BAB II LANDASAN TEORI
2.1
Model Referensi OSI Kemajuan
teknologi
telekomunikasi
memunculkan
banyak
pabrik
telekomunikasi yang berlomba-lomba untuk memproduksi perangkat-perangkat telekomunikasi guna memenuhi kebutuhan pasar. Semakin banyaknya pabrik telekomunikasi tersebut, semakin beragam perangkat yang diproduksi meski peruntukannya sama. Oleh karena itu, dibutuhkan sebuah standar atau ketentuan umum agar perangkat lunak maupun perangkat keras dari berbagai pabrikan dapat berinteraksi satu sama lain. Adalah model referensi OSI yang mengatur bagaimana sebuah sistem komunikasi berjalan dari tingkat yang paling tinggi hingga tingkat yang paling rendah. Sebelum munculnya model referensi OSI, sistem jaringan komputer sangat bergantung pada pemasok
(vendor),
banyak
perangkat
tidak
bisa saling
berkomunikasi karena tidak adanya suatu protokol yang sama. Pada akhir tahun 1970, International Organization for Standardization membuat model referensi OSI (Open System Interconnection) untuk mengatasi masalah interkonektivitas ini. Model referensi OSI juga dikenal sebagai OSI 7 Layer (Standar Tujuh Lapis OSI) karena model ini didesain berlapis tujuh. Model ini didesain berlapis dengan tujuan memudahkan para pengguna jaringan komputer untuk memahami cara kerja jaringan komputer secara menyeluruh dan apabila ada perubahan pada salah satu layer, tidak mempengaruhi layer di atas atau di bawahnya. Ketujuh layer OSI dapat
5
dibagi menjadi 2 kategori, yaitu upper layer yang berisi tiga layer teratas dan lower layer yang berisi empat layer bawah. Upper layer dari model referensi OSI bertugas mengurus persoalan aplikasi dan pada umumnya diimplementasikan pada software. Sedangkan lower layer dari model referensi OSI bertugas mengendalikan persoalan transport data.
Gambar 2.1 Model Referensi OSI
2.1.1
Upper Layer Upper layer terdiri dari tiga layer teratas, yaitu layer application, session dan
presentation. Upper layer banyak diimplementasikan dalam bentuk aplikasi (software).
Application Layer
Adalah penghubung utama antara aplikasi yang berjalan pada komputer dan resources network yang membutuhkan akses padanya. Fungsi lainnya yaitu merupakan antarmuka aplikasi dengan fungsionalitas jaringan dimana pengguna berinteraksi langsung dengan komputer dan proses aplikasi untuk mengakses layanan jaringan. Layer ini yang mengijinkan akses ke network services seperti file transfer
6
dalam satu network, message handling, dan database query processing yang mendukung aplikasi secara langsung. Layer ini juga meng-kontrol akses network secara umum, pengiriman data dari sending and receiving applications, dan memberikan informasi error serta status aplikasi pada saat mengirim atau pada saat terjadi network error karena adanya gangguan (interference) dengan layanan akses.
Presentation Layer
Merupakan layer yang bertugas menyajikan data ke application layer dan penerjemah data yang akan ditransmisikan oleh aplikasi ke dalam format yang dapat ditransmisikan oleh jaringan. Layer ini yang mengatur format data untuk komunikasi jaringan. Konversi data, kompresi data serta enkripsi data juga dilakukan pada layer ini. Beberapa standar yang digunakan untuk mengatur tampilan data diantaranya seperti PICT, JPEG, TIFF, MIDI, MPEG dan RTF.
Session Layer
Layer yang bertanggung jawab untuk membentuk, mengelola dan kemudian memutuskan sesi-sesi antar presentation layer. Layer ini mengatur setting dari sesi, pertukaran informasi atau pesan dan yang mengakhiri pada saat sesi selesai. Pada satu waktu, application layer dapat melakukan banyak hal (sesi), contohnya, pada saat yang sama pengguna sedang membuat presentasi di MS Powerpoint, mengakses internet untuk mengumpulkan data dan melakukan percakapan melalui komputer. Sesi-sesi tersebut dipisahkan datanya oleh session layer agar tidak bercampur satu sama lainnya.
2.1.2
Lower Layer Yang termasuk lower layer adalah empat layer bawah, yaitu layer transport,
network, data link dan physical.
Transport Layer
Layer ini bertanggung jawab untuk menyediakan transport dari ujung ke ujung. Tanggung jawab spesifik transport layer adalah sebagai berikut:
Service-point addressing
7
Komputer sering menjalankan berbagai macam program atau aplikasi yang berlainan dalam saat bersamaan. Untuk itu transport layer ini tidak
hanya
menangani
pengiriman
source-to-destination
dari
komputer yang satu ke komputer yang lain saja, namun lebih spesifik kepada pengiriman jenis message untuk aplikasi yang berlainan. Sehingga, setiap message yang berlainan aplikasi harus memiliki alamat/address tersendiri lagi yang disebut service point address atau port address.
Segmentation dan reassembly
Sebuah message dibagi dalam segmen-segmen yang terkirim. Setiap segmen memiliki sequence number. Sequence number ini yang berguna bagi transport layer untuk merakit/reassembly segmensegmen yang terpecah atau terbagi tadi menjadi message yang utuh.
Connection control
Transport layer dapat berperilaku sebagai connection-less atau connection-oriented.
Flow control
Transport layer bertugas mengatur alur kontrol (flow control) data antar pihak melalui sebuah jaringan.
Error control
Layer ini melakukan pemeriksaan error untuk menjamin pengiriman data yang bebas error. Transport layer dapat mengetahui apakah pengiriman berhasil dan jika beberapa paket yang diterima tidak bebas dari error maka layer ini bertanggung jawab untuk meminta agar data dikirim kembali. Contoh aplikasi dari layer ini adalah TCP dan UDP yang merupakan antarmuka bagi pengguna untuk mengirimkan datanya. Selain itu, layer ini juga menyembunyikan detail data yang dikirim dari layer yang lebih tinggi dengan cara mengirimkan data secara transparan.
Network Layer
8
Merupakan layer yang memberikan alamat pengiriman untuk pesan yang ingin dikirim (pengalamatan komputer), melacak lokasi alamat dan memutuskan bagaimana rute pengiriman data antar komputer. Layer ini yang nantinya menentukan cara terbaik untuk memindahkan data dengan mempertimbangkan beberapa faktor seperti informasi dari kualitas layanan (QOS = Quality of Service), rute alternatif, dan prioritas pengiriman.
Data Link Layer
Data link layer menerjemahkan data dari layer network menjadi bit-bit untuk dipindahkan ke physical layer. Layer ini melakukan pemecahan data menjadi data frame. Berikut tugas atau tanggung jawab dari layer data link:
Framing
Yaitu membagi bit stream yang diterima dari network layer menjadi unit-unit data yang disebut frame.
Physical addressing
Jika frame-frame didistribusikan ke sistem lain pada jaringan, maka data link layer akan menambahkan sebuah header di muka frame untuk mendefinisikan pengirim dan/atau penerima. Header ini berisi data alamat perangkat keras tujuan dan asal. Alamat perangkat keras yang kita kenal saat ini adalah MAC (Media Access Control) address.
Flow Control
Jika rate atau laju bit stream mengalami kelebihan atau kekurangan, maka flow control akan melakukan tindakan yang dapat menstabilkan laju bit
Error Control
Data link layer akan menambah reliabilitas lapisan fisik dengan penambahan mekanisme deteksi dan re-transmission frame-frame yang gagal terkirim
Access Control
9
Jika 2 (dua) atau lebih perangkat dikoneksikan dalam link yang sama, data link layer perlu menentukan perangkat mana yang harus dikendalikan pada saat tertentu
Physical layer
Layer ini melakukan dua hal utama yaitu mengirim dan menerima bit. Bit hanya memiliki dua nilai, 0 dan 1. Layer ini menentukan kebutuhan kelistrikan, mekanis,
prosedural
dan
fungsional,
mengaktifkan,
mempertahankan
dan
menonaktifkan hubungan fisik antar sistem. Contoh ketentuan-ketentuan di physical layer adalah standar tentang diameter kabel telekomunikasi, standar kelistrikan sebuah perangkat dan hal-hal lainnya yang bersifat fisik.
2.2
Media Transmisi Media transmisi adalah media atau sarana yang digunakan untuk
menghubungkan antara pengirim dan penerima informasi (data). Dengan adanya media transmisi dimungkinkan bagi pengirim dan penerima untuk bertukar informasi satu sama lain. Beberapa jenis media transmisi, diantaranya yaitu: 2.2.1
Media Transmisi Terpandu (Wired)
1.
Kabel Tembaga Dalam komunikasi data, kabel tembaga yang umum digunakan adalah twisted
pair (kabel pasangan terpilin). Twisted pair cable terdiri dari 2 (dua) buah konduktor yang digabungkan dengan tujuan untuk mengurangi atau meniadakan interferensi elektromagnetik dari luar seperti radiasi elektromagnetik dan derau (noise). Kabel twisted pair adalah kabel yang paling banyak digunakan untuk membuat koneksi LAN. Terdapat 2 (dua) macam twisted pair cable, yaitu UTP (Unshielded Twisted Pair) dan STP (Shielded Twisted Pair. Sistem pengkabelan ini mampu digunakan untuk transmisi kecepatan hingga 1 Mbps bahkan saat ini dapat melayani hingga kecepatan 1 Gbps.
10
Gambar 2.2 Twisted Pair
2.
Kabel Koaksial Kabel koaksial adalah kabel yang memiliki satu konduktor tembaga di
tengahnya. Sebuah lapisan plastic menutupi di antara konduktor dan lapisan pengaman fiber besi.
Gambar 2.3 Kabel Koaksial
Kabel koaksial merupakan jenis kabel yang banyak digunakan untuk mentransmisi sinyal frekuensi tinggi (300 Hz ke atas). Nama lain dari kabel ini adalah kabel BNC. Memiliki perlindungan terhadap derau yang tinggi, murah dan mampu mengirim data dengan kecepatan standar (10Mbps-1000Mbps). Kapasitas dalam transmisi ini lebih besar dari twisted pair karena sinyal yang ditransmisikan lebih besar.
3.
Fiber Optik Fiber optik menggunakan fiber glass (fiber kaca) sebagai media transmisinya.
Dalam fiber optik, pentrasmisian sinyal dilakukan dalam bentuk sorotan cahaya.
11
Sinar atau cahaya dalam fiber optik berjalan melalui inti dengan cara memantul dari cladding. Gelombang cahaya mempunyai panjang gelombang yang lebar sehingga dapat mentransmisikan sinyal dari puluhan Mbps sampai dengan Gbps. Dan gelombang cahaya tidak dapat dipengaruhi oleh interferensi maupun crosstalk. Maka dari itu, fiber optik mampu mentransmisikan sinyal dengan jarak puluhan sampai dengan beberapa ratus kilo meter tanpa menggunakan repeater. Stuktur serat optik biasanya terdiri atas 3 (tiga) bagian, yaitu : a.
Bagian yang paling utama dinamakan inti (core) Gelombang cahaya yang dikirim akan merambat dan mempunyai indeks bias lebih besar dari lapisan kedua, dan terbuat dari kaca. Inti (core) mempunyai diameter yang bervariasi antara 5 – 50 μm tergantung jenis serat optiknya.
b.
Bagian kedua dinamakan lapisan selimut / selubung (cladding) Bagian ini mengelilingi bagian inti dan mempunyai indeks bias lebih kecil dibanding dengan bagian inti, dan terbuat dari kaca.
c.
Bagian ketiga dinamakan jaket (coating) Bagian ini merupakan pelindung lapisan inti dan selimut yang terbuat dari bahan plastik elastis.
Berdasarkan mode perambatan, fiber optik dibagi menjadi 2 (dua) jenis, yaitu sebagai berikut: a.
Single mode Fiber optik dengan diameter inti (core) yang sangat kecil (biasanya
sekitar 8,3 - 9 mikron) dan mempunyai diameter selongsong (cladding) sebesar 125 μm. Cahayanya merambat dalam satu mode saja yaitu sejajar dengan sumbu fiber optik. Diameter inti yang sangat sempit mendekati panjang gelombang membuat cahaya yang masuk ke dalamnya tidak terpantul-pantul ke dinding selongsong (cladding). Bagian inti fiber optik single-mode terbuat dari bahan kaca silica (SiO2) dengan sejumlah kecil kaca Germania (GeO2) untuk meningkatkan indeks biasnya. Kabel untuk jenis ini
12
paling mahal, tetapi memiliki pelemahan (kurang dari 0.35dB per kilometer), sehingga memungkin kecepatan yang sangat tinggi dari jarak yang sangat jauh. Standar terbaru untuk kabel ini adalah ITU-T (International telekommunication Union – Telecommunication Standardization Sector) G.652D dan G.657.
b.
Multi mode Fiber optik dengan diameter core yang agak besar yang membuat laser
di dalamnya akan terpantul-pantul di dinding cladding yang dapat menyebabkan berkurangnya bandwidth dari fiber optik jenis ini.
Gambar 2.4 Fiber Optik Multi Mode dan Single Mode
Beberapa kelebihan dan kekurangan penggunaan fiber optik dibandingkan dengan media lainnya yaitu, 1. Kelebihan: a. Berkemampuan membawa lebih banyak informasi dan mengantarkan informasi dengan lebih akurat dibandingkan dengan kabel tembaga dan kabel coaxial.
13
b. Kabel fiber optik mendukung data rate yang lebih besar mencapai Gigabit per detik, jarak yang lebih jauh bila dibandingkan dengan kabel coaxial, sehingga menjadikannya ideal untuk transmisi serial data digital. c. Kebal terhadap segala jenis interferensi, termasuk kilat. d. Ukuran kecil dan ringan, sehingga hemat pemakaian ruang. e. Sebagai dasarnya seratnya dibuat dari kaca, tidak dipengaruhi oleh korosi dan tidak berpengaruh pada zat kimia, sehingga tidak tidak akan rusak kecuali kimia pada konsentrasi tertentu. f. Karena yang dikirim adalah signal cahaya, maka tidak ada kemungkinan ada percikan api bila serat atau kabel tersebut putus. Selain itu juga tidak menyebabkan tegangan listrik dalam proses perbaikannya bila ada kerusakan. g. Tidak bersifat mengantarkan listrik, sehingga tidak berpengaruh terhadap tegangan listrik, tidak seperti kabel tembaga yang bisa lossing data karena pengaruh tegangan listrik. 2. Kekurangan: a. Harganya cukup mahal bila dibandingkan dengan teknologi kabel tembaga. b. Cukup besarnya investasi yang diperlukan untuk pengadaan SDM (Sumber Daya Manusia) yang handal, karena tingkat kesulitan dalam implementasi dan deployment fiber optik yang cukup tinggi.
2.2.2
Media Transmisi Tak Terpandu (Wireless)
1.
Gelombang Mikro Merupakan gelombang elektromagnetik dengan frekuensi yang sangat tinggi,
yaitu di atas 3 Ghz. Jika dibedakan dari jenis koneksinya, transmisi gelombang mikro bisa jadi berupa koneksi satu titik bertemu dengan satu titik (point to point) atau satu titik bertemu dengan banyak titik (point to multipoint).
14
Gambar 2.5 Point-to-Point dan Point-to-Multi-Point
Lebar pita jaringan yang dapat dibawa oleh jenis transmisi gelombang mikro cukup besar, mulai dari lebar pita 64 Kbps hingga ratusan mega bit per detik. Kelemahan sistem transmisi ini adalah rentan terhadap cuaca, seperti hujan lebat, mudah terinferensi, atau mudah terganggu oleh gelombang radio yang lain, bahkan oleh dua sistem transmisi gelombang mikro yang berdekatan sekalipun juga dapat terganggu. Dalam proses transmisi antara pemancar dan penerima sinyal diharuskan berada dalam garis pandang serta tidak ada penghalang
2.
Satelit Satelit adalah benda yang mengorbit benda lain dengan periode revolusi dan
rotasi tertentu. Dan satelit komunikasi adalah sebuah satelit buatan yang ditempatkan di angkasa dengan tujuan telekomunikasi menggunakan radio pada frekuensi gelombang mikro. Satelit komunikasi didesain untuk menerima sinyal dari stasiun pengirim di bumi dan mengirimkannya ke stasiun penerima pada stasiun bumi lainnya. Pada dasarnya sistem komunikasi satelit sama dengan komunikasi radio pada umumnya. Bila komuniksi pada jaringan gelombang mikro mempunyai stasiun repeater yang terletak di permukaan bumi, maka satelit pun dapat dianggap sebagai sebuah stasiun repeater yang terletak di angkasa.
15
Komponen utama dari sistem komunikasi satelit adalah sebuah ruas angkasa (space segment) berupa sebuah satelit komunikasi yang berada di orbit geostasioner (36.000 kilo meter di atas permukaan bumi) dan beberapa ruas bumi (earth segment) berupa stasiun-stasiun bumi (earth stations). Keuntungan satelit adalah dapat mencakup area yang luas seperti antar Negara, region bahkan antar benua. Maka dari itu, dapat dikatakan bahwa biayanya lebih murah dibandingkan dengan menggelar kabel antar benua. Meningkatnya trafik telekomunikasi antar benua membuat sistem satelit cukup menarik secara komersial, terlebih lagi layanan mobile yang disediakan melalui satelit bersifat independen.
Gambar 2.6 Sistem Komunikasi Satelit
Kekurangannya adalah keterbatasan teknologi untuk penggunaan antena satelit dengan ukuran yang besar, biaya investasi dan asuransi satelit yang masih mahal.
2.3
Protokol Protokol adalah sekumpulan aturan yang menentukan operasi unit-unit
fungsional untuk dapat berkomunikasi antar dua entitas yang berbeda. Entitas atau entiti adalah segala sesuatu yang mampu menerima dan mengirim, dalam hal ini disebut perangkat. Protokol dapat disebut juga himpunan aturan-aturan utama yang
16
mengatur komunikasi data. Protokol dapat diterapkan dalam mengatur tata cara komunikasi perangkat keras maupun perangkat lunak. Protokol terdiri dari beberapa elemen-elemen penting sebagai berikut:
Syntax: mengacu pada struktur format data, yang mana dalam urutan tampilannya memiliki makna tersendiri. Sebagai contoh, sebuah protokol sederhana akan memiliki urutan pada bit-bit yang dimilikinya, yakni alamat pengirim pada delapan bit pertama, alamat penerima pada delapan bit kedua dan sisanya yaitu bit stream merupakan informasi atau pesan yang ingin dikirim.
Semantics: memasukkan informasi kendali untuk koordinasi dan penanganan kesalahan.
Timing: mengacu pada 2 (dua) karakteristik yaitu kapan data harus dikirim dan seberapa cepat data tersebut dikirim.
Selain
untuk
menghubungkan
sisi
pengirim
dan
penerima
dalam
berkomunikasi, protokol memiliki beberapa fungsi lainnya yaitu: 1.
Fragmentation dan reassembly Fungsinya adalah membagi informasi yang dikirim menjadi beberapa paket data (fragmentation) pada saat sisi pengirim mengirimkan informasi
dan
menggabungkan
setelah lagi
diterima
menjadi
maka
paket
sisi
informasi
penerima
akan
yang lengkap
(reassembly). 2.
Enkapsulasi Fungsinya adalah melengkapi informasi yang dikirimkan dengan alamat (address), kode-kode koreksi dan lainnya.
3.
Connection Control Fungsinya adalah membangun hubungan komunikasi dari sisi pengirim dan penerima, dimana dalam membangun hubungan ini juga termasuk dalam hal pengiriman data dan mengakhiri hubungan.
4.
Flow Control
17
Berfungsi sebagai pengatur perjalanan data dari sisi pengirim ke sisi penerima. 5.
Error Control Dalam pengiriman data tak lepas dari kesalahan, baik itu dalam proses pengiriman maupun pada waktu data itu diterima. Fungsi dari error control ini adalah meng-kontrol terjadinya kesalahan yang terjadi pada waktu data dikirimkan.
6.
Transmission Service Fungsinya adalah memberi pelayanan komunikasi data khususnya yang berkaitan dengan prioritas dan keamanan serta perlindungan data.
Beberapa protokol komunikasi yang akan dibahas dalam laporan ini adalah protokol E1, GFP (Generic Framing Procedure), HDLC (High-level Data Link Contol), PPP (Point to Point Protocol), MLPPP (Multi Link Point to Point Protocol) dan VLAN (Virtual Local Area Network).
2.3.1
Protokol E1 Merupakan struktur terkecil di dalam skema hirarki jaringan PDH
(Plesiochronous Digital Hierarchy). Namun demikian, seiring kemajuan teknologi, E1 dapat dibawa juga dalam transmisi SDH (Synchronous Digital Hierarchy). E1 adalah format transmisi digital dengan 30 kanal suara digital berkecepatan 2,048 Mega bit per detik. E1 merupakan standar Eropa dan digunakan di Indonesia. Standar ini ekivalen dengan standar T1 yang digunakan di Amerika, bedanya kanal yang digunakan oleh T1 hanya 24 sehingga menghasilkan kecepatan transfer 1,544 Mega bit per second. Berikut penggambaran relasi antara E1 dengan STM-1.
18
Gambar 2.7 Penggambaran Relasi E1 dan STM-1
Satu koneksi fisik E1 memiliki 32 timeslot, namun terkadang time slot 0 digunakan untuk framing dan timeslot 16 digunakan untuk signalling. Sehingga E1 dalam lingkup komunikasi suara lebih dikenal dengan link 30 kanal.
Gambar 2.8 E1 dan timeslots
2.3.2
GFP (Generic Framing Procedure) Sejak SDH/SONET secara luas digunakan oleh operator dan memiliki
kemampuan
manajemen
yang
luas,
GFP
(Generic
Framing
Procedure)
dikembangkan untuk memungkinkan transportasi data yang efisien dan handal melalui jaringan SDH/SONET. Merujuk pada standar ITU-T G.7041, GFP (Generic Framing Procedure) menyediakan skema adaptasi sederhana yang memungkinkan pemetaan panjang yang bervariasi dan sinyal data teknologi lain melalui SDH/SONET. GFP menggunakan teknik enkapsulasi yang sangat sederhana dimana tidak menjadi keharusan sebuah frame ethernet dari pelanggan melepas frame layer 2-nya dan memetakannya kembali ke dalam PPP (Point to Point Protocol) seperti yang dibutuhkan oleh POS (Packet Over SONET/SDH, IETF RFC 2615). Teknologi enkapsulasi yang disediakan GFP sangat fleksibel dan kuat yang mendukung keduanya memiliki variabel frame yang panjang dan tetap. Lebar pita 19
yang dikirimkan oleh pengguna relatif tetap. Dan tidak seperti protokol berbasis HDLC, GFP tidak menggunakan karakter khusus untuk pembatasan frame (frame delineation). Enkapsulasi GFP membutuhkan jumlah over head yang tetap yang tidak bercampur dengan konten data. Frame GFP terdiri atas 2 bagian, core header dan payload area. Bagian core header terdiri dari: •
PLI (Payload Length Indicator), mengindikasikan panjanganya payload area. Nilai PLI berkisar antara 4 hingga 65,535
•
cHEC (core Header Error Control)
Dan payload area terdiri dari 3 bagian yaitu, payload header, payload dan payload Frame Check Squence (FCS). Payload header mempunyai panjang bervariasi mulai dari 4 hingga 64 bytes. Payload header terdiri atas: •
PTI (Payload Type Identifier) : 3-bit subfield yang mengidentifikasi jenis payload: client data atau client management
•
PFI (Payload FCS Indicator) : 1-bit subfield yang menunjukkan adanya payload FCS
•
EXI
(Extension
Header
Identifier)
:
4-bit
subfield
yang
mengindentifikasi jenis extension header •
UPI (User Payload Identifier) : 8-bit subfield yang mengidentifikasi jenis pengguna payload
•
Type HEC : 2 bytes
•
Extension Header : 0-60 bytes
20
Gambar 2.9 Struktur Frame GFP
GFP menyediakan dua manfaat utama yaitu sebagai berikut : 1. Memberikan salah satu mekanisme yang seragam untuk mengangkut packet data melewati jaringan SDH. 2. Mekanisme enkapsulasi yang lebih unggul HDLC tanpa lapisan pengolahan ATM.
2.3.3
HDLC (High-level Data Link Control) Protokol HDLC (High-level Data Link Control) yang didefinisikan oleh ISO
(International Standard Organization) menyediakan layanan transmisi transparan pada lapisan data link dari model referensi OSI (Open System Interconnection). 21
HDLC merupakan protokol data link yang menggunakan urutan bit yang unik untuk membatasi awal dan akhir pada setiap PDU (Protocol Data Unit) yang diangkut oleh data link. Paket-paket data HDLC dikirim dalam bentuk frame sinkronus, oleh karena itu HDLC sangat bergantung pada lapisan fisik untuk mengatur metode clocking, sinkronisasi jalur transmisi dan penerimaan frame. Dalam HDLC, frame dibatasi oleh urutan bit yang dikenal sebagai “flag” dengan urutan 8-bit (1 byte) yang unik dari bentuk 01111110. Flag
Address
1 byte
1 byte
Control
1 or 2 bytes
CRC
2 or 4 bytes
Data
Variable length
Gambar 2.10 Frame HDLC
Flag
1 byte
Protokol HDLC biasanya digunakan pada link serial dimana kecepatan jaringan maksimum yang dapat dilewatkan hanya sebesar 2.048 Mbps.
2.3.4
PPP (Point-to-Point Protocol) PPP (Point-to-Point Protocol) telah digunakan secara luas, terutama pada
akses modem analog ke ISP (Internet Service Provider), dimana salah satu node adalah PC (Personal Computer) dan node lainnya adalah router ISP. PPP dirancang untuk mengangkut paket multi-protokol antara dua peers yang terkoneksi dengan jaringan yang sederhana. PPP menyediakan metode untuk transmisi datagram melalui link point-topoint serial, yang meliputi 3 (tiga) komponen utama berikut: •
Sebuah metode untuk mengenkapsulasi datagram multi-protokol.
•
Sebuah LCP (Link Control Protocol) untuk membangun, mengkonfigurasi dan menguji koneksi data link. Hal ini memungkinkan kedua nodenya untuk menegosiasikan berbagai layer link.
22
•
Beberapa NCP (Network Control Protocol) untuk mendirikan dan mengkonfigurasi protokol jaringan yang berbeda. Hal ini memungkinkan kedua nodenya untuk menegosiasikan berbagai layer jaringan.
Sebelum kedua node dapat mulai mengirim paket data, setiap node akhir link PPP harus terlebih dahulu mengirimkan paket LCP untuk mengkonfigurasi dan menguji data link. Setelah link telah ditetapkan, peer dapat dikonfirmasi. Kemudian, PPP harus mengirim paket NCP untuk memilih dan mengkonfigurasi satu atau lebih protokol jaringan. Setelah masing-masing memilih protokol jaringan dan telah dikonfigurasi, datagram dari masing-masing protokol jaringan dapat dikirim melalui link.
Gambar 2.11 Frame PPP
Berikut uraian dari field-field yang terdapat Gambar 2.11: •
Flag; byte tunggal yang menunjukkan awal atau akhir frame. Field flag terdiri dari urutan biner 01111110.
•
Address;
byte
tunggal
yang
berisi
urutan
biner
11111111,
mengidentifikasi terminal-terminal yang ikut serta dalam pengiriman dan penerimaan frame. Setiap terminal memiliki alamat yang unik. •
Control; byte tunggal yang bertugas menentukan bagaimana mengontrol proses komunikasi antar terminal. Bagian ini mengandung perintah, respon, dan nomor urut yang digunakan untuk menjaga keteraturan aliran data dalam sebuah link. Berisi urutan biner 00000011.
•
Protocol; 2 (dua) byte yang mengidentifikasi protokol enkapsulasi di field informasi pada frame.
23
•
Data; nol atau lebih byte yang berisi datagram untuk protokol tertentu di field protokol. Panjang maksimum field informasi adalah 1500 byte.
•
FCS (Frame Check Squence); biasanya terdiri dari 2 (dua) byte, tapi dalam PPP dengan ketentuan khusus panjang field dapat terdiri dari 4 (empat) byte FCS untuk mendeteksi kesalahan.
2.3.5
MLPPP (Multi Link Point-to-Point Protocol) MLPPP (Multi Link Point-to-Point Protocol), didefinisikan dalam RFC 1990,
menyediakan sebuah metode untuk menyebarkan trafik dibeberapa sambungan PPP yang berbeda. Hal ini dapat digunakan, misalnya, untuk menghubungkan computer rumah ke ISP menggunakan 2 (dua) modem 56Kbps tradisional, atau untuk menghubungkan perusahaan melalui 2 (dua) leased line. MLPPP adalah contoh dari sebuah teknologi agregasi link. MLPPP dapat juga disebut metode pemisahan, mengkombinasikan, dan mengurutkan data di beberapa link logis. Contoh lainnya adalah dalam situasi dimana kita memiliki beberapa link DSL (Digital Subscriber Line) dengan sepasang perangkat, “pelebaran pipa” antara dua perangkat tersebut dapat ditingkatkan dengan menggunakan MLPPP, tanpa menggunakan perangkat yang baru ataupun yang lebih mahal.
2.3.6
VLAN (Virtual Local Area Network) VLAN adalah kelompok device dalam sebuah LAN (Local Area Network)
yang dikonfigurasi menggunakan sebuah software manajemen agar dapat berkomunikasi apabila berada dalam jaringan yang sama namun berbeda segmen LAN. Dalam sebuah LAN, setiap komputer terhubung ke port-port yang ada pada sebuah switch sehingga komputer-komputer tersebut bisa saling berkomunikasi satu samalain. Berbeda dengan konsep LAN, yang mana media berbagi terbatas pada lokasi fisik, VLAN adalah pengelompokan logis atas sekumpulan perangkat komputer yang memungkinkan mereka untuk dapat berkomunikasi walau berbeda lokasi fisik peralatan.
24
Gambar 2.12 Switch
Dalam LAN, setiap komputer yang terhubung dengan port switch akan dapat berkomunikasi satu sama lain selama komputer tersebut memiliki skema network address yang sama. Namun, dengan sedikit penambahan konfigurasi logis, yakni penambahan identifikasi VLAN (VLAN ID), maka hanya komputer yang memiliki VLAN ID yang sama yang dapat berkomunikasi satu sama lain. Beberapa cara VLAN menyederhanakan jaringan, diantaranya yaitu: 1. Penambahan, perpindahan dan perubahan jaringan dilakukan dengan mengkonfigurasi sebuah port dengan VLAN yang sesuai. 2. Sekelompok komputer yang memerlukan keamanan yang tinggi dapat dikelompokkan ke dalam sebuah VLAN yang tidak ada komputer lain di luar VLAN tersebut yang dapat berkomunikasi dengannya. 3. Sebagai pengelompokan logis berdasarkan fungsi, VLAN dapat dianggap independen dari lokasi fisik. 4. VLAN dapat meningkatkan keamanan jaringan. 5. VLAN-VLAN meningkatkan jumlah broadcast domain pada saat yang sama memperkecil ukurannya sendiri.
2.4
SDH (Synchronous Digital Hierarchy) Proses transmisi data melalui suatu media transmisi dapat dibagi secara
khusus dalam beberapa bagian yang lebih khusus, yaitu framing, error-checking, serta kemampuan untuk me-manage link, dan lain-lain. Fungsi-fungsi khusus tersebut
25
dalam sistem komunikasi optik distandarkan oleh 2 badan yang terkait. Oleh ITU-T (International Telecommunication Union-Telecommunication Standards Sector), fungsi-fungsi tersebut distandarkan dalam bentuk SDH (Synchronous Digital Hierarchy), sementara oleh ANSI (American National Standards Institute) T1x1.5 fungsi-fungsi tersebut distandarkan dalam bentuk SONET (Synchronous Optical Network). Pada dasarnya SONET merupakan bagian dari SDH, perbedaan yang paling jelas antara lain dalam hal terminologi. Di dalam rekomendasi ITU-T G.707, SDH merupakan suatu teknologi yang mempunyai struktur transport secara hierarki dan didesain untuk mengangkut informasi (payload) yang disesuaikan dengan tepat dalam sebuah jaringan transmisi. SDH merupakan standar internasional untuk jaringan telekomunikasi kecepatan tinggi dengan media optik atau elektrik yang memungkinkan pengiriman sinyal digital dalam kapasitas yang beragam. SDH banyak digunakan oleh penyedia jasa telekomunikasi karena memiliki beberapa keunggulan yang nyata, diantaranya: 1.
Laju transmisi yang tinggi.
2.
Merupakan suatu standar yang telah diterapkan secara global.
3.
Dapat terinterkoneksi secara multi-vendor sehingga tidak perlu penyesuaian spesifik untuk interkoneksi dengan vendor yang berbeda.
4.
Menurunkan tingkat kompleksitas konfigurasi jaringan, terutama dalam fungsi add & drop.
5.
High aviability & Capacity matching
6.
Tingkat reliabilitas yang tinggi.
7.
Merupakan
future-proof
platform
untuk
jenis-jenis
layanan
telekomunikasi yang baru. Bagaimana teknologi
SDH dapat menurunkan tingkat kompleksitas
konfigurasi jaringan dapat dilihat dalam skema yang tergambar pada gambar berikut.
26
Gambar 2.13 Konfigurasi Jaringan Teknologi SDH
Sementara komparasi tingkat fleksibilitas SDH dalam interkoneksi dalam konteks multi-vendor dibandingkan dengan teknologi PDH (Plesiochronous Digital Hierarchy) dapat pula diskemakan menjadi bentuk pada gambar berikut:
Gambar 2.14 Komparasi Interkoneksi Multi Vendor
27
Hirarki transport SDH berdasarkan pada kelipatan 155,52 Mbps dengan satuan dasar kecepatan transfer data yang disebut STM (Synchronous Transfer Module). Dan berikut adalah tingkatan kecepatan transfer pada SDH.
Tabel 2.1 Tingkatan Kecepatan SDH Tingkatan STM-1 STM-4 STM-16 STM-64
Bit Rate 155 Mbps 622 Mbps 2,5 Gbps 10 Gbps
Frame-frame STM-1 berukuran 2.430 oktet (1 oktet terdiri dari 8 bit). Satu frame STM-1 ditransmisikan dalam bentuk sembilan oktet overhead diikuti 261 oktet data sesungguhnya (payload). Hal ini terus berulang hingga 2.430 oktet terkirim dan berlangsung selama 125 mikro detik (125 µs).
Gambar 2.15 Frame SDH
Berikut perhitungan ukuran satu frame STM-1: 1 frame = 2430 oktet (9x9 over head ditambah 9x261 payload) 1 oktet = 8 bits 1 𝑓𝑟𝑎𝑚𝑒 = 2430𝑥8 = 19440 𝑏𝑖𝑡𝑠
1 frame dikirim dalam 125 µs, maka dalam satu detik akan terkirim 8000 frame.
Maka, laju pengiriman bit dalam STM-1 adalah: 𝐿𝑎𝑗𝑢 𝑝𝑒𝑛𝑔𝑖𝑟𝑖𝑚𝑎𝑛 𝑏𝑖𝑡 = 8000 𝑥 19440 = 155520000 𝑏𝑖𝑡 𝑝𝑒𝑟 𝑑𝑒𝑡𝑖𝑘
28
Gambar 2.16 Hirarki SDH
Secara umum jaringan SDH memiliki arsitektur sebagai berikut:
Gambar 2.17 Arsitektur Umum Jaringan SDH
ADM
(Add
Drop
Multiplexer)
merupakan
terminal
akses
yang
menghubungkan pengguna dengan jaringan SDH (Synchronous Digital Hierarchy). Sebuah ADM memiliki kemampuan untuk menambah satu atau lebih bandwidth yang lebih rendah menjadi aliran data bandwidth yang lebih tinggi untuk dapat bertukar informasi dengan ring dan pada saat yang bersamaan mengarahkannya ke beberapa jaringan yang lain. Keluaran dari ADM dapat berupa aliran data sebesar STM-1
29
sebesar 155,52 Mbit/s, STM-4 sebesar 622.08 Mbit/s, STM-16 sebesar 2.488,32 Mbit/s atau mendekati 2,5 Gbps, maupun STM-64 sebesar 9.953,28 Mbit/s atau mendekati 10 Gbps.
2.5
Ethernet Merupakan jenis skenario perkabelan dan pemrosesan sinyal untuk data
jaringan komputer yang dikembangkan oleh Xerox Corp pada tahun 1970-an dan menjadi popular pada tahun 1980-an karena diterima sebagai standar IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineer) 802.3. Kecepatan yang dapat dibawa dengan standar ethernet saat ini sudah mencapai bilangan Gigabit per detik. 2.5.1
Cara Kerja Ethernet Pada model referensi OSI, segmen operasi ethernet terletak di dua layer, Data
link layer dan physical layer. Ethernet merupakan sebuah teknologi jaringan yang menggunakan metode transmisi baseband yang mengirim sinyalnya secara serial 1 bit pada satu waktu. Ethernet beroperasi dalam modus half-duplex, yang berarti setiap node dapat menerima dan mengirim data tapi tidak dapat melakukan keduanya secara bersamaan. Ethernet menggunakan metode kontrol akses media CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection) untuk menentukan node mana yang dapat mentransmisikan data pada waktu tertentu melalui media yang digunakan, setiap node juga dapat memeriksa lalu lintas pada jaringan. Konsep CSMA/CD ini menekankan jika pada saat pengiriman terjadi tabrakan, maka akan dilakukan pengiriman ulang dengan waktu acak. Jadi, ketika sebuah komputer ingin mengirimkan data, maka dia akan melakukan pengecekan jalur terlebih dahulu. Jika tidak ditemukan sinyal yang sedang menggunakan jalur, maka dia akan mulai mengirimkan data. Jika pada saat pengecekkan ditemukan transmisi data lain dan terjadi tabrakan (collision), maka komputer tersebut diharuskan mengulang permohonan pengiriman pada selang waktu berikutnya yang dilakukan secara acak (random). Dengan demikian, maka jaringan efektif bisa digunakan secara bergantian.
30
Gambar 2.18 CSMA/CD
2.5.2
Standar Ethernet Standar ethernet mendefinisikan beberapa implementasi dari physical layer,
diantaranya:
1. 10BASE2 Network 10BASE2 dihubungkan dengan menggunakan kabel coaxial RG-58 menggunakan konektor Bayonet Neill Concelman (BNC). 2. 10BASE5 Memiliki karakteristik yang sama dengan 10BASE2, tetapi dengan jarak maksimum sebesar 500m. 5 disini juga menunjukkan kelipatan dari 100m. 3. 10BASE-T 10BASE-T memiliki panjang maximum segment sebesar 100m dan transmisi data sebesar 10Mbps. 10BASE-T dapat menggunakan kabel CAT3, CAT4, atau CAT 5 UTP/STP. 4. 10BASE-FL 10BASE-FL juga memiliki transmisi data sebesar 10Mbps, tetapi berjalan
31
diatas kabel serat optik. Hal ini membuat panjang maksimum segmentnya bisa mencapai 2km. 5. Fast Ethernet Fast Ethernet digunakan untuk network dengan kecepatan melebihi 10Mbps. 6. 100BASE-TX 100BASE-TX, seperti halnya 10BASE-T menggunakan UTP atau STP cat5, 10BASE-T memiliki panjang maximum segment 100m. 100 disini juga menunjukkan kecepatannya yang bisa mencapai 100Mbps. 7. 100BASE-T4 100BASE-T4 memiliki ciri yang sama dengan 100BASE-TX hanya saja 100BASE-T4 dapat menggunakan kabel Cat3, Cat4 atau Cat5 UTP/STP. 8. 100BASE-FX 100BASE-FX menggunakan kabel optik single-mode atau multimode. Fiber multimode (MM) digunakan untuk half-duplex dapat mencapai jarak 412m. Fiber Single-mode (SM) digunakan untuk full-duplex dapat mencapai 10.000m.
2.5.3
Frame Ethernet Sebuah frame ethernet memiliki ukuran minimum 64 byte, dan maksimum
1518 byte dengan 1500 byte berisi maksimum jumlah data yang dapat ditransmisikan (payload) dan 18 byte sisanya berisi informasi mengenai alamat sumber, alamat tujuan, protokol jaringan yang digunakan dan beberapa informasi lainnya yang disimpan pada header serta footer. Frame digunakan untuk membungkus paket yang datang dari network layer. Ada beberapa jenis frame ethernet, diantaranya yaitu frame ethernet_II, frame 802.3, frame 802.2, dan SNAP (Subnetwork Access Protocol). Disini penulis akan mencontohkan frame ethernet_II saja.
32
Gambar 2.19 Frame ethernet_II
Preamble adalah sebuah alokasi yang memiliki panjang 8 bytes. 7 bytes dari alokasi ini merupakan susunan angka 0 dan 1 (setiap byte berisi urutan bit 10101010) yang digunakan untuk melakukan sinkronisasi dengan pihak penerima, sedangkan 1 bytes terakhir yang berisi 10101011 mengindikasikan bahwa frame tersebut adalah frame pertama. Sehingga, alokasi ini berfungsi untuk melakukan sinkronisasi dengan pihak penerima dan menandai setiap ethernet frame. Destination Address adalah sebuah alokasi yang memiliki panjang 6 bytes yang menandakan alamat tujuan kemana frame yang bersangkutan akan dikirimkan. Alamat tujuan ini bisa berupa alamat unicast ethernet, alamat multicast ethernet, atau alamat broadcast ethernet. Alamat unicast ethernet merupakan alamat fisik ethernet yang bersangkutan, yang berupa MAC address, sedangkan alamat broadcast ethernet merupakan sebuah alamat yang memiliki semua bitnya diset ke angka 1, sehingga membentuk pola alamat FF:FF:FF:FF:FF:FF. Source Address adalah alamat pengirim, terdiri dari 6 bytes yang mengidentifikasi alamat pengirim. Format alamat SA tidak bisa berupa alamat broadcast atau multicast.
33
EtherType adalah sebuah alokasi yang memiliki panjang 2 bytes yang menandakan protokol lapisan tinggi yang terkandung di dalam ethernet frame yang bersangkutan. Alokasi ini bertindak sebagai tanda pengenal protokol dalam format frame ethernet II. Payload, alokasi payload untuk sebuah frame ethernet_II berisi sebuah protocol data unit (PDU) yang dimiliki oleh sebuah protokol lapisan yang lebih tinggi. Ethernet_II dapat mengirimkan data dengan ukuran maksimum 1500 bytes. FCS (Frame Check Squence) adalah sebuah alokasi yang ukurannya 4 bytes yang menyediakan verifikasi integritas bit terhadap keseluruhan frame ethernet_II yang bersangkutan. Alokasi FCS ini juga disebut dengan Cyclic Redundancy Check (CRC).
2.6
EOS (Ethernet Over SDH) EOS (Ethernet Over SDH) merupakan kelanjutan dari pengembangan
teknologi SDH yang banyak dipakai saat ini sebagai hirarki pemultiplekan yang berbasis pada transmisi sinkron. EOS membantu untuk mengembangkan jaringan SDH agar menjadi jaringan data yang berefisiensi tinggi.
Gambar 2.20 Konsep EOS [Mentari-Sinergi.co.id]
Saat
ini
sudah
banyak
perangkat
dengan
teknologi
berbasis
ethernetdipabrikasi dengan teknologi berbasis SDH yang telah mengkombinasikan
34
GFP (Generic Framing Procedure), VCAT (Virtual Concatenation) dan LCAS (Link Capacity Adjustment Scheme) didalamnya. EOS dengan menggabungkan GFP, VCAT dan LCAS menyediakan peningkatan efisiensi bandwidth untuk transportasi data, sementara memungkinkan penyedia jasa untuk mengoperasikan jaringan SDH sebagai jaringan utama pembawa pada ethernet.
2.6.1
VCAT (Virtual Concatenation) VCAT (Virtual Concatenation) adalah prosedur dalam SDH/SONET yang
memetakan trafik masuk ke dalam sejumlah individu sub-rate payload SDH/SONET. Prosedur ini merupakan kebalikan dari proses multiplexing. VCAT, ditentukan dalam ITU-T G.707/Y.1332, menyediakan teknik yang memungkinkan pengelompokkan kanal SDH/SONET secara bebas. Ini menciptakan kanal dengan ukuran yang tepat di atas lapisan tranport untuk efisien penggunaan bandwidth. VCAT membagi bandwidth ke dalam individual Virtual Container (VC) yang dikelompokkan secara logis ke dalam VCG (Virtual Container Group). Setiap anggota VCG diarahkan dan diangkut secara individu di seluruh jaringan transportasi SDH dan digabungkan kembali dengan VC yang lain pada node tujuan untuk membentuk VCG secara keseluruhan. Oleh karena itu, elemen-elemen jaringan harus mendukung VCAT pada sumber dan tujuan. VCAT menyediakan penggunaan bandwidth yang jauh lebih efisien untuk transportasi antarmuka pengguna data. VCAT dapat disediakan dalam dua cara berbeda: 1. High Order-VCAT Besaran bandwidth yang dialokasikan sekitar 51 Mbit/s (STS1/VC-3) atau 155 Mbit/s (STS3/VC-4). Pengalokasian bandwidth dilakukan dalam kelipatan 51 Mbit/s, oleh karena itu high order-VCAT dapat digunakan untuk penyediaan trafik di Gigabit Ethernet. Hal ini membuat high orderVCAT ideal untuk aplikasi metro. 2. Low Order-VCAT
35
Besaran bandwidth yang dialokasikan sekitar 1,5 Mbit/s (VT 1.5/VC11) atau 2 Mbit/s (VT 2/VC-12). Bandwidth yang dialokasikan dalam potongan 2 Mbit/s, oleh karena itu low order-VCAT digunakan untuk penyediaan trafik di 10/100 Mbit/s ethernet dan biasa digunakan dalam jaringan akses.
2.6.2
LCAS (Link Capacity Adjustment Scheme) Dalam jaringan tradisional SDH/SONET, mengubah kapasitas kanal cukup
memakan waktu dan prosedur yang sulit serta mahal. Link harus dalam kondisi down (sehingga mengganggu trafik), mengubah kapasitas dan kemudian memulai trafik kembali. LCAS (Link Capacity Adjustment Scheme), ditentukan dalam ITU-T G.7042/Y.1305, adalah metode untuk menambah atau mengurangi bandwidth VC atau VCG yang telah di-concatenate secara dinamis. Dengan LCAS, VCG dapat diubah ukurannya setiap saat tanpa mengganggu lalu lintas jaringan. LCAS juga mampu menghapus sementara anggota dari VCG yang mengalami kegagalan. Anggota yang mengalami kegagalan secara otomatis akan menyebabkan penurunan bandwidth dan setelah ada perbaikan, bandwidth akan meningkat secara otomatis.
36
