BAB II TINJAUAN PUSTAKA

4

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

TRANSMISION CONTROL PROTOCOL / INTERNET PROTOCOL (TCP/IP) Protokol dikatakan tangguh jika dapat mendeteksi dan memperbaiki kesalahan dengan cepat. Dari hasil survei pada sebuah penelitian didapat ada 60 ”standar” protokol dan beberapa di antaranya yang dinyatakan sesuai standar secara spesifik untuk embedded system (Bhargav & Koopman 1993). Hasil survei tersebut menyatakan beberapa protokol yang terkenal disusun dalam bentuk tree seperti tampak pada Gambar 1.

Gambar 1 ”standar” protocol family tree (Bhargav & Koopman 1993).

Beberapa keuntungan menggunakan TCP/IP pada embedded system adalah : 1. Memiliki kecepatan yang lebih tinggi dibandingkan dengan RS232, RS485 dan metode komunikasi tradisional 2. Kompabilitas yang luas, embedded system dapat dihubungkan ke LAN / WAN 3. Komunikasi yang sangat reliable berdasarkan standar internasional 4. Terdapat banyak pilihan jenis / merek mikrokontroller yang dapat digunakan 5. Mudah dikoneksikan dengan komputer (PC)

5

TCP/IP adalah sebuah arsitektur jaringan yang dipakai dalam jaringan Internet. TCP/IP dilahirkan oleh ARPANET, sebuah pusat riset yang disponsori oleh DoD (Departemen Pertahanan AS). Sampai sekarang model ini sudah berkembang sedemikian pesatnya. Semua referensinya di atur di dalam standar RFC (Request For Comment) (Sutantyo & Utomo 2006). Dalam proses komunikasi data antar komputer melalui Internet dibutuhkan suatu protokol, yaitu kumpulan peraturan yang mengatur proses komunikasi antar piranti elektronik, salah satunya TCP/IP (transmisi yang dikenal dengan protokol internet). TCP/IP merupakan yang digunakan untuk mengirim data antar komputer dalam jaringan tanpa adanya batasan perangkat keras maupun perangkat lunak. Protokol ini dapat dimanfaatkan sebagai sarana pengiriman data informasi atau kendali melalui jaringan komputer. Internet protocol (IP), User datagram Protocol (UDP), dan Transmission Control Protocol (TCP) merupakan dasar komunikasi berbasis jaringan. TCP/IP berasal dari dua protokol, yaitu TCP dan IP. Komunikasi TCP/IP memberikan interface yang sederhana walaupun sebenarnya sangat kompleks. Penggunaan fungsi TCP/IP terdapat pada palette Function, Communication, TCP. Seperti halnya pada DAQ (data acquisition), instrumentasi dan komunikasi menggunakan port I/O, proses tersebut diawali dengan membuka koneksi, membaca dan menulis informasi dan diakhiri dengan menutup koneksi. Pada kebanyakan komunikasi menggunakan port I/O, prosesor selalu mengawali dengan koneksi ke server disk drive, server instrumen eksternal atau server DAQ. Dengan koneksi TCP/IP, komputer dapat berfungsi sebagai client atau server. Pada awalnya Internet digunakan untuk menunjukan jaringan yang menggunakan Internet protocol (IP) tapi dengan semakin berkembangnya jaringan, istilah ini sekarang sudah berupa istilah generik yang digunakan untuk semua kelas jaringan. Internet digunakan untuk menunjuk pada komunitas jaringan komputer worldwide yang saling dihubungkan dengan protokol TCP/IP. Perkembangan TCP/IP yang diterima luas dan praktis menjadi standar de facto jaringan komputer berkaitan dengan ciri-ciri yang terdapat pada protokol itu sendiri yang merupakan keunggulun dari TCP/IP. Sistem protokol jaringan terkadang merujuk pada network model. Pada umumnya orang dengan sistem yang menggunakan Internet yang juga merujuk

6

kepada keluarga TCP/IP. Berbeda dengan OSI (Open System Interconection) yang dikeluarkan ISO (International Standart Organization) di mana TCP/IP menggunakan emapt lapisan (layers) sedangkan OSI menggunakan tujuh lapisan dalam melakukan komunikasi, kedua lapisan ini dapat dilihat pada Gambar 2. OSI ISO dari lapisan terbawah hingga tertinggi dikenal physical layer, link layer, network layer, transport layer, session layer, presentation layer dan application layer. Masing-masing lapisan mempunyai fungsi masing-masing dan tidak tergantung antara satu dengan lainnya.

Gambar 2 Lapisan protokol TCP/IP dan OSI ISO (Dostalek & Kabelova 2006). Dari ketujuh lapisan ini hanya physical layer yang merupakan perangkat keras selebihnya merupakan perangkat lunak. physical layer merupakan media penghubung untuk mengirimkan informasi digital dari satu komputer ke komputer lainnya yang secara fisik dapat kita lihat. Berbagai bentuk perangkat keras telah dikembangkan untuk keperluan ini. Satu diantaranya yang cukup banyak digunakan untuk keperluan jaringan komputer lokal (LAN) di Indonesia adalah ARCnet yang banyak digunakan menggunakan perangkat lunak Novell. Untuk

7

keperluan Wide Area Network (WAN) dapat kita dapat menyambungkan berbagai LAN ini menggunakan media radio atau telepon menjadi satu kesatuan.

PRINSIP KERJA INTERNET PROTOCOL (IP) Fungsi dari Internet Protocol secara sederhana dapat diterangkan seperti cara kerja kantor pos pada proses pengiriman surat. Surat dimasukkan ke kotak pos akan diambil oleh petugas pos dan kemudian akan dikirim melalui rute yang acak, tanpa si pengirim maupun si penerima surat mengetahui jalur perjalanan surat tersebut. Juga ketika mengirimkan dua surat yang ditujukan pada alamat yang sama pada hari yang sama, belum tentu akan sampai bersamaan karena mungkin surat yang satu akan mengambil rute yang berbeda dengan surat yang lain. Di samping itu, tidak ada jaminan bahwa surat akan sampai di tangan tujuan, kecuali jika kita mengirimkannya menggunakan surat tercatat. Prinsip di atas digunakan oleh Internet Protocol, "surat" di atas dikenal dengan sebutan datagram. Sebuah datagram terdiri dari bagian header dan data. Header mempunyai bagian tetap sebesar 20 bytes (5x32bit) dan bagian optional yang panjangnya dapat

berubahubah.

Datagram

ditransmisikan

dari

kiri

ke

kanan.Format datagram dapat dilihat pada Gambar 3.

Gambar 3 Format datagram (Sutantyo & Utomo 2006)

Internet protocol (IP) berfungsi menyampaikan datagram dari satu komputer ke komputer lain tanpa tergantung pada media kompunikasi yang digunakan. Data transport layer dipotong menjadi datagram-datagram yang dapat dibawa oleh IP. Tiap datagram dilepas dalam jaringan komputer dan akan

8

mencari sendiri secara otomatis rute yang harus ditempuh ke komputer tujuan. Hal ini dikenal sebagai connectionless transmition. Dengan kata lain, komputer pengirim datagram sama sekali tidak mengetahui apakah datagram akan sampai atau tidak. Untuk membantu mencapai komputer tujuan, setiap komputer dalam jaringan TCP/IP harus diberikan alamat IP. Alamat IP harus unik untuk setiap komputer, tetapi tidak menjadi halangan bila sebuah komputer mempunyai beberapa IP address. IP address terdiri atas 8 byte data yang mempunyai nilai dari 0-255 yang sering ditulis dalam bentuk [xx.xx.xx.xx] (xx mempunyai nilai dari 0255). Pada header Internet Protocol selain alamat IP dari komputer tujuan dan komputer pengirim datagram juga terdapat beberapa informasi lainnya. Informasi ini mencakup jenis dari protokol transport layer yang ditumpangkan di atas IP. Tampak pada Gambar 2 ada dua jenis protokol pada transport layer yaitu TCP dan UDP. Informasi penting lainnya adalah Time-To-Live (TTL) yang menentukan berapa lama untaian Internet protocol dapat hidup di dalam jaringan. Nilai TTL akan dikurangi satu jika untaian Internet protocol melalui sebuah komputer, hal ini penting artinya terutama karena untaian Internet protocol dilepas di jaringan komputer. Jika karena satu dan lain hal untaian Internet protocol tidak berhasil menemukan alamat tujuan maka dengan adanya TTL Internet protocol akan mati dengan sendirinya pada saat TTL bernilai nol. Setiap untaian Internet protocol yang dikirimkan diberikan identifikasi sehingga bersama-sama dengan alamat IP komputer pengirim data dan komputer tujuan, tiap untaian Internet protocol dalam jaringan adalah unik. Khususnya untuk pemakai jaringan komputer hal yang terpenting untuk dipahami secara benar-benar adalah konsep alamat IP. Lembaga yang mengatur alamat IP adalah Network Information Center (NIC) di Department pertahanan di Amerika serikat yang beralamat di [email protected]. Pengaturan alamat IP adalah penting, terutama pada saat mengatur routing secara otomatis. Sebagai contoh jaringan komputer di amatir radio mempunyai alamat IP kelas yang mempunyai alamat [44.xx.xx.xx]. Khusus untuk amatir radio di Indonesia alamat IP yang digunakan adalah

[44.132.xx.xx].

Sedangkan

di

Canada

mempunyai

alamat

IP

[44.135.84.22]. Hal ini terlihat dengan jelas bahwa alamat IP di radio amatir

9

sifatnya geografis. Dari alamat IP tersebut dapat dibaca bahwa mesin pengguna berada di jaringan 44 di Internet yang dikenal sabagai AMPRNet (ampr.org). 135 menandakan bahwa pengguna berada di Canada. 84 memberitahukan bahwa pengguna berada di kota Waterloo di propinsi Ontario, sedang 22 adalah nomor mesin penguna. Dengan konsep alamat IP, rute perjalanan IP dalam jaringan komputer dapat dilakukan secara otomatis. Sebagai contoh, jika sebuah komputer di Internet akan mengirimkan IP ke [44.135.84.22], pertama-tama IP yang dilepas di jaringan akan berusaha mencari jalan ke jaringan 44.135.84, setelah mesin yang mengubungkan jaringan 44.135.84 tercapai

IP tersebut akan

mencoba

menghubungi mesin 22 di jaringan tersebut. Kesemuanya ini dilakukan secara otomatis oleh program. Tentunya sukar bagi manusia untuk mengingat sedemikian banyak alamat IP. Untuk memudahkan, dikembangkan Domain Name System (DNS).

PRINSIP KERJA TRANSMISION CONTROL PROTOCOL (TCP) Berbeda dengan Internet Protocol (IP), TCP mempunyai prinsip kerja seperti "virtual circuit" pada jaringan telepon. TCP lebih mementingkan tata-cara dan keandalan dalam pengiriman data antar proses di antara dua komputer dalam jaringan. TCP tidak perduli dengan apa-apa yang dikerjakan oleh IP, yang penting adalah hubungan komunikasi antara dua komputer berjalan dengan baik. Dalam hal ini, TCP mengatur bagaimana cara membuka hubungan komunikasi, jenis aplikasi apa yang akan dilakukan dalam komunikasi tersebut (misalnya mengirim e-mail, transfer file.) Di samping itu, IP juga mendeteksi dan mengoreksi jika ada kesalahan data. TCP mengatur seluruh proses koneksi antara satu komputer dengan komputer yang lain dalam sebuah jaringan komputer. Berbeda dengan IP yang mengandalkan mekanisme connectionless pada TCP mekanisme hubungan adalah connection oriented. Dalam hal ini, hubungan secara logis akan dibangun oleh TCP antara satu komputer dengan komputer yang lain. Dalam waktu yang ditentukan komputer yang sedang berhubungan harus mengirimkan data atau acknowledge agar hubungan tetap berlangsung. Jika hal ini tidak sanggup dilakukan maka dapat diasumsikan bahwa komputer yang sedang

10

berhubungan dengan kita mengalami gangguan dan hubungan secara logis dapat diputus. TCP mengatur multiplexing dari data yang dikirim/diterima oleh sebuah komputer. Adanya identifikasi pada TCP header memungkinkan multiplexing dilakukan. Hal ini memungkinkan sebuah komputer melakukan beberapa hubungan TCP secara logis. Bentuk hubungan adalah full duplex, hal ini memungkinkan dua buah komputer saling berbicara dalam waktu bersamaan tanpa harus bergantian menggunakan kanal komunikasi. Untuk mengatasi saturasi (congestion) pada kanal komunikasi, pada header TCP dilengkapi informasi tentang flow control. Hal yang cukup penting untuk dipahami pada TCP adalah nomor port. Nomor Port menentukan pelayanan yang dilakukan oleh program aplikasi di atas TCP. Nomor-nomor ini telah tentukan oleh Network Information Center dalam Request For Comment (RFC) 1010. Sebagai contoh untuk aplikasi File Transfer Protocol (FTP) di atas transport layer TCP digunakan port number 20 dan masih banyak lagi. Prinsip kerja dari TCP berdasarkan prinsip client-server. Server adalah program pada komputer yang secara pasif akan mendengarkan (listen) nomor port yang telah ditentukan pada TCP. Sedang client adalah program yang secara aktif akan membuka hubungan TCP ke komputer server untuk meminta pelayanan yang dibutuhkan. State diagram kerja TCP diperlihatkan pada Gambar 4. Pada state diagram Gambar 4, client akan secara aktif membuka hubungan (active open) dengan mengirimkan sinyal SYN (state SYN SENT) ke komputer server tujuan. Jika server menerima sinyal SYN maka server yang saat itu berada pada state LISTEN akan mengirimkan sinyal SYN dan ke dua komputer (client & server) akan ke state ESTAB. Jika tidak ada tanggapan dari komputer yang dituju, maka program akan kembali pada state CLOSE. Setelah pelayanan yang dilakukan telah selesai maka client akan mengirimkan sinyal FIN dan computer client akan berada pada state FIN WAIT sampai sinyal FIN dari server diterima. Pada saat menerima sinyal FIN, server akan ke state CLOSE WAIT hingga hubungan diputus. Akhirnya kedua komputer akan kembali pada state CLOSE.

11

Passive Open

CLOSED SYN (active open)

CLOSED SYNC SENT

closse Receive SYN

closse

LISTEN Send SYN

ESTAB

FIN WAIT

CLOSE WAIT

Receive FIN

Send FIN (close)

CLOSED

Gambar 4 State diagram kerja TCP

Satuan paket data dari TCP disebut segment. Sebuah segment terdiri dari header dan data. Header mempunyai bagian tetap 20 bytes dan bagian optional yang panjangnya dapat berubah-ubah. Gambar 5 berikut adalah format header TCP.

Gambar 5 Format header TCP (Sutantyo & Utomo 2006).

Header dikirimkan dari kiri ke kanan. TCP menambahkan pseudo-header untuk keperluan perhitungan checksum pada segment-nya. Sehingga perhitungan checksum pada TCP meliputi header dan data TCP serta pseudo-header TCP. Pseudo header ini hanya berguna untuk perhitungan checksum saja dan tidak ikut dikirimkan bersama dengan header dan data. Maksud penggunaan pseudo-header ini adalah untuk memastikan bahwa segment telah mencapai tujuannya dengan benar. Gambar 6 menampilkan format pseudo header. Guna masing-masing field pada segment dan pseudoheader dapat dilihat di referensi RFC 793, mengingat keterbatasan panjang penulisan.

12

Gambar 6 Format pseudo header (Sutantyo & Utomo 2006).

EMBEDDED SYSTEM Embedded system adalah komputer system dengan fungsi yang spesial, mempunyai logika komputer dalam circuit board dan chips, terkadang mempunyai UI (User Interface), contohnya adalah hand phone, DVD player, dan lain-lain. Sedangkan General purpose Computer memungkinkan software yang berbeda untuk tujuan yang berbeda (Kharisma 2010). Embedded system termasuk cabang ilmu komputer karena embedded system merupakan

mengunakan perhitungan komputasi dengan resource terbatas

(memory & CPU Cycle). Desain embedded system membentuk sistem elektronika yang didesain telah terintegrasi perangkat keras dan perangkat lunak. Perangkat keras terkait dengan komponen elektronika dan interkoneksinya dalam rangkaian. Sedangkan perangkat lunak bekerja untuk mengatur kerja bagian-bagian yang terdapat dalam rangkaian dengan komponen mikroprosesor sebagai otak dari sistem. Suatu target yang ingin dicapai dari pengembangan embedded system adalah kemampuan membangun implementasi sistem yang berbasiskan sistem embedded. Sehingga untuk mencapai hal ini strategi penelitian yang dikembangkan mencakup dua hal, yaitu penelitian untuk memperkuat pemahaman konsep embedded system dan penelitian dalam rangka penerapan embedded system dalam berbagai area aplikasi nyata. Beberapa embedded system yang banyak ditemui saat ini : · Sistem Pemrosesan Siynal : Real-time video, DVD players, peralatan kesehatan. · Distributed control :Network routers, switches, firewalls, mass transit systems, elevators · “Small” systems : Mobile phones, pagers, toys, smartcards, MP3 players, PDA, kamera digital, sensors.

13

Adapun Karakteristik dari Embedded System adalah sebagai berikut : - Menjadi bagian dari sistem yang lebih besar - Application-specific, bahkan sebagian bekerja dengan real-time Baik hardware maupun software dirancang khusus untuk aplikasi yang spesifik. Software yang dipergunakan untuk embedded system biasa disebut dengan firmware, dan disimpan di dalam ROM atau Flash Memory. Firmware tersebut bekerja dengan sumber daya yang sangat terbatas. (Tanpa Monitor, Keyboard dan memory yang besar). - Interaksi dengan dunia fisik

Aspek-aspek yang membedakan Embedded System dari sistem lain (Saliman, 2006) :

a. Biaya (cost) Hal ini merupakan aspek yang dapat dikatakan paling penting karena sangat mempengaruhi desain suatu embedded system secara keseluruhan. Dalam membuat suatu embedded system, biasanya dipilih komponen-komponen secara optimal, yaitu yang memungkinkan implementasi sistem tersebut tetapi dengan biaya yang serendah-rendahnya. Hal ini karena perbedaan harga sedikit saja dapat sangat berpengaruh ketika embedded system tersebut harus dipasarkan secara luas dalam jumlah yang besar. b. Constraint waktu Tidak sedikit embedded system yang sekaligus merupakan real-time system, yaitu sistem yang prosesnya terbatasi oleh batas waktu. Sistem-sistem ini umumnya merupakan sistem yang digunakan untuk keperluan yang kritikal, dan harus selalu aktif. Dengan demikian tidak seperti system komputer desktop yang dapat dilakukan reboot, misalnya untuk menjaga kestabilannya atau menangani serangan tertentu seperti virus, dalam embedded system tertentu hal tersebut mungkin tidak dapat diterima. Embedded system harus selalu stabil, termasuk dalam gangguan oleh serangan. Harus diperhatikan bagaimana jika suatu realtime system mengalami serangan Denial of Service (DoS) yang membuatnya menjadi lambat sehingga batas waktunya tidak lagi terpenuhi.

14

c. Interaksi langsung dengan dunia nyata Banyak embedded system, umumnya embedded control application, harus berhubungan langsung dengan dunia nyata. Akibatnya adalah kesalahan suatu gangguan bisa berakibat lebih fatal dibandingkan sistem komputer yang biasa. Jika misalnya suatu komputer server yang menyimpan database mengalami gangguan, paling parah yang terjadi adalah kehilangan data, dan apabila database tersebut di-backup secara berkala maka kerugiannya lebih kecil lagi. Hal ini akan sangat berbeda jika misalnya sistem kontrol dalam suatu pabrik kimia mengalami gangguan dan melakukan kesalahan. d. Constraint energi Banyak embedded system yang mengambil daya dari baterai. Hal ini berarti munculnya satu titik serangan baru pada embedded system, yaitu power supply. e. Elektronika Masih berhubungan dengan yang terakhir, karena embedded system merupakan sistem yang sangat erat dengan elektronika, maka serangan-serangan atau gangguan juga mungkin dilakukan secara elektrik, misalnya analisis dengan multimeter, logic analyzer, dan sebagainya. Walaupun sistem komputer lain pada dasarnya juga merupakan alat elektronik, tetapi kemungkinan hal ini dilakukan lebih tinggi untuk embedded system.

Sifat – sifat pada Embedded Software · Timeliness, Proses fisik memerlukan waktu. · Concurrency, Di dunia fisik, banyak kejadian berlangsung pada waktu yang sama. · Liveness - Program tidak boleh berakhir. - Harus mempertimbangkan hal-hal seperti timing, konsumsi power, fault recovery, security, dan robustness. · Interfaces · Heterogenety · Reactivity

15

POWERLINE COMMUNIATION (PLC) Sesuai namanya, Powerline Communication (PLC) adalah komunikasi data yang dilakukan melalui jalur listrik (Carcelle 2006). Jalur listrik merupakan hal yang sangat umum dan sangat mudah ditemukan. Hampir setiap kamar di setiap rumah pasti menyediakan stop kontak, bahkan beberapa di antaranya menyediakan lebih dari satu stop kontak. Berbekal kenyataan ini, secara sederhana dapat disimpulkan bahwa komunikasi via jalur listrik ini sangatlah mudah dilakukan karena infrastrukturnya sudah ada. Proses pemasangan PLC ini sangatlah mudah dan cukup murah (karena infrastruktur jalur listrik dan stop kontak sudah pasti ada di setiap rumah). Hanya perlu membeli PLC adapter yang sudah mulai banyak dijual dengan harga terjangkau. PLC adapter ini bentuknya cukup praktis, kira-kira seperti adaptor pada umumnya. PLC adapter ini harus dipasang pada stop kontak listrik biasa. Adapter yang di pasaran memiliki beberapa jenis dilihat dari fungsinya, adapter ini ada yang berfungsi sebagai antarmuka jala-jala listrik dengan komputer sebagai media jaringan lokal atau biasa disebut LAN (Local Area network) dan ada yang berfungsi sebagai antarmuka untuk mengendalikan peralatan listrik / elektronik melalui jala-jala listrik, perangkat ini biasa disebut modem PLC. Modem PLC sendiri memiliki antarmuka (interface) terhadap perangkat listrik/elektronik tersendiri tergantung perangkat listrik/elektronik tersebut, di penelitian ini modem PLC yang digunakan memakai serial data interface atau yang biasa disebut RS232. Perangkat yang menggunakan RS232 / serial sebagai antarmuka terhadap perangkat lain memiliki metode untuk menselaraskan data agar data yang dikirim dapat diterima dan dimengerti oleh perangkat yang menerimanya. Ada dua metode untuk menyelaraskan data antara pengirim (transmiter) dan penerima (receiver) yaitu dengan syncronous dan asyncronous. Syncronous memerlukan sinyal penentu dalam menentukan satu bit data yang kirim sehingga penerima dapat mengerti bahwa yang dikirim merpakan suatu bit, sinyal penentu ini biasa disebut sinyal clock, sedangkan asyncronous menggunakan penentuan kecepatan kirim data dalam satuan waktu yang disebut baut rate, baut rate ini perlu disamakan

16

ukurannya antara pengirim dan penerima, selain itu juga diperlukan satu bit untuk penanda mulai mengirim dan satu bit untuk akhir. Tenaga listrik yang dibangkitkan oleh pusat-pusat pembangkit pada proses pendistribusiannya ke pelanggan dialirkan melalui jaringan transmisi tenaga listrik (Gambar 7).

Gambar 7 Infrastruktur jaringan listrik ke pelanggan (Carcelle 2006). Pada jaringan kabel tenaga listrik masih memungkinkan dilewatkan sinyal frekuensi di atas 60 Hz sampai orde beberapa MHz (Mega Hertz). Fakta tersebut menunjukkan bahwa pada jaringan tenaga listrik masih terdapat kapasitas frekuensi yang tidak gunakan. Teknologi PLC memanfaatkan kanal frekuensi yang tidak digunakan tersebut sebagai frekuensi transmisinya. Umumnya frekuensi yang digunakan berkisar antara 9kHz- 200Mhz.

PERANGKAT PLC Perangkat-perangkat yang dibutuhkan dalam merealisasikan jaringan PLC yaitu Base Station, Modem, Repeater, dan Gateway. Base Station dan Modem adalah perangkat dasar dari sistem PLC. Tugas utama dari perangkat dasar adalah persiapan sinyal dan konversinya yang untuk selanjutnya ditransmisikan melalui kabel listrik dan akan ditangkap di penerima. Berikut ini penjelasan fungsi dari masing-masing perangkat PLC. a. Modem

17

Sebuah Modem PLC merupakan alat dasar komunikasi data yang digunakan oleh pengguna melalui media transmisi kabel listrik. Pada sisi pengguna ada beberapa standard interface yang dapat digunakan, misalnya Ethernet dan USB dan RJ45. Pada sisi lainnya Modem PLC ini dihubungkan dengan kabel listrik yang menggunakan metode kopling khusus sehingga dapat menginjeksikan sinyal data ke media kabel listrik dan dapat diterima di sisi penerima seperti tampak pada Gambar 8.

Gambar 8 Desain koneksi PLC Modem (Hrasnica et. al 2004). Kopling tersebut berguna untuk memastikan pemisahan listrik dengan aman dan juga berguna sebagai high pass filter yang memisahkan sinyal komunikasi di atas frekuensi 9 kHz dari frekuensi daya listrik 50 atau 60 Hz. Untuk mengurangi emisi elektromagnetik dari saluran listrik, kopling tersebut bekerja di antara dua fasa pada area akses dan sebuah fasa dan pada konduktor yang netral di area dalam rumah. Modem PLC ini melakukan semua fungsinya pada layer fisik termasuk modulasi dan pengkodean. Data link juga dilakukan pada Modem PLC ini termasuk MAC (Medium Access Control) dan LLC (logical Link Control) sublayer. Interface yang digunakan di modem PLC ini biasanya berupa serial interface. b. Base Station Sebuah Base Station PLC menghubungkan sistem akses dari PLC ke jaringan backbone. Base Station ini merealisasikan hubungan antara jaringan komunikasi backbone dan media transmisi kabel listrik. Namun, Base Station tidak menghubungkan perangkat pengguna secara sendiri, tetapi dapat menyediakan jaringan komunikasi multiple, seperti xDSL, SDH untuk koneksi jaringan kecepatan tinggi, WLL untuk koneksi wireless, dan lainnya. Dengan cara

18

ini, sebuah Base Station dapat digunakan untuk merealisasikan hubungan dengan jaringan Backbone menggunakan teknologi komunikasi yang bervariasi seperti yang diilustrasikan pada Gambar 9.

Gambar 9 Pemasangan PLC base station (Hrasnica et. al., 2004).

Biasanya Base Station mengontrol jaringan akses PLC. Namun, realisasi dari jaringan kontrol atau fungsi khususnya dapat direalisasikan dalam cara terdistribusi. Pada kasus khusus setiap Modem PLC dapat mengambil alih kontrol sebuah jaringan operasi dan perealisasian hubungan dengan jaringan backbone. c. Repeater Dalam beberapa kasus, jarak antara pengguna PLC yang ditempatkan di jaringan layanan low-voltage dan Base Station terlalu jauh untuk saling terhubung. Agar dapat terealisasi maka dibutuhkan beberapa Repeater. Repeater berfungsi membagi jaringan menjadi beberapa segmen, dan dapat mengubah jangkauan yang dapat dicakupi oleh jaringan sistem PLC. Segmen atau tingkatan pada jaringan dipisah dengan menggunakan frekuensi yang berbeda-beda. Cara kerjanya yaitu Repeater menerima sinyal transmisi pada frekuensi f1, dikuatkan dan diinjeksikan ke jaringan namun dalam bentuk frekuensi f2. Namun, Repeater tidak mengubah isi dari informasi yang ditransmisikan (Gambar 10).

Gambar 10 Repeater sebagai penguat (Hrasnica et. al. 2004).

19

d. Gateway Ada dua pendekatan untuk koneksi yang dapat dilakukan oleh pengguna PLC melalui soket dinding ke jaringan sistem PLC: 1. Direct connection, yaitu koneksi langsung 2. Indirect connection over a Gateway, yaitu koneksi melalui Gateway Pada kasus pertama, Modem PLC langsung dihubungkan ke seluruh jaringan Low voltage dan juga langsung terkoneksi ke Base Station. Tidak ada pembagian antara area outdoor dan indoor, dan sinyal komunikasi ditransmisikan melalui unit Power meter. Namun, layanan pada jaringan Power Supply indoor dan outdoor sangatlah berbeda, yang dikarenakan masalah tambahan lain yaitu karakteristik dari saluran transmisi dan masalah kesesuaian elektromagnet (Gambar 11).

Gambar 11 Interkoneksi PLC tanpa menggunakan gateway (Hrasnica, et al. 2004). Oleh karena itu, pada sistem indirect connection digunakan sebuah Gateway dan sering digunakan sebagai solusi untuk direct connection. Gateway digunakan untuk membagi jaringan akses PLC dengan jaringan PLC di dalam gedung atau rumah (Gambar 12). Gateway juga mengkonversikan atau mengubah sinyal yang ditransmisikan antara frekuensi yang digunakan wilayah akses dan area gedung atau rumah, biasanya diletakkan dekat dengan meteran listrik. Fungsi tambahan lainnya yaitu memastikan pembagian akses dalam sebuah rumah atau gedung pada logical network. Sehingga, Modem PLC yang ada pada area ruang lingkup sebuah gedung atau rumah dapat saling berkomunikasi tanpa khawatir informasi akan keluar ke area akses. Pada kasus ini, sebuah Gateway PLC berfungsi sebagai local Base station yang mengontrol komunikasi antara Modem PLC internal dan juga antar alat internal dan sebuah akses network. Umumnya sebuah Gateway

20

dapat diletakkan di manapun di dalam jaringan akses PLC untuk menyediakan sinyal regenerasi(fungsi sebagai Repeater) dan juga pembagi jaringan pada tingkat logis. Dengan cara ini, sebuah PLC dapat dibagi menjadi beberapa subnetwork yang menggunakan media transmisi fisik yang sama

Gambar 12 Interkoneksi PLC dengan menggunakan gateway (Hrasnica et al. 2004). Pada Gambar 12 dapat dilihat, kedua Gateway dioperasikan sebagai Repeater yang mengkonversikan sinyal transmisi antar frekuensi f1 dan f2(atau f2 dan f3), sama baik dengan f2 dan f3(atau f2 dan f3). Komunikasi antar anggota dari subnetwork dan Base station sangat mungkin jika melalui Gateway yang bertanggung jawab. Jaringan tersebut dapat diatur sehingga Base Station tersebut langsung mengendalikan sejumlah pengguna (subnetwork I). Gateway tersebut dihubungkan

ke

jaringan

dengan

cara

yang

sama

seperti

Repeater.

Kesimpulannya, jumlah yang meningkat dari Gateway dalam sebuah jaringan PLC mengurangi kapasitas dan mengakibatkan biaya yang tinggi. Namun, saat Repeater hanya menyediakan sinyal sederhana yang diteruskan, Gateway dapat menyediakan layanan pembagian secara pintar pada sumber jaringan yang ada, dan memastikan jaringan yang lebih efisien.