BAB II LANDASAN TEORI

BAB II LANDASAN TEORI

2.1

Evolusi Perkembangan Teknologi Transmisi Perkembangan teknologi transmisi dengan menggunakan fiber optik yang

sangat pesat saat ini seiring dengan kebutuhan masyarakat akan layanan mobile dan broadband yang handal, efesien, kualitas bagus. Dan juga dari teknologi tersebut banyak aplikasi yang bisa dimamfaatkan sesuai dengan keperluan masing-masing individu. Proses evolusi teknologi broadband telekomunikasi saat ini erat kaitannya dengan perkembangan layanan jaringan mobile maupun fix serta layanan multimedia lainnya. Dalam hal ini sistem jaringan transmisi yang berbasis fiber optik sangat tepat guna mendukung layanan tersebut. Komunikasi melalui media fiber optik sangat cepat dikembangkan sehingga subsistem optik terpadu yang mudah dalam penggandengan dan mempunyai rugirugi kecil dan sangat dibutuhkan untuk jaringan masa depan. Dengan karakteristik serat optik tersebut menyebabkan pemakaian serat optik dapat ditingkatkan pada sistem transmisi kecepatan tinggi. Seiring dengan perkembangan teknologi mobile wireless yang digunakan untuk layanan jaringan mobile 3G, 4G, dan 4,5G serta menuju 5G diperlukan 14

http://digilib.mercubuana.ac.id/

konsep dan kesiapan sistem transport berbasis fiber optik yang sudah memiliki kualitas performansi baik, scalability, reliable, kapasitas besar dan

high

technology. Proses evolusi system transmisi dimulai dari teknologi PDH, SDH kemudian Ethernet over SDH (NG-SDH) dan saat ini MPLS-TP Layer-2. Sampai saat ini proses evolusi sistem transmisi fiber optik telah menuju digitalisasi.

2.2

Evolusi Sistem Transmisi PDH ke SDH Sebelum teknologi SDH yang ada saat ini, konsep sistem komunikasi digital yang paling umum digunakan adalah plesiochronous digital hierarchy (PDH). Teknologi pada PDH ini masih ada keterbatasan sehingga untuk

mengatasi

hal

tersebut

maka

dikembangkanlah

teknologi

tersinkronisasi yang baru yaitu SDH. Selain itu keterbatasan PDH untuk menyediakan kanal yang besar turut pula melatar belakangi adanya teknologi SDH yang mampu mengirimkan sinyal informasi dengan kecepatan dan fleksibilitas yang cukup tinggi [5]. Dalam PDH, sebuah peralatan transmisi tertentu umumnya hanya menangani dengan baik satu fungsi tertentu saja dalam jaringan, sementara dalam SDH, ada integrasi dari berbagai tipe peralatan yang berbeda-beda yang mampu memberikan kebebasan baru dalam perancangan jaringan. Sehingga SDH dapat dipergunakan untuk transmisi optik kapasitas besar, pengaturan lalu lintas komunikasi dan restorasi jaringan. Hal inilah yang mendasari berkembangnya teknologi transmisi dari sistem PDH ke sistem SDH.

15


Selain itu SDH memiliki struktur yang lebih sederhana dari pada PDH. Dalam SDH, tributary hanya melalui satu tahapan pemultipleksan, sedangkan dalam PDH pemultipleksan asinkron digunakan saat suatu tributary di multipleks ke dalam suatu tributary yang laju bitnya lebih tinggi. SDH merupakan suatu struktur transport digital yang beroperasi dengan pengaturan yang tepat terhadap payload dan mengirimnya melalui jaringan transmisi yang sudah tersinkronisasi. Karena

format

transmisi

SDH

dirancang

untuk

mengatasi

keterbatasan PDH, maka perusahaan telekomunikasi memang harus segera mengganti transmisi PDH dengan jaringan SDH yang sudah lebih banyak fungsi, kualitas yang handal. Isu yang penting adalah masalah keseimbangan antara keuntungan yang ditawarkan oleh SDH dan hambatan biaya dalam investasi jaringan. Untuk itu diperlukan strategi bagaimana berevolusi jaringan dari teknologi PDH ke SDH. Dalam strategi ini introduksi untuk SDH dimulai pada level jaringan besar (backbone) dengan sedikit simpul-simpul yang dihubungkan dengan sistem-sistem STM-16 atau STM-4 SDH. Interkoneksi ke suatu jaringan PDH adalah dengan sebuah gateway (gerbang penghubung), umumnya pada port cross connect dan persediaan port cross connect yang memadai untuk mendukung semua fungsionalitas PDH dan SDH yang diperlukan. Ini merupakan suatu aspek yang penting dari perencanaan jaringan. Langkah berikut adalah mengubah lapisan-lapisan berikutnya yang lebih rendah ke SDH, dan memindahkan gateway-nya ke titik dimana keuntungan SDH paling dapat dijamin. Dengan demikian SDH memberikan 16


keuntungan secara penuh bagi lapisan-lapisan yang lebih tinggi dan secara selektif pada lapisan-lapisan yang lebih rendah. Strategi dengan metode bottom-up adalah memasang SDH pada simpul-simpul jaringan pada level tengahan (metro) maupun level bawah (access), yakni menyediakan konsep ring SDH untuk menghubungkan kedua layer tersebut. Pada level ini, beberapa cross-connect utamanya akan diperlukan pitalebar (wideband), untuk menginterkoneksi sistem-sistem transport STM1 melalui antarmuka-antarmuka 155 Mbps (atau 140 Mbps melalui sebuah antarmuka gateway), dengan menyalurkan dan memadukan fasilitas pada level VC-12 yang dibawa dalam kecepatan 2 Mbps. Melalui metode paralel, SDH diinstalasi dengan konsep overlay (yang ditumpang-tindihkan) di samping jaringan PDH nya dalam beberapa simpul. Tujuannya adalah untuk mengimplementasikan layanan baru tertentu yang butuh alokasi bandwith yang agak besar (seperti internet dan entertainment lainnya dan interkoneksi LAN/LAN) serta memperoleh keuntungan dari semua fungsi SDH sesegera mungkin, dan menyediakan perbaikan-perbaikan dalam hal kualitasnya. Gateway bagi jaringan PDH masih dibutuhkan, meskipun ada segregasi (pemisahan) antara layanan-layanan lama dan baru antara fasilitasfasilitas SDH dan PDH. Penting juga bahwa semua peralatan yang diperlukan untuk menyediakan fungsionalitas pada SDH secara penuh sudah dipasang. Strategi ini menarik bagi perusahaan telekomunikasi dengan pertumbuhan lalu lintas komunikasi yang cepat, dan bagi yang berharap untuk menambahkan fungsionalitas SDH.

17


2.2.1

Struktur Multiplexing SDH Multiplexing merupakan gabungan beberapa proses dan elemen yang

harus dilalui oleh sinyal sampai ditransmisikan.Struktur multiplexing pada SDH merupakan suatu urutan proses multiplexing dimulai dari tahap tributary sampai membentuk satu frame STM-N seperti ditunjukan pada Gambar 2.1 berikut ini.

STM-N

AUG

AU-4

VC-4

C-4

TUG-3

TUG-2

TU-3

TU-12

VC-3

VC-12

140 Mbps

C-3

C-12

45 Mbps

2 Mbps

Gambar 2.1 Struktur multiplexing SDH [3]

Berdasarkan gambar 2.1 dapat dijelaskan proses multiplexing sebagai berikut: 1. Masukan berupa tributary dimuat ke dalam container (C), untuk tributary 2 Mbps dimuat dalam Container C-12 2. Pada Container ditambahkan Path Overhead (POH) yang berisi byte pengontrol. Container yang dilengkapi POH disebut virtual container (VC). Disini terjadi proses pemetaan (mapping) berupa penyusunan tributary menjadi VC yang sesuai.C-12 dipetakan menjadi VC-12 dengan metode bit sinkron.

18


3. Pada VC-12 ditambahkan TU pointer sehingga terbentuk Tributary Unit (TU-12). TU pointer disini berfungsi sebagai tanda diawalinya VC-12. 4. TU menjalani proses multiplex menjadi tributary unit group (TUG) atau high order VC, untuk TU-12 maka yang diproses adalah 3 buah TU-12 menjadi satu TUG. 5. Tujuh buah TUG-12 diproses multiplex menjadi satu TUG-3. 6. Pada TUG-12 ditambahkan POH menjadi satu VC-4. 7. High order VC-4 membentuk administrative unit (AU), dalam hal ini AU-4. Suatu AU pointer ditambahkan untuk tanda dimulainya High Order VC. 8. AU-4 ditempatkan langsung dalam AUG, selanjutnya membentuk STM-1 sesudah mendapat Section Overhead (SOH) yang terdiri dari regenerator SOH dan multiplex SOH. SOH berisi informasi pembingkaian blok, informasi untuk pemeliharaan dan fungsi operasional lainnya.

2.2.2

Hierarki dan Komponen Pada SDH Hirarki pemultiplekan sinyal digital untuk Amerika/Kanada, Jepang

dan Eropa berbeda-beda

[5]

. Dengan adanya SDH, hirarkinya diseragamkan

menjadi seperti terlihat pada Gambar 2.2

19


Amerika Utara

Jepang

Eropa

Worldwide Unique NNI

397,20Mbps

274,176Mbps

139,264Mbps

155,52MbpsxN

x4

x6

x4

xN

97,728Mbps

44,736Mbps

34,364Mbps

x3

x7

x4

155,52Mbps x3

32,064Mbps

51,84Mbps

x5

x7

6,312Mbps

6,312Mbps

x4

8,448Mbps x4

x4 1,544Mbps

2,048Mbps

6,312Mbps x4

x3

1,544Mbps

2,048Mbps

Hirarki SDH

Hirarki PDH NNI: Network Node Interface

Gambar 2.2 Sistem pemultiplekan sinyal PDH dan SDH [2] Dari gambar 2.2 terlihat bahwa pada level paling tinggi jaringan transport SDH adalah jaringan n x STM-1 (n x 155 Mbps). STM-1 (Synchronous Transport Module) adalah modul transport sinkron level-1 . Sebuah frame tunggal STM-1 dinyatakan dengan sebuah matriks yang terdiri dari sembilan baris dan 270 kolom, terlihat pada Gambar 2.3, Frame ini dibentuk dari 2430 byte, setiap byte terdiri dari 8 bit. Frame STM-1 berisi dua bagian, bagian SOH (Section Overhead) dan bagian VC (Virtual Container) yang merupakan payload-nya.

20


3 byte

Regeneration Section Overheaad (RSOH)

AU Pointer

3 byte

Multiplex Section Overhead (MSOH)

RUANG PAYLOAD STM-1

9 byte

261 byte 270 kolom

Gambar 2.3 Struktur Frame STM-1 [3]

2.2.3

Struktur Frame STM-N Pada SDH Frame STM-N Didapat dengan cara menggabungkan N x STM-1, di

mana kecepatan bit dari sinyal multiplikasi STM-N adalah STM-4, STM-16, STM-64 dan memiliki struktur frame yang sama dengan struktur frame STM-1 [3].

2.2.4

Standar Bit Rate SDH Level pertama untuk SDH adalah sebesar 155,52 Mbps (STM-1).

Untuk tingkat multiplikasi yang lebih tinggi besarnya merupakan kelipatan eksak multiplikasi dari kecepatan dasar yaaitu 155,52 Mbps x N, sehingga STM-1 (155,52 Mbps), STM-4 (622,08 Mbps), STM-16 (2,5 Gbps), STM64 (10 Gbps).

21


2.2.5

Elemen Jaringan SDH Dalam Jaringan SDH terdapat beberapa elemen dasar yang didesain

sedemikian rupa disesuaikan dengan fungsinya.Spesifikasi dari struktur SDH sangat berpengaruh dalam spesifikasi elemen jaringan SDH dalam aplikasinya [5]. Elemen dasar tersebut antara lain: 1.

Terminal Multiplexer (TM)

TM berfungsi untuk memultiplikasi sinyal-sinyal tributary ke dalam sinyal SDH, dan juga berfungsi sebagai interface antara sinyal PDH dan SDH. 2.

Add Drop Multiplexer (ADM)

ADM memiliki fungsi drop and insert, dimana sinyal tributari yang diturunkan dapat dimasukan sinyal tributari yang lain, sehingga kapasitas jalur utama tetap optimum. Jika ADM dihubungkan dengan ADM lain maka akan terbentuk topologi ring. 3. Digital Cross Connect (DXC) DXC berfungsi untuk melakukan cross-connect terhadap sinyalsinyal tributari dan melakukan switching tributari dengan bitrate yang berbeda-beda sesuai dengan jalur yang diinginkan. Jika DXC dihubungkan dengan DXC yang lain maka akan terbentuk topologi ring by ring. 4. Regenerator Regenerator memiliki tiga fungsi, yaitu retiming, regenerating dan reshaping (3R). Regenerator melakukan semua fungsi tersebut pada

22


tingkat elektrik sehingga sinyal optik harus di ubah menjadi sinyal elektrik terlebih dahulu.

2.3

Evolusi Sistem Transmisi Ethernet over SDH Sistem transport eksisting yang ada saat ini sudah menggunakan teknologi

Ethernet over SDH (EoS). Dengan menggunakan teknologi jaringan Ethernet over SDH akan memudahkan proses integrasi mulai dari hirarki yang lebih tinggi hingga ke user seperti koneksi ke router dengan koneksi Fast Ethernet maupun Giga Bit Ethernet. Hal ini sesuai dengan kebutuhan provider yang sudah menggunakan layanan native-IP pada jaringan mobile 3G (NodeB) dimana dengan teknologi EoS mempunyai keunggulan dibandingkan dengan teknologi SDH dengan konsep TDM. Namun bukan berarti jaringan SDH akan ditinggalkan, secara prinsip hanya berevolusi dengan konsep teknologi baru yang berbasis Next Generation SDH (NG-SDH) ini memungkinkan layanan paket seperti layanan berbasis Ethernet untuk dialirkan melalui jaringan SDH eksisting. Konsep Ethernet over SDH atau yang lebih dikenal sebagai EoS merupakan konsep yang dapat mengalirkan berbagai layanan termasuk ethernet kedalam jaringan SDH sehingga dapat membantu untuk mengembangkan jaringan SDH agar menjadi jaringan data yang berefisiensi tinggi. Berikut Merupakan gambaran dari implementasi EoS yang dapat dilihat pada Gambar 2.4.

23


Gambar 2.4 Konfigurasi Ethernet over SDH [5] Jaringan EoS (Ethernet over SDH) umumnya didefenisikan sebagai bridge dari suatu jaringan atau menghubungkan dua bagian yang terpisah yaitu LAN dan WAN yang dapat digunakan sebagai interkoneksi dari layer yang lebih tinggi ke level paling akhir pada backbone network yang dimiliki oleh service provider. Jaringan ini, secara topologi diaplikasikan pada jaringan komunikasi data yang digunakan untuk metro dan akses dengan menggunakan teknologi Ethernet sebagai protokol transmisi datanya. Sehingga teknologi ini merupakan salah satu perkembangan dari teknologi SDH yang berbasis Ethernet dengan dilengkapi berbagai fitur yang seperti terdapat pada jaringan Ethernet umumnya, di mana terdapat dua jenis Ethernet yang di bedakan berdasarkan kecepatan daya akses datanya, yaitu : 1.

Fast Ethernet: memiliki kecapatan akses data 10/100 Mbps menggunakan elektrik interface

24


2.

Giga Ethernet: bisa juga di sebut Giga Bit Ethernet. Giga Bit Ethernet memiliki kecepatan akses 1000 Mbps atau 1 Gbps dan dengan menggunakan elektrikal maupun optik interface.

Teknologi NG-SDH berbasis Ethernet ini dapat digunakan oleh perusahaan pelanggan corporate, untuk menghubungkan kantor-kantor cabang mereka ke dalam system intranet yang ada di dalam perusahaan tersebut. EoS (Ethernet over SDH) merupakan salah satu solusi teknologi untuk High End Market dalam memberikan solusi terintegrasi untuk layanan voice, data dan video. Ethernet over SDH merupakan kelanjutan dari pengembangan teknologi SDH yang banyak di pakai pada saat ini sebagai hirarki pemultiplekan yang berbasis pada transmisi sinkron. Ethernet over SDH membantu untuk mengembangkan jaringan SDH agar menjadi

jaringan

data

yang

berefisiensi

tinggi.

Setiap

penyelenggara

Telekomunikasi berusaha untuk memberikan pelayanan yang terbaik kepada para pelanggannya. Akan tetapi dalam usaha untuk memberikan yang terbaik, penyelenggara Telekomunikasi mempunyai beberapa hambatan, seperti masih mahalnya biaya operasional (seperti mahalnya peralatan yang diperlukan) yang masih harus ditanggung oleh penyelenggara Telekomunikasi. Sistem jaringan seperti ini mempunyai beberapa kendala seperti harga peralatan yang tinggi, skalabilitas yang belum maksimal, tidak flexible pada saat penambahan bandwidth dipelanggan. Peningkatan kebutuhan akan layananlayanan berbasis data menjadi pendorong pengembangan Ethernet. Untuk memberikan solusi akan permasalahan tersebut, maka pihak penyedia perangkat berlomba untuk membuat roadmap perencanaan system transport yang berbasis 25


Ethernet. Dengan membuat suatu perencanaan jaringan berbasis Ethernet, diharapkan akan menjadi solusi dimasa yang akan datang sebagai backbone jaringan yang lebih efisien dalam menyalurkan paket data.

2.3.1 Latar Belakang EoS Sistem transport SDH (Syncronous Digital Hierarchy) merupakan teknologi yang sebelumnya ada dibandingkan dengan teknologi EoS (Ethernet over SDH). Teknologi ini menyajikan kapasitas transfer yang bervariasi, dimulai dari kapasitas 2,048 MByte, 155 Mbps, 622 Mbps, 2,5 Gbps, hingga 10 Gbps, namun pada penggunaannya seringkali memiliki beberapa kendala, misalnya untuk membutuhkan kapasitas sebesar 50 Mbps, dalam implementasinya agak sulit karena tidak ada port yang menyediakan kapasitas sebesar 50 Mbps, oleh sebeb itu teknologi EoS dihadirkan guna melengkapi keterbatasn tersebut, dengan menyediakan beberapa port yang dapat dapat diseting sesuai dengan keinginan, dimulai dari 2Mbps hingga 100 Mbps untuk tipe Fast ethernet, dan 1000 Mbps (1 Gbps) untuk tipe GE (Giga byte ethernet). Secara umum, network element dalam arsitektur jaringan EOS (Ethernet over SDH) dapat dibagi menjadi: 1. Synchronous Digital Hierarchy (SDH) 2. Network Element (NE) 3. Network Management System (NMS), SDH (Syncronous Digital Hierarchy) merupakan teknologi yang sebelumnya telah ada, yang terdiri dari beberapa NE (Network Element) yang saling terhubung dengan menggunakan fiber optik sebagai media 26


transmisinya, selain itu juga dilengkapi dengan NMS sebagai sistem managemen jaringannya, EoS merupakan card tambahan yang dapat di insert kedalam slot-slot pada setiap Network Element yang ada.

2.3.2

Kelebihan dan Kekurangan EoS Ada beberapa kelebihan dan kekurangan yang terdapat pada jaringan

SDH menggunakan EoS antara lain: •

Kelebihan EoS merupakan byte overload dalam setiap frame, terus menerus memonitor

untuk

masalah

yang

mungkin

mempengaruhi

performansi sinyal pada jaringan mobile. Recovery (protection): Perlindungan switching otomatis memiliki standar kira-kira dari 50 ms. •

Kekurangan Bandwidth management – efesiensi bandwidth yang tidak bisa 100%.

2.4

Evolusi Sistem Transmisi MPLS-TP Layer-2 Sekitar tahun 2006, ITU-T Study Group 15 (di mana SONET/SDH, OTN,

dan jaringan transport optik yang masih standar) mulai mengembangkan teknologi dan beralih kepada transportasi berbasis paket berdasarkan label MPLS, yang disebut T-MPLS (alias G.8114)

[6][7]

. Sayangnya, T-MPLS memiliki beberapa

kelemahan dari aspek teknis dan berada di tidak kesesuaian dengan konsep dari IETF MPLS. Pada akhir 2007, dibawah kepemimpian IETF mulai bekerja sama 27


dengan SG15 untuk "memperbaiki" konsep T-MPLS dan membuatnya kompatibel dengan IETF MPLS. Hasilnya sendiri proyek MPLS-TP dimulai pada awal 2008. G.8114 ditiadakan, dan proses baru dimulai di mana SG15 akan menghasilkan persyaratan MPLS-TP, sedangkan IETF akan menghasilkan spesifikasi protokol berdasarkan persyaratan ITU-T. Dengan konsep label multi-protokol (MPLS) teknologi peralihan yang dimaksudkan untuk memberikan dasar bagi jaringan transportasi paket generasi berikutnya. Ide dasar dari kegiatan ini adalah untuk memperluas fungsi MPLS di mana dapat diperlukan untuk Operasi, Administrasi dan Pemeliharaan (OAM) alat yang secara luas yang diterapkan dalam teknologi jaringan transportasi yang ada seperti SONET/SDH atau OTN. Tulisan ini memberikan sejarah singkat dari kegiatan standardisasi MPLS-TP dan alamat fungsi OAM MPLS-TP. Fungsifungsi ini ditargetkan pada membuat MPLS sebanding dengan SONET/SDH dan OTN dalam hal kehandalan dan kemampuan yang dikembangkan, yaitu, MPLSTP akan menjadi pembawa (carrier grade) teknologi transportasi paket yang benar. Sebuah jaringan MPLS-TP dapat dioperasikan dalam mode SDH, seperti dan sistem manajemen jaringan (NMS) dapat digunakan untuk mengkonfigurasi koneksi secara end to end. MPLS adalah suatu label yang di ciptakan untuk digunakan komunikasi antara router sehingga router tersebut dapat membangun pemetaan (mapping) label-to-label secara mandiri

[8]

. Label tersebut dilekat pada paket IP, yang

memungkinkan router untuk meneruskan komunikasi dengan melihat di label dan bukan alamat IP tujuan. Paket diteruskan oleh label tersebut dan beralih tanpa proses oleh IP switching. Teknik label switching ini sebenarnya bukan hal yang 28


baru. Ini dapat di temukan pada Frame Relay dan ATM yang menggunakannya untuk memindahkan frame atau sel seluruh jaringan. Dalam Frame Relay, frame dapat setiap panjang, sedangkan di ATM, FixedLength sebuah sel terdiri dari header 5 byte dan payload dari 48 byte. Header sel ATM dan Frame Relay frame merujuk ke sirkuit virtual yang sel atau bingkai berada pada. Kesamaan antara Frame Relay dan ATM adalah bahwa pada setiap hop di seluruh jaringan ada dibuat "label" (value yang harus di isi) dalam header. Hal ini berbeda dari forwarding paket IP. Ketika sebuah router meneruskan paket IP, hal ini tidak akan mengubah value yang berkaitan dengan tujuan dari paket;

yaitu itu tidak

mengubah alamat IP tujuan dari paket. Sehingga dengan fakta ini bahwa MPLS label digunakan untuk meneruskan paket-paket dan tidak lagi alamat IP tujuan telah menyebabkan popularitas MPLS. Manfaat-seperti ini sebagai integrasi yang lebih baik dari IP di atas ATM dan jaringan virtual private MPLS populernya VPN. Selama dekade terakhir ini MPLS telah menjadi pilihan sebagai teknologi transportasi yang dominan pada jaringan inti (core network) berbasis paket, seperti pada jaringan router. Untuk mendukung hubungan dari core network menuju jaringan metro sebagai aggregation layer yang berhubungan langsung sampai kejaringan access (pelanggan) masih memamfaatkan teknologi lama (legacy) transportasi SONET/SDH. Saat ini proses evolusi teknologi jaringan MPLS khusus untuk metro/aggregation dan access metro layer sudah mulai diaplikasikan. Dihadapkan oleh peningkatan dan pemakaian berbasis paket data yang besar, maka operator (provider) memulai untuk memindahkan atau bergeser ke sistem transportasi yang handal dan efesien berbasis packet ethernet untuk 29


service dari bandwidth yang kecil sampai yang besar ke dalam jaringan metro/aggregation dan access hal ini dilakukan untuk menurunkan biaya per bit yang ditransmisikan. Ethernet adalah teknologi favorit awal untuk migrasi ini, tetapi upaya awal untuk menggunakan ethernet untuk transportasi menghadapi beberapa keterbatasan seperti berikut: •

Kurangnya dukungan untuk fungsi QoS (Quality of Services)

•

Kehandalan Terbatas

•

Terbatas skalabilitas dalam hal jumlah layanan yang dapat didukung

•

Kurangnya manajemen pelayanan

•

Kurangnya dukungan dari teknologi yang lama. Saat ini masih adanya kelemahan yang ditemukan terkait langsung dengan

sifat/konsep sistem connectionless pada Ethernet. Pekerjaan yang signifikan telah diinvestasikan di industri telekomunikasi dalam menemukan cara untuk membuat konsep Ethernet lebih 'carrier class'. Beberapa ide yang memungkinkan dilakukan adalah konsep rekayasa besar dari carrier Ethernet. Metode lainnya didasarkan pada menggunakan MPLS untuk mendukung penyediaan layanan Ethernet. Dalam konteks ini, sementara langkah-langkah yang terlihat dilakukan seperti perpanjangan sederhana konsep dari MPLS dari core network sampai ke metro network, tetapi ada beberapa perbedaan utama antara metro network dan core network yang membuat konsep ini butuh tantangan. Sehingga pekerjaan yang telah diinvestasikan dalam pengembangan turunan dari konsep MPLS ini, dibuatlah konsep yang disebut MPLS-TP (Multi-Protocol Label Switch-Transport Profil) Layer-2. Sebuah jaringan MPLS-TP dapat dioperasikan dalam mode SDH, seperti dan sistem manajemen jaringan (NMS) 30


dapat digunakan untuk mengkonfigurasi koneksi secara end to end. Manajemen koneksi dan fungsi pengembalian (restore), bagaimanapun akan dapat menjadi alternatif untuk memanfaatkan fungsi Generalized MPLS (GMPLS) sebagai protocol control plane yang juga berlaku untuk data plane MPLS-TP. Selain untuk penyederhanaan operasional jaringan yang mengarah kepada berkurangnya operasional pengeluaran (OPEX), dan control plane GMPLS memiliki kemampuan restorasi jaringan (restore function) selain menyediakan konsep fitur perlindungan jaringan (protection) yang diadopsi pada data plane MPLS-TP, hal ini dalam bermamafaat untuk meningkatkan ketahanan jaringan lebih lanjut. Teknologi MPLS-TP juga sudah multi-layanan (multi services) yang mampu memanfaatkan teknologi pseudo-wire yang telah dikembangkan di IETF dan yang masih ada proses perkembangan kearah yang lebih baik lagi. Beberapa aplikasi memerlukan sinkronisasi, misalnya layanan mobile dan interkoneksi switching telephone. Ethernet adalah protokol jaringan asynchronous yang memerlukan ekstensi protokol dalam penggunaannya. Salah satu persyaratan utama adalah bahwa baru lapisan jaringan MPLS-TP harus mampu memanfaatkan infrastruktur fisik yang ada dan mampu membawakan data-data yang sudah berisi label (daftar/inisal) dari

berbagai informasi dengan teknik adaptasi atau

enkapsulasi. Dalam hal ini yang memungkinkan paket MPLS-TP yang akan dilakukan melalui berbagai teknologi fisik yang berbeda mulai dari SONET/SDH dan OTN untuk Gigabit Ethernet. Pada tulisan Tugas Akhir ini akan membahas peran MPLS-TP dalam jaringan telekomunikasi generasi berikutnya, dan perbedaan dalam cara protokol ini bekerja. Ini juga mengkaji manfaat dan memperluas peran MPLS sebagai solusi 31


transportasi saat ini. Melakukan analisis terhadap konsep MPLS/MPLS-TP untuk aplikasi pada jaringan metro/aggregation layer sampe ke access layer. 2.4.1

Fundamental Teknologi MPLS-TP Sebelum kita mengevaluasi pendekatan yang berbeda, mari kita

periksa apa yang membuat layanan Ethernet "Carrier-Class" dan persyaratan yang diperlukan dari jaringan transportasi generasi berikutnya [6]

. Sebagai layanan Ethernet Carrier-class yang luas penggunaannya dan

penyebaran, konsenkuensinya adalah mencapai jaringan transportasi menuju jaringan berbasis paket. Dengan penyebaran pasar telekomunikasi yang cepat maka solusi dari pengembangan NG-SDH dengan konsep GFP / VCAT / LCAS, IP Router dengan MPLS dibuatlah konsep yang baru yaitu T-MPLS / MPLS-TP. Sebuah layanan Ethernet Carrier-Class harus memiliki karakteristik sebagai berikut: 

End-to-End QoS: Carrier Ethernet yang memungkinkan penyedia layanan untuk memberikan CIR (Committed Information Rate) dan PIR (Peak Information Rate) untuk setiap jalur traffic yang diklasifikasikan secara fisik (berdasarkan interface) atau logik (berdasarkan pelanggan VLAN atau jenis aplikasi lainnya) dan menjamin nilai latency terendah dan jitter untuk delay-sensitive traffic. Tingkat QoS hampir sama dengan jaringan private SDH dan yang memiliki dukungan yang lebih baik untuk data traffic karena nilai dari PIR yang memungkinkan pelanggan untuk mengatasi lonjakan trafik dengn tingkat level yang cepat. Carrier Ethernet juga memiliki cara yang efektif untuk menangani congestion pada 32


jaringan dengan mempertahankan nilai CIR untuk menekan akibat dari kepadatan trafik. Akhirnya, Carrier Ethernet menggunakan konsep Multi-Protocol Label Switching (MPLS) untuk bisa berfungsi dalam merekayasa trafik yang lebih baik. 

Sistem proteksi (protection) dibawah-50ms: ini adalah salah satu keuntungan utama dari SDH yang memiliki system proteksi yang kuat. System proteksi pada Carrier Ethernet harus bisa dibawah sub50ms dengan menerapkan MPLS yang dengan cepat mengubah rute di sisi hardware dan menggunakan mekanisme perangkat lunak untuk konvergensi jaringan. Keuntungan lain dari mekanisme perlindungan ini bahwa MPLS-TP bekerja di topologi apapun, tidak hanya pada konsep ring. Spanning Tree Protocol atau routing protokol, seperti OSPF, melibatkan implementasi software dan konvergensi mereka waktu jauh lebih dari 50ms dan tidak deterministik.



Operasional Administrasi dan Manajemen (OAM): Awalnya, Ethernet tidak memiliki kemampuan OAM

[9]

. Hal ini tidak dapat

diterima untuk konsep LAN tetapi tidak untuk MAN yang mencakup area yang luas dan mendukung sejumlah besar pengguna. Dalam MAN, tips lebih sulit dan OAM menjadi suatu keharusan. Dengan perkembangan saat ini telah ada kemajuan yang signifikan yang dibuat menuju mendefinisikan fungsi dari OAM Ethernet di IEEE 802.3 oleh gabungan daru Forum IEEE dan Metro Ethernet. Beberapa vendor sudah mengimplementasikan fungsi OAM pra33


standar ke dalam produk mereka seperti Ethernet loop-back, Bit Error detection, pengukuran Service Level, dan masalah alarm yang critical. 

Skalabilitas: Ethernet Enterprise-class memiliki keterbatasan pada skalabilitas saat digunakan sebagai jaringan publik. Keterbatasan ini meliputi: jumlah VLAN per-jaringan, jumlah alamat MAC yang dapat dipelajari dan disimpan dalam perangkat, dan waktu konvergensi yang lama dan non-deterministik dari Protokol Spanning Tree (STP). Penggunaan MPLS dalam aplikasi Carrier Ethernet memungkinkan operator untuk mengatasi skalabilitas jaringan dan untuk mengatasi penambahan layanan seperti Perusahaan LAN.



Keamanan:

Survei

menunjukkan

bahwa

keamanan

adalah

pertimbangan utama bagi pengguna perusahaan ketika mereka memilih penyedia layanan jaringan. Efektivitas biaya Ethernet layanan tidak bisa tidak pada biaya keamanan. Pengguna perusahaan mengharapkan tingkat keamanan yang sama seperti di SDH, Modus Asynchronous transfer (ATM) atau Frame Relay jaringan. Untuk

memberikan

layanan

Ethernet

Carrier-Class,

serta

pendapatan generating services lainnya, jaringan transportasi Generasi yang baru harus memiliki karakteristik sebagai berikut: 

Packet Berdasarkan Koneksi Oriented: proses transisi yang lancar ke system packet berdasarkan jaringan dari provider.

34




Tinggi Skalabilitas: jaringan ini diharapkan mampu melayani ketika terjadi peningkatkan jumlah pengguna.



Keamanan yang kuat: Pelanggan harus yakin tentang keamanan data mereka



Transparan & Multi-layanan Dukungan: Time Division Multiplexing (TDM) layanan ini untuk banyak penyedia layanan dan harus didukung konsep transparan pada jaringan. Keuntungannya adalah bahwa jaringan baru akan dapat membawa aplikasi lain untuk menurunkan biaya untuk aplikasi teknologi yang baru ini.



High availability & Sub-50ms Protection: Waktu konvergensi dianggap sebagai faktor penting dalam jaringan carrier-class



End to End QoS: nilai dari latency yang bisa diperhitungkan, tingkat kesalahan yang rendah dan layanan deterministic pengiriman. Selain penyedia layanan ingin mempertahankan tingkat QoS yang sama seperti pada TDM tradisional / jaringan ATM sambil mendapatkan kesederhanaan dan biaya yang lebih rendah dari carrier Ethernet



Manajemen Sederhana & Rendah Biaya Total Kepemilikan (TCO): penggunaan kembali (reuse) sebanyak mungkin fasilitas jaringan yang ada dan Keahlian dan Keterampilan personil pendukung.



Peningkatan OAM: Sebuah jaringan transportasi dapat menjamin layan trafik yang berkualitas tinggi hanya jika memiliki mekanisme OAM efisien



Standar berbasis dan Interoperabilitas: Mengaktifkan multi-vendor yang efektif dan lingkungan multi-operator. 35


Multi-Protocol

Label

Switching

(MPLS)

adalah

mekanisme

protocol-agnostic yang berfungsi untuk mengangkut data yang baik menggunakan connection oriented (berdasarkan MPLS ditambah RSVP) atau connectionless (IP/MPLS dengan

LDP)

[10][11]

. MPLS telah

mendapatkan standarisasi oleh IETF, dan telah dirancang untuk bisa membawakan both circuit dan packet traffic dengan konsep virtual circuits yang dikenal sebagai LSP. Hal ini dapat tercapai mencapai karena LSP tidak perlu memeriksa isi data packet traffic itu sendiri. Itu dapat bekerja dengan membuat keputusan forwarding serta menggunakan label yang ditambahkan (dan dihapus) oleh router MPLS. Konsep Ini berarti dapat bertindak sebagai mekanisme single transportation untuk berbagai jenis packet traffic data seperti: ATM, Ethernet, IP dan lalu lintas TDM semua bisa dilakukan, dan dapat menggunakan mekanisme koneksi berorientasi untuk memastikan komunikasi circuit- switched dapat disampaikan di sebuah packet core. MPLS adalah teknologi dengan konsep packet-switching jaringan dan umumnya dipandang sebagai yang berada di lapisan 2.5 dari model OSI (antara Data Link Layer pada layer 2 , dan Layer Network pada lapisan 3) .

2.4.2

Konsep Dasar MPLS-TP Layer-2 Teknologi MPLS-TP (MPLS-Transport Profil) yang sudah ada saat

ini akan menghilangkan kekurangan-kekurangan pada teknologi lama walaupun memberikan QoS yang sama, perlindungan dan pemulihan, dan OAM yang melekat dalam SONET / SDH

[12][13]

. Dengan konsep dan cara

yang dimiliki MPLS-TP dan menjadi jawaban untuk operator jaringan 36


telekomunikasi. Konsep dasar dari MPLS-TP ini adalah: Sesuai namanya, MPLS-TP adalah varian dari layanan MPLS tradisional yang telah digunakan selama bertahun-tahun di jaringan IP. MPLS-TP menggunakan Generalized MPLS (GMPLS) untuk memberikan perilaku deterministik dan koneksi

berorientasi

menggunakan

LSP

(Label

Switched

Paths),

membuatnya menjadi protokol transport diandalkan. MPLS-TP juga menggunakan target LDP (T-LDP) untuk mengatur pseudowires (PWS) GMPLS LSP, memberikan VPWS (Virtual Private Wire Service) dan VPLS (Virtual Private LAN Service). Konsep dari MPLS-TP adalah seperti protokol BFD (Bidirection Forwarding Detection) dan lebihnya adalah GMPLS LSP dan PWS, hal ini untuk menyediakan fungsionalitas OAM. MPLS-TP tidak bertanggung konektivitas IP antara perangkat, dan secara eksplisit aturan keluar fitur terkait dari MPLS normal, seperti PHP (Penultimate Hop Popping, ECMP (Equal Cost Multipath), dan LSP Gabungan.

MPLS-TP

sangat

menentukan

bagaimana

perlindungan

(protection) cepat dan pemulihan (recovery) akan dicapai dengan menggunakan peralihan ke jalur cadangan. MPLS-TP memungkinkan LSP dan PWS untuk mengisyaratkan menggunakan control-plane (menggunakan GMPLS berbasis RSVP sinyal dan Target LDP sinyal), atau akan dikonfigurasi secara statis. Sebuah layanan MPLS-TP khas digambarkan di bawah ini, menunjukkan tiga PWS yang telah dijahit bersama-sama. Dalam contoh ini, jaringan akses LSP statis dikonfigurasi, dan backbone menggunakan sinyal. Namun, semua kombinasi yang mungkin - tulang punggung bisa 37


menggunakan

LSP

statis

dikonfigurasi,

dan

jaringan

akses

bisa

menggunakan sinyal. Untuk deteksi kesalahan dan lokalisasi, setiap perangkat dalam diagram akan menjalankan BFD atas setiap PW dan setiap LSP yang mendasari. Ini bekerja sebagai berikut. Kedua ujung masingmasing LSP mengirim paket BFD atas LSP, biasanya dengan interval yang sangat singkat (10ms yang umum). Jika kedua ujung melihat selang waktu antara menerima paket BFD di atas ambang tertentu, itu akan meningkatkan alarm untuk layanan tertentu, dan melaporkan masalah dalam isi paket BFD transmit. Jika kedua ujung melihat masalah seperti yang dilaporkan dalam menerima paket BFD, juga akan meningkatkan alarm untuk LSP itu. Untuk membedakan paket BFD dari data berlabel lainnya mengalir selama LSP, paket BFD yang pra-pended dengan label khusus MPLS, yang "GAL" (Gach Label), yang duduk di bagian bawah MPLS label stack, dan a Gach

(Generic

Associated

Channel).

Perangkat

terminating

akan

menggunakan label GAL untuk menentukan bahwa paket tersebut bukan bagian dari aliran data normal, dan Gach header untuk menentukan apa jenis lalu lintas fungsi OAM. Ketika BFD digunakan selama PW daripada atas LSP yang mendasarinya, tidak menggunakan label GAL. Sebaliknya, semua data melintasi PW berisi header awal ("Gach header", atau "Control Plane") yang perangkat terminating dapat digunakan untuk mendeteksi apakah sebuah paket data normal atau paket BFD. Serta meningkatkan alarm, BFD juga digunakan untuk mendeteksi ketika lalu lintas harus dialihkan ke LSP proteksi.

38


Gambar 2.5 Konfigurasi MPLS-TP[11] 2.4.3 Proses Emulation MPLS-TP Proses emulation pada MPLS-TP perlu dipahami karena ini adalah konsep dari perubahan dari service yang akan dibawakan dalam bentuk trafik Ethernet. Pada MPLS-TP ada tiga struktur layer yang berfungsi untuk mengkonversi paket yang akan dikirimkan.

Gambar 2.6 Konsep Struktur Layer MPLS-TP [11] 1. LSP (Label Switch Patch=Tunnel) Tunnel (LSP) adalah metode transparan yang membawa informasi melalui jaringan tujuan. Proses pengiriman dari beberapa jenis layanan ke sebuah teknologi jaringan tunggal. 39


Tunnel (LSP) akan berfungsi sebagai pembawa informasi (packet) yang sudah di emulasikan dalam bentuk pseudo wire. Dalam hal ini LSP akan berfungsi sebagai label dari suatu packet yang akan diteruskan melalui interface yang sudah berbasis Ethernet. Sehingga tugas dari LSP ini adalah sebagai tunnel pembawa informasi ke penerima dengan format label.

Gambar 2.7 Konsep Struktur Layer LSP [11]

2. Pseudo wire (PW) Pseudo Wire (PW) adalah mekanisme yang membawa unsurunsur penting dari sebuah sirkuit dari satu PE ke PE lain melalui PSN. Sebuah Pseudo Wire Emulation edge to edge (PWE3) bisa juka diartikan sebuah mekanisme yang mengemulasi atribut penting dari layanan seperti TDM, ATM, Frame Relay atau Ethernet melalui Packet Switched Network (PSN) dengan menggunakan IP atau MPLS. PW akan mengemulasi atribut baik dalam TDM, ATM maupun ethernet melauli layana PSN. Fungsi dari layan PW ini adalah mengenkapsulasi layanan PDU atau 40


data circuit hingga sampai di PE yang akan dituju (logical or physic). Proses penganggkutan data yang di enkapsulasi akan dibawakan ke tunnel (LSP). Pembentukan PW ini adalah digunakan untuk pertukaran atau distribusi packet yang diteruskan oleh LSP (PSN). PW ini berfungsi juga untuk mengelola sinyal, waktu urutan dan aspek serta layanan khusus dan alarm manajemen. Jenis payload dari PW ini adalah packet seperti (Ethernet semua type), HDLC framing, Frame Relay, ATM AAL5PDU. Cell yang berisikan ATM, MPEG, hal ini untuk mengurangi overhead sehingga sel dapat digabungkan kedalam payload tunggl. Bit stream yang tidak terstruktur sperti E1, T1 dan yang terstruktur seperti SDH/SONET.

Gambar 2.8 Konsep Struktur Layer PW [11]

3. Costumer Edge (CE) Layer paling bawah pada MPLS-TP ada CE yang langsung terhubung dengan user atau pemakai. Layer CE ini akan di

41


emulasikan kedalam PW dan di bawakan kedalam tunnel (LSP) dan packet tersebut akan dihubungkan sampai end to end. Dibawah ini adalah toplogi dari konsep emulation struktur layer pada MPLS-TP.

Gambar 2.9 Konsep Emulation Struktur Layer MPLS-TP [11] 2.4.4

Keuntungan Teknologi MPLS-TP Teknologi MPLS-TP menggunakan konsep data plane dari MPLS

dan telah disederhanakan melalui skenario yang rumit dari aplikasi MPLS. Tujuannya

adalah

untuk

mengurangi

peralatan

(equipment),

mempermudah operasional, dan biaya pemeliharaan. Data Plane dipisahkan dari control plane. Hal ini menyebabkan stabilitas jaringan yang lebih tinggi, keandalan dan fleksibilitas. Dengan fungsi OAM dan system proteksi yang beralih kuat, maka berdasarkan konsep MPLS-TP bisa mencapai keandalan dan ketahanan tingkat yang sama seperti SDH / NG - SDH.

42


Dibandingkan

dengan

jaringan

yang

digunakan

sebelumnya

teknologi berbasis SDH NG-SDH, maka dengan PTN berbasis MPLS-TP merupakan langkah evolusi seperti berikut. 1.

Metodologi operasional, konsep-nya mirip dengan (SDH NG/EoS) tapi tidak sama dengan jaringan SDH. ini adalah sangat penting bagi penyedia layanan (provider) yang besar dan yang mungkin memiliki luas wilayah (cakupan) oprasional dan membutuhkan konsep jaringan berfungsi secara otomatis serta sistem kontrol yang baik dan telah dikembangkan selama bertahun-tahun . Besarnya dampak dari perubahan dibutuhkan keahlian dan pada pelatihan staf.

2.

Manajemen Jaringan memanfaatkan proses sistem transportasi sebelumnya seperti: o Penyediaan service seuai apa yang diinginkan o Proses pengambilan data sebagai laporan kinerja performansi secara periodik atau langsung o Pengelompokan peringatan (alarm) jika permasalahan terjadi pada jaringan. o Mudah dalam hal mengalokalisasikan masalah dan cara menyelesaikannya dengan tepat dan cepat (proses pembersihan alarm yang cepat).

3.

Proses integarsi kepada packet network dilengkapi data plane (transport) yang sudah ada pada system MPLS.

4.

Control Plane GMPLS mirip dengan SDH dan OTN diadopsi dalam hal konsep model manajemen. 43


5.

Jaringan berbasis Packet memberikan efisiensi bandwidth yang lebih tinggi dengan konsep MPLS-TP. Hal ini terutama berlaku dengan layanan data yang bertumbuh dengan cepat dan menjadi dominan saat ini.

2.5

Analisa dan Performansi Analisa dan performansi mengacu ke tingkat kecepatan dan keandalan penyampaian berbagai jenis beban data di dalam suatu telekomunikasi. Performansi suatu sistem transmisi sangat menentukan kualitas jaringan yang menggunakannya. Dalam hal ini untuk jaringan mobile BTS yang sudah berevolusi ke 4G tentu membutuhkan transmisi yang memiliki skalabiltas, reabilitas dan performansi yang baik. Sistem transmisi harus bisa diaplikasikan baik dalam topologi linier (point to point) maupun dengan topologi ring. Mamfaat dengan menggunakan topologi ring adalah ketika media yang digunakan mengalami gangguan maka layanan jaringan mobile BTS tidak akan terganggu karena system transmisinya sudah dibuat jalur proteksinya. Performansi merupakan kumpulan dari beberapa parameter diantaranya: 2.5.1 Paramater-parameter Pada penelitian ini parameter-paramater yang digunakan untuk mengecek performansi trafik data pada system jaringan mobile dengan memakai alat ukur BER Test Ethernet. Adapaun parameter-paramater tersebut adalah sebagai berikut

44


1. Throughput, yaitu kecepatan (rate) transfer data efektif, yang diukur dalam bps. Troughput merupakan jumlah total kedatangan paket yang sukses yang diamati pada destination selama interval waktu tertentu dibagi oleh durasi interval waktu tersebut. 2. Jitter, atau variasi kedatangan paket, diakibatkan oleh variasivariasi dalam panjang antrian, dalam waktu pengolahan data, dan juga dalam waktu penghimpunan ulang paket-paket di akhir perjalanan jitter. Jitter lazimnya disebut variasi delay, berhubungan erat dengan latency, yang menunjukkan banyaknya variasi delay pada transmisi data di jaringan 3. Delay (latency), adalah waktu yang dibutuhkan data untuk menempuh jarak dari asal ke tujuan. Delay dapat dipengaruhi oleh jarak, media fisik, kongesti atau juga waktu proses yang lama. 3.5.2 RFC254 Standar testing Ethernet RFC 254 adalah standar yang disusun oleh IETF (Internet Engineering Task Force), badan standarisasi Internet, yang berisi garis besar metode pengujian yang diperlukan untuk mengukur kualitas jaringan carrier Ethernet dengan kriteria tertentu. Standar ini berisi metodologi pembandingan secara out-of-service (tanpa trafik) untuk mengevaluasi performa suatu jaringan dengan menggunakan parameter, yaitu: •

Throughput Test

•

Latency Test

•

Jitter Test 45


•

Frame Loss Paket pengujian RFC 2544 mempunyai tujuh ukuran frame dasar yang

sudah ditetapkan yaitu: 64, 128, 256, 512, 1024, 1280 dan 1518 octet untuk simulasi berbagai jenis trafik. Tujuannya adalah agar dapat memastikan jaringan Ethernet yang diuji dapat mendukung segala macam jenis layanan (seperti VoIP, Video streaming, framing). Sehingga ini dapat menguji batas kemampuan perangkat jaringan untuk melakukan switching frame.

46


BAB II LANDASAN TEORI

Recommend Documents