BAB 2
TEORI DASAR 2.1.
Very Small Aperture Terminal (VSAT) Satelit adalah suatu benda diruang angkasa yang mengitari benda lain didalam
lingkup tata surya dalam periode dan ketinggian tertentu. Satelit buatan pertama SPUTNIK1 diluncurkan pertama kali paada tahun 1957 oleh erstwhile USSR. Peluncuran ini menjadi awal dari eksplorasi angkasa oleh Amerika Serikat dan Uni Soviet. Macam
macam satelit berdasarkan fungsinya:
o
Satelit Ilmiah
o
Satelit Militer
o
Satelit Cuaca
o
Satelit Navigasi dan Maritim
o
Satelit Komunikasi Satelit yang berkaitan dengan apa yang akan dibahas disini adalah satelit komunikasi.
Eksperimen satelit komunikasi pertama adalah proyek pemerintah Amerika Serikat SCORE ( Signal Communication by Orbiting Relay Equipment ), yang meluncurkan satelitnya pertamanya pada 18 Desember 1958. Satelit ini mengelilingi bumi dengan orbit elips dan mentransmisi pesan
pesan yang teleh direkam pada magnetic tape. Eksperimen ini bertahan
selama 13 hari sampai batere satelit akhirnya habis. Eksperimen berikutnya US Army signal Corp s Courier IB diluncurkan Oktober 1960, yang bertahan kurang lebih 17 hari. Satelit ini mampu menangani type writer data, voice dan pesan
pesan faksimili.
Satelit aktif pertama yang menggunakan penerima gelombang mikro dan transmitter untuk mentransmisikan siaran televisi secara langsung dan komunikasi telepon lintas samudera atlantik adalah Telstar buatan America Telephone & Telegraph Company (AT&T) yang diluncurkan pada juli 1962. Satelit ini dimatikan pada Februari 1963. Eksperimen
eksperimen satelit komunikasi selanjutnya adalah Satelit Relay 1 milik
NASA yang diluncurkan dengan bentuk orbit elips pada bulan Desember 1962. Syncom 2,
satelit komunikasi synchronous pertama yang diluncurkan pertama yang diluncurkan bulan Juli 1963. Pada tahun 1964 dibentuk INTELSAT yang merupakan salah satu kekuatan utama dalam eksploitasi komersial teknologi satelit umtuk komunikasi yang membawa perkembangan yang pesat pada teknologi ini.
2.1.1. Perkembangan VSAT Pada awalnya teknologi satelit membutuhkan antena menghubungkan point
to
antena besar dan hanya dapat
point. Komunikasi satelit pada saat itu masih sangat terbatas
untuk kapasitas besar aja, sehingga biayanya sangat mahal dan hanya digunakan untuk keperluan tertentu seperti untuk operator telekomunikasi, trunking, microwave, back-up, dan pelayanan telekomunikasi pada daerah terpencil. Seiring dengan perkembangan teknologi, pada tahun 80-an muncul teknologi satelit dengan antena kecil yang dikenal dengan sebutan VSAT ( Very Smaal Aperture Terminal ). Hal ini dimungkinkan karena kematangan teknologi antena dan semakin besarnya kemampuan daya satelit. Dengan munculnya VSAT, system komunikasi satelit saat ini selain melayani pengguna bisnis juga dapat melayani pengguna personal (rumah). VSAT masuk pertama kali ke Indonesia tahun 1989 seiring dengan bermunculan bank
bank swasta yang sangat membutuhkan system komunikasi online seperti ATM (
Automathic Teller Machine ). Penggunaan infrastruktur jaringan telekomunikasi VSAT di Indonesia merupakan pilihan yang tepat, mengingat Indonesia terdiri dari banyak pulau yang tersebar sehingga sulit dijangkau oleh teknologi telekomunikasi microwave maupun jaringan kabel. Selain kurang efektif, jaringan microwave maupun kabel tidak efisien karena instalasinya memakan waktu lama dan menelan biaya besar. Di samping itu, keduanya sangat rentan terhadap gangguan, sedangkan cakupan areanya pun sangat terbatas karena kendala geografis. VSAT sendiri mempunyai arti terminal satelit dengan diameter antena yang kecil dalam suatu jaringan yang dihubungkan dengan hub system atau tanpa hub system yang mana diantara teminal tersebut dapat berkomunikasi. Diameter antena VSAT berukuran antara 0,6
3,8 meter.
Teknologi VSAT merupakan solusi dengan cost efektif untuk hubungan jaringan komunikasi independen denan jumlah besar dengan site
site yang tersebar. VSAT
menawarkan value added service berbasis satelit seperti : internet, data, LAN, voice / fax dan dapat menyediakan jaringan komunikasi private / public serta layanan multimedia. Pada umumnya VSAT diletakan langsung di site pengguna. Seorang end user VSAT memerlukan perangkat untuk menghubungkan komputernya dengan antenna luar yang mempunyai transceiver. Transceiver menerima atau mengirim sinyal ke transponder satelit di angkasa. Satelit menerima sinyal dari bumi, menguatkan dan mengirimkan kembali sinyal ke bumi.
2.1.2. Jaringan VSAT Arsitektur Jaringan VSAT secara global terdiri dari : o
Ground Segment ( Segmen Bumi ) Hub Station / Master earth Station. Network Managemen System ( NMS ). Remote Earth Station.
o
Space Segment ( Segmen Angkasa ) Satelit Transponder
Gambar 2.1. Arsitektur Jaringan VSAT VSAT memiliki kemampuan untuk menerima maupun mengirimkan sinyal melalui satelit kepada VSAT lain pada jaringan tersebut. Bergantung pada teknologi apa yang digunakan, sinyak akan dikirimkan lewat satelit ke hub station yang juga berfungsi sebagai pusat monitor, atau sinyal langsung dikirim ke VSAT lain dan hub yang digunakan hanya
untuk mengawasi dan mengontrol. VSAT dapat mendukung kebutuhan komunikasi apapun, baik berupa suara, data, ataupun konferensi video.
2.1.3. Komponen Jaringan VSAT a. Hub Station Hub mengontrol seluruh operasi jaringan komunikasi. Pada hub terdapat sebuah server Network Management System (NMS) yang memberikan akses pada operator jaringan untuk memonitor dan mengontrol jaringan komunikasi melalui integrasi perangkat keras dengan komponen - komponen perangkat lunak. Operator dapat memonitor, memodifikasi, dan mendownload informasi konfigurasi individual ke masing - masing VSAT. NMS workstation terletak pada user data center. Station hub terdiri atas Radio Frequency (RF), Intermediate Frequency (IF), dan peralatan base band. Stasiun ini mengatur multiple channel dari inbound dan outbond data. Pada jaringan private terdedikasi, hub ditempatkan bersama dengan fasilitas data processing yang dimiliki user. Pada jaringan hub yang dibagi
bagi, hub dihubungkan ke data center
atau peralatan user dengan menggunakan sirkuit backhaul terestrial. Peralatan RF terdiri atas antenna, low noise amplifier (LNA), down-converter, upconverter, dan high-power amplifier. Kecuali untuk antenna, subsistem RF hub pada umumnya dikonfigurasi dengan redundancy 1:1. peralatan IF dan base band terdiri dari IF combiner / divider, modulator dan demodulator, juga peralatan pemroses untuk antar muka channel satelit dan antar muka peralatan pelanggan. Unit antar muka satelit menyediakan kontrol komunikasi menggunakan teknik multiple akses yang sesuai.
Gambar 2.2. Sistem Hub VSAT Unit peralatan pelanggan menyediakan antar muka ke peralatan host pelanggan dan emulasi protocol. Peralatan base band pada hub dirancang dalam gaya modular untuk
mendapatkan pertumbuhan jaringan yang mudah dan pada umumnya deberikan dengan skala 1:1 atau 1:N redundant configuration.
b. Remote Station
Gambar 2.3. Komponen remote VSAT Sebuah remote VSAT memiliki komponen
komponen sebagai berikut.
Outdoor unit ( ODU ) Outdoor unit terdiri atas antenna dan Radio Frequency Transmittter ( RFT ). A. Antena Antena Adalah perangkat outdoor yang fungsinya memancarkan dan menerima gelombang radio RF. Antena yang dipakai dalam komnikasi VSAT yaitu sebuah solid dish antenna yang memiliki bentuk parabola. Fungsi Antena tersebut adalah : o
Memancarkan gelombang radio RF dari stasiun bumi ke satelit yang besar frekuensinya dari 5,925 GHz sampai dengan 6,425 GHz
o
Menerima gelombang radio RF dari satelit ke stasiun bumi yang besar frekuensi nya dari 3,7 GHz sampai dengan 4,2 GHz.
Bagian antenna terdiri atas reflector, feedhorn, dan penyangga. Ukuran piringan antenna ( dish ) VSAT berkisar antara 0,6 sampai 3,8 meter. Ukuran dish sebanding dengan kemampuan antenna menguatkan sinyal.
Gambar 2.4. Antena VSAT Feedhorn dipasang pada frame antenna pada titik fokusnya dengan bantuan lengan penyangga. Feedhorn mengarahkan tenaga yang ditransmisikan ke arah piringan antenna atau mengumpulkan tenaga dari piringan tersebut. Feedhorn terdiri atas sebuah larik komponen pasif microwave. B. RFT RFT dipasang pada frame antenna dan dihubungkan secara internal ke feedhorn. RFT terdiri atas : o Low Noise Amplifiers (LNA) yang berfungsi memberi penguatan terhadap sinyal yang datang dari satelit dengan noise yang rendah dan bandwidth yang lebar. o Solid State power Amplifier (SSPA) yang berfungsi untuk memperkuat daya sehingga sinyal dapat dipancarkan pada jarak yang jauh. SSPA merupakan penguat akhir dalam rangkaian sisi pancar (transmit side) yang merupakan penguat daya frekuensi sangat tinggi dalam orde GHz. Tujuan penggunaan SSPA adalah untuk memperkuat sinyal RF pancar pada band frekuensi 5,925 GHz sampai dengan 6,425 GHz. o Up / Down Converter perangkat ini dikemas dalam satu kemasan tetapi memiliki dua fungsi yaitu sebagai up converter dan down converter. Up Converter berfungsi untuk mengkonversi sinyal Intermediate Frequency (IF) atau sinyal frekuensi menengah dengan frekuensi centernya sebesar 70 MHz menjadi sinyal rf UP Link (5,925
6,425 GHz).
Down Converter berfungsi untuk mengkonversi sinyal RF Down Link (3,7 MHz
4,2 MHz) menjadi sinyal Intermediate Frequency dengan frekuensi
center sebesar 70 MHz.
o Indoor Unit (IDU) adalah perangkat MODEM yang berfungsi sebagai modulator dan demodulator. Modulasi adalah proses penumpangan sinyal informasi kedalam sinyal IF pembawa yang dihasilkan oleh synthesizer. Frekuensi IF besarnya mulai dari 52 MHz
88 MHz dengan frekuensi center 70 MHz. Sedangkan demodulasi
adalah proses memisahkan sinyal informasi digital dari sinyal IF dan meneruskannya ke perangkat terestrial yang ada. Teknik Modulasi yang dipakai dalam modem satelit yaitu modulasi dengan system modulasi dengan system PSK.
2.1.4. Satelit Satelit Geostationer merupakan segmen angkasa pendukung layanan VSAT. Orbit ideal untuk satelit komunikasi adalah geostationer, atau yang relative statis terhadap bumi. Satelit yang digunakan untuk komunikasi hampir selalu berada pada orbir geostationer secara ekslusif, berlokasi sekitar 36.000 Km diatas permukaan bumi. Oleh karena itu disebut Satelit Geostationer karena satelit tersebut selalu berada di tempat yang sama sejalan dengan perputaran bumi pada sumbunya.
Gambar 2.5. Gambaran Visual Satelit Indonesia Sesuai dengan kesepakatan International Telecommunication Union (ITU), untuk menghindari terjadinya interferensi setiap satelit ditempatkan dengan jarak dua derajat terpisah sehingga jumlah satelit maksimum yang dapat dioperasikan sebanyak 180 satelit. Bagaimanapun dengan pandangan untuk memaksimalkan penggunaan slot orbital, penempatan satelit secara bersama
sama dipisahkan 0,1 derajat di angkasa atau hampir
sekitar 30 Km. Interferensialnya dari penenmpatan satelit bersamaan dicegah dengan menggunakan polarisasi orthogonal. Pada saat bersamaan perlengkapan stasiun bumi dapat menerima sinyal dari dua lokasi satelit tanpa orientasi ulang dari antenna. Sinyal dapat didiferensialkan berdasarkan polarisasinya.
Segmen angkasa tersedia dari organisasi yang telah mendapatkan satelit, mengatur peluncuran, dan memimpin tes awal dalam orbit dan kemudian mengoperasikan satelit satelit ini secara komersial. Fungsi utama satelit dikerjakan oleh transponder. Ada beberapa transponder atau repeater dalam badan satelit. Transponder ini memiliki fungsi
fungsi sebagai berikut :
o Penerima Sinyal : Transponder menerima sinyal yang di uplink oleh VSAT atau Hub o Translasi Frekuensi : Frekuensi yang diterima dari sinyal ditranslasikan ke frekuensi yang berbeda, dikenal dengan frekuensi downlink. Translasi frekuensi meyakinkan bahwa tidak ada feedback positif dan juga menghindari interferensi yang terkait. o Penguatan : Transponder juga menguatkan sinyal downlink. Sejumlah Transponder menentukan kapasitas satelit. Kapasitas tranponder satelit generasi palapa B yaitu terdiri dari 24 Transponder yang terbagi atas 12 transponder untuk polarisasi horizontal dan 12 transponder untuk polarisasi vertical. Tiap transponder memiliki bandwidth 40 MHz. Jenis band Frekuensi satelit sebagai berikut :
Tabel 2.1. Jenis
jenis Band Frekuensi pada Satelit
Frequency Band
Uplink (GHz)
Downlink (GHz)
C - Band
5.925 6.425
3.700 4200
Ext C - Band
6.725 7025
4.500 4.800
Ku - Band
14.000 14.500
10.950 11.700
Adapun alokasi frekuensi VSAT itu sendiri adalah sebagai berikut :
Tabel 2.2. Tabel Alokasi Frekuensi VSAT Pita Frekuensi (GHz) /
Band
Rentang Frekuensi 0.1 0.3 0.3 1.0 1.0 2.0 2.0 4.0 4.0 8.0 8.0 12.0 12.0 18.0 18.0 27.0 27.0 40.0
VHF UHF L S C X Ku K Ka
Keterangan : C- Band (Bandwidth 500 MHz) Digunakan secara luas oleh satelit orbit Geostationer a) Up Link : 5.925 MHz
6.425 MHz
b) Down Link : 3.700 MHz Extended C
4.200 MHz
Band (Bandwidth 225 MHz)
Digunakan oleh satelit baru di orbit Geostationer, contah : Palapa - C a) Up Link : 6.425 MHz
6.650 MHz
b) Down Link : 3.400 MHz KU
3.625 MHz
Band (Bandwidth 750 MHz)
Digunakan oleh satelit di orbit Geostationer, contoh : Intelsat, Palapa. a) Up Link : 13.750.MHz
14.500 MHz
b) Down Link : - 11.700MHz
12.200 MHz (BW 500 MHz)
- 12.500 MHz
12.750 MHz (BW 250 MHz)
L
Band : 950 MHz
IF : 52 MHz
1.450 MHz
88 MHz
Pada komunikasi VSAT ada yang disebut sinyal Up Link dan sinyal Down Link. Up Link ada lah sinyal RF yang dipancarkan dari stasiun bumi ke satelit. Down Link adalah sinyal RF yang dipancarkan dari satelit ke stasiun bumi.
Gambar 2.6. Sinyal Up Link dan Sinyal Down Link Di dunia Internasional, KU-Band adalah band frekuensi yang popular. KU-Band dapat mendukung trafik dengan ukuran antenna yang lebih kecil dibandingkan C-Band atau Ext-CBand. Tapi Ku-Band tidak tahan terhadap curah hujan tinggi sehingga tidak sesuai untuk
digunakan didaerah Asia Tenggara. Keunggulan dan kekurangan masing
masing band
frekuensi tersebut secara rinci adalah sebagai berikut :
Tabel 2.3. Keunggulan dan kekurangan dari masing-masing Band Frekuensi Frekuensi C-Band
Ku-Band
Keunggulan · World wide availability
Kekurangan · Antena berukuran relatif lebih besar
· Teknologi yang termurah
· Rentan terhadap interferensi dari satelit tetangga dan terrestrial microwave
· Tahan dari redaman hujan · Kapasitas relatif besar · Antena berukuran relatif lebih kecil (0,6 1,8 m)
· Rentan dari redaman hujan · Availability terbatas (faktor regional)
Pada intinya satelit menyediakan dua sumber daya, yaitu bandwidth dan tenaga amplifikasi. Pada kebanyakan jaringan VSAT, tenaga memiliki sumber daya yang lebih terbatas dibandingkan dengan bandwidth dalan transponder satelit
Gambar 2.7. Anatomi Satelit 2.1.5. Perhitungan Link Budget VSAT. Untuk menghitung kalkulasi dari link budget VSAT ada dua bagian dasar yang sangat berpengaruh yaitu pengaruh sinyal Up Link dan sinyal Down Link. Sebagai contoh akan digunakan kalkulasi sebuah link VSAT point to point, proses kalkulasi ini di pengaruhi oleh kalkulasi level daya carrier yang ditransmisikan dari stasiun bumi dan satelit agar diperoleh rasio C / N yang diperlukan pada ujung link penerima.
ANTENA
text SSPA
textSatelit M odem
IF
Up /text Down Converter
RF LNA
TRF
OUTDOOR UNIT (ODU)
INDOOR UNIT (IDU)
Gambar 2.8. Konfigurasi VSAT Point-to-Point
Sebelum kita menghitung link budget dari system komunikasi VSAT, kita harus menghitung rasio dari masing-masing sinyal, yaitu sinyal uplink dan sinyal downlink. Menghitung sinyal Uplink : (C/N) dB = CdBw
NdBw
C = daya Carrier N = daya Noise N = KTB NdBw = 10 log KTB K = Konstanta Boltzman ( 1.38 x 10-23) T = Temperature ( 0 K) B = Bandwidth (Hz)
2.1.5.1. Kalkulasi Uplink Sebelum kita menghitung nilai C/N dari sinyal Uplink, kita harus mengetahui nilainilai bandwidth, tempertatur, Frekuensi Uplink, Gain Transmit dari antenna, Loss kabel, Daya Pancar Antena, Attenuation, jarak antara stasiun bumi dan satelit.
Seteleh kita mengetahui semua nilai diatas maka terlebih dahulu kita hitung Free Space Loss nya, dengan menggunakan rumus : FSL = 92.45 + 20 Log F (GHz) + 20 log d (Km) Ket : F = Frekuensi Uplink d = jarak antara stasium bumi dan satelit Setelah menghitung FSL, kemudian kita hitung redaman hujan : A = alfa x d A = redaman hujan Alfa = attenuation d = jarak antara stasium bumi dan satelit kemudian hitung daya carrier : C = Pt
Lf + Gt
FSL A + Gr
Pt = Daya pancar sisi kirim (transmited) Lf = Loss Kabel Gt = Gain sisi kirim FSL = Free Space Loss A = Redaman Hujan Gr = Gain sisi terima (Received) Hitung daya Noise : N = 10 Log KTB K = Konstanta Boltzman ( 1.38 x 10-23 ) T = Temperature (0 K) B = Bandwidth (Hz) Setelah seleai semua, baru kita hitung C/N dari sinyal Uplink tersebut : (C/N)up = CdBw
NdBw
2.1.5.2. Kalkulasi Downlink Sebelum kita menghitung nilai C/N dari sinyal Downlink, kita harus mengetahui nilainilai EIRP, tempertatur, Frekuensi Downlink, Gain Receiver dari antenna, Loss kabel, Daya Pancar Antena, Attenuation, jarak antara satelit dan stasiun bumi, Bandwidth.
Sama seperti menghitung kalkulasi sinyal Uplink, sebelum kita menghitung nila C/N Downlinknya, terlebih dahulu kita hitung Free Space Loss ( FSL ). FSL = 92.45 + 20 Log F (GHz) + 20 log d (Km) Ket : F = Frekuensi Uplink d = jarak antara stasium bumi dan satelit setelah menghitung FSL, kemudian kita hitung redaman hujan : A = alfa x d A = redaman hujan Alfa = attenuation d = jarak antara satelit dan stasiun bumi kemudian hitung daya carrier : C = EIRP
FSL
A + Gr - Lr
Lr= Loss Kabel Gr = Gain sisi terima FSL = Free Space Loss A = Redaman Hujan Hitung daya Noise : N = 10 Log KTB K = Konstanta Boltzman ( 1.38 x 10-23 ) T = Temperature (0 K) B = Bandwidth (Hz) Setelah seleai semua, baru kita hitung C/N dari sinyal Uplink tersebut : (C/N)up = CdBw
NdBw
Seteleh kita mendapatkan nilai C/N Uplink dan C/N Downlink kita dapat mengitung nilai total dari kedua C/N tersebut : Dengan rumus : (C/N)tot = [(C/N)-1 up + (C/N)-1 down]-1
2.2. Network Network (jaringan) adalah kumpulan dua atau lebih komputer yang masing-masing berdiri sendiri dan terhubung melalui sebuah teknologi. Hubungan antar komputer tersebut tidak terbatas berupa kabel tembaga saja, namun juga bisa melauli fiber optic, gelombang microwave, infrared, bahkan melalui satelit. Secara umum network mempunyai beberapa manfaat yang lebih dibandingkan dengan komputer yang berdiri sendiri. Adapun manfaat yang didapat dalam membangun network sebagai berikut : Sharing resources Media komunikasi Integrasi data Sumber daya lebih efisien dan informasi terkini Berdasarkan tipe transmisinya network dibagi menjadi dua bagian besar yaitu : broadcast dan point
to
point. Dalam broadcast network, komunikasi terjadi dalam sebuah
saluran komunikasi yang digunakan secara bersama
sama. Data berupa paket yang
dikirimkan dari sebuah komputer akan disampaikan ke tiap komputer yang ada dalam jaringan tersebut. Paket data hanya akan diporses oleh komputer yang bukan tujuan paket tersebut.. sedangakn point
to
point network, komunikasi data terjadi melalui beberapa
koneksi antar sepasang komputer, sehingga untuk mencapai tujuannya sebuah paket mungkin harus melalui beberapa komputer terlebih dahulu. Oleh karena itu, dalalm tipe jaringan ini pemilihan rute baik menentukan bagus tidaknya koneksi data yang berlangsung.
2.2.1. LAN (Local Area Network) LAN (Local Area Network) adalah sebuah jaringan komputer yang dibatasi oleh area geografik yang relative kecil yang umumnya berada dalam lingkungan seperti perkantoran atau sekolahan dan dalam satu kompleks. Dalam koneksi jaringan ini, umumnya ada satu komputer yang dijadikan sebuah server. Server dapat digunakan untuk menyimpan berbagai macam piranti lunak yang akan digunakan oleh komputer yang akan terhubung ke jaringan tersebut. Ciri
cirri LAN adalah sebagai berikut :
1. Beroperasi pada area yang terbatas
2. Memiliki kecepatan transfer yang tinggi 3. Dikendalikan secara privat oleh administrator lokal 4. Menghubungkan perlatan yang berdekatan
2.2.2. MAN (Metropolitan Area Network) MAN (Metropolitan Area Network) merupakan jaringan yang area cakupannya lebih besar dari LAN, misalnya antar wilayah dalam satu kota. MAN dapat menghubungkan beberapa LAN menjadi suatu bagian jaringan yang lebih besar lagi. Ciri ciri dari MAN adalah cakupan geografisnya lebih besar dari pada LAN. Kecepatan transfer data dapat sama besar dengan kecepatan data transfer pada LAN biasa.
2.2.3. WAN (Wide Area Network) WAN (Wide Area Network) merupakan jaringan yang ruang lingkupnya sudah terpisahkan oleh batas geografis dan biasanya sebagai penghubungnya sudah menggunakan media satelit ataupun kabel bawah laut. Ciri
Ciri WAN adalah sebagai berikut :
1. Beroperasi pada wilayah geografis yang sangat luas 2. memiliki kecepatan transfer yang lebih rendah dari pada LAN 3. menghubungkan peralatan yang dipisahkan oleh wilayah yang luas, bahkan secara global.
2.2.4. Referensi Model Jaringan 2.2.4.1. Model TCP / IP Layer Model TCP / IP (Transmission Control Protocol / Internet Protocol) diciptakan oleh US Department of Defence (DoD), Karena DoD ingin mendesain network yang dapat tetap berfungsi dalam kondisi apapun.
Gambar 2.9. TCP / IP Layer TCP / IP terdir dari 4 layer, antara lain : 1. Network Access Layer (Physical / Link Layer) Layer ini bertugas mengatur semua hal-hal yang diperluakan sebuah paket IP agar dapat dikirimkan melalui sebuah paket IP agar dapat dikirimkan melalui sebuah medium fisik jaringan, termasuk detil teknologi LAN dan WAN. 2. Internet Layer Layer ini memiliki tugas utama untuk memilih rute terbaik yang akan dilewati oleh sebuah paket data dalam sebuah jaringan. Selain itu, layer ini juga bertugas untuk melakukan packet switching untuk mendukung tugas utama tersebut. Protokol yang terdapat pada layer ini : a. Internet Protokol Internet protokol (IP) adalah protokol yang berorientasi pada data yang mengatur bagaimana data dikirim dari satu computer ke lain dalam suatu jaringan komputer. Setiap perangkat keras (host) yang berada dalam jaringan internet setidaknya mempunyai satu IP address yang bersifat unik yang membedakan dari host lain. b. Internet Control Message Protocol (ICMP) Internet Control Message Protocol adalah protokol manajemen dan layanan messaging yang disediakan unutk IP.
c. Address Resolution Protocol (ARP) Address Resolution Protocol mencari alamat hardware dari host yang sudah diketahui alamat IP-nya. Jadi, ARP menterjemahkan alamat software (IP) menjadi alamat hardware. d. Reserve Address Resolution Protocol (RARP) Ketika IP digunakan oleh mesin diskless, tidak ada cara unutk mengetahui identitas alamat IP untuk mesin diskless dengan cara mengirim paket yang mengikutsertakan alamat MAC dan meminta alamat IP untuk MAC tersebut. 3. Transport Layer. Layer ini menyediakan layanan pengiriman dari sumber data menuju ketujuan data dengan cara membuat logical connection antara keduanya. Layer ini bertugas untuk memecah data dan membangun kembali data yang diterima dari application layer kedalam aliran data yang sama antara sumber dana pengiriman data. 4. Application Layer. Layer ini berfungsi untuk menangani high-level protocol, masalah representasi data, proses encoding, dan dialog control yang memungkinkan terjadinya komunikasi antar aplikasi jaringan. Layer ini berisi spesifikasi protocol-protokol khusus yang menangani aplikasi umum seperti Telnet, File Transfer Protocol (FTP), Domain Name System (DNS), dan lain-lain.
2.2.5. Model Referensi OSI OSI (Open System Interconnection) adalah suatu upaya standarisasi jaringan computer yang dimulai pada tahun 1982 oleh International Organization for Standarization (ISO) bersama International Telecommunication Union Telecommunication Standarization Sector (ITU-T) Pada model referensi OSI ini ada tujuh layer yang pada tiap layernya mengilustrasikan fungsi-fungsi jaringan. Ke tujuh layer tersebut adalah : a. Application Layer Layer ini adalah layer yang paling dekat dengan pengguna, layer ini menyediakan sebuah layanan jaringan kepada pengguna aplikasi.
b. Presentation Layer Layer ini mengelola informasi yang disediakan oleh layer aplikasi supaya informasi yang dikirimkan dapat dibaca oleh layer aplikasi pada system lain. c. Session Layer Sesuai dengan namanya, layer ini berfungsi untuk menyelenggarakan, mengatur, dan memutuskan sesi komunikasi. d. Transport Layer Layer ini berfungsi sebagai pemecah informasi menjadi paket akan dikirim dan penyusun kembali paket
paket data yang
paket data menjadi sebuah informasi
yang diterima. e. Network Layer Network Layer menyediakan transfer informasi diantara ujung system melewati beberapa jaringan kominikasi berurutan. Layer ini dapat melakukan pemilihan jalur terbaik dalam komunikasi jaringan yang terpisah secara geografis (Path Selection). f. Data Link Layer Data Link Layer berfungsi menghasilkan alamat fisik (Physical Addressing), pesan-pesan kesalahan (Error notification), pemesanan pengiriman data (flow control). g. Physical Layer Physical Layer berkaitan dengan karakteristik tinggi tegangan, periode perubahan tegangan, lebar jalur komunikasi (bandwidth), jarak maksimum komunikasi, dan konektor.
Gambar 2.10. Model Referensi OSI
Perbandingan Model OSI Layer dan TCP / IP Layer
Gambar 2.11. Perbandingan Model OSI Layer dan TCP / IP Layer
2.3. VOIP (Voice Over Internet Protocol) Voice Over Internet Protocol (VOIP) / Internet telephony / IP Telephony merupakan teknologi yang memungkinkan komunikasi jarak jauh melalui media internet. Sinyal analog yang dihasilkan dari suara kita diubah menjadi sinyal digital. Hasil digitalisasi suara tersebut kemudian akan dikompresi dan dibentuk ke dalam paket
paket data yang di transmisikan
melalui jaringan internet.
2.3.1. Sejarah singkat VOIP Tabel 2.4. Sejarah VOIP Tahun
Hal
1876
Penemuan Telepon oleh Alexander G.Bell
1915
Telepon menghubungkan benua
benua besar menggunakan jalur teknologi :
- POTS : Plain Old Telephone Systems - PSTN : Public Switched Teleephone Networks 1973
ARPANET / Network Voice Protocol (Expremental)
1995
Volcatec Internet Phone on PC486/33, modem soundcard tetapi masih half dulplex dengan kualitas suara rendah
1996 1997
Perkembangan Digital Signal Prosesor (DSP) VOIP mulai memasuki pasar global
2000
VOIP mulai diterima oleh masyarakat
Sekarang
Telepon ke telepon selular di AS dari telepon rumah di Indonesia hanya Rp.
(2008)
250/ mnt
2.3.2. SP (Signaling Protocol) Signaling protocol dalam VoIP digunakan untuk membangun atau memutuskan sesi komunikasi, menyimpan informasi mengenai letak user, dan menegosiasikan kapabilitas. Protokol-protokol yang umum dipakai adalah H.323, IAIX, SIP.
2.3.2.1. Protocol H.323 H.323 adalah sebuah standar yang diciptakan oleh International Telecommunicaion Union (ITU) yang merupakan sebuah organisasi di bawah naungan PBB dimana pemerintahan dan sektor privat berkoordinasi dalam hal pelayanan jaringan komunikasi global. H.323 diciptakan sebagai penyedia mekanisme untuk mentransfer aplikasi multimedia melalui jaringan local atau Local area Network (LAN). H.323 mencakup semua aspek yang ada dalam melakukan VoIP. H.323 mengatur registrasi, admisi, dan status sebuah sesi komunikasi, H.225 mengatur cara membangun sesi komunikasi atau melakukan panggilan, dan H.245 untuk menentukan cara berkomunikasi atau kapabilitas komunikasi. Elemen dasar jaringan dari topologi H.323 adalah terminal, gatekeeper dan gateway. Terminal adalah perangkat yang berfungsi sebagai endpoint, yang melayani satu atau lebih user untuk melakukan pembicaraan dengan user lain. Gatekeeper adalah inti dari sebuah zona H.323 yang mengendalikan komponen
komponen yang didalamnya. Sebuah zona H.323
terdiri dari gateway, dan terminal yang dikendalikan oleh sebuah gatekeeper. Gateway adalah pihak yang berfungsi menghubungkan antara protocol H.323 dengan system lainnya, seperti PSTN dan SIP.
2.3.2.2. Protokol IAX (Inter Asterix Exchange) IAX adalah protocol control dan transmisi untuk media streaming melalui jaringan Internet Protocol (IP). IAX dapat digunakan untuk semua tipe media streaming termasuk video tetapi tujuan utama dari protocol ini adalah unutk mengontrol IP voice call. IAX
biasanya digunakan untuk komunikasi VoIP antar Asteriks. Tujuan utam didesainnya protocol ini adalah untuk meminimalisasi penggunaan bandwidth. IAX menggunakan User Datagram Protocol (UDP) dan menggunakan port 4569. berikut gambar ilustrasi hubungan antara dua internet host yang menggunakan IAX.
Gambar 2.12. Komunikasi dua buah host dengan menggunakan IAX Call Setup
Gambar 2.13. Scenario Cell Gambar diatas mengilustrasikan alur message yang digunakan pada voice call, contoh host A menginisiasi call dengan mengirimkan NEW message kepada host B. host B kemudian mengirimkan pesan ACCEPT yang menandakan bahwa request sudah di terima dan menyatakan bahwa B telah menerima ACCEPT message dari B. host B memulai ring teleponnya, pada saat ini dikirimlah RINGING message ke host A, host A kemudian mengirimkan ACK message ke host B yang menandakan bahwa A telah menerima RINGING message, ketika telepon diangkat, host B mengirimkan ANSWER message ke host A dan pengetesan untuk call telah selesai, keduanya sudah dapat berkomunikasi suara secara full-duplex antara host A dan host B.
2.3.2.3. Session Initiation Protocol (SIP) Protokol yang dirancang dan diimplementasikan dalam penulisan ini adalah protocol SIP, dengan alasan sebagai berikut : Mudah diimplementasikan membangun jaringan VoIP berbasiskan komponenkomponen SIP lebih mudah karena software yang digunakan banyak yang berlisensi open source dan mudah diperoleh serta status produksinya setara dengan komersil. Mudah untuk mengimplementasikan fitur-fitur baru dan digabungkan dengan layanan lainnya seperti Free Mail. Mampu bekerja untuk user agent yang berada di belakang NAT (Network Address Translation) ataiu coomon firewall dengan relative mudah. Kualitas suara dan sebagian besar penggunaan bandwidth diserahakan pada peer-toperr. Telah terbukti cukup baik untuk beberapa VoIP Sevice Provider, seperti VoIP Rakyat. SIP (Session Initiation Protocol) atau dikenal juga dengan IETF RFC 3261, didesain sebagai protocol multimedia yang dapat memanfaatkan kegunaan dari arsitektur aplikasi internet yang sudah ada. Sebagai sebuah protocol panggil, SIP hanya mengatur bagaimana cara membangun dan menutup sebuah sesi komunikasi. SIP menggunakan protocol lainnya dari IETF untuk mengatur semua aspek dalam VoIP dan sesi komunikasi, sepeti RTP dan media transfer, SDP untuk menentukan cara berkomunikasi, URL untuk pengalamatan, Domain Name System (DNS) untuk menemukan suatu alamat, dan Telephony Routing over IP (TRIP) untuk pengaturan jalur panggilan. SIP adalah sebuah signaling protocol (Application layer control) untuk menciptakan, mengatur, dan menghentikan sesi komunikasi multimedia antara dua atau lebih peserta. Sesi komunikasi ini meliputi internet multimedia conference, internet telephone calls dan distribusi multimedia.
2.3.3. QoS (Quality Of Service) VOIP QoS (Quality Of service) merupakan hal yang penting dalam perencanaan VOIP, karena hal ini merupakan indikator apakah komunikasi yang dilakukan berkualitas atau tidak. Hal yang perlu dipertimbangkan dalam perencanaan VOIP antara lain: -
Kualitas suara
-
Latency
-
Packet loss
-
Jitter Satuan kualitas suara yang digunakan biasanya disebut Mean Opinion Score (MOS)
dan R factor. Metode MOS merupakan sebuah hasil survei dalam percakapan dimana nilai rata-rata kualitas suara antara 1 sampai 5 dimana 1 artinya buruk dan 5 artinya paling baik, MOS ini sudah ada sebelum teknologi VOIP dan digunakan dalam pengukuran kualitas komunikasi telepon analog. Kemudian ITU membuat standart pengukuran R factor dengan menggunakan E-Model yang tertuang dalam ITU-T G.107 dimana untuk R factor didapat dari perhitungan: R = Ro
Id Ie-eff + A
Dimana : Ro adalah rasio dari sinyal Id adalah kerusakan karena adanya delay dimana : Id = 0.024D + 0.11(D 177.3)H(D-177.3) (2.3) D = delay pada pengiriman data (ms) H(x) = fungsi Heaviside : H(x) =0 if x<0; H(x)=1 if x>0 Ie-eff adalah kerusakan karena rendahnya bit rate dari codec yang digunakan serta adanya packet loss dimana :
Ie Ie
eff
Ie
95
Ie
Ppl Ppl
Bpl
= adalah kerusakan karena kualitas dari CODEC itu sendiri dan sudah tertuang dalam ITU G.113
Bpl = packet loss robustness (tergantung dari CODEC) Ppl
= rata rata packet loss (%)
Tabel 2.5. Tabel pembanding MOS dan R factor berdasarkan standard ITU-T G107 Opini Pengguna
R factor
MOS score
Maximum yang di dapat G.723
93.2
4.41
Paling baik Baik Cukup baik Buruk Sangat buruk
90
100
4.34
4.50
80
90
4.03
4.34
70 - 80
3.60
4.03
60
3.10
3.60
1.00
3.10
70
0 -60
ITU-T juga membuat standard untuk packet loss dan jitter, dimana range untuk packet loss dari 0 % - 1.5%, 0% bisa dikatakan sangat baik, sedangkan 1.5% atau lebih dapat dikatakan buruk. Kemudian untuk jitter rangenya adalah 0 ms
Standard packet loss untuk jaringan VOIP adalah : Baik
: ( 0% - 0.5% )
Cukup Baik
: ( 0.5% - 1.5% )
Buruk
: ( > 1.5% )
Standard Jitter untuk VOIP adalah : Baik
: ( 0 ms
20 ms )
Cukup Baik
: ( 20 ms
Buruk
: ( > 50 ms )
50 ms )
50 ms.
Tabel 2.6. Perbandingan antar CODEC CODEC
Algoritma
Kbit/s
Default ms/packet
Compression delay (ms)
G.711
PCM
64
20
0.75
GSM
RPE-LTP
13
20
20
G.729
CSA-CELP
8
20
10
G.723
ACELP
5.3
20
30
G.711 G.711 merupakan standar ITU codec yang memiliki ukuran 64 Kbps. G. 711 adalah standar PCM yang mengkodekan suara menjadi 8 bit sample pada kecepatan 8000 sample per detik dan memberikan 64kbps dari data suara digital. oleh sebagian besar penyedia layanan VoIP. G.723 Merupakan codec standar ITU yang menggunakan algoritma ACELP (Algebraic code excited linear prediction). ACELP merupakan salah satu algoritma dalam pengkodean suara dengan hasil kompresi 6.3 kbps. G.726 G.726 merupakan codec standar ITU yang digunakan sama pada jaringan PSTN. Kebanyakan digunakan sebagai internasional trunk untuk melakukan penghematan bandwidth. Codec G.726 menggunakan 32 Kbps dan memberikan kualitas yang hampir sama seperti G.729. Dan ini juga merupakan codec standar yang digunakan pada telepon wireless. G.729 G.729 merupakan codec standar ITU yang menggunakan algoritma CELP (Code excited linear prediction adalah algoritma pengkodean suara yang diperkenalkan oleh M.R. Schroeder and B.S. Atal pada tahun 1985) dengan hasil kompresi 8 kbps dengan kualitas suara yang dihasilkan menyamai voice coding ADPCM dengan bandwith 32 kbps.
