
Berikut adalah tabel yang memaparkan hubungan Model OSI & TCP/IP dengan protokol Internet dan kegunaannya :
Tabel 2.3 Hubungan referensi model OSI & TCP/IP dengan protokol Internet MODEL OSI
PROTOKOL TCP/IP TCP/IP
No.
LAPISAN
7
Aplikasi
6
Presentasi
5
Sessi
4
Transport
3
Network
NAMA PROTOKOL
KEGUNAAN
Protokol untuk distribusi IP DHCP (Dynamic Host Configuration pada jaringan dengan jumlah Protocol) IP terbatas Data base nama domain mesin DNS (Domain Name Server) dan nomer IP FTP Protokol untuk transfer file (File Transfer Protocol) Protokol untuk transfer file HTTP (HyperText Transfer Protocol) HTML dan Web MIME (Multipurpose Internet Mail Protokol untuk mengirim file Extention) binary dalam bentuk teks NNTP Protokol untuk menerima dan (Networ News Transfer Protocol) mengirim newsgroup Protokol untuk mengambil POP (Post Office Protocol) mail dari server Protokol untuk transfer Aplikasi SMB (Server Message Block) berbagai server file DOS dan Windows SMTP Protokol untuk pertukaran mail (Simple Mail Transfer Protocol) SNMP Protokol untuk manejemen (Simple Network Management jaringan Protocol) Protokol untuk akses dari jarak Telnet jauh TFTP Protokol untuk transfer file (Trivial FTP) NETBIOS BIOS jaringan standar (Network Basic Input Output System) RPC Prosedur pemanggilan jarak (Remote Procedure Call) jauh Input Output untuk network SOCKET jenis BSD-UNIX Protokol pertukaran data TCP (Transmission Control Protocol) berorientasi (connection oriented) Transport Protokol pertukaran data nonUDP (User Datagram Protocol) orientasi Protokol untuk menetapkan IP (Internet Protocol) routing Internet
15 RIP (Routing Information Protocol)
PPP (Point to Point Protocol)
Protokol untuk memilih routing Protokol untuk mendapatkan informasi hardware dari nomer IP Protokol untuk mendapatkan informasi nomer IP dari hardware Protokol untuk point ke point
SLIP (Serial Line Internet Protocol)
Protokol dengan menggunakan sambungan serial
ARP (Address Resolution Protocol) RARP (Reverse ARP)
2 Datalink
LLC
Network Interface
AC
1
Fisik
Ethernet, FDDI, ISDN, ATM
Standarisasi masalah jaringan tidak hanya dilakukan oleh ISO saja, tetapi juga dilakukan oleh badan dunia lainnya seperti ITU (International Telecommunication Union), ANSI (American National Standard Institute), NCITS (National Committee for Information Technology Standardization), bahkan juga oleh lembaga asosiasi profesi IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) dan ATM-Forum di Amerika. Pada prakteknya bahkan vendor-vendor produk LAN bahkan memakai standar yang dihasilkan IEEE. Kita bisa lihat misalnya badan pekerja yang dibentuk oleh IEEE yang banyak membuat standarisasi peralatan telekomunikasi seperti yang tertera pada Tabel 2.4.
Tabel 2.4 Badan pekerja di IEEE WORKING GROUP
BENTUK KEGIATAN
Standarisasi interface lapisan atas HILI (High Level Interface) dan Data Link termasuk MAC dan LLC (Logical Link Control) IEEE802.2 Standarisasi lapisan LLC Standarisasi lapisan MAC untuk CSMA/CD (10Base5, 10Base2, IEEE802.3 10BaseT, dll.) IEEE802.4 Standarisasi lapisan MAC untuk Token Bus IEEE802.1
16
IEEE802.5 Standarisasi lapisan MAC untuk Token Ring Standarisasi lapisan MAC untuk MAN-DQDB (Metropolitan Area IEEE802.6 Network-Distributed Queue Dual Bus.) Grup pendukung BTAG (Broadband Technical Advisory Group) pada IEEE802.7 LAN IEEE802.8 Grup pendukung FOTAG (Fiber Optic Technical Advisory Group.) Standarisasi ISDN (Integrated Services Digital Network) dan IS IEEE802.9 (Integrated Services ) LAN IEEE802.10 Standarisasi masalah pengamanan jaringan (LAN Security.) Standarisasi masalah wireless LAN dan CSMA/CD bersama IEEE802.11 IEEE802.3 IEEE802.12 Standarisasi masalah 100VG-AnyLAN IEEE802.14 Standarisasi masalah protocol CATV
2.1.4 Topologi Jaringan Komputer Topologi menggambarkan struktur dari suatu jaringan atau bagaimana sebuah jaringan didesain. Berdasarkan definisinya topologi terbagi menjadi dua, yaitu topologi fisik (physical topology) yang menunjukan posisi pemasangan kabel secara fisik dan topologi logik (logical topology) yang menunjukan bagaimana suatu media diakses oleh host.
2.1.4.1 Topologi Fisik Topologi ini menjelaskan hubungan antar kabela dan lokasi node atau workstation. Berikut adalah pembagian dari topologi fisik.
2.1.4.1.1 Topologi Bus Topologi ini menggunakan satu segment ( panjang kabel ) backbone, yaitu yang menyambungkan semua host secara langsung. Apabila komunikasinya dua arah di sepanjang ring, maka jarak
17
maksimum antara dua simpul pada ring dengan n simpul adalah n/2. Topologi ini cocok untuk jumlah prosesor yang jumlahnya relatif sedikit dengan komunikasi data minimal. Pada topologi Bus, kedua ujung jaringan harus diakhiri dengan sebuah
terminator.
Barel
connector
dapat
digunakan
untuk
memperluasnya. Jaringan hanya terdiri dari satu saluran kabel yang menggunakan kabel BNC. Komputer yang ingin terhubung ke jaringan dapat mengkaitkan dirinya dengan Ethernet sepanjang kabel. Linear Bus: Layout ini termasuk layout yang umum. Dimana satu kabel utama menghubungkan tiap simpul, ke saluran tunggal komputer yang mengaksesnya
ujung
dengan
ujung.
Masing-masing
simpul
dihubungkan ke dua simpul lainnya, kecuali mesin di salah satu ujung kabel, yang masing-masing hanya terhubung ke satu simpul lainnya. Topologi ini seringkali dijumpai pada sistem client/server, dimana salah satu mesin pada jaringan tersebut difungsikan sebagai File Server,
sehingga
mesin
tersebut
dikhususkan
hanya
untuk
pendistribusian data dan biasanya tidak digunakan untuk pemrosesan informasi. Instalasi jaringan Bus sangat sederhana, murah dan maksimal terdiri atas 5-7 komputer. Kesulitan yang sering dihadapi adalah kemungkinan terjadinya tabrakan data karena mekanisme jaringan relatif sederhana dan jika salah satu node putus maka akan mengganggu kinerja dan trafik seluruh jaringan. Keunggulan topologi Bus adalah pengembangan jaringan atau penambahan workstation baru dapat dilakukan dengan mudah tanpa
18
harus mengganggu workstation lain. Kelemahan dari topologi ini adalah bila terdapat gangguan di sepanjang kabel pusat maka keseluruhan jaringan akan mengalami gangguan. Topologi linear bus merupakan
topologi
yang
banyak
dipergunakan
pada
masa
penggunaan kabel Coaxial menjamur. Dengan menggunakan TConnector (dengan terminator 50ohm pada ujung network), maka komputer atau perangkat jaringan lainnya bisa dengan mudah dihubungkan satu sama lain. Kesulitan utama dari penggunaan kabel coaxial adalah sulit untuk mengukur apakah kabel coaxial yang digunakan benar-benar cocok atau tidak. Karena kalau tidak sungguh-sungguh diukur secara benar akan merusak NIC (network interface card) yang dipergunakan dan kinerja jaringan menjadi terhambat, tidak mencapai kemampuan maksimalnya. Topologi ini juga sering digunakan pada jaringan dengan basis fiber optic (yang kemudian digabungkan dengan topologi star untuk menghubungkan dengan client atau node).
Gambar 2.2 Prinsip Topologi Bus
Berikut adalah ciri-ciri dari topologi bus : 1. Teknologi lama, dihubungkan dengan satu kabel dalam satu baris
19
2. Tidak membutuhkan peralatan aktif untuk menghubungkan terminal/komputer 3. Sangat berpengaruh pada unjuk kerja komunikasi antar komputer, karena hanya bisa digunakan oleh satu komputer 4. Kabel “cut” dan digunakan konektor BNC tipe T 5. Diujung kabel dipasang 50 ohm konektor 6. Jika kabel putus maka komputer lain tidak dapat berkomunikasi dengan lain 7. Susah melakukan pelacakan masalah 8. Discontinue Support.
Gambar 2.3 Koneksi kabel-transceiver pada topologi Bus
Gambar 2.4 Perluasan topologi Bus menggunakan Repeater
20
2.1.4.1.2 Topologi Ring (Cincin) Topologi ini menghubungkan satu host ke host setelah dan sebelumnya. Secara fisik jaringan ini berbentuk ring (lingkaran). Topologi cincin juga merupakan topologi jaringan dimana setiap titik terkoneksi ke dua titik lainnya, membentuk jalur melingkar membentuk cincin. Pada topologi cincin, komunikasi data dapat terganggu bila satu titik mengalami gangguan. Jaringan FDDI mengantisipasi kelemahan ini dengan mengirim data searah jarum jam dan berlawanan dengan arah jarum jam secara bersamaan.
Gambar 2.5 Prinsip Koneksi Topologi Ring
Berikut adalah ciri-ciri dari topologi cincin : 1. Teknologi IBM yang biasa dipasangkan dengan mesin IBM AS/400 2. Standar IEEE 802.5 3. Membentuk “cincin”
21
4. Setiap segmen di hubungkan dengan “hub central” MSAU = Multistation Access Unit 5. Konektor AUI : Attachment User Interface 6. Teknologi token pasing untuk mengirimkan paket data dalam ring 7. Jika komputer satu down maka data masih bias mengalir 8. Discontinue Support
2.1.4.1.3 Topologi Star (Bintang) Menghubungkan semua kabel dari host ke satu titik utama. Titik ini biasanya menggunakan Hub atau Switch. Topologi bintang merupakan bentuk topologi jaringan yang berupa konvergensi dari node tengah ke setiap node atau pengguna. Topologi jaringan bintang termasuk topologi jaringan dengan biaya menengah.
Gambar 2.6 Prinsip Koneksi Topologi Star
Berikut adalah ciri-ciri dari topologi star : 1. Topologi yang banyak digunakan sampai saat ini
22
2. Perangkat dihubungkan ke sebuah terminal (hub/switch) 3. Teknologi Ethernet IEEE 802.3 4. Disebut 10Base T 5. Konektor RJ 45 6. Jika salah satu komputer down tidak mempengaruhi yang lain & pelacakan kesalahan sangat cepat 7. Akses ke komputer lain lebih cepat & mudah untuk di upgrade 8. Jaraknya hanya 100 meter 9. Mudah upgrade
2.1.4.1.4 Topologi Extended Star (Extended Star Topology) Merupakan perkembangan dari topologi star. Memiliki beberapa titik yang terhubung menggunakan kabel ke satu titik utama.
Gambar 2.7 Prinsip Koneksi Topologi Extended Star
23
2.1.4.1.5 Topologi Tree (Pohon) Topologi pohon adalah pengembangan atau generalisasi dari topologi bus. Media transmisi merupakan satu kabel yang bercabang namun loop tidak tertutup. Topologi pohon dimulai dari suatu titik yang disebut “headend”. Dari headend beberapa kabel ditarik menjadi cabang, dan pada setiap cabang terhubung beberapa terminal dalam bentuk bus, atau dicabang lagi hingga menjadi rumit. Ada dua kesulitan pada topologi ini: • Karena bercabang maka diperlukan cara untuk menunjukkan kemana data dikirim, atau kepada siapa transmisi data ditujukan. • Perlu suatu mekanisme untuk mengatur transmisi dari terminal terminal dalam jaringan.
Gambar 2.8 Prinsip Koneksi Topologi Tree
24
2.1.4.1.6 Topologi Mesh (Tak beraturan) Topologi Mesh adalah suatu topologi yang memang didesain agar memiliki tingkat restorasi dengan berbagai alternatif rute atau penjaluran yang biasanya disiapkan dengan dukungan perangkat lunak atau software. Komponen utama yang digunakan dalam topologi mesh ini adalah Digital Cross Connect (DXC) dengan satu atau lebih dari dua sinyal aggregate, dan tingkat cross connect (koneksi persilangan) yang beragam pada level sinyal SDH. Topologi jaringan mesh ini menerapkan hubungan antar sentral secara penuh. Jumlah saluran yang harus disediakan untuk membentuk suatu jaringan topologi mesh adalah jumlah sentral dikurangi 1 (n-1, dengan n adalah jumlah sentral). Tingkat kerumitan yang terdapat pada jaringan mesh ini sebanding dengan meningkatnya jumlah sentral yang terpasang. Dengan demikian disamping kurang ekonomis juga relatif mahal dalam pengoperasiannya.
Gambar 2.9 Prinsip Koneksi Topologi Mesh
25
Berikut adalah ciri-ciri dari topologi mesh : 1. Konsep Internet 2. Tidak ada client server, semuanya bisa bertindak sebagai client server 3. Peer to peer 4. Bentuk mesh yang paling sederhana adalah array dua dimensi tempat masing-masing simpul saling terhubung dengan keempat tetangganya. 5. Diameter komunikasi sebuah mesh yang sederhana adalah 2 (n-1) 6. Koneksi wraparraound pada bagian-bagian ujung akan mengurangi ukuran diameter menjadi 2 ( n/s ). 7. Topologi mesh ini cocok untuk hal-hal yang berkaitan dengan algoritma yang berorientasi matriks.
2.1.4.1.7 Topologi Wireless (Nirkabel) Jaringan nirkabel menjadi trend sebagai alternatif dari jaringan kabel, terutama untuk pengembangan LAN tradisional karena dapat mengurangi biaya pemasangan kabel dan mengurangi tugas-tugas relokasi kabel apabila terjadi perubahan dalam arsitektur bangunan dsb. Topologi ini dikenal dengan berbagai nama, misalnya WLAN, WaveLAN, HotSpot, dsb. Model dasar dari LAN nirkabel adalah sbb:
26
Gambar 2.10 Prinsip LAN Nirkabel
Blok terkecil dari LAN Nirkabel disebut Basic Service Set (BSS), yang terdiri dari sejumlah station / terminal yang menjalankan protokol yang sama dan berlomba dalam hal akses menuju media bersama yang sama. Suatu BSS bisa terhubung langsung atau terpisah dari suatu sistem distribusi backbone melalui titik akses (Access Point). Protokol MAC bisa terdistribusikan secara penuh atau terkontrol melalui suatu fungsi kordinasi sentral yang berada didalam titik akses. Suatu Extended Service Set (ESS) terdiri atas dua atau lebih BSS yang dihubungkan melalui suatu sistem distribusi. Interaksi antara LAN nirkabel dengan jenis LAN lainnya digambarkan sebagai berikut:
Gambar 2.11 Koneksi Jaringan Nirkabel
27
Pada suatu jaringan LAN bisa terdapat LAN berkabel backbone, seperti “Ethernet” yang mendukung server, workstation, dan satu atau lebih bridge / router untuk dihubungkan dengan jaringan lain. Selain itu juga terdapat modul kontrol (CM) yang bertindak sebagai interface untuk jaringan LAN nirkabel. CM meliputi baik fungsi bridge ataupun fungsi router untuk menghubungkan LAN nirkabel dengan jaringan induk. Selain itu terdapat Hub dan juga modul pemakai (UM) yang mengontrol sejumlah stasiun LAN berkabel. Penggunaan teknologi LAN nirkabel lainnya adalah untuk menghubungkan LAN pada bangunan yang berdekatan. Syarat-syarat LAN nirkabel : • Laju penyelesaian: protokol medium access control harus bisa digunakan
se-efisien
mungkin
oleh
media
nirkabel
untuk
memaksimalkan kapasitas. • Jumlah simpul: LAN nirkabel perlu mendukung ratusan simpul pada sel-sel multipel. • Koneksi ke LAN backbone: modul kontrol (CM) harus mampu menghubungkan suatu jaringan LAN ke jaringan LAN lainnya atau suatu jaringan ad-hoc nirkabel. • Daerah layanan: daerah jangkauan untuk LAN nirkabel biasanya memiliki diameter 100 hingga 300 meter.
28
• Kekokohan dan keamanan transmisi: sistem LAN nirkabel harus handal dan mampu menyediakan sistem pengamanan terutama penyadapan.
Teknologi LAN nirkabel: • LAN infrared (IR) : terbatas dalam sebuah ruangan karena IR tidak mampu menembus dinding yang tidak tembus cahaya. • LAN gelombang radio : terbatas dalam sebuah kompleks gedung, seperti bluetooth, WiFi, dan HomeRF. • LAN spektrum penyebaran: beroperasi pada band-band ISM (industrial, scientific, medical) yang tidak memerlukan lisensi. • Gelombang mikro narrowband : beroperasi pada frekuensi gelombang mikro yang tidak termasuk dalam spektrum penyebaran.
2.1.4.2 Topologi Logis Topologi logis menjelaskan aliran message/data dari satu user ke user lain dalam jaringan. Berikut adalah pembagian dari topologi logik:
2.1.4.2.1 Topologi Broadcast Secara sederhana bisa digambarkan yaitu suatu host yang mengirimkan data kepada seluruh host lain pada media jaringan secara bersamaan.
29
2.1.4.2.2 Topologi Token Passing Mengatur pengiriman data pada host melalui media dengan menggunakan token yang berputar secara teratur pada seluruh host. Host hanya dapat mengirimkan data hanya jika host tersebut memiliki token. Dengan token ini, collision dapat dicegah. Protokol Token di kembangkan oleh IBM (International Business Machine Corporation) pada pertengahan tahun 1980. Metode aksesnya melalui lewatnya sebuah token dalam sebuah lingkaran seperti Cincin . Dalam lingkaran token, komputer-komputer dihubungkan satu dengan yang lainnya seperti sebuah cincin. Sebuah Sinyal token bergerak berputar dalam sebuah lingkaran (cincin) dalam sebuah jaringan dan bergerak dari sebuah komputer-menuju ke komputer berikutnya, jika pada persinggahan di salah satu komputer ternyata ada data yang ingin ditransmisikan, token akan mengangkutnya ke tempat dimana data itu ingin ditujukan, token bergerak terus untuk saling mengkoneksikan diantara masing-masing komputer.
2.1.4.3 Faktor – faktor Penting Dalam Pemilihan Topologi Berikut adalah beberapa faktor yang harus dipertimbangkan dalam melakukan pemilihan topologi yang akan digunakan untuk jaringan komputer : 1. Biaya Sistem apa yang paling efisien yang dibutuhkan dalam organisasi.
30
2. Kecepatan Sampai sejauh mana kecepatan yang dibutuhkan dalam sistem. 3. Lingkungan Misalnya listrik atau faktor – faktor lingkungan yang lain, yang berpengaruh pada jenis perangkat keras yang digunakan. 4. Ukuran Sampai seberapa besar ukuran jaringan. Apakah jaringan memerlukan file server atau sejumlah server khusus. 5. Konektivitas Apakah pemakai yang lain yang menggunakan komputer laptop perlu mengakses jaringan dari berbagai lokasi.
2.1.5 Transmisi Data Transmisi data terjadi di antara transmitter dan receiver melalui beberapa media transmisi. Media transmisi bisa digolongkan sebagai guided atau unguided. Pada kedua hal itu, komunikasi berada dalam bentuk gelombang elektromagnetik. Dengan guided media, ujung ke ujung bila menyediakan suatu hubungan langsung di antara dua perangkat dan membagi dua media yang sama dan gelombang dikendalikan sepanjang jalur fisik, contoh-contoh guided media adalah twisted pair, coaxial cable, serta fiber optic. Unguided media menyediakan alat untuk mentransmisikan gelombang-gelombang elektromagnetik
namun
tidak
mengendalikannya,
perambatan di udara, dan laut. (Stallings, 2001, p69)
contohnya
adalah
31
Transmisi data bisa dibedakan menjadi dua macam, transmisi serial dan transmisi paralel. Transmisi serial adalah transmisi data dimana dalam satu satuan waktu hanya satu bit yang disalurkan, dengan demikian data yang terdiri atas banyak bit, dikirim secara ber-urutan, satu persatu. Setiap komputer diperlengkapi dengan saluran serial atau serial-port (RS-232C), yaitu saluran yang bisa menerima / mengirim data secara serial. Transmisi paralel adalah transmisi data dimana dalam satu satuan waktu beberapa bit (biasanya 8-bit) bisa disalurkan bersamaan. Pada komputer tersedia juga saluran paralel atau paralel-port misalnya saluran yang dihubungkan dengan printer ketika akan mencetak data. Pada kenyataan, komunikasi jarak jauh melalui kabel banyak dilakukan secara serial, misalnya pada saluran telepon, karena untuk transmisi paralel diperlukan kabel 8-kali lipat kebutuhan kabel pada transmisi serial.
2.1.5.1 Jenis Gangguan Pada Transmisi Data 2.1.5.1.1 Attenuation Kekuatan sinyal menjadi berkurang atau melemah bila jaraknya terlalu jauh melalui media transmisi, baik dengan menggunakan media transmisi guide seperti kabel, atau media transmisi unguide seperti gelombang(WIFI). Atenuasi biasa terjadi pada sinyal analog, karena atenuasi berubah-ubah sebagai fungsi frekuensi, sinyal yang diterima menjadi menyimpang dan mengurangi tingkat kejelasan. Cara menanggulangi dari gangguan ini adalah diperlukannya sebuah alat penguat sinyal seperti repeater atau amplifier
32
2.1.5.1.2 Delay Distortion Gangguan ini biasanya terjadi pada transmisi data dengan menggunakan media transmisi guide seperti kabel. Gangguan ini sangat kritis terjadi di data digital, bila suatu rangkaian bit sedang ditransmisikan, baik dengan menggunakan signal analog/digital, bisa mengakibatkan posisi bit melenceng ke bit yang lain. Gangguan ini disebabkan karena kecepatan sinyal yang melalui medium berbedabeda sehingga tiba pada penerima dengan waktu yang berbeda.
2.1.5.1.3 Noise Gangguan ini terjadi karena bercampurnya sinyal-sinyal (distorsi) yang yang tidak diinginkan. Noise dibagi lagi menjadi 4 kategori :
a. Thermal Noise Thermal noise terjadi karena agitasi elektron dalam suatu konduktor, agitasi elektron akan selalu muncul di semua perangkat elektronik dan media transmisi yang diakibatkan temperatur. Thermal noise juga kadang disebut white noise. Gangguan transmisi ini tidak dapat dihindari sampai sekarang karena sebagai batasan kemampuan kerja sistem komunikasi.
33
b. Intermodulation Noise Disebabkan karena sinyal-sinyal pada frekuensi-frekuensi yang berbeda tersebar pada suatu medium transmisi yang sama sehingga menghasilkan sinyal-sinyal pada suatu frekuensi yang merupakan penjumlahan atau pengkalian daru dua frekuensi asalnya. Hal ini timbul karena ketidaklinearan dari transmitter dan receiver.
c. CrossTalk Gangguan ini terjadi karena sambungan yang kurang baik atau kabel elekrik yang berdekatan dan dapat pula dari gelombang microwave. Misalnya mungkin anda pernah menerima telpon dari teman anda namun beberapa detik kemudian ada suara orang lain terdengar.
d. Impulse Noise Impulse Noise terdiri dari pulsa-pulsa tak beraturan atau spike-spike noise dengan durasi yang pendek dan dengan amplitudo yang relatif tinggi. Gangguan ini biasa terjadi karena kilat atau petir dan mungkin kesalahan dalam sistem komunikasi. Noise ini merupakan sumber utama kesalahan dalam komunikasi data digital dan hanya merupakan gangguan kecil bagi data analog.
2.1.5.1.4 Jitter Pada umumnya kita menggunakan dua buah frekuensi dalam memancarkan suatu sinyal yang bersifat biner melalui saluran
34
komunikasi. Dengan demikian kita dapat memberikan suatu praduga bahwa karakteristik saluran tersebut akan memberikan pengaruh yang berbeda pada kedua frekuensi tersebut. Jika satu sinyal mendapatkan distorsi, maka distorsi ini akan memberikan akibat yang berupa distorsi puncak yang dikenal dengan nama jitter. Secara umum jitter dapat didefinisikan sebagai variasi waktu daripada urutan sinyal yang diterima dibandingkan dengan urutan waktu pada saat sinyal tersebut dikirim. Jitter dapat disebabkan oleh pergeseran bentuk sinyal data dari data yang dikirim di dalam media transmisi yang digunakan.
Gambar 2.12 Contoh jitter akibat pergeseran sinyal
2.2 Teori Khusus 2.2.1 Wi-Fi Wi-Fi (atau Wi-fi, WiFi, Wifi, wifi) merupakan kependekan dari Wireless Fidelity, memiliki pengertian yaitu sekumpulan standar yang digunakan dalam Jaringan Lokal Nirkabel (Wireless Local Area Networks WLAN) yang didasari pada spesifikasi IEEE 802.11. Standar terbaru dari
35
spesifikasi 802.11a atau b, seperti 802.16 g, saat ini sedang dalam penyusunan, spesifikasi terbaru tersebut menawarkan banyak peningkatan mulai dari luas cakupan yang lebih jauh hingga kecepatan transfernya. Awalnya Wi-Fi ditujukan untuk pengunaan perangkat nirkabel dan Jaringan Area Lokal (LAN), namun saat ini lebih banyak digunakan untuk mengakses jaringan internet. Hal ini memungkinan seseorang dengan komputer dengan kartu nirkabel (wireless card) atau personal digital assistant (PDA) untuk terhubung dengan internet dengan menggunakan titik akses (atau dikenal dengan hotspot) terdekat. Wi-Fi dirancang berdasarkan spesifikasi IEEE 802.11. Sekarang ini ada empat variasi dari 802.11, yaitu: 802.11a, 802.11b, 802.11g, and 802.11n. Spesifikasi b merupakan produk pertama Wi-Fi. Variasi g dan n merupakan salah satu produk yang memiliki penjualan terbanyak pada tahun 2005. Spesifikasi. - 802.11b 11 Mb/s 2.4 GHz b - 802.11a 54 Mb/s 5 GHz a - 802.11g 54 Mb/s 2.4 GHz b, g - 802.11n 100 Mb/s 2.4 GHz b, g, n Di banyak bagian dunia, frekuensi yang digunakan oleh Wi-Fi, pengguna tidak diperlukan untuk mendapatkan ijin dari pengatur lokal (misal, Komisi Komunikasi Federal di A.S.). 802.11a menggunakan frekuensi yang lebih tinggi
maka
daya
jangkaunya
lebih
sempit,
lainnya
sama.
Versi Wi-Fi yang paling luas dalam pasaran AS sekarang ini beroperasi pada 2.400 MHz sampai 2.483,50 MHz. Dengan begitu mengijinkan operasi
36
dalam 11 channel (masing-masing 5 MHz), berpusat di frekuensi berikut: * Channel 1 - 2,412 MHz; * Channel 2 - 2,417 MHz; * Channel 3 - 2,422 MHz; * Channel 4 - 2,427 MHz; * Channel 5 - 2,432 MHz; * Channel 6 - 2,437 MHz; * Channel 7 - 2,442 MHz; * Channel 8 - 2,447 MHz; * Channel 9 - 2,452 MHz; * Channel 10 - 2,457 MHz; * Channel 11 - 2,462 MHz Secara teknis operasional, Wi-Fi merupakan salah satu varian teknologi komunikasi dan informasi yang bekerja pada jaringan dan perangkat WLAN (wireless local area network). Dengan kata lain, Wi-Fi merupakan sertifikasi merek dagang yang diberikan pabrikan kepada perangkat telekomunikasi (internet) yang bekerja di jaringan WLAN dan sudah memenuhi kualitas kapasitas interoperasi yang dipersyaratkan. Teknologi internet berbasis Wi-Fi dibuat dan dikembangkan sekelompok insinyur Amerika Serikat yang bekerja pada Institute of Electrical and Electronis Engineers (IEEE) berdasarkan pada standar teknis perangkat bernomor 802.11b, 802.11a dan 802.16. Perangkat Wi-Fi sebenarnya tidak hanya mampu bekerja di jaringan WLAN, tetapi juga di jaringan Wireless Metropolitan Area Network (WMAN).
37
Karena perangkat dengan standar teknis 802.11b diperuntukkan bagi perangkat WLAN yang digunakan di frekuensi 2,4 GHz atau yang biasa disebut frekuensi ISM (Industrial, Scientific dan Medical). Sedang untuk perangkat yang berstandar teknis 802.11a dan 802.16 diperuntukkan bagi perangkat WMAN atau juga disebut Wi-Max, yang bekerja di sekitar pita frekuensi 5 GHz.
2.2.2 WiMAX Worldwide Interoperability for Microwave Access (WiMAX) merupakan teknologi komunikasi data nirkabel tingkat lanjut yang dikembangkan untuk meningkatkan kinerja dan kapasitas serta jangkauan layanan. WiMAX dan WiFi dibedakan berdasarkan standar teknik yang bergabung didalamnya. WiFi menggabungkan standar IEEE 802.11 dengan ETSI HiperLAN yang merupakan standar teknis yang cocok untuk keperluan WLAN, sedangkan WiMAX merupakan penggabungan antara standar IEEE 802.16 dengan ETSI HiperMAN. Standar keluaran IEEE banyak digunakan secara luas di daerah asalnya, yaitu Eropa dan sekitarnya. Untuk dapat membuat teknologi ini digunakan secara global, maka diciptakan WiMAX. Standar global yang dipakai di dunia dapat digambarkan sebagai berikut.
38
Gambar 2.13 Standar-standar dengan spesifikasi yang mendukung komunikasi sampai tingkat MAN disatukan dengan standar WiMAX
Pada masa mendatang, segala sesuatu yang berhubungan dengan teknologi wireless kemungkinan akan diberi sertifikasi WiMAX. Standar WiMAX dibentuk oleh gabungan-gabungan industri perangkat wireless dan chip-chip komputer diseluruh dunia. Perusahaan besar ini bergabung dalam suatu forum kerja yang merumuskan standar interkoneksi antar teknologi broadband wireless access (BWA) yang mereka miliki pada produkproduknya. Menurut Pareek Deepak, The Business of WiMAX, 2006. “ WiMAX adalah sebuah teknologi nirkabel yang mengoptimalkan Pelayanan IP centric untuk daerah yang luas, WiMAX adalah sebuah tanda sertifikasi untuk perangkat sesuai dengan standar IEEE 802.16 selain itu WiMAX asalah sebuah Platform untuk membangun alternative dan pelengkap dari jaringan Broadband ” WiMAX, meski disebut sebagai standar IEEE 802.16, kenyataan tak hanya itu. Menurut Dean Chang, Director of Product Management , Aperto Networks dan anggota forum WiMAX (www.wimaxforum.org), " WiMAX
39
juga merupakan upaya standarisasi antara IP berbasis 802.16 dan WMAN ( Wireless Metropolitan Area Network ) broadband berbasis ETSI HighPerformance Radio Metropolitan Area Network (HiperMAN) dan kelompok industri yang bekerja mencapai tujuan itu. Dengan begitu, perangkatperangkat yang berstandar WiMAX dapat digunakan baik berbasis HiperMAN (Eropa) dan 802.16 ”. Dalam praktiknya, WiMAX beroperasi mirip seperti Wi-Fi, namun dengan kecepatan yang lebih tinggi, jarak jangkau yang lebih jauh, dan dapat melayani jumlah customer yang lebih banyak. Dengan WiMAX, daerahdaerah pedalaman yang belum terjangkau akses internet pun dapat dijangkau dengan mudah.
2.2.2.1 Standar IEEE 802.16 (WiMAX) Dengan tower yang dipasang dipusat akses internet (hot spot) di tengah kota metropolitan, seorang pemakai laptop, komputer, handphone, hingga personal digital assistant (PDA), dengan wireless card bisa koneksi dengan internet, bahkan sampai ke pedesaan yang masih dalam cakupan area 50 kilometer. Hal ini dapat terjadi karena teknologi WiMAX yang menggunakan standar baru IEEE 802.16. Saat ini WiFi menggunakan standar komunikasi IEEE 802.11. Yang paling banyak dipakai adalah IEEE 802.11b dengan kecepatan 11 Mbps, hanya mencapai cakupan area tidak lebih dari ratusan meter saja. WiMAX merupakan saluran komunikasi radio yang memungkinkan terjadinya jalur internet dua arah dari jarak puluhan kilometer. Dengan
40
memanfaatkan gelombang radio, teknologi ini bisa dipakai dengan frekuensi berbeda, sesuai dengan kondisi dan peraturan pemakaian frekuensi di Negara pengguna. Pada awalnya standard IEEE 802.16 beroperasi ada frekuensi 1066 GHz dan memerlukan tower line of sight, tetapi pengembangan IEEE 802.16a yang disahkan pada bulan Maret 2004, menggunakan frekuensi yang lebih rendah yaitu sebesar 2-11 GHz, sehingga mudah diatur, dan tidak memerlukan line-of-sight. Cakupan area bisa mencapai sekitar 50 km dengan kecepatan transfer data sebesar 70 Mbps.
2.2.2.2 Cara Kerja WiMAX Cara kerja WiMAX sedikit berbeda dari jaringan Wi-Fi, karena komputer yang memakai teknologi Wi-Fi dapat tersambung ke internet via LAN card, router, atau hotspot, sedangkan konektivitas dari jaringan WiMAX terdiri dari dua bagian. Yang pertama adalah WiMAX Tower atau yang dikenal sebagai Base Station dan yang kedua adalah WiMAX Receiver atau WiMAX CPE (Customer Premise Equipment) dan sering kita kenal sebagai Subscriber Station. Jaringan WiMAX mirip dengan jaringan telepon seluler. Ketika user mengirim data (subscriber ke base station), maka base station akan menyiarkan signal-signal data tersebut ke dalam kanal-kanal, disebut juga uplink. ketika base station mengirimkan data ke user, disebut downlink. Data yang dikirim dibagi-bagi menjadi beberapa
41
data sttream, dimaana setiap daata stream di d transmisikkan melalui kanal yang berbeda, b tettapi dengan selang wakktu yang saama. Inilah yang dikenaal
dengan
OFDM
(Orthogonnal
Frequuency
Divvision
Multipplexing), yaaitu teknik pengiriman p data yang terbagi-bagii dan dikirim mkan secara bersamaan pada p beberappa sub-carrieer. W WiMAX punnya dua caraa untuk penngiriman datta baik dow wnlink maupuun uplink. Cara C data dow wnlink dan uplink terseebut diatur dalam d komunnikasi data dua d arah ituu dikenal deengan nama Duplexing.. Dua skemaa Duplexing yang ada addalah TDD daan FDD. FD DD (Frequeency Divisioon Duplex) memerlukan m n dua kanal untuk u mengirrimkan dataa downlink dan d data upllink pada seelang waktu yang sama. FDD cocokk untuk layanan voice dua arah, karena k data yang m simetris ukurannya baik downnlink maupuun uplink. FDD dikirim biasannya digunakaan dalam jarringan seluleer, sementarra itu di WiM MAX ada duua macam duukungan FDD D yaitu full--duplex FDD D dan half-duuplex FDD. Perbedaanny P ya adalah paada full-dupllex FDD useer dapat menngirim dan menerima m daata secara bersamaan, b s sedangkan h half-duplex FDD hanya memungkinnkan user unntuk mengirrim atau mennerima data pada jangkaa waktu terteentu.
G Gambar 2.14 Skema Duplexing FDD
42
FDD kurang efisien dalam menangani layanan data yang asimetris karena trafik data hanya menempati bagian kecil dari sebuah kanal bandwidth pada jangka waktu tertentu. TDD (Time Division Duplex) adalah skema duplexing lain yang hanya membutuhkan satu kanal untuk mengirim data downlink dan uplink pada dua rentang waktu dalam sekali pengiriman. TDD lebih fleksibel dalam melayani data simetris dan asimetris karena rasio downlink dan uplinknya dapat diatur secara dinamis. Kebanyakan implementasi jaringan WiMAX menggunakan teknik TDD karena TDD hanya menggunakan separuh dari spektrum yang ada, maka lebih hemat bandwidth, TDD lebih mudah di konfigurasi dan lebih murah dan juga karena trafik di dalam jaringan WiMAX akan lebih didominasi oleh data asimetris.
Gambar 2.15 Skema Duplexing TDD
Sistem WiMAX juga mendukung adaptive modulation untuk mengatur skema modulasi bagi setiap koneksi ke user, tergantung dari Signal to Noise Ratio dari koneksi tersebut. Jika kualitas koneksi ke user sangat bagus (posisi user dekat dengan base station), maka skema modulasi tertinggilah yang dipakai, tapi jika kualitas sinyalnya
43
menurun (user pergi menjauh dari base station), skema modulasinya bisa diturunkan untuk menjaga konektivitas.
2.2.2.3 Komponen dan Istilah Dalam Jaringan WiMAX 1. Base Station Tempat dimana signal WiMax disiarkan. Terdiri dari peralatan elektronik dan tower WiMax. Tower ini persisnya bekerja seperti tower jaringan selular GSM yang menjulang tinggi ke udara untuk menyiarkan signal radio. Tower WiMax base station dapat mencakup sampai radius 10 KiloMeter. Dalam teori dianjurkan untuk mencakup jarak yang lebih daripada 10 KiloMeter, dapat mencapai 50 KiloMeter, tetapi pada kenyataannya dikarenakan keterbatasan geografis, hanya dapat mencapai kira-kira 10 KioMeter. Segala perlengkapan koneksi wireless untuk WiMax akan terhubung ke jaringan WiMax jika berada pada jangkauan tersebut.
2. Subscriber Station Bekerja dengan Base Station, menerima sinyal dari base station WiMAX
dan
menghubungkan
ke jaringan WiMAX
untuk
menyediakan fungsi akses nirkabel dan mendukung mobilitas. MS / SS memungkinkan koneksi ke berbagai server melalui Akses Layanan Jaringan.
44
3. Uplink Bagian dari koneksi jaringan digunakan untuk mengirimkan, atau meng-upload, data dari perangkat subscriber station ke base station.
4. DownLink Sambungan pada perangkat fixed atau mobile yang digunakan menerima data dari base station.
5. Latency Latency didefinisikan sebagai lamanya waktu yang dibutuhkan sebuah paket data yang dikirim dari satu titik (sisi transmitter) ke titik yang lain (sisi receiver). Latency tergantung daripada kecepatan media transmisi data yang digunakan (misalnya copper wire, optical fiber atau radio waves), dan delay-delay yang terbentuk dari alat-alat yang memproses data tersebut selama perjalanan (router dan modem). Semakin kecil nilai latency, semakin efisien pula suatu jaringan.
6. Throughput Latency dan throughput adalah dua hal yang utama yang menentukan performa dari suatu jaringan. Throughput merupakan banyaknya paket data yang berhasil dikirim dalam satuan waktu yang ditentukan, biasanya diukur dalam satuan bit per second (bps). Jika pengiriman data dilakukan secara streaming, maka latency tidak terlalu mempengaruhi besarnya throughput. Tetapi jika setiap paket data yang
45
dikirim menunggu konfirmasi bahwa paket tersebut sudah sampai di tempat si penerima, maka latency akan bertambah besar dan secara otomatis mengurangi nilai throughput.
7. Packet Loss Packet Loss adalah sebutan yang digunakan untuk mengukur berapa banyak data yang hilang pada waktu transmisi dalam jaringan. Biasanya packet loss terjadi karena latency yang sangat besar atau overloading pada switch atau router yang tidak mampu memproses data yang masuk.
2.2.2.4 Keuntungan WiMAX Ada
beberapa
keuntungan
dengan
adanya
WiMAX,
jika
dibandingkan dengan WiFi antara lain sebagai berikut: 1. Setiap base station dari WiMAX dapat beroperasi menjangkau ratusan user pada saat yang bersamaan, dapat mengatur pengiriman dan penerimaan data dengan kecepatan yang tinggi dan aman.
2. Kecepatan koneksi dan jarak tempuh yang jauh merupakan keuntungan yang dicari bagi penduduk yang tinggal di daerah pelosok.
3. WiMAX menyediakan layanan-layanan yang bervariasi untuk user seperti internet, layanan VoIP, video streaming, dan lain-lain.
46
4. Memiliki banyak fitur yang selama ini belum ada pada teknologi WiFi dengan standar IEEE 802.11. Standar IEEE 802.16 digabungkan dengan ETSI HiperMAN, maka dapat melayani pangsa pasar yang lebih luas.
5. Dari segi jangkauannya bisa mencapai 50 kilometer maksimal, WiMAX sudah memberikan kontribusi yang sangat besar bagi keberadaan wirelass MAN. Kemampuan untuk menghantarkan data dengan transfer rate yang tinggi dalam jarak jauh dan akan menutup semua celah broadband yang tidak dapat terjangkau oleh teknologi kabel dan digital subscriber line (DSL).
6. Dapat melayani para subscriber, baik yang berada pada posisi line of sight (LOS) maupun yang memungkinkan untuk tidak line of sight (NLOS).
WiMAX tidak hanya hanya dapat melayani para pengguna dengan
antenna
tetap
saja
misalnya
pada
gedung-gedung
diperkantoran, rumah tinggal dan sebagainya. Bagi para pengguna antenna indoor, notebook, PDA, PC yang sering berpindah tempat dan banyak lagi perangkat mobile lainnya yang telah kompatibel dengan standar-standar yang dimiliki WiMAX. Perangkat WiMAX juga mempunyai ukuran kanal yang bersifat fleksibel, sehingga sebuah BTS dapat melayani lebih banyak pengguna
47
dengan range spektrum frekuensi yang berbeda-beda. Dengan ukuran kanal spektrum yang dapat bervariasi ini, sebuah perangkat BTS dapat lebih fleksibel dalam melayani pengguna. Range spektrum teknologi WiMAX termasuk lebar, dengan didukung dengan pengaturan kanal yang fleksibel, maka para pengguna tetap dapat terkoneksi dengan BTS selama mereka berada dalam range operasi dari BTS. Sistem kerja media access control pada data link layer yang connection oriented memungkinkan digunakan untuk komunikasi video dan suara.
Gambar 2.16 Sebuah BTS WiMAX dapat digunakan sebagai backhaul untuk titik-titik hotspot
Seperti sama dengan standar IEEE 802.11 yang dibuat khusus untuk
mengatur
komunikasi
lewat
media
wireless.
WiMAX
mempunyai tingkat kecepatan transfer data yang lebih tinggi dengan jarak yang lebih jauh, sehingga kualitas layanan dengan menggunakan komunikasi ini dapat digolongkan ke dalam kelas broadband. Standar
48
ini sering disebut air interface for fixed broadband wireless access system atau interface udara untuk koneksi broadband. Versi awal dari standar 802.16 ini dikeluarkan oleh IEEE pada tahun 2002. Pada bersi awal ini, perangkat 802.16 beroperasi dalam lebar frekuensi 1066 GHz yang diberikan oleh teknologi ini sebesar 32-134
Mbps
dalam area
coverage
maksimal
5
kilometer.
Kapasitasnya dirancang mempu menampung ratusan pengguna setiap satu BTS. Dengan kemampuan semacam ini teknologi perangkat yang menggunakan standar 802.16 cocok digunakan sebagai penyedia koneksi broadband melalui media wireless. Perbedaan teknis antara IEEE 802.11 dengan IEEE 802.16 dapat dilihat pada Tabel 2.5 berikut ini.
Tabel 2.5 Perbedaan Teknis IEEE 802.11 dan IEEE 802.16 IEEE 802.11
IEEE 802.16
Dibawah 9 Km
Hingga 50 Km
Optimal jika bekerja di dalam ruangan
Dirancang untuk penggunaan diluar ruangan dengan kondisi NLOS
Jarak
Coverage
Perbedaan Teknis Teknik 256 FFT system signalingnya menciptakan fitur ini. IEEE 802.16 memiliki system gain yang lebih tinggi, mengakibatkan sinyal lebih kebal terhadap halangan dalam jarak yang lebih jauh.
49 Skala penggunaannya hanya dalam tingkat LAN. Skalabilitas Ukuran frek. kanalnya dibuat fix (20 MHz)
Dibuat utk sampai 100 pengguna. Ukuran frek. Kanal dapat bervariasi dari 1,5 - 20 MHz.
2,7 bps/Hz hingga 54Mbps dalam kanal 20 MHz
5 bps/Hz hingga 100 Mbps dalam kanal 20 MHz.
Tidak mendukung QoS
QoS dibuat dalam layer MAC
Bit Rate
QoS
Sistim TDMA dan pengaturan slot komunikasi, sehingga semua frekuensi yg termasuk dalam range IEEE 802.16 dapat dipakai serta jumlah pengguna dapat bertambah. Teknik modulasi yang lebih canggih disertai koreksi error yang lebih fleksibel, sehingga penggunaan frekuensi kanal lebih effisien. Adanya pengaturan secara otomatis terhadap slot-slot TDMA, sehingga dimanfaatkan untuk pengaturan QoS.
2.2.2.5 Kekurangan WiMAX Setiap teknologi pasti memiliki kelebihan dan kekurangan masing-masing. Walaupun WiMAX menawarkan segala keuntungan yang ditulis di atas, tetapi ada beberapa kekurangan yang dialami oleh WiMAX. Berikut adalah kekurangan-kekurangan pada WiMAX :
1. Sulit untuk mempertahankan kualitas tinggi jika banyak user yang ingin mengakses lewat satu base station saja. Ini dapat menyebabkan trafik yang tinggi sehingga kualitas jaringan sulit dipertahankan.
50
2. Peralatan-peralatan yang dibutuhkan untuk membangun sebuah jaringan WiMAX sangat mahal, sehingga biaya menjadi salah satu kendala untuk mengimplementasikan teknologi ini.
3. Gangguan cuaca dapat mempengaruhi pemancaran signal, sehingga koneksi dapat terganggu bahkan terputus.
4. Jaringan WiMAX membutuhkan dukungan kelistrikan yang besar untuk menjalankan jaringannya.
2.2.2.6 Varian-Varian IEEE 802.16 Varian-varian WiMAX dimaksudkan untuk mengembangkan kinerja dan kemampuan dari teknologi yang digunakannya, agar menjadi lebih hebat dan dapat meluas penggunaannya. Untuk mengembangkan jangkauan dan daya jualnya, maka standar IEEE 802.16 direvisi menjadi IEEE 802.16a. Standar teknis IEEE 802.16a inilah yang banyak digunakan oleh perangkat-perangkat dengan sertifikasi WiMAX. Selain IEEE 802.16a, varian lainnya adalah IEEE 802.16b yang banyak menekankan segala keperluan dan permasalahan dengan QoS, IEEE 802.16c banyak menekankan pada interoperability dengan protokol-protokol lain, IEEE 802.16d merupakan revisi dari IEEE 802.16c ditambah dengan kemampuan untuk access point, serta IEEE
51
802.16d menekankan pada masalah mobilitas. Varian-varian standar IEEE 802.16 dapat dilihat pada Tabel 2.6 berikut ini.
Tabel 2.6 Varian-varian standar IEEE 802.16 IEEE 802.16 Januari 2002
Terstandarisasi
IEEE 802.16a
IEEE 802.16e
Januari 2003
Estimasi
(IEEE 802.16a)
pertengahan 2004
Spektrum
10 – 66 GHz
2 – 11 GHz
< 6 GHz
Line Of Sight
Non Line Of Sight
Non Line Of
Kondisi Kanal
Bit Rate
Sight 32 sampai 134
Hingga 70 Mbps
Hingga 15 Mbps
Mbps
menggunakan
menggunakan
menggunakan
frekuensi kanal 20
frekuensi kanal 5
frekuensi kanal
Mhz
MHz
QPSK, 16 QAM
OFDM 256 256
OFDM 256
dan 64 QAM
sub-carrier,
subcarrier,
QPSK, 16QAM,
QPSK, 16 QAM,
64 QAM
64 QAM
Perangkat
Perangkat
Nomadic
wireless tetap
wireless tetap dan
Mobility
28 MHz
Modulasi
Mobilitas Frekuensi Per Kanal Radius Per Cell
portabel 20, 25 dan 28
Mulai dari 1,5
Mulai dari 1,5
MHz
hingga 20 MHz
hingga 20 MHz
2 sampai 5 Km
7 – 10 Km dengan
2 – 5 Km
kemampuan maks. hingga 50 Km
Perubahan yang sangat signifikan pada standar 802.16 untuk membentuk varian terletak pada lebar frekuensi operasinya. Standar 802.16 beroperasi pada range 10-66 GHz, sedangkan 802.16a
52
menggunakan frekuensi yang lebih rendah, yaitu 2–11 GHz, sehingga memungkinkan komunikasi non line of sight (NLOS). Perbedaan ini dimaksudkan untuk mendukung komunikasi dalam kondisi line of sight (LOS), dan non line of sight (NLOS). Dengan adanya sistem NLOS, keterbatasan yang ada pada WiFi dapat dikurangi. Kelemahan dari komunikasi dengan frekuensi rendah ini adalah semakin kecil kapasitas bandwidth dari koneksi yang dilakukannya. Ukuran kanal-kanal frekuensi yang fleksibel dengan range yang lebar, merupakan keunggulan dari 802.16a. Beberapa topologi dan pilihan backhauling telah didukung oleh teknologi WiMAX, antara lain saluran kabel backhauling (typically over Ethernet), dan koneksi point to point. Pada Gambar 2.17 di bawah ini terlihat empat buah base station (BS) meng-coverage 4 sektor/kawasan, sebuah repeater sebagai pengumpulan (aggregation) sinyal yang akan dikirimkan ke wilayah pedesaan (rural area). Komunikasi antar base station (BS) dapat menggunakan wireless maupun optical fiber.
53
Gambar 2.17 Topologi WiMAX dalam area perkotaan dan pedesaan
Selain perubahan frekuensi operasi, pada layer physical dari standar IEEE 802.16a ditambahkan tiga spesifikasi baru untuk mendukung fitur NLOS-nya ini, yaitu single carrier PHY, 256 FFT OFDM PHY dan 2048 FFT OFDM PHY. Format sinyaling OFDM dipilih dalam standar ini dimaksudkan agar teknologi ini dapat bersaing dengan competitor utamanya yaitu teknologi CDMA, yang juga bekerja dalam sistem NLOS. Fitur-fitur lain yang ada pada standar IEEE 802.16a adalah sebagai berikut. 1. Untuk menghantarkan jaringan komunikasi yang berkualitas dengan jangkauan yang luas adalah lebar kanal frekuensi yang fleksibel. 2. Burst profile yang dapat beradaptasi (fasilitas burst adalah ciri khas dari teknologi broadband). 3. Forwarding error correction (FEC) untuk mengoreksi jika terjadi kesalahan. 4. Advanced antenna system untuk meningkatkan wilayah jangkauan.
54
5. Kapasitas dan kekebalan terhadap interferensi dari sinyal lain. 6. Dynamic frequency selection (DFS), pemilihan frekuensi kanal secara dinamis dan juga berfungsi untuk mengurangi interferensi. 7. Space time coding (STC) yang akan meningkatkan performance dalam area batas pinggir dari sinyal yang dipancarkan oleh sebuah base station (BS).
Tabel 2.7 Fitur-fitur physical layer teknologi IEEE 802.16 WiMAX No 1.
2.
3.
4.
5.
Fitur Menggunakan system sinyaling 256 point FFT OFDM. Ukuran kanal frekuensi yang fleksibel (misalnya 3,5 MHz, 5 MHz, 19 MHz) Didesain untuk dapat mendukung system smart antenna Mendukung TDD dan FDD Duplexing Sistem modulasi yang fleksibel dengan sistem error correction yang bervariasi setiap RF burst
Keuntungan Mendukung sistem multipath untuk memungkinkan diaplikasikan pada area terbuka (outdoor) dengan kondisi LOS dan NLOS. Menyediakan fleksibilitas yang memungkinkan komunikasi beroperasi menggunakan kanalkanal frekuensi yang bervariasi sesuai dengan kebutuhan.
Dengan menggunakan smart antenna yang lebih nyaman digunakan sehari-hari, inteferensi dapat ditekan dan gain dapat ditingkatkan. Menangani masalah bervariasinya regulasiregulasi diseluruh dunia. Memungkinkan terjalinnya koneksi yang reliable, memberikan transfer rate yang maksimal kepad setiap subscriber yang terkoneksi dengannya.
55
Layer media access control (MAC) dari standar IEEE 802.16 ini didesain untuk dapat membawa dan mengakomodasi segala macam protokol di atasnya, seperti ATM, Ethernet atau internet protokol (IP). Fitur-fitur media access control layer ditunjukkan pada Tabel 2.8 berikut ini.
Tabel 2.8 Fitur-fitur MAC layer teknologi IEEE 802.16 WiMAX No 1. 2.
3.
4. 5. 6.
7.
Fitur
Keuntungan
Proses routing dan paket forwarding yang lebih reliable. Meningkatkan performance end to end Automatic retransmission request dengan menyembunyikan error pada layer RF yang dibawa dari layer di (ARQ) atasnya. Automatic power Memungkinkan pembuatan topologi celluler dengan power yang dapat control terkontrol secara otomatis. Security dan encryption Melindungi privasi dari para subscriber Connection oriented
Mendukung sistem modulasi adaptive Scalability yang tinggi hingga mendukung 100 subscriber Mendukung sistem quality of service (QoS)
Memungkinkan data rate yang lebih tinggi Biaya penggunaan yang sangat efektif, karena mampu menampung pengguna dalam jumlah yang besar. Dapat memberikan latency rendah pada aplikasi-aplikasi delay sensitive, seperti VoIP dan streaming video.
2.2.3 Quality of Service (QoS) Ketika kita pertama kali mendengar kata QoS atau Quality of Service kita pasti mengartikannya sebagai kualitas dari suatu pelayanan. Sebenarnya, Quality of Service (QoS) sangat popular dan menyimpan banyak istilah yang sangat sering dilihat dari perspektif yang berbeda yaitu dari segi jaringan
56
(networking), pengembangan aplikasi (application development) dan lain sebagainya. Dari segi networking, QoS mengacu kepada kemampuan memberikan pelayanan berbeda kepada lalulintas jaringan dengan kelas-kelas yang berbeda. Tujuan akhir dari QoS adalah memberikan network service yang lebih baik dan terencana dengan dedicated bandwith, jitter dan latency yang terkontrol dan meningkatkan loss karakteristik. Atau QoS adalah kemampuan dalam menjamin pengiriman arus data penting atau dengan kata lain kumpulan dari berbagai kriteria performansi yang menentukan tingkat kepuasan penggunaan suatu layanan. Quality of Service (disingkat menjadi QoS) merupakan mekanisme jaringan yang memungkinkan aplikasi-aplikasi atau layanan dapat beroperasi sesuai dengan yang diharapkan. Dengan kemampuan memberikan QoS yang beragam, maka akan sangat menguntungkan
baik
bagi
operator
(service
provider)
maupun
pelanggan. Bagi operator dapat memberikan diversifikasi layanan dan tarif berdasarkan tipe QoS yang di-deliver ke pelanggan. Disamping itu kualitas layanan yang diberikan ke pelanggan juga lebih terjamin karena masingmasing tipe QoS sangat sesuai dengan layanan tertentu. Sedangkan bagi pelanggan dapat memilih layanan sesuai dengan pertimbangan kebutuhan (misalkan biaya, tipe layanan yang akan diperoleh menyangkut throughputnya). Dengan lahirnya teknologi baru di jaringan wireless seperti WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access) tentunya diiringi dengan
57
kemampuan yang lebih bila dibanding dengan teknologi generasi sebelumnya. Disamping mengusung isu interoperability, security, availability, capability (mampu memberikan layanan broadband), NLOS (Non Line of Sight), jarak jangkau yang luas dan mobility, maka WiMAX tak kalah penting juga menawarkan QoS (Quality of Service).
2.2.3.1 QoS Wimax Mekanisme pemberian ijin untuk mengakses jaringan adalah aspek pertama pada QoS WiMAX. WiMAX memberikan ijin ini untuk selang waktu yang fixed kepada user-usernya, sesuai dengan jenis QoS yang dipakai user. Pada WiMAX untuk mengatur QoS dapat dijalankan oleh MAC (Medium Access Control) dengan berbagai kebutuhan bandwidth dan aplikasi. Sebagai contoh aplikasi voice dan video memerlukan waktu tunda (latency) yang rendah tetapi masih bisa mentolelir beberapa error. Sebaliknya aplikasi-aplikasi data pada umumnya sangat sensitif terhadap error. Sedangkan latency bukan menjadi pertimbangan kritis. Kemampuan mengalokasikan besarnya bandwidth pada suatu kanal pada saat yang tepat merupakan konsep mekanisme penting pada standar WiMAX untuk menurunkan latency dan meningkatkan QoS. Aspek lain yang tersedia pada QoS yang terdapat di WiMAX adalah
kemampuan
mengatur
kecepatan
data
(data
rate
manageability) dimana ditentukan oleh analisis link (link by link basis) antara Base Station dan Subscriber Station, yang biasanya di kenal
58
sebagai "service flow" di terminologi 802.16 pada "kelas QoS" yang spesifik. Kuat sinyal antara Base Station dan Subscriber Station akan menentukan jumlah data rate yang mampu di-deliver ke sisi pelanggan. Besar kecilnya data rate tersebut didasarkan pada jenis modulasi yang tersedia (apakah 64 QAM (Quadrature Amplitude Modulator), 16 QAM atau QPSK(Quadrature Phase-shift Keying)). Biasanya semakin jauh pelanggan (subscriber) dari Base Station, maka data rate-nya akan semakin kecil. Modulasi 64 QAM merupakan modulasi terbaik untuk mendukung throughput yang lebih besar. Namun demikian WiMAX dapat menentukan tipe modulasinya mana yang berlaku secara otomatis tergantung dari kualitas link antara Base Station dan Subscriber Station. Selain itu juga dapat dibedakan sisi UL (uplink) maupun DL (downlink).
Gambar 2.18 Modulation Scheme membuat sinyal lebih fokus
59
Pada WiFi, sebagaimana OSI (Open System Interconection) Layer, adalah standar pada lapis kedua, medium access control (MAC) menggunakan metode akses kompetisi, yaitu dimana beberapa terminal secara bersamaan memperebutkan akses. Sedangkan MAC pada WiMAX menggunakan metode akses yang berbasis algoritma penjadwalan (scheduling algorithm). Dengan metode akses kompetisi, maka layanan seperti Voice over IP atau IPTV yang tergantung kepada kualitas layanan (Quality of Service) yang stabil menjadi kurang baik. Sedangkan pada WiMAX yang menggunakan algoritma penjadwalan, apabila sebuah terminal telah mendapat garansi untuk memperoleh sejumlah sumber daya (seperti timeslot), maka jaringan nirkabel akan terus memberikan sumber daya ini selama terminal membutuhkannya. Perubahan parameter QoS dapat diminta oleh SS dan BS dengan sambungan masih tetap terjaga. Kemampuan ini memungkinkan WiMAX menjalankan layanan Bandwidth on Demand (BoD). Tipe servis QoS ditetapkan pada IEEE 802.16 WiMAX. Protokol 802.16 mendukung beberapa Tipe QoS. Berdasarkan jenisnya, QoS dapat dikelompokan menjadi empat jenis, yaitu: UGS (unsolicated grant service), rtPS (real time polling service), nrtPS (non real time polling) dan BE (best effort). Tipe-tipe QoS di atas juga dapat didukung oleh dua mekanisme lain yang ada pada WiMAX untuk menciptakan QoS yang baik. Mekanisme tersebut adalah Adaptive Modulation and Coding (AMC) dan Dynamic Bandwidth Allocation (DBA). AMC menjamin kekuatan
60
sinyal yang stabil seiring bertambahnya jarak, tetapi dengan mengurangi throughput. Jika user lebih dekat ke base station di mana sinyal nya lebih bagus, maka digunakan modulasi yang paling tinggi (64 QAM). Namun jika user berada jauh dari base station (area NLOS), modulasi diturunkan untuk tetap menjaga koneksi tidak putus (QPSK). DBA bekerja memonitor sistem WiMAX. Bila ada koneksi yang terganggu antara base station dengan user, DBA dapat mengalokasikan bandwidth lebih dan tenaga tambahan kepada koneksi yang bermasalah.
2.2.3.2 Tipe-tipe QoS Pada Jaringan WiMAX Terdapat 4 tipe service class yang disediakan oleh WiMAX (by default), namun beberapa vendor ada yang menyediakan sampai 5 tipe class of service sebagai fitur tambahan. Empat tipe yang dimaksud adalah sebagai berikut : 1. UGS (Unsolicited Grant Service) UGS lebih cocok digunakan pada layanan-layanan yang membutuhkan bit-rate konstan (CBR) seperti VoIP, yang memerlukan latency dan jitter yang rendah.
2. Real-Time Polling Service (rtPS) Real-time Polling Service didesain untuk mendukung aliran data realtime yang menghasilkan paket data dengan ukuran bervariasi secara berkala, seperti MPEG Video.
61
3. Non-Real-Time Polling Service (nrtPS) Sesuai namanya, layanan ini digunakan pada transmisi data yang umumnya besar, dan tidak perlu jaminan real-time, bahkan memungkinkan untuk me-request data pada saat trafik sedang tinggi.
4. Best Effort (BE) BE dibuat untuk mendukung aliran data yang tidak memerlukan jaminan data-rate minimum, tidak mementingkan soal latency atau jitter, bahkan tidak ada jaminan jika ada paket data yang hilang sekalipun. Ini adalah layanan yang biasa disediakan oleh providerprovider layanan internet lokal yang menggunakan DSL (Digital Subscriber Line).
