TUGAS AKHIR. PEMODELAN DAN OPTIMASI PADA JARINGAN INTERNET PROTOCOL Over SYNCHRONOUS DIGITAL HIERARCHY (IP Over SDH) NORA WAHYUNI

TUGAS AKHIR

PEMODELAN DAN OPTIMASI PADA JARINGAN INTERNET PROTOCOL Over SYNCHRONOUS DIGITAL HIERARCHY (IP Over SDH)

Diajukan untuk memenuhi salah satu persyaratan dalam menyelesaikan pendidikan sarjana (S-1) pada Departemen Teknik Elektro

Oleh

NORA WAHYUNI 030402042

DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2008 Nora Wahyuni : Pemodelan Dan Optimasi Pada Jaringan Internet Protocol Over Synchronous Digital Hierarchy (Ip Over Sdh), 2008. USU Repository © 2009

ABSTRAK Jaringan Internet Protocol over Synchronous Digital Hierarchy (IP over SDH) adalah gabungan dua lapisan jaringan, yaitu lapisan internet yang berbasiskan Internet Protocol dan Synchronous Digital Hierarchy. Pada jaringan IP over SDH yang menjadi lapisan transport adalah SDH, sedangkan trafiknya berasal dari lapisan internet. Pemakaian kapasitas link dalam melayani pengiriman informasi harus seefisien mungkin. Untuk itu perlu dilakukannya optimasi dan analisa terhadap faktor-faktor yang mempengaruhi kinerja jaringan pada masing-masing lapisan. Dalam Tugas Akhir ini yang dioptimasi dan dianalisa adalah utilisasi link maksimum, kapasitas masing-masing link dan kapasitas jalur yang dipakai dalam pengiriman informasi . Teknik optimasi yang digunakan adalah teknik simplex dan interior point yang merupakan bagian dari linear programming dan perhitungan untuk keduanya dilakukan dengan menggunakan Matlab. Dari hasil analisis diperoleh bahwa kapasitas jalur dan dan kapasitas link, lebih optimal pada saat kedua lapisan digabungkan. Untuk mengoptimasi jaringan sederhana seperti lapisan IP dan SDH lebih baik menggunakan teknik simplex, sedangkan untuk jaringan IP Over SDH teknik interior point lebih efisien.

Nora Wahyuni : Pemodelan Dan Optimasi Pada Jaringan Internet Protocol Over Synchronous Digital Hierarchy (Ip Over Sdh), 2008. i USU Repository © 2009

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT atas segala rahmat dan karunia-Nya kepada penulis sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini yang berjudul “Pemodelan dan Optimasi pada Jaringan IP Over SDH”. Penulisan Tugas Akhir ini merupakan salah satu syarat akademis untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik di Departemen Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Dengan selesainya Tugas Akhir ini, tidak terlepas dari bantuan banyak pihak yang telah memberikan masukan-masukan kepada penulis. Untuk itu penulis mengucapkan banyak terima kasih setulusnya kepada : 1. Kedua orang tuaku tercinta, Ayahanda Ramli dan Ibunda Nurhayati yang telah memberikan dukungan moril, doa, dan materil serta limpahan kasih sayang yang tiada terkira dan tiada mungkin terbalaskan. 2. Adik-adikku tersayang, Rizki, Nasdi, Tia, Zaimi dan Reza yang selalu memberikan semangat dalam menyelesaikan tugas akhir ini. 3. Bapak Rahmad Fauzi ST. MT, selaku Dosen Pembimbing Tugas Akhir, atas segala bimbingan, pengarahan dan motivasi dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini. 4. Bapak Ir. Nasrul Abdi MT dan Bapak Rahmad Fauzi ST. MT, selaku Ketua Departemen dan Sekretaris Departemen Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.

Nora Wahyuni : Pemodelan Dan Optimasi Pada Jaringan Internet Protocol Over Synchronous Digital Hierarchy (Ip ii Over Sdh), 2008. USU Repository © 2009

5. Bapak Ir. R. Sugih Arto Yusuf, selaku Dosen Wali penulis yang senantiasa memberikan bimbingan selama penulis mengikuti perkuliahan. 6. Seluruh staf pangajar Departemen Teknik Elektro yang telah membekali penulis dengan berbagai disiplin ilmu. 7. Seluruh pegawai dan karyawan Departemen Teknik Eletktro Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. 8. Cewek-cewek TE’03 (Wita, Dewi sie, Mei, Dewi ”komp”, Pipin, Fany, Nanda, Qotul dan K’Widi) dan teman-teman ’03 lainnya, terima kasih atas semangatnya. 9. Resti, Yuni, Rika, Tia dan Nanda, yang selalu memberikan semangat dan dukungannya walaupun dari jauh. 10. Dan semua pihak yang telah banyak membantu penulis selama menyelesaikan Tugas Akhir ini

Penulis menyadari bahwa masih banyak kekurangan dari Tugas Akhir ini, baik dari materi maupun teknik penyajiannya, mengingat kurangnya pengetahuan dan pengalaman penulis. Oleh karena itu, kritik dan saran yang membangun sangat penulis harapkan. Medan, Maret 2007 Penulis

NORA WAHYUNI NIM : 030402042

Nora Wahyuni : Pemodelan Dan Optimasi Pada JaringaniiiInternet Protocol Over Synchronous Digital Hierarchy (Ip Over Sdh), 2008. USU Repository © 2009

DAFTAR ISI

ABSTRAK ........................................................................................................... KATA PENGANTAR

i

...................................................................................... ii

DAFTAR ISI ....................................................................................................... iv DAFTAR GAMBAR

......................................................................................... vii

DAFTAR TABEL ............................................................................................... viii DAFTAR SINGKATAN....................................................................................... ix

BAB I

PENDAHULUAN................................................................................... 1 1.1 Latar Belakang .............................................................................. 1 1.2 Rumusan Masalah .......................................................................... 2 1.3 Tujuan

......................................................................................... 3

1.4 Batasan Masalah ............................................................................. 3 1.5 Metodologi Penulisan...................................................................... 3 1.6 Sistematika Penulisan .................................................................... 4

BAB II JARINGAN TELEKOMUNIKASI...................................................... 6 2.1 Pengantar

.................................................................................... 6

2.2 Trafik pada IP.................................................................................... 7 2.2.1

Arsitektur Jaringan IP ........................................................ 10

2.1.2

Komponen-Komponen Jaringan IP .................................... 12 2.2.2.1 Repeater ................................................................ 12

Nora Wahyuni : Pemodelan Dan Optimasi Pada Jaringan Internet Protocol Over Synchronous Digital Hierarchy (Ip iv Over Sdh), 2008. USU Repository © 2009

2.2.2.2 Bridge .................................................................... 13 2.2.2.3 Router ................................................................... 13 2.2.3

Prinsip Kerja Lapisan IP ................................................... 14

2.3 Jaringan SDH

.............................................................................. 15

2.3.1 Arsitektur Jaringan SDH ....................................................... 17 2.3.2 Komponen-Komponen Jaringan SDH ................................... 19 2.3.2.1 Bingkai STM-N....................................................... 20 2.3.2.2 Virtual Container (VC) ........................................... 21 2.3.2.3 Tributary Unit (TU) dan Tributary Unit Group (TUG) ........................................................ 21 2.3.2.4 Administrative Unit (AU) dan Administrative Unit Group (AUG) ...................................................... 22 2.3.2.5 Overhead ................................................................. 22 2.3.2.6 Pointer .................................................................... 23 2.3.3 Prinsip Kerja SDH.................................................................. 23 2.4 Pemodelan yang digunakan dalam jaringan IP over SDH. ................ 24 2.5 Parameter-parameter yang digunakan dalam jaringan IP over SDH... 32

BAB III TEKNIK OPTIMASI DAN LINEAR PROGRAMMING............... . 34 3.1. Teknik Optimasi ............................................................................... 34 3.2. Teknik Optimasi Dalam Linier Programming .................................. 35 3.2.1 Formulasi Model LP............................................................... 36 3.2.2 Bentuk Umum Model LP ....................................................... 36 Nora Wahyuni : Pemodelan Dan Optimasi Pada Jaringan Internet Protocol Over Synchronous Digital Hierarchy (Ip v Over Sdh), 2008. USU Repository © 2009

3.2.3 Teknik Simplex ..................................................................... 37 3.2.4 Teknik Interior Point ............................................................. 40

BAB IV PERUMUSAN OPTIMASI JARINGAN IP Over SDH .................. 43 4.1 Perumusan Optimasi Trafik pada IP................................................... 43 4.2 Perumusan Optimasi Jaringan SDH ................................................ 45 4.3 IP over SDH, Rancangan Gabungan Dua-Lapisan

................ 47

4.4 Asumsi-Asumsi yang Dipakai pada Masing-Masing Jaringan........... 50

BAB V HASIL OPTIMASI DAN ANALISA PADA JARINGAN IP Over SDH

............................................................ 52

5.1 Hasil Optimasi dan Analisa Lapisan IP ............................................. 52 5.2 Hasil Optimasi dan Analisa Jaringan Transport SDH ....................... 57 5.3 IP over SDH ....................................................................................... 60

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ............................................................ 69 5. 1 Kesimpulan ...................................................................................... 69 5.2 Saran

............................................................................................ 70

DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................... 64 DAFTAR ISTILAH.............................................................................................. 72 LAMPIRAN

............................................................................................. 73

Nora Wahyuni : Pemodelan Dan Optimasi Pada Jaringan Internet Protocol Over Synchronous Digital Hierarchy (Ip vi Over Sdh), 2008. USU Repository © 2009

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1

Klasifikasi Jaringan Telekomunikasi .......................................... 6

Gambar 2.2

Perjalanan IP................................................................................. 8

Gambar 2.3

Lapisan TCP/IP............................................................................. 9

Gambar 2.4

Format datagram IP....................................................................... 10

Gambar 2.5

Paket Routing................................................................................ 15

Gambar 2.6

Arsitektur Jaringan SDH............................................................... 18

Gambar 2.7

Bingkai STM-N .......................................................................... 21

Gambar 2.8

Struktur Multiplexing Berdasarkan G.707.................................... 24

Gambar 2.9

Contoh Jaringan Empat Node

Gambar 2.10

Contoh Jaringan Empat Node: demand volume dan harga link... 27

Gambar 2.11

Contoh Jaringan Empat Node: alokasi.......................................... 28

Gambar 2.12

Contoh Jaringan lima node dengan tiga node utama dan

................................................. 25

dua node perantara........................................................................ 30 Gambar 2.13

Contoh Jaringan lima node dengan empat node utama dan satu node perantara ...................................................................... 31

Gambar 5.1

Jaringan IP Empat Node ............................................................ 54

Gambar 5.1

Jaringan SDH

Gambar 5.3

IP over SDH

............................................................ 57 ............................................................................ 65

Nora Wahyuni : Pemodelan Dan Optimasi Pada Jaringan Internet Protocol Over Synchronous Digital Hierarchy (Ip vii Over Sdh), 2008. USU Repository © 2009

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1

Kecepatan Transmisi untuk SONET/SDH ........................................ 16

Tabel 2.2

Kecepatan pada VC dan VT ............................................................ 16

Tabel 5.1

Hasil Optimasi Trafik IP

Tabel 5.2

Hasil Optimasi Untuk Kapasitas Jaringan SDH................................. 59

Tabel 5.3

Hasil Optimasi pada Jaringan IP over SDH

............................................................... 56

.................................. 66

Nora Wahyuni : Pemodelan Dan Optimasi Pada Jaringan Internet Protocol Over Synchronous Digital Hierarchy (Ip viii Over Sdh), 2008. USU Repository © 2009

DAFTAR TERMINOLOGI

ADM

:

adddrop multiplexers

ARP

:

Address Resolution Protocol

CCITT

:

International

Telegraph

and

Telephone

Consultative

Committee d

:

demand

DCS

:

Digital Cross Connect

DS

:

delay sensitive service

DVU

:

demand volume Unit

DXC

:

Digital Cross Connect

ICMP

:

Internet Control Message Protocol

IP

:

Internet Protocol

ISP

:

Internet Service Provider

ITU-T

:

International

Telecommunication

Union

-

Telecommunications Standardization Sector LAN

:

Local Area Network

LCU

:

Link Capacity Unit

LP

:

Linear Programming

OC

:

Optical Carrier

PDH

:

Pleisynchronous Digital Hierarchy

PoS

:

packet over SONET

SDH

:

Synchronous Digital Hierarchy

Nora Wahyuni : Pemodelan Dan Optimasi Pada Jaringan Internet Protocol Over Synchronous Digital Hierarchy (Ip ix Over Sdh), 2008. USU Repository © 2009

SONET

:

Synchronous Optical Network

SPE

:

Synchronous Payload Envelope

STM

:

Synchronous Transportr Module

STS

:

Synchronous Transfer Signal

TCP/IP

:

Transmission Control Protocol/Internet Protocol

TOH

:

Transport Overhead

TTL

:

Time to Live

UDP

:

User Datagram Protocol

VC

:

Virtual Container

VT

:

Virtual Tributaries

Nora Wahyuni : Pemodelan Dan Optimasi Pada Jaringan Internet Protocol Over Synchronous Digital Hierarchy (Ip x Over Sdh), 2008. USU Repository © 2009

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Jaringan internet adalah salah satu fasilitas yang banyak digunakan dalam pengiriman informasi pada masa sekarang ini, baik berupa data, suara maupun gambar. Sebagian besar dari aplikasi pada internet menggunakan Transmission Control Protocol/Internet Protocol (TCP/IP), dimana protokol kuncinya adalah protokol IP. Komputer pada titik asal bertanggung jawab untuk membagi pesanpesan aplikasi (seperti, web pages, email) ke dalam paket-paket yang lebih kecil pada titik asal dan menggabungkannya kembali ke dalam susunan yang benar pada sisi yang lain. Jaringan Synchronous Digital Hierarchy (SDH) merupakan jaringan yang memakai hirarki multiplexing berbasis pada transmisi sinkron yang ditetapkan oleh International Telegraph and Telephone Consultative Committee (CCITT) yang hirarkinya hampir sama dengan Synchronous Optical Network (SONET) yang dipakai di Amerika Serikat. SDH adalah jaringan circuit-switching yang merupakan jaringan utama pada sistem telepon dan juga digunakan jaringan packet-switching, seperti internet dan ATM. Trafik pada jaringan internet dapat ditransmisikan melalui jaringan SDH. Dalam hal ini SDH berfungsi sebagai jaringan transport untuk melewatkan informasi-informasi yang dikirimkan melalui internet. Gabungan dari kedua jaringan ini selanjutnya disebut IP over SDH. Di dalam pemakaian jaringan SDH itu sendiri, Nora Wahyuni : Pemodelan Dan Optimasi Pada Jaringan Internet Protocol Over Synchronous Digital Hierarchy (Ip 1 Over Sdh), 2008. USU Repository © 2009

provider IP harus membayar pemakaian kapasitas jaringan oleh IP kepada penyedia jaringan SDH. Untuk meminimalkan harga yang harus dibayar tanpa mengurangi kapasitas link yang dibutuhkan, pihak provider perlu melakukan optimasi pada beberapa faktor yang berhubungan dengan kinerja jaringan internet itu sendiri, diantaranya utilisasi maksimum pada trafik jaringan internet dan pemakaian kapasitas jalur yang akan digunakan untuk melayani banyaknya permintaan kapasitas oleh pengguna internet. Terdapat beberapa teknik optimasi yang dapat digunakan, diantaranya teknik yang memakai linear programming, mixed-integer programming dan teknik stochastic heuristic. Penulis tertarik untuk melakukan optimasi pada jaringan tersebut dengan menggunakan teknik simplex dan interior point untuk memperoleh pembagian kapasitas link ke dalam jalur-jalur yang akan melayani permintaan pengguna internet.

1.2 Rumusan Masalah Berdasarkan latar belakang di atas, maka dapat dirumuskan beberapa permasalahan antara lain : 1. Bagaimana proses optimasi jaringan IP over SDH dengan penggunaan teknik simplex dan interior point pada masing-masing lapisan dan penggabungan keduanya? 2. Bagaimana pengaruh penggabungan dua lapisan IP over SDH terhadap penggunaan kapasitas link dalam pengiriman informasi?

Nora Wahyuni : Pemodelan Dan Optimasi Pada Jaringan Internet Protocol Over Synchronous Digital Hierarchy (Ip 2 Over Sdh), 2008. USU Repository © 2009

3. Apa keunggulan masing-masing teknik yang dipakai pada optimasi jaringan tersebut?

1.3 Tujuan Tujuan dari Tugas Akhir ini adalah melakukan optimasi pada jaringan IP over SDH dengan menggunakan teknik simplex dan interior point.

1.4 Batasan Masalah Agar masalah yang dibahas pada Tugas Akhir ini lebih terarah dan tidak menyimpang dari topik yang dibahas, maka penulis perlu membatasi masalah sebagai berikut : 1. Analisis dititikberatkan pada optimasi jaringan IP over SDH dengan teknik simplex dan teknik interior point. 2. Pada jaringan trafik IP yang dianalisa hanya optimasi utilisasi maksimum dan komponen yang mempengaruhi utilisasi maksimum. 3. Pada jaringan SDH yang dianalisa hanya meliputi kapasitas link dan bandwidth yang digunakan. 4. Pada jaringan IP over SDH, harga ρ (utilisasi link) yang dipakai adalah hasil optimasi pada jaringan IP dengan masing-masing teknik.


1.5 Metodologi Penulisan Metode penulisan yang digunakan dalam Tugas Akhir ini adalah sebagai berikut : 1. Studi literatur, yaitu dengan: •

Bimbingan dengan dosen pembimbing Tugas Akhir.

•

Menelaah buku-buku dan jurnal-jurnal referensi yang berkaitan dengan masalah yang diungkapkan.

2. Analisis, yaitu menganalisis optimasi jaringan IP dan SDH, melalui beberapa langkah sebagai berikut: •

Memilih model sistem yang dipelajari.

•

Menentukan parameter kinerja sistem.

•

Memilih hubungan (relasi) matematis untuk setiap parameter kinerja sistem.

•

Mendapatkan data numerik dari relasi matematis tiap parameter kinerja sistem.

•

Melakukan analisis terhadap data yang diberikan dan menentukan solusi analitiknya.

1.6 Sistematika Penulisan Materi pembahasan dalam Tugas Akhir ini diurutkan dalam enam bab yang diuraikan sebagai berikut: BAB I

: PENDAHULUAN Bab ini berisi tentang latar belakang masalah, rumusan masalah, tujuan penulisan, batasan masalah, metode penulisan dan sistematika penulisan.


BAB II : JARINGAN TELEKOMUNIKASI Bab ini membahas mengenai jaringan telekomunikasi, khususnya trafik IP dan SDH, Arsitektur IP dan SDH, prinsip kerja dan utilisasi pada keduanya.

BAB III : TEKNIK OPTIMASI DAN LINEAR PROGRAMMING Bab ini membahas tentang teknik optimisasi dan contoh-contohnya dalam linear programming.

BAB IV : PERUMUSAN OPTIMASI JARINGAN IP Over SDH Bab ini membahas tentang perumusan pada jaringan IP Over SDH.

BAB V : HASIL OPTIMASI DAN ANALISA PADA JARINGAN IP Over SDH Bab ini menunjukkan hasil optimasi dan analisanya pada jaringan IP Over SDH.

BAB VI : PENUTUP Bab ini berisi kesimpulan dari tugas akhir ini dan saran dari penulis.


BAB II JARINGAN TELEKOMUNIKASI

2.1. Pengantar Jaringan Telekomunikasi secara garis besar dapat dikelompokkan ke dalam dua kategori, yaitu jaringan komunikasi switch dan jaringan komunikasi broadcast. Seperti yang terlihat pada Gambar 2.1[1], jaringan komunikasi switch selanjutnya dibagi lagi menjadi jaringan circuit-switching dan jaringan packet-switching. Contoh jaringan circuit-switching adalah jaringan telepon, SDH dan jaringan wavelength routing optical. Kemudian jaringan packet-switching dibagi lagi menjadi connectionoriented dan jaringan connectionless. Contoh utama jaringan connectionless adalah jaringan IP[1]. Pada Tugas Akhir ini yang akan dibahas secara rinci adalah jaringan trafik IP dan SDH.

JARINGAN KOMUNIKASI

JARINGAN KOMUNIKASI BROADCAST

JARINGAN KOMUNIKASI SWITCH

• ethernet • jaringan paket radio • jaringan satelit

JARINGAN CIRCUIT-SWITCH

JARINGAN PACKET-SWITCH

• jaringan telepon • jaringan wavelength routing

JARINGAN CONNECTIONORIENTED

• • • •

X.25 ATM Frame Relay MPLS

JARINGAN CONNECTIONLESS

• Jaringan IP

Gambar 2.1 Klasifikasi Jaringan Telekomunikasi Nora Wahyuni : Pemodelan Dan Optimasi Pada Jaringan Internet Protocol Over Synchronous Digital Hierarchy (Ip 6 Over Sdh), 2008. USU Repository © 2009

2.2 Trafik pada IP Pada proses pengiriman informasi di dalam jaringan internet, kedua komputer pada sisi pengirim dan penerima, harus memastikan ada tidaknya informasi yang hilang dalam perjalanan. Oleh karena itu, Transmission Control Protocol/Internet Protocol (TCP/IP) dibuat untuk memastikan dan menjaga integritas pada suatu jaringan. IP memegang peranan penting dalam TCP/IP karena jangkauannya atas interkoneksi jaringan.

Sebuah paket IP akan membawa data

aktual yang dikirimkan melalui jaringan dari satu titik ke titik lainnya. Seluruh data yang berasal dari lapisan di atas IP harus dilewatkan, diolah dan dipancarkan oleh IP sebagai paket IP, agar sampai ke tujuan. Dalam melakukan pengiriman informasi, IP memiliki sifat yang dikenal dengan unreliable, connectionless, datagram delivery service[2]. Unreliable (ketidakandalan) merupakan salah satu sifat IP yang berarti bahwa IP tidak menjamin datagram yang dikirim pasti sampai ke tujuan. Jika di perjalanan paket tersebut terjadi hal-hal yang tidak diinginkan (salah satu jalur putus, router

mengalami

kemacetan,

jaringan

tujuan

sedang

down),

IP

hanya

memberitahukan ke pengirim paket melalui Internet Control Message Protocol (ICMP), bahwa terjadi masalah dalam pengiriman paket IP ke tujuan. Layanan yang lebih baik, disediakan oleh protokol yang berada di atas lapisan IP (TCP dan aplikasi pengguna). Connectionless berarti bahwa dalam megirim paket dari sumber ke tujuan, pihak pengirim dan penerima paket IP sama sekali tidak mempunyai kesepakatan terlebih dahulu. Sedangkan datagram delivery service berarti setiap paket data yang Nora Wahyuni : Pemodelan Dan Optimasi Pada Jaringan Internet Protocol Over Synchronous Digital Hierarchy (Ip 7 Over Sdh), 2008. USU Repository © 2009

dikirim adalah independen terhadap paket data yang lain. Akibatnya, jalur yang ditempuh oleh masing-masing paket IP ke tujuannya dapat berbeda satu dengan yang lainnya. Karena jalur yang ditempuh berbeda, kedatangan peket pun bisa jadi tidak berurutan. Hal tersebut dapat dilihat pada Gambar 2.2[2], dimana paket 3, 4, 5 melalui jalur yang berbeda dengan 1 dan 2. Paket 3 ditransmisikan ulang karena router 2 down, sehingga kedatangannnya tidak berurut seperti awalnya.

Gambar 2.2 Perjalanan IP

IP memberikan layanan lapisan jaringan terbaik untuk menghubungkan komputer-komputer menjadi suatu jaringan komputer. IP melayani pengiriman datagram antara node-node yang berhubungan dengan menggunakan perutean IP. Jaringan untuk trafik IP biasanya menggunakan protokol routing dinamik dalam menemukan jalur alternatif ketika suatu link tidak dapat dilalui. Karena itu, jaringan ini tahan terhadap kegagalan pada setiap link atau router, tetapi tidak ada jaminan terhadap suksesnya pengiriman. Beberapa aplikasi dapat menggunakan

layanan

dasar ini dan menggunakan protokol transport yang dikenal dengan user datagram Nora Wahyuni : Pemodelan Dan Optimasi Pada Jaringan Internet Protocol Over Synchronous Digital Hierarchy (Ip 8 Over Sdh), 2008. USU Repository © 2009

protocol (UDP) untuk mengakses layanan yang lebih baik sesuai dengan yang diharapkan. Kebanyakan pengguna internet membutuhkan penambahan fungsi seperti pengatur error end-to-end dan pengatur rangkaian untuk memberikan layanan yang andal (sama dengan yang disediakan oleh virtual circuit). Kemungkinan ini dibentuk oleh TCP yang digunakan dalam jaringan internet dari asal ke tujuan. Pada ruang lingkup LAN (Local Area Network), protokol biasanya dibawa oleh ethernet, tapi untuk link jarak jauh, protokol link yang biasa digunakan adalah link serat optik. Protokol lain yang berhubungan dengan lapisan jaringan IP adalah ICMP dan Address Resolution Protocol (ARP). Sekumpulan protokol ini berada pada lapisan internet yang merupakan bagian dari lapisan-lapisan TCP/IP, sebagaimana yang dimodelkan pada Gambar 2.3[2].

Lapisan Aplikasi (SMTP, FTP, HTTP) Lapisan Transport (TCP, UDP) Lapisan Internet (IP, ICMP, ARP) Lapisan Interface Jaringan (Ethernet, X25, SLIP, PPP)

Jaringan Fisik

Gambar 2.3 Lapisan TCP/IP Nora Wahyuni : Pemodelan Dan Optimasi Pada Jaringan Internet Protocol Over Synchronous Digital Hierarchy (Ip 9 Over Sdh), 2008. USU Repository © 2009

2.2.1 Arsitektur IP Paket-paket data dalam IP dikirimkan dalam bentuk datagram, yang terdiri atas header IP dan muatan IP (payload). Header IP mempunyai ukuran yang bervariasi, yakni berukuran 20 hingga 60 byte, dalam penambahan 4 byte. Header IP menyediakan dukungan untuk memetakan jaringan, identifikasi IP, ukuran header IP dan datagram IP, dukungan fragmentasi, dan juga IP options. Sedangkan muatan IP juga mempunyai ukuran yang berbeda, yaitu berkisar dari 8 hingga 65515 byte.

Version

Header Length

Type of Service

Identification

Time to Live

Total Length of Datagram

Flags

Protocol

Fragment Offset

Header Checksum

Source IP address

Destination IP Address Options Strict Source Routing, Loose Source Routing DATA

Gambar 2.4 Format datagram IP

Dari Gambar 2.4[2] yang merupakan format datagram IP dapat dilihat bahwa setiap paket IP membawa data yang terdiri atas beberapa bagian, yaitu[2]: a.

Version, berisi versi dari protokol IP yang dipakai.

b.

header length, berisi panjang dari header paket IP dalam hitungan 32 bit word.


c.

type of service, berisi kualitas layanan yang dapat mempengaruhi cara penanganan peket IP ini.

d.

total length of datagram, berisi panjang IP datagram total dalam ukuran byte.

e.

identification, flags, fragment offset, berisi beberapa data yang berhubungan dengan fragmentasi paket. Paket yang dilewatkan melalui berbagai jenis jalur akan mengalami fragmentasi sesuai dengan besar data maksimal yang bisa ditransmisikan melalui jalur tersebut.

f.

time to live (TTL), berisi jumlah router/hop maksimal yang boleh dilewati paket IP, setiap kali paket IP melewati satu router, isi dari field ini dikurangi satu. Jika TTL telah habis dan paket tetap belum sampai ke tujuan, paket ini akan dibuang dan router terakhir akan paket ICMP time excedeed. Hal ini dilakukan untuk mencegah paket IP terus menerus berada di dalam jaringan.

g.

Protocol, mengandung angka yang mengidentifikasikan lapisan protokol atas pengguna isi data dari paket IP ini.

h.

header checksum, berisi nilai checksum yang dihitung dari seluruh field dari header paket IP. Sebelum dikirimkan, IP terlebih dahulu menghitung checksum dari header paket IP tersebut untuk nantinya dihitung kembali disisi penerima. Jika terjadi perbedaan, maka paket ini dianggap rusak dan dibuang.

i.

IP address pengirim dan penerima data, berisi alamat pengirim dan penerima paket.

j.

Options terdiri dari dua byte option, yaitu strick source router dan loose source router. Strick source router, berisi daftar lengkap alamat IP dari router


yang harus dilalui oleh peket ini dalam perjalanannya ke host tujuan. Selain itu paket balasan dari paket ini, yang mengalir dari host tujuan ke host pengirim, diharuskan melaui router yang sama. Dengan mengatur option loose source router, paket yang dikirim diharuskan singgah di beberapa router seperti yang disebutkan dalam field option ini. Jika diantara kedua router yang disebutkan terdapat router lain, paket masih diperbolehkan melalui router tersebut.

2.2.2 Komponen-Komponen Jaringan untuk Trafik IP Komputer pada jaringan IP dapat terhubung ke komputer atau jaringan lain karena adanya bantuan peralatan jaringan komputer. Pada komputer itu sendiri ditambahkan alat yang disebut network interface, yang dapat berupa card ethernet atau modem. Card ethernet terhubung ke komputer lain via kabel RG-58 atau ke hub ethernet via kabel UTP. Sedangkan modem terhubung ke jaringan melalui kabel telepon. Selain peralatan tersebut, masih diperlukan beberapa peralatan lain untuk membentuk jaringan komputer. Perangkat ini disebut sebagai perangkat penghubung jaringan, yang terdiri dari repeater, bridge dan router[2]:.

2.2.2.1 Repeater Repeater merupakan fasilitas yang paling sederhana dalam jaringan komputer. Fungsi utamanya adalah menerima sinyal dari satu segmen kabel LAN dan memancarkanya kembali dengan kekuatan yang sama dengan sinyal asli segmen


(satu atau lebih) kabel LAN yang lain, sehingga dapat menjangkau jarak yang jauh diantara dua jaringan komputer.

2.2.2.2 Bridge Bridge dapat meneruskan paket dari satu segmen LAN ke segmen lain, tetapi bridge lebihi fleksibel dan lebih hebat bila dibandingkan dengan repeater. Bridge bekerja dengan meneruskan paket ethernet dari satu jaringan ke jaringan lain. Tiap card ethernet memiliki alamat ethernet yang unik. Beberapa bridge mempelajari alamat ethernet setiap perangkat yang terhubung dengannya dan mengatur alur frame berdasarkan alamat tersebut. Bridge dapat menghubungkan jaringan yang menggunakan metode transmisi berbeda dan/atau medium akses yang berbeda, misalnya menghubungkan ethernet baseband dan broadband. Selain itu, bridge dapat juga menghubungkan LAN ethernet dengan LA token ring. Untuk fungsi ini, bridge harus mampu mengatasi perbedaan paket setiap frame di atas. Bridge mampu memisahkan sebagiabn trafik karena mengimplementasikan mekanisme pemfilteran frame. Mekanisme ini umumnya disebut store atau forward karena frame yang diterima disimpan sementara di bridge dan kemudian diforward ke workstation di LAN lain. Walaupun demikian broadcast traffic yang dibangkitkan dalam LAN tidak dapat difilter oleh bridge.


2.2.2.3 Router Router memiliki kemampuan melewatkan paket IP dari satu jaringan ke jaringan yang lain yang mungkin memiliki banyak jalur diantara keduanya. Routerrouter yang saling terhubung dalam jaringan internet turut serta dalam sebuah algoritma routing terdistribusi untuk menentukan jalur terbaik yang dilalui paket Ipdari satu sistem ke sistem lain. Router dapat digunakan untuk mennghubungkan sejumlah LAN sehingga trafik yang dibangkitkan oleh suatu LAN terisolasi dengan baik dari trafik yang dibangkitkan oleh LAN lain. Jika dua atau lebih LAN terhubung oleh router, setiap LAN dianggap sebagai subnetwork yang berbeda. Hampir sama dengan bridge, router dapat menghubungkan interface jaringan yang berbeda. Router yang umum dipakai terdiri atas dua jenis, yaitu router dedicated (buatan pabrik) dan PC router. PC dapat difungsikan sebagai router sepanjang ia memiliki lebih dari satu interface jaringan, mampu melewatkan paket IP, serta menjalankan program untuk mengatur routing paket.

2.2.3 Prinsip Kerja Lapisan IP Dalam mengirimkan paket menuju ke sasaran yang diinginkan, jaringan internet umumnya memakai router. Agar mampu melewatkan paket data antar jaringan, maka router harus memiliki minimal dua buah interface jaringan. Proses routing dilakukan secara hop by hop. IP tidak mengetahui jalur secara keseluruhan menuju tujuan setiap paket. IP routing hanya menyediakan alamat IP dari router berikutnya (next hop router) yang menurutnya lebih dekat ke host tujuan. Untuk Nora Wahyuni : Pemodelan Dan Optimasi Pada Jaringan Internet Protocol Over Synchronous Digital Hierarchy (Ip 14 Over Sdh), 2008. USU Repository © 2009

lebih jelas, dapat dilihat contoh yang ada pada Gambar 2.5[2]:. Sistem hanya bisa mengirim paket data pada perangkat lain yang terhubung ke dalam satu jaringan fisik yang sama. Paket dari Host 1 dengan tujuan Host 2, dilewatkan melalui Router 1 dan Router 2. Host 1 pertama kali mengirimkan paket ke Router 1 melalui jaringan A (karena Router 1 terhubung ke tempat dimana Host 1 berada). Kemudian Router 1 mengirimkan paket ke Router 2 melalui jaringan B dam akhirnya Router 2 yang juga terhubung ke jaringan C langsung meyampaikan paket ke alamat tujuan, yaitu Host 2[2]:.

Gambar 2.5 Paket Routing

2.3 Jaringan SDH . SDH merupakan sistem hirarki digital yang didasarkan pada sistem multipleks synchronous dengan laju bit yang tinggi. Tabel 2.1[1] dan 2.2[3]: menunjukkan kecepatan transmisi pada SONET dan SDH serta pada VC dan VT. Oleh karena itu, SDH menyediakan secara bertahap sistem transmisi dari sistem jaringan pita lebar. SDH dirancang untuk dapat mengangkut sinyal-sinyal yang Nora Wahyuni : Pemodelan Dan Optimasi Pada Jaringan Internet Protocol Over Synchronous Digital Hierarchy (Ip 15 Over Sdh), 2008. USU Repository © 2009

berbeda laju bit dan strukturnya tanpa harus mengubah keseluruhan jaringan setiap saat, ketika sebuah sinyal baru dimasukkan ke jaringan[3].

Tabel 2.1 Kecepatan Transmisi untuk SONET dan SDH Sinyal SONET

Sinyal SDH

Kecepatan Bit

(elektrik)

(elektrik)

(Mbps)

Level Optik

(OC-1)

STS-1

-

51,84

(OC-3)

STS-3

STM-1

155,52

(OC-12)

STS-12

STM-4

622,08

(OC-48)

STS-48

STM-16

2.488,32

(OC-192)

STS-192

STM-64

9.953,28

Tabel 2.2 Kecepatan pada VC dan VT Jenis VC

Kecepatan Bit

Jenis VT

(Mbps)

Kecepatan Bit (Mbps)

VC-11

1,728

VT-1,5

1,728

VC-12

2,304

VT-2

2,304

VC-3

48,960

VT-3

3,456

VC-4

150,336

VT-6

6,912


2.3.1 Arsitektur Jaringan SDH Arsitektur jaringan SDH secara umum tidak berbeda dengan arsitektur jaringan SDH yang terlihat pada Gambar 2.6[4], Level yang paling tinggi, jaringan transport SDH adalah n x STM-1 (n x 155 Mbps), sedangkan pada SONET adalah s x STS-1 (s x 51,84 Mbps), yang dihubungkan secara bersilangan oleh peralatan DXC 4/4 (Digital Cross Connect ). Penjelasan singkat mengenai DXC ini adalah sebagai berikut, pada telekomunikasi digital, sinyal-sinyal digital diarahkan atau dirutekan ke lokasi sentral-sentral telepon yang disebut DXC. DXC ini berfungsi untuk menyediakan tempat bagi interkoneksi hubungan-hubungan jalur kawatnya (hardwire) serta pemeliharaan rutin maupun troubleshooting-nya. Setiap tipe sinyal digital ini memiliki penyakelar digitalnya sendiri-sendiri, misalnya pada sinyal digital DS-1 pada 1,544 Mbps disebut DXC-1, DS-4 pada 274,176 Mbps disebut DXC-4. DXC 4/4 berarti merupakan penghubung antar sesama jaringan pada pemultipleksan hirarki ke 4.


4/4

4/4

STM-N

Transport Layer

STM-N 4/1 4/4

4/4

STM-N 4/4

4/1

A D M

4/1

A D M

STM-N1

A D M

ADM

A D M

ADM Access Layer

Gambar 2.6 Arsitektur Jaringan SDH

Tugas utama jaringannya adalah menyediakan trunk kapasitas besar antara sentral-sentral telepon dengan DXC 4/4 untuk memungkinkan restorasi yang cepat terhadap koneksi-koneksi jika sebuah simpul jatuh atau gagal berfungsi (mengalami gangguan). Dengan menggunakan DXC 4/4 dan peralatan terminal jalur untuk n x STM-1 (n x 155 Mbps), lebar pita yang paling kecil ditangani oleh jaringan transport, granularitasnya (salah satu bagian kanal sebelum pemultipleksan) adalah STM-1 (ekivalen dengan kanal-kanal 63 x 2 Mbps atau 1890 x 64 kbps). Hirarki jaringan turun lebih bawah, DXC 4/1 (penghubung hirarki ke 4 dengan hirarki ke 1) memecah lebarpita STM-1 menjadi level VC-12 (yang membawa E1 atau T1). Setiap VC-12


dapat dirutekan secara individual ke simpul DXC 4/1 lainnya atau ke dalam jaringan akses. Melalui suatu kombinasi DXC 4/4 dan 4/1, granularitas dari jaringan transport menjadi E1 atau 2 Mbps (untuk Amerika T1 = 1,544Mbps). Sebuah DXC 4/1 digunakan untuk menyediakan granularitas VC-12 (E1) di antara lapisan-lapisan transport dan lapisan akses. Jaringan akses SDH umumnya tersusun dalam ring-ring (bentuk-bentuk cincin) STM-1. ADM 4/1 (Add and Drop Multiplexer) untuk mendemultiplek aliran STM-1 ke aliran E1, atau memultipleks aliran E1 ke dalam aliran STM-1 (hirarki ke 4 dengan hirarki ke 1). Mengacu pada Gambar 2.6 tersebut, seperti telah disinggung di atas, jaringan SONET dibagi menjadi dua lapisan (layer), lapisan transport dan lapisan akses. Lapisan transport terdiri dari peralatan-peralatan DXC yang berlokasi di sentralsentral telepon serta koneksi-koneksi kapasitas tinggi di antara sentral-sentral telepon. Sedang lapisan akses terdiri dari peralatan ADM yang berlokasi di sentralsentral telepon atau kabinet-kabinet di jalanan, yang merupakan penyedia lebarpita saluran bagi para pengguna.

2.3.2 Komponen-Komponen Jaringan SDH SDH dirancang untuk menampung berbagai sinyal yang berasal dari ketiga hirarki yang digunakan oleh Amerika Serikat, Eropa dan Jepang. Untuk selanjutnya ketiga hirarki ini disebut Pleisynchronous Digital Hierarchy (PDH). CCITT telah menetapakan bahwa laju bit 155,52 Mbit/s digunakan sebagai laju bit tingkat pertama untuk sistem SDH. Untuk tingkat-tingkat lain yang lebih tinggi, laju bitnya Nora Wahyuni : Pemodelan Dan Optimasi Pada Jaringan Internet Protocol Over Synchronous Digital Hierarchy (Ip 19 Over Sdh), 2008. USU Repository © 2009

merupakan kelipatan dari laju bit tingkat pertama, dengan faktor kelipatannya adalah 4 dan 16. Komponen-komponen yang terdapat dalam jaringan SDH adalah bingkai STM-N, Virtual Container (VC), Tributary Unit (TU), Tributary Unit Group (TUG), Administrative Unit (AU), Administrative Unit Group (AUG), Pointer dan Overhead.

2.3.2.1 Bingkai STM-N Bingkai STM level ke N (N menunjukkan orde dari SDH, N = 1, 4, 16) merupakan sebuah bingkai dengan panjang N x 270 kolom (byte) dan 9 baris, seperti pada Gambar 2.7. Panjang 270 kolom tersebut sama dengan 125 μs dengan setiap byte mewakili satu kapasitas transmisi sebesar 64 kbit/s. Bingkai STM-N terdiri dari tiga ruang utama yang masing-masing fungsinya adalah sebagai tempat Section Overhead (SOH), Administrative Unit Pointer (AU Pointer) dan muatan informasi. Ruang untuk muatan informasi terdiri dari 261 x N kolom dan 9 baris yang dapat menampung N x AUG. AUG dapat berisi satu AU-4 dengan muatan satu VC-4 atau tiga AU-3 dengan muatan tiga VC-3. Dengan demikian, pada STM tingkat pertama, bingkai STM-1 dapat menampung 1 x AUG, pada STM tingkat keempat, bingkai STM-4 dapat menampung 4 x AUG. VC yang bersesuaian dengan AU tidak memiliki phasa yang tetap terhadap bingkai STM-N, sehingga letak byte pertama dari VC ditunjukkan oleh AU pointer yang memiliki tempat yang sudah ditentukan dalam bingkai STM-N.


261 kolom

9 kolom 1

SOH 3 4 5

POINTER

SOH 9

Gambar 2.7 Bingkai STM-N

2.3.2.2 Virtual Container (VC) VC merupakan suatu bingkai yang terdiri dari ruang untuk muatan informasi dan Path Overhead (POH). VC terdiri dari dua jenis, yaitu lower order VC dan higher order VC. a.

Lower Order VC (VC-n (n:1, 2)), bagian ini terdiri dari satu C-n (n:1, 2) dan POH

b.

Higher Order VC (VC-n (n:3, 4)), bagian ini terdiri dari satu C-n (n:3, 4) atau beberapa TUG (TUG-2 atau TUG-3) dan POH.

2.3.2.3 Tributary Unit (TU) dan Tributary Unit Group (TUG) TU merupakan suatu bagian sinyal transmisi yang terdiri dari VC dan TU Pointer. TU merupakan VC yang telah disesuaikan dengan penambahan TU Pointer. Pada TU-3 yang merupakan hasil penyesuaian VC-3, terjadi penambahan satu kolom pada awal bingkai yang berisi TU Pointer sehingga bentuknya menjadi 86 kolom dan 9 baris. Pada TU-2 yang merupakan hasil penyesuaian VC-2, bentuknya adalah 12 Nora Wahyuni : Pemodelan Dan Optimasi Pada Jaringan Internet Protocol Over Synchronous Digital Hierarchy (Ip Over Sdh), 2008. USU Repository © 2009

kolom dan 9 baris dengan byte pertama merupakan TU Pointer. Pada TU-12 yang merupakan hasil penyesuaian VC-12, bentuknya adalah 4 kolom dan 9 baris dengan byte pertama merupakan TU Pointer. TUG nerupakan hasil dari multipleks beberapa TU, pada proses ini TU memiliki phasa yang sama dengan TUG sehingga tidak diperlukan byte-byte tambahan.

2.3.2.4 Administrative Unit (AU) dan Administrative Unit Group (AUG) AU merupakan suatu bagian sinyal transmisi yang terdiri dari VC orde lebih tinggi dan AU Pointer. AU merupakan hasil penyesuaian (aligning) dari VC dengan penambahan AU Poiter untuk menentukan posisi muatan informasi pada bingkai STM-N. Pada AU-4 yang merupakan hasil penyesuaian VC-4, bentuknya adalah 261 kolom dan 9 baris dengan penambahan 9 kolom pada awal bingkai dan hanya pada baris keempat saja, kolom tambahan ini berisi AU Pointer. Pada AU-3 yang merupakan hasil penyesuaian VC-3, bentuknya adalah 87 kolom dan 9 baris dengan penambahan 3 kolom pada awal bingkai dan juga hanya pada baris keempat saja, yang berisi AU Pointer. Sedangkan AUG merupakan hasil multipleks AU, pada proses ini AU memiliki phasa yang sama dengan AUG sehinga tidak diperlukan byte-byte tambahan.

2.3.2.5 Overhead Overhead terdiri dari SOH dan POH. SOH diberikan pada keadaan yang tidak ada proses multipleks dan demultipleks. Sedangkan POH diberikan saat muatan informasi dimultipleks ke dalam container dan tetap bersama container Nora Wahyuni : Pemodelan Dan Optimasi Pada Jaringan Internet Protocol Over Synchronous Digital Hierarchy (Ip Over Sdh), 2008. USU Repository © 2009

sampai muatan informasi dimultipleks. SOH terdiri dar overhead bagian regenerator (Regenerator Section Overhead (RSOH)) dan overhead bagian multipleks (Multipleks Section Overhead (MSOH)) dimana tempat RSOH pada bingkai STM berada pada baris ke 1 sampai ke 3 dan MSOH terletak pada baris ke 5 sampai 9. Menurut CCITT, ada dua jenis POH, yang pertama POH pada VC orde lebih rendah (VC-1 dan VC-2) dengan fungsi sebagai sinyal pemantau VC dan alarm dan yang ke dua VC orde lebih tinggi (VC-3 dan VC-4) atau TUG dengan fungsi sebagai sinyal pemantau, alarm dan tanda proses multipleks.

2.3.2.6 Pointer Pointer diperlukan sebagai penyesuai phasa antara VC dengan AU atau TU saat VC dimultipleks ke AU atau ke TU, sehingga pointer pada SDH memiliki fungsi sebagai penunjuk posisi VC dalam AU atau TU dengan menyesuaikan laju bit VC terhadap laju kanal transportasi (AU atau TU), dengan demikian dapat juga dikatakan bahwa pointer digunakan untuk proses justifikasi.

2.3.3 Prinsip Kerja SDH Prinsip kerja SDH tidak lepas dari proses multipleksingnya, proses tersebut ditunjukkan dalam Gambar 2.8

[5]

, sinyal tributary yang berasal dari sistem

pleisynchronous ditampung dalam suatu elemen yang disebut Container (C). Jenis container yang digunakan tergantung pada laju bit dan struktur sinyal tributary tersebut. Container ini kemudian akan dimuat dalam sebuah subsinyal yang disebut Path Overhead (POH). VC yang berisi sinyal plesynchronous ini disebut VC orde Nora Wahyuni : Pemodelan Dan Optimasi Pada Jaringan Internet Protocol Over Synchronous Digital Hierarchy (Ip Over Sdh), 2008. USU Repository © 2009

lebih rendah (lower order VC, yaitu VC-1 dan VC-2). Muatan VC juga dapat berupa sinyal-sinyal yang berasal dari VC orde lebih tinggi (higher order VC, yaitu VC-3 dan VC-4). VC kemudian akan dikenakan proses penyesuaian. Pada VC orde lebih rendah, penyesuaian dilakukan dengan pemberian Tributary Unit Pointer (TU Pointer) untuk menentukan posisi muatan pada VC orde lebih tinggi, sehingga VC menjadi Tributary Unit (TU) yang akan dimultipleks menjadi Tributary Unit Group (TUG). Sedangkan pada VC orde lebih tinggi, penyesuaian dilakukan dengan memberikan Administrative Unit Pointer (AU Pointer) untuk menentukan posisi muatan pada bingkai STM, sehingga VC menjadi bentuk Administrative Unit Group (AUG). Setelah AU dimultipleks ke AUG, sinyal dibawa oleh sebuah sinyal pembawa yang disebut Synchronous Transport Module (STM) yang di dalamnya terdapat bit-bit informasi, disebut Section Overhead (SOH).

T1 = 1,544 Mbps C-11

TU-11

C-12

VC-12

TU-12

C-2

VC-2

TU-2

x

VC-11

4

E1 = 2,049 Mbps x3

TUG3

x7

VC-3

AU-3

x3

x1

T2 = 6,912 Mbps x7

AUG 94,369 Mbps/44,796 Mbps VC-3

TU-3 x1

TUG2

x3

x1

C-3

C-4

VC-4

STM-N 155 x n Mbps

x1

AU-4

139,968 Mbps

Gambar 2.8 Struktur Multiplexing Berdasarkan G.707 Nora Wahyuni : Pemodelan Dan Optimasi Pada Jaringan Internet Protocol Over Synchronous Digital Hierarchy (Ip Over Sdh), 2008. USU Repository © 2009

2.4 Pemodelan yang Digunakan dalam Jaringan IP Over SDH. Ada beberapa parameter yang akan dipakai dalam optimasi pada jaringan IP over SDH ini. Gambar 2.9[3] menunjukkan penggambaran dari permasalahan tentang minimasi harga jaringan link yang diberikan demand volume antara node yang berbeda yang dapat dirutekan melalui jalur yang berbeda. Gambar tersebut merupakan contoh jaringan empat node dengan tiga node membangkitkan demand antara satu dengan yang lain dan sisanya berfungsi sebagai tempat lintasan semata.

v=2 d=1

d=3

Demand d=2

v=1

v=3

v=2

e=2

Network

e = 1

v=4

e

=

4

e=

3

e=5 v=3

v=1

Gambar 2.9 Contoh Jaringan Empat Node Struktur jaringannya ditunjukkan pada penggambaran grafik bagian bawah dari gambar tersebut dan terdiri dari V = 4 node dan E = 5 link. Sebagaimana Nora Wahyuni : Pemodelan Dan Optimasi Pada Jaringan Internet Protocol Over Synchronous Digital Hierarchy (Ip Over Sdh), 2008. USU Repository © 2009

ditunjukkan pada bagian atas gambar, terdapat D = 3 demand bi-directional. Node (puncak) ditunjukkan dengan nama v (v = 1, 2, ..., V). Link ditunjukkan dengan nama e ( e = 1, 2, ..., E ). Setiap link dihubungkan pada ujung node secara langsung, sebagai contoh, link e = 1 dari bagian 2-3, disini node v = 2 dan v =3 adalah ujung node dari link e = 1. Pada Gambar 2.9, demand d = 1 diperuntukkan untuk pasangan 1,2 , demand d = 2 diperuntukkan untuk pasangan 1,3 , dan demand d = 3 diperuntukkan untuk pasangan 2,3 . Jadi, node v = 1 dan v = 2 adalah ujung node dari demand d = 1. Kapasitas dari link e ( e = 1, 2, ..., E ) akan ditulis dengan ce, pada saat kapasitas diketahui. Dan jika kapasitas link masih berupa variabel, maka ditulis dengan ye. Umumnya, dalam Tugas Akhir ini banyak menggunakan LCU untuk menunjukkan kapasitas dari link. Satu satuan kapasitas (1 LCU) pada link e diberikan oleh satuan harga ξ e (≥ 0). Setiap demand d ( d = 1, 2, ..., D ) dicirikan dengan demand volume yang ditulis dengan hd. Demand volume disebut juga kelompok dalam aplikasi nontelekomunikasi. Demand volume dinyatakan secara umum dengan demand volume unit (DVU) [3].

Nora Wahyuni : Pemodelan Dan Optimasi Pada Jaringan Internet Protocol Over Synchronous Digital Hierarchy (Ip Over Sdh), 2008. USU Repository © 2009

v=2

h3 = 10 h1 = 15 Demand

v=1

v=3

h2 = 20

v=2

Network

ξ1 = 2

ξ2 = 1

P11

P32

P31

v=4

ξ3

ξ4 = 3 P22 v=1

=1

e=5

ξ5 = 1

P21

v=3

Gambar 2.10 Contoh Jaringan Empat Node: demand volume dan harga link Pada Gambar 2.10[3] ditunjukkan harga satuan dan demand volume yang diberikan berturut-turut pada link dan demand. Setiap demand d diberikan oleh urutan dari jalur (disebut juga rute) yang dapat membawa aliran. Untuk demand d jumlah jalur total yang diberikan ditulis dengan Pd dan semuanya dinamai dengan p dari jalur pertama sampai dengan jumlah total jalur, yaitu p = 1, 2, ..., Pd , Persamaan ini disebut dengan calon jalur. Demand volume direalisasikan dengan pengertian Nora Wahyuni : Pemodelan Dan Optimasi Pada Jaringan Internet Protocol Over Synchronous Digital Hierarchy (Ip Over Sdh), 2008. USU Repository © 2009

aliran yang diberikan pada jalur dalam daftar routingnya, aliran yang merealisasikan demand d pada jalur p ditulis dengan xdp ( p = 1, 2, ..., Pd ), seperti diperlihatkan pada Gambar 2.11[3].

v=2

h3 = 10

h1 = 15 Demand

v=1

v=3

h2 = 20

v=2

Network

ξ1 = 2

ξ2 = 1

x11 = 15

x32 = 5 x31 = 5 v=4

ξ3

ξ4 = 3

=1

x22 = 5 v=1

ξ5 = 1

x21 = 15

v=3

Gambar 2.11 Contoh Jaringan Empat Node: alokasi


Sebagai contoh, P22, membawa aliran x22 = 5. jalur ini terdiri dari link e = 3 dan e = 4, dan mempunyai satuan harga yang sama dengan jumlah semua harga satuan pada link, yaitu, ζ 22 = ξ3 + ξ 4 = 1 + 3 = 4 . Jalur lain yang dapat dilalui untuk demand d adalah urutan jalur p = 1, P21, dengan ζ 21 = ξ5 = 1 [3]. Model yang ditunjukkan oleh Gambar 2.9, 2.10 dan 2.11 juga dapat dikembangkan lagi dengan menambah beberapa node sebagai node perantara. Demand pada model tersebut juga dapat ditambahkan lagi, yang tentu saja dengan penambahan jumlah node utama dan node penghubung seperti pada Gambar dan 2.13. Gambar 2.12 menunjukkan contoh jaringan lima node dengan tiga node utama, yaitu node 1, 2 dan 3 dan dua node perantara, yaitu node 3 dan 4. Node-node tersebut dihubungkan oleh delapan link. Sedangkan Gambar 2.13 menunjukkan contoh jaringan lima node dengan empat node utama, yaitu node 1, 2, 3 dan 5 dan satu node perantara, yaitu node 4. Node-node tersebut dihubungkan oleh tujuh link. Tetapi pada Tugas Akhir ini penulis memilih model dengan 3 demand dan 3 node utama seperti pada Gambar 2.9, 2.10 dan 2.11 karena tidak terlalu rumit dan tidak terlalu sederhana untuk dipakai sebagai model.


v=2

h1 = 15 h3 = 10

Demand

h2 = 20

v=1

v=3

v=2

Network

e=2

e=7

x11 x31

x32

e=1

v=4

e=4

x22

x 12

v=5

6 e=

v=1

x33

e=3

e

x23

e=5 x21

=8

v=3

Gambar 2.12 Contoh Jaringan lima node dengan tiga node utama dan dua node perantara


v=2

h3 h1

v=5

Demand v=1

v=3

h4

h2

Network v=2

e=2

x11 x31

x32

e=1

v=4

e=4

e=6

e=3

x42

x22

x21 5 e=

v=5

e=

7

x41 v=3

v=1

Gambar 2.13 Contoh Jaringan lima node dengan empat node utama dan satu node perantara


2.5 Parameter-Parameter yang Digunakan Dalam Jaringan IP over SDH. Optimasi pada jaringan IP over SDH dapat dilakukan dengan memodelkan parameter kinerja jaringan trafik IP dan SDH, serta hal-hal yang mempengaruhinya sesuai dengan pemodelan di atas, dimana parameter-parameternya diwakili oleh: •

V adalah node, dimana untuk lapisan IP diwakili oleh router, sedangkan pada lapisan SDH adalah DCS.

•

ce, yaitu kecepatan atau kapasitas link e yang tersedia untuk trafik IP

•

δ edp adalah koefisien yang bernilai 1 jika jalur xdp pada jaringan trafik IP melewati link e.

•

γgeq adalah koefisien yang bernilai 1 jika jalur zeq melewati link g pada jaringan SDH.

•

ζ e , yaitu harga perbulan yang harus dibayar oleh provider IP kepada penyedia layanan SDH. Karena semua harganya dianggap sama, maka harga yang dipakai adalah 1.

•

ξ e , harga nominal untuk 1 unit LCU sistem STM-1, karena harga untuk setiap linknya dianggap sama, maka didalam perumusannya hanya dipakai konstanta 1.

•

cg , yaitu kapasitas dari link g pada SDH, ditempatkan dalam modul OC48.

•

Demand d adalah urutan permintaan untuk penggunaan link.

•

Demand volume hd, yaitu jumlah kapasitas yang diperlukan atau diminta oleh user untuk masing-masing demand d pada jaringan trafik IP


•

M, yaitu modularity untuk sistem STM-1 adalah 63, yang berarti bahwa 1 LCU (modul STM-1) dapat melewatkan 63 unit VC-12.

•

N, yaitu modularity untuk sistem STM-64, dimana N=16M

Sedangkan faktor-faktor yang mempengaruhi kinerja parameter-parameter tersebut adalah: •

xdp, yaitu kapasitas jalur ke p (banyaknya kapasitas link e yang akan dipakai) untuk melayani demand d, dimana d = 1, 2 dan 3 dan p = 1, 2, ...., P.

•

ye, yaitu kapasitas yang harus disediakan untuk masing-masing link e oleh jaringan SDH untuk melayani jalur xdp, dalam optimasi ini berupa penyediaan kapasitas dari VC-12.


BAB III TEKNIK OPTIMASI DAN LINEAR PROGRAMMING

3.1. Teknik Optimasi Optimasi merupakan teknik penting dalam penentuan ilmu pengetahuan dan dalam analisa sistem fisika. Untuk menggunakannya, terlebih dahulu harus ditentukan suatu objective, ukuran kuantitatif kinerja sistem yang dipelajari. Fungsi tujuan ini dapat berupa keuntungan, waktu, energi potensial, atau beberapa kuantitas atau kombinasi dari kuantitas yang dapat ditunjukkan sebagai jumlah tunggal. Fungsi tujuan bergantung pada karakteristik tertentu dari sistem, yang disebut variabel. Sasaran kita adalah untuk mendapatkan harga dari variabel yang mengoptimasi fungsi tujuan tersebut. Kemudian variabel dibatasi dengan suatu jalur. Proses pengidentifikasi fungsi tujuan, variabel, dan pembatas untuk masalah yang diberikan dikenal dengan pemodelan. Konstruksi dari model yang cocok adalah langkah pertama atau terkadang menjadi langkah terpenting dalam proses optimasi. Apabila modelnya terlalu sederhana, tidak akan memberikan manfaat pada permasalahan praktis, tetapi apabila modelnya terlalu rumit, akan menimbulkan kesulitan dalam penyelesaiannya. Sekali lagi model harus dirumuskan, algoritma optimasi dapat digunakan untuk menemukan penyelesaian tersebut. Algoritma dan model yang cukup rumit

terjadi ketika komputer

membutuhkan pengimplementasian proses ini. Untuk hal tersebut tidak ada algoritma umum optimasi. Selain itu, terdapat algoritma numerik, setiap bagiannya disesuaikan dengan tipe utama dari permasalahan optimasi. Hal ini dilakukan setelah Nora Wahyuni : Pemodelan Dan Optimasi Pada Jaringan Internet Protocol Over Synchronous Digital Hierarchy (Ip Over Sdh), 2008. USU Repository © 2009

pengguna memilih algoritma yang cocok untuk aplikasi mereka yang spesifik. Pilihan ini merupakan salah satu hal penting, ini dapat menentukan bagaimana masalah diselesaikan secara cepat atau perlahan. Setelah algoritma optimasi dipergunakan pada model, harus diketahui kapan ia berhasil dalam menemukan penyelesaian. Pada kebanyakan kasus, terdapat ekspresi matematis yang dikenal sebagai kondisi optimal untuk memeriksa bahwa urutan dari variabel merupakan penyelesaian dari masalah tersebut. Terakhir, model dapat digambarkan dengan teknik aplikasi seperti analisa sensitivitas, yang menyatakan sensitivitas dari penyelesaian untuk pemilihan model dan data[7]. Pada Tugas Akhir ini, model yang digunakan adalah jaringan empat node dengan satu node sebagai perantara.

3.2. Teknik Optimasi Dalam Linier Programming Program linear (linier programming yang disingkat LP) merupakan salah satu teknik operational research yang paling banyak digunakan. Ia merupakan teknik matematis dalam mengalokasikan sumber yang terbatas untuk mencapai suatu tujuan seperti memaksimumkan keuntungan atau meminimumkan biaya. LP banyak diterapkan dalam membantu menyelesaikan masalah ekonomi, industri, maupun militer[8]. LP berkaitan dengan penjelasan suatu dunia nyata sebagai suatu model matematis yang terdiri atas sebuah fungsi tujuan linier dan fungsi kendala linier. George B. Dantzig dikenal sebagai pioner LP, karena jasanya dalam menemukan metode pencarian solusi masalah LP dengan berbagai variabel keputusan. Dalam Nora Wahyuni : Pemodelan Dan Optimasi Pada Jaringan Internet Protocol Over Synchronous Digital Hierarchy (Ip Over Sdh), 2008. USU Repository © 2009

penelitiannya ia dibantu oleh ahli-ahli lainnya seperti, J. Von Neumann, L. Hurwicz dan T.C. koopmans. Nama asli teknik ini adalah program saling ketergantungan kegiatan-kegiatan dalam suatu struktur linier yang kemudian disingkat menjadi linier programming.

3.2.1 Formulasi Model LP Hasil yang diinginkan dalam LP dapat ditunjukkan sebagai maksimisasi dari beberapa ukuran seperti keuntungan, penjualan dan kesejahteraan, atau minimisasi seperti pada biaya, waktu dan jarak. Setelah

masalah

diidentifikasikan,

tujuan

ditetapkan, langkah selanjutnya adalah formulasi model matematik yang meliputi tiga tahap berikut [7]: a. Menetukan variabel yang

tidak diketahui (variabel keputusan) dan

menyatakannya dalam simbol matematis. b. Membentuk fungsi tujuan yang ditunjukkan sebagai suatu hubungan linier (bukan perkalian) dari variabel keputusan. c. Menentukan semua kendala masalah tersebut dan mengekspresikan dalam persamaan atau pertidaksamaan yang juga merupakan hubungan linier dari variabel keputusan yang mencerminkan keterbatasan sumber daya masalah itu.

3.2.2 Bentuk Umum Model LP Pada setiap permasalahan LP, harus ditentukan variabel keputusan, fungsi tujuan, dan sistem kendala, yang bersama-sama membentuk model matematik dari


dunia nyata. Bentuk umum model LP itu adalah seperti berikut dengan, yaitu dengan fungsi tujuan Persamaan 3.1[7].

n

Maksimumkan (minimumkan) z = ∑ c j x j

(3.1)

j =1

Kendala:

aij x j (≤, =, ≥ ) bi

untuk semua i (i = 1, 2, ..., m) semua x j ≥ 0

Keterangan: aij koefisien untuk variabel j dalam batas i bi sisi kanan dari batas i (jumlah sumber daya) cj koefisien harga dari variabel j z

nilai fungsi tujuan

xj variabel ke-j

Tanda pertidaksamaan tidak harus sama untuk setiap kendala. Harga dari suatu kegiatan tidak dapat dinilai berdasarkan koefisien fungsi tujuan cj, pemakaian sumber yang tersedia dari kegiatan yang bersangkutan juga merupakan faktor penting. Karena semua kegiatan dalam model saling berebut sumber yang terbatas, sehingga sumbangan relatif dari setiap kegiatan tergantung pada koefisien fungsi tujuan cj maupun pemakaian sumber yang terbatas aij. Ini berarti suatu kegiatan dengan keuntungan per-unit yang tinggi kemungkinan tidak dapat dijalankan karena penggunaan terhadap sumber yang tersedia berlebihan. Nora Wahyuni : Pemodelan Dan Optimasi Pada Jaringan Internet Protocol Over Synchronous Digital Hierarchy (Ip Over Sdh), 2008. USU Repository © 2009

3.2.3 Teknik Simplex Karena

kesulitan

penggambaran

grafik

berdimensi

banyak,

maka

penyelesaian masalah LP yang melibatkan lebih dari dua variabel menjadi tidak praktis atau tidak mungkin. Dalam keadaan ini kebutuhan metode solusi yang lebih umum menjadi nyata, teknik umum ini dikenal dengan nama Algoritma Simplex yang dirancang untuk menyelesaikan seluruh masalah LP, baik yang melibatkan dua variabel maupun lebih dari dua variabel. Teknik ini menyelesaikan permasalahan LP melalui perhitungan ulang (iterasi) dimana langkah-langkah perhitungan yang sama diulang berkali-kali sebelum optimum dicapai. Algoritma Simplex diciptakan oleh George B. Dantzig, mengharuskan program linier tersebut (dalam bentuk sederhananya) dirumuskan dalam bentuk baku yang hanya memakai variable nonnegatif dan persamaan constraints[3]. Ciri-ciri dari bentuk baku model LP adalah: a. Semua kendala (subject to) berupa persamaan atau pertidaksamaan dengan sisi kanan non negatif. b. Semua variabel non negatif. c. Fungsi tujuan dapat berupa maksimum maupun minimum.

Variabel Keputusan xj variabel ke-j Fungsi Tujuan minimize

z = ∑ j c j xi


Kendala ∑ j aij x j ≤ bi

i = 1, 2, ..., m

xj ≥ 0

j = 1, 2, ..., n

Dalam meyelesaikan permasalahan LP dengan grafis, telah dinyatakan bahwa solusi optimum selalu terletak pada titik pojok ruang solusi. Teknik simplex didasarkan pada gagasan ini, dengan langkah-langkah sebagai berikut[7]: 1. Dimulai pada suatu titik pojok yang layak, biasanya titik asal (yang disebut sebagai solusi awal) 2. Bergerak dari satu titik pojok layak ke titik pojok layak lain yang berdekatan. Pergerakan ini akan menghasilkan nilai fungsi tujuan yang lebih baik (meningkat untuk masalah maksimisasi dan menurun untuk masalah minimisasi). Jika solusi yang lebih baik telah diperoleh, prosedur simpleks dengan sendirinya akan menghilangkan semua solusi-solusi lain yang kurang baik 3. Proses ini diulang-ulang sampai suatu solusi yang lebih baik tidak dapat ditemukan. Proses simplex kemudian berhenti dan solusi optimum diperoleh.

Metode simplex adalah sistematik, algoritma iteratif dari peninjauan solusi layak yang berurutan mengurangi fungsi objektif diantara setiap iterasi, dan akhirnya mengidentifikasi nilai minimum yang pernah dicapai. Pada praktek implementasi simplex, variabel constraints non-negatif, sebaliknya implementasi simplex khusus


lebih efektif menggunakan variabel bebas. Variabel terbatas yang kemudian disebut ”simple upper bounding” juga diterapkan. Di dalam Tugas Akhir ini penulis memakai program matlab untuk menyelesaiakan permasalahan optimasi dengan menggunakan teknik simplex dan interior point. Langkah-langkah penyelesaiannya yaitu: a. Untuk teknik simplex, dalam matlab memakai perintah berikut sebagai pembukanya[8]:

options = optimset('LargeScale', 'off', 'Simplex', 'on')

b. masukkan bentuk baku linear programming dengan format - f mewakili fungsi sasaran - Aeq merupakan matriks yang mewakili sisi kiri persamaan yang ada pada bentuk LP - beq mewakili sisi kanan dari persamaan tersebut - A merupakan matriks yang mewakili sisi kiri pertidaksamaan yang ada pada bentuk LP - b merupakan matriks yang mewakili sisi kanan pertidaksamaan tersebut - serta lb dan ub masing-masing merupakan batas bawah dan batas atas dari bentuk LP untuk jaringan yang akan dioptimasi - dan terakhir masukkan perintah untuk melakukan optimasi, yaitu: [x,fval,exitflag,output,lambda] = linprog(f,Aeq,beq,A,b,lb,ub); Untuk proses selengkapnya dapat dilihat pada lampiran penyelesaian. Nora Wahyuni : Pemodelan Dan Optimasi Pada Jaringan Internet Protocol Over Synchronous Digital Hierarchy (Ip Over Sdh), 2008. USU Repository © 2009

3.2.4 Teknik Interior Point Walaupun teknik simplex sangat efisien, pada kenyataannya menunjukkan kasus eksponensial terburuk. Tingkatan utama dari permasalahan feasible hanya pada perbaikan iterasi sebagai versi dasar dari Algoritma simplex. Ide umum pada teknik interior point untuk LP sangat sederhana, dan pada kenyataannya sama dengan metode optimisasi pada pemrograman convex., teknik ini mencari penyelesaiannya di bagian dalam dari batasan yang diberikan. Saat ini, jalur pusat algoritma teknik Interior Point primal-dual infeasibel dalam prakteknya lebih efisien[3]. Secara khusus, Algoritma interior point hanya pendekatan solusi optimal yang bersifat asimtot. Jika solusi khusus (vertex) maka ia akan mengenalinya. Bentuk baku dari teknik ini sama seperti bentuk baku LP yang telah disebutkan sebelumnya. Namun demikian, kasusnya tidak selalu seperti ini, pada beberapa kasus, teknik interior point berhubungan dengan penaksiran titik pusat secara analisis pada rangkaian solusi optimal dari vertex optimal. Teknik ini juga dikenal dengan large scale programming karena keandalannya dalam mengoptimasi jaringan dalam skala yang besar. Karena dalam pelaksanaan proses optimasi penulis menggunakan matlab untuk memudahkan prosesnya, yang membedakan teknik simplex dan interior point hanyalah pada perintah awal dan akhirnya dan perintah lainnya sama dengan perintah yang ada pada teknik simplex. Untuk lebih jelasnya dapat dlihat pada lampiran penyelesaian optimasi pada masing-masing jaringan dengan menggunakan teknik interior point. Perintah pembukanya diubah menjadi seperti berikut[8]:


options = optimset('LargeScale', 'on', 'Simplex', 'off')

Teknik interior point, di dalam matlab memakai istilah large scale dan perintah akhirnya adalah sebagai berikut:

[x,fval,exitflag,output] = linprog(f,A,b,Aeq,beq,lb,[],[],optimset('Display','iter'));


BAB IV PERUMUSAN OPTIMASI JARINGAN IP Over SDH

4.1 Perumusan Optimasi Trafik pada IP Routing pada internet terbagi kepada dua bagian yaitu, intra-domain dan inter-domain. Secara khusus, jaringan intra-domain dijalankan oleh Internet Service Provider (ISP) yang mengatur lokasi dari router dan link (dan kapasitas keduanya). Tugas provider adalah membangun dan menjalankan jaringan dalam suatu jalur yang paketnya (IP datagram) dapat berpindah secara efisien sampai akhir jaringannya, apakah paket dibangkitkan oleh usernya sendiri atau transit dari daerahnya. Pada jaringan ini, yang

akan dioptimasi dalam tugas akhir ini adalah utilisasi link

maksimum pada routing trafik intra-domain[3]. Hubungan aliran pada jalur p untuk demand d yang disebabkan oleh sistem link metric w dengan xdp (w) sangat penting untuk menunjukkan daerah cakupan dari aliran w sesuai dengan aturan protokol. Hal ini dapat menunjukkan kuantitas aliran xdp (w) pada jalur p untuk paket yang mengikuti jalur ini, karenanya ini akan cocok dengan penempatan aliran trafik pada jalur yang ditetapkan oleh sistem link metric, Persamaan 4.1[3] dapat dipakai untuk menunjukkan hubungan.

∑

p

xdp (w) = hd

d =1, 2, ..., D

(4.1)

Sebaliknya, kumpulan dari calon jalur dapat dibangkitkan sebagai kumpulan dari shortest path pada urutan hop-nya (misalnya menggunakan algoritma k-shortest Nora Wahyuni : Pemodelan Dan Optimasi Pada Jaringan Internet Protocol Over Synchronous Digital Hierarchy (Ip Over Sdh), 2008. USU Repository © 2009

path). Indikator link path δ edp bernilai 1 jika route p untuk demand d menggunakan link e dan jika sebaliknya bernilai 0. Beban link (disebut juga aliran link) ye pada link e, dipengaruhi oleh sistem link metric yang diberikan Persamaan 4.2[3]. Kemudian alirannya dibatasi dengan kapasitas link, seperti Persamaan 4.3[3].

ye (w) = ∑ d ∑ p δ edp xdp (w)

e = 1, 2, ..., E

ye (w) ≤ ce ,

e = 1, 2, ..., E

(4.2)

(4.3)

Utilisasi link pada setiap link berasal dari ye (w) / ce . Selanjutnya, utilisasi link maksimum (link dengan kemacetan tertinggi) pada seluruh link ditunjukkan oleh variabel r dalam persamaan 4.4[3]. Penurunan utilisasi link maksimum dapat dirumuskan seperti pada Persamaan 4.5[3].

r = max e =1,..., E {y e (w) / ce }

Minimize

F = max e {ye (w) / ce }

Subject to

∑

xdp (w) = hd

(4.4) (4.5a)

d =1, 2, ..., D

(4.5b)

∑ d ∑ p δ edp xdp (w) = ye (w)

e = 1, 2, ..., E

(4.5c)

ye (w) ≤ ce ,

e = 1, 2, ..., E

(4.5d)

p

we = integer non-negatif


Pada Persamaan 4.5[3], variabel yang belum diketahui (link metric) diindikasikan dengan istilah minimize untuk menghindari kekacauan dengan kuantitas yang sudah diketahui (vektor aliran jalur x dan vektor beban link y seluruhnya ditentukan oleh w). Setelah dimasukkan variabel r dan mengisarkan persamaan beban link, masalah di atas dapat ditulis dalam Persamaan 4.6[3]. Jika pada optimum r<1 maka tidak ada link yang macet. Perumusan masalah tersebut dapat membantu pengembangan algoritma yang menentukan sistem link metric optimal w yang tepat. Pada prakteknya, suatu sistem off-line (ambil perhitungan demand volume dan kapasitas) memperhitungkan sistem link metric dan menyebarkan informasi in ke semua router[3].

Minimize

F =r

Subject to

∑

p

xdp (w) = hd

∑ d ∑ p δ edp xdp (w) ≤ ce r

(4.6a)

d =1, 2, ..., D

(4.6b)

e = 1, 2, ..., E

(4.6c)

r kontinu we integer non-negatif

4.2 Perumusan Optimasi Jaringan SDH Layanan khusus pada SDH yang membuat demand untuk pembangunan hubungan adalah trunk untuk jaringan digital circuit-switch, interface dari linecard ke IP, dan layanan private lise-line. Hal ini menunjukkan bahwa standard SONET tidak hanya pengalamatan interface dengan router IP, tapi juga dapat digunakan


sebagai penghubung untuk link IP antara dua router melewati mekanisme interfacing yang disebut packet over SDH (PoS). Demand masukan dapat masuk ke dalam salah satu dari interface ini tergantung pada tipe dari fungsi node yang tersebar pada jaringan. Contohnya, dengan menganggap bahwa node SDH merupakan kemampuan DCS, yang berarti bahwa mereka dapat menghubungkan sinyal ke subrate yang lain (yaitu, VT-1.5, VT-3, VT-6, atau VC-12, VC-3, VC-4) [3]. Link yang menghubungkan node transport terdiri dari sistem transmisi optik STS-n, dimana n=1, 3, 12, 48 dan 192 seperti pada Tabel 1, menggunakan serat optik. Setiap modul STM-n dapat membawa 63 VC-12. Kapasitas ce (atau ye, apabila kapasitasnya merupakan variabel) dari link transmisi e dinyatakan dalam LCU menjadi modul STM-n (1 LCU sama dengan 63 DVU dan 1 DVU sama dengan 12 unit VC-12), dan itu sama dengan jumlah total modul STS-1 yang didapat dari semua sistem transmisi pada link. Link (sistem transmisi) dihubungkan dengan node DCS dan container pembawa VC-12 dalam modul STM-1 dikirim menuju port pada matriks switching node. Dalam masalah ini, rancangan kapasitas jaringan transport SDH dapat dirumuskan seperti pada Persamaan 4.7[3].

minimizex, y

F = ∑ e ξ e ye

subject to

∑ p xdp = hd

d = 1, 2, ..., D

(4.7b)

∑ d ∑ p δ dp xdp ≤ Mye

e = 1, 2, ..., E

(4.7c)

(4.7a)


Dimana M=63 dan ξ e adalah harga dari nominal untuk satu LCU (sistem STS-3 atau sistem STM-1) pada link e. Masalah tersebut lebih sederhana karena tidak membedakan harga pada modul STM yang ada pada sistem transmisi dari kecepatan berbeda. Rumus yang lebih akurat menunjukkan harga dari satu sistem transmisi STM-n yang ada pada link e adalah sama dengan ξ en dan Persamaan 4.7 dapat di ubah menjadi Persamaan 4.8 berikut[3].

minimizex, y

F = ∑ e ∑ n ξ en yen

subject to

∑ p xdp = hd

d = 1, 2, ..., D

(4.8b)

∑ d ∑ p δ dp xdp ≤ ∑ n M n yen

e = 1, 2, ..., E

(4.8c)

(4.8a)

xdp , ye , integer non-negatif

4.3 IP over SDH, Rancangan Gabungan Dua-Lapisan Pada bagian ini akan dibahas tentang jaringan IP dengan menganggap bahwa link IP yang menghubungkan router IP membutuhkan sarana fisik sebagai jalur transmisi yang ada pada jaringan SDH menggunakan DCS. Jadi, kita akan mendapatkan jaringan IP over SDH dengan sumber hirarki dua lapisan menggunakan teknologi PoS. Rancangan

dua lapisan yang ingin dibahas adalah, pemberian

jaringan trafik IP intra-domain yang link IP-nya berada pada kapasitas jaringan SDH. Dengan menentukan kapasitas yang dibutuhkan oleh link IP, dan merutekan link ini ke dalam jaringan SDH dengan cara integrasi untuk menurunkan biaya penggunaan link IP. Nora Wahyuni : Pemodelan Dan Optimasi Pada Jaringan Internet Protocol Over Synchronous Digital Hierarchy (Ip Over Sdh), 2008. USU Repository © 2009

Rancangan dua-lapisan hanya memungkinkan bagi provider yang mempunyai keduanya, yaitu jaringan trafik IP dan jaringan SDH (lapisan bawah). Kapasitas yang diberikan pada jaringan SDH terbatas, sedangkan untuk IP harus ditentukan kapasitas link IP, alokasi alur (paket) dijalankan dengan shortest path routing. Demand volume untuk IP diberikan dalam Mbps antara router yang berbeda. Dalam menghubungkan router digunakan interface card OC-3. Ini berarti bahwa link IP adalah modular dengan kecepatan 155,52 Mbps, sehingga LCU berada pada 155,52 Mbps. Sekarang kapasitas link IP menjadi demand volume untuk lapisan SDH. Satu DVU untuk lapisan bawah sama dengan OC-3. Demand ini kemudian dirutekan melalui jaringan lapisan bawah menggunakan link transmisi SDH berkecepatan tinggi seperti OC-48 (atau OC-192). Sebaliknya satu LCU pada lapisan bawah N = 16 karena satu sistem OC-48 (2.468,32 Mbps) dapat membawa 16 modul OC-3. Kapasitas link IP dirutekan pada jalur menggantikan urutan pada node lanjutan DCS, DCS terakhir akan dihubungkan dengan router IP terakhir pada link IP yang dibutuhkan. Singkatnya, DVU demand IP sama dengan 1 Mbps, dan LCU dari jaringan IP menjadi DVU untuk jaringan SDH pada arsitektur dua-lapisan, yaitu DVU untuk jaringan SDH dapat dianggap sebagai OC-3. Anggap bahwa kapasitas link pada jaringan SONET diberikan dalam perkalian OC-3, yang dinamakan OC-48 dengan modulariti N = 2.488,32 Mbps. Demand volume trafik jaringan IP sebagai hd untuk demand d, d = 1, 2, ..., D. Aliran pada jalur yang dilalui p, untuk demand d pada lapisan IP yang tergantung pada sistem panjang link (metric), w = (w1, w2, ..., wE) diberikan oleh xdp (w), seperti sebelumnya diambil δ edp = 1 untuk menandakan bahwa jalur p untuk demand d, jika Nora Wahyuni : Pemodelan Dan Optimasi Pada Jaringan Internet Protocol Over Synchronous Digital Hierarchy (Ip Over Sdh), 2008. USU Repository © 2009

jaringan IP menggunakan link e ( δ edp = 0 , dan sebaliknya), maka kapasitas modular (untuk ditentukan) pada link lapisan IP e menjadi ye (dalam modul M), dapat dilihat bahwa demand volume baru ini, ye, karena pada lapisan atas membutuhkan perutean jaringan SDH menggunakan DCS. Perutean dua lapisan IP adalah pada tingkatan frame SDH dan meningkat secara permanen atau semi permanen berdasarkan pengaturannya, dapat disamakan dengan δ edp , kita juga membutuhkan indikator lain untuk merutekan link SDH ke jalur SDH yang tersedia pada link IP, jalur yang akan dipilih pada lapisan SDH untuk link IP e dapat ditulis sebagai q = 1, 2, ..., Qe . Maka γgeq bernilai satu jika jalur q dalam lapisan transport untuk demand e menggunakan link g dan bernilai 0, jika sebaliknya. Kapasitas link g dalam jaringan SDH sebagai cg ditempatkan dalam modul OC-48 yang disebut dengan N. Jadi, permasalahan rancangan meliputi variabel w, y dan z, dapat ditulis dalam perumusan link seperti pada Persamaan 4.9[3].

Minimizez, x, y

∑ e ξ e ye + ∑ e ∑ q ζ eq zeq

subject to

∑ p xdp (w) = hd

d = 1, 2, ..., D

∑ d ∑ p δ dp xdp (w) ≤ ρMye

e = 1, 2, ..., E

∑ q ∑ c zeq = ye

e = 1, 2, ..., E

M ∑ e ∑ q γ geq zeq ≤ Ncg

g = 1, 2, ..., G

(4.9)

we , integer non-negatif ye , zeq , integer non-negatif


Kapasitas ye, dari link lapisan IP e menjadi demand volume untuk lapisan bawah dan membutuhkan perutean pada jalur dalam jaringan SDH. Koefisiennya adalah ρ ,

(0 < ρ < 1)

disebut sebagai koefisien utilisasi link, digunakan dalam

kapasitas terbatas link lapisan bawah yang dapat digunakan untuk membatasi kemacetan link IP. Disini.terdapat dua komponen harga, yang pertama adalah harga terminasi link IP, ξ e , menurunkan harga dari interface OC-3 pada router terakhir dari link e. Harga ke dua adalah harga perutean lapisan SDH, komponen ini dapat digunakan untuk berbagai macam situasi. Dalam hal ini, jika kita menganggap ζ eq ≡ 1 maka kita telah menaikkan kapasitas cadangan pada link SDH. Misalnya pada saat

ζ eq = ζ e, q = 1, 2, ..., Qe , maka kita dapat lukiskan ζ e sebagai tingkatan harga (seperti harga per bulan atau per tahun) pada satu LCU dalam jaringan IP yang harus dibayar oleh pengembang IP kepada operator jaringan SDH untuk pengadaaan kapasitas link.

4.4 Asumsi-asumsi yang Dipakai pada Masing-masing Jaringan. Dalam proses optimasi pada kedua jaringan tersebut, ada beberapa asumsi yang digunakan untuk mempermudah perhitungan. Beberapa asumsi tersebut adalah: •

ce, yaitu kecepatan atau kapasitas link e yang tersedia untuk jaringan IP adalah 1,54 Mbps (kecepatan T1)

•

δ edp adalah koefisien yang bernilai 1 jika jalur xdp melewati link e.


•

Demand volume hd, yaitu jumlah penggunaan link oleh user untuk masing-masing demand d pada IP maupun SDH ditentukan mempunyai harga 1,4; 1,5; 1,5 Mbps untuk masing-masing hd (d = 1, 2 dan 3)

•

ξ e , harga nominal untuk 1 unit LCU sistem STM-1, karena harga untuk setiap linknya dianggap sama, maka didalam perumusannya hanya dipakai konstanta 1.

•

M, yaitu modularity untuk sistem STM-1 adalah 63, yang berarti bahwa 1 LCU (modul STM-1) dapat melewatkan 63 unit VC-12 atau kecapatan bit 155,52 Mbps

•

γgeq adalah koefisien yang bernilai 1 jika path zeq melewati link g pada jaringan SDH.

•

ζ e , yaitu harga perbulan yang harus dibayar oleh provider IP kepada penyedia layanan SONET. Karena semua harganya dianggap sama, maka harga yang dipakai adalah 1.

•

cg, yaitu kapasitas dari link g pada SDH ditempatkan dalam modul OC-48 diasumsikan masing-masing sebesar 1 unit OC-48, dengan kapasitas 2.488,32 Mbps

•

N modularity untuk sistem STM-64, dimana N=16M adalah 2488,32 Mbps.


BAB V HASIL OPTIMASI DAN ANALISA PADA JARINGAN IP DAN SDH

5.1 Hasil Optimasi dan Analisa Lapisan IP Dengan menggunakan bentuk umum LP pada Persamaan 3.1, maka dapat diperoleh hasil optimasi pada suatu jaringan IP empat node, dengan tiga node membangkitkan demand antara satu dengan yang lain dan satu node sebagai perantara semata. Berdasarkan Gambar 5.1 Persamaan 4.6 dapat dibuat seperti Persamaan 5.1.

Minimize

F =r

Subject to

x11 = h1

x21 + x22 = h2 x31 + x32 = h3

(5.1)

x31 ≤ c1 r x11 + x32 ≤ c 2 r x 22 + x32 ≤ c3 r

x11 + x 22 ≤ c 4 r x 21 ≤ c5 r


Dimana: h1

:

Jumlah permintaan (demand volume) pertama, yaitu kebutuhan trafik antara node 1 dan 2, diasumsikan sebesar 1,4 Mbps

h2

:

Demand volume ke dua, yaitu kebutuhan trafik antara node 1 dan 3, diasumsikan sebesar 1,4 Mbps

h3

:

Demand volume ke tiga, yaitu antara node 2 dan 3, diasumsikan sebesar 1,5 Mbps

x11

:

Jalur pertama yang digunakan untuk melewatkan informasi dari permintaan (demand) pertama, yaitu h1.

x21

:

Jalur pertama yang digunakan untuk melewatkan informasi dari demand ke dua, yaitu h2.

x22

:

Jalur ke dua yang digunakan untuk melewatkan informasi dari demand ke dua, yaitu h2.

x31

:

Jalur pertama yang digunakan untuk melewatkan informasi dari demand ke tiga, yaitu h3.

x32

:

Jalur ke dua yang digunakan untuk melewatkan informasi dari demand ke tiga, yaitu h3.

c1

:

Kapasitas link 1, diasumsikan sebesar 1,54 Mbps (T1)

c2

:


c3

:


c4

:


c5

:



r

:

Utilisasi maksimum dari semua link, yaitu perbandingan tertinggi dari kebutuhan trafik dengan kapasitas link yang tersedia.

Gambar 5.1 Jaringan IP empat node


Karena perhitungannya memakai matlab, maka semua variabel harus dipindahkan ke sisi kiri, sehingga Persamaan 5.1 akan menjadi persamaan 5.2.

Minimize

F =r

Subject to

x11 = 1,4

x 21 + x 22 = 1,4 x31 + x32 = 1,5

(5.2)

x31 − 1.54r ≤ 0 x11 + x32 − 1.54r ≤ 0 x 22 + x32 − 1.54r ≤ 0

x11 + x 22 − 1.54r ≤ 0 x 21 − 1.54r ≤ 0

Setelah bentuk baku tersebut diproses dengan pemrograman matlab, maka diperoleh penyelesaian untuk masing-masing teknik simplex dan interior point yang diberikan dalam Tabel 5.1.


Tabel 5.1 Hasil Optimasi pada IP Hasil optimasi dengan

menggunakan teknik

menggunakan teknik

simplex

interior point

1

0,4215 Mbps

1.4000 Mbps

1

0,8430 Mbps

1.3965 Mbps

2

0,4215 Mbps

0.0035 Mbps

1

0,8430 Mbps

1.4500 Mbps

2

0,4215 Mbps

0.0500 Mbps

0,5474

0.9416

Demand

Jalur

d

p

1

Kapasitas

Hasil optimasi dengan

2

Jalur 3

Utilisasi Maksimum r

Dari tabel 5.1 dapat dilihat bahwa pada penggunaan teknik simplex, jalur 1 untuk demand 1 melewatkan informasi 0,4215 Mbps. Jalur 1 dan 2 untuk demand 2 masing-masing melewatkan 0,8430 dan 0,4215 Mbps. Sedangkan jalur 1 dan 2 untuk demand 3 melewatkan masing-masing 0,8430 dan 0,4215 Mbps. Pada penggunaan teknik interior point, jalur 1 untuk demand 1 melewatkan data sebesar 1,4 Mbps. Jalur 1 dan 2 untuk demand 2 masing-masing melewatkan 1.3965 dan 0.0035 Mbps. Sedangkan jalur 1 dan 2 untuk demand 3 melewatkan masing-masing 1.4500 dan 0,0500 Mbps. Fungsi sasaran, yaitu utilisasi maksimum r yang diperoleh dengan teknik simplex dan interior point masing-masing 0,5474 dan 0.9416. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada lampiran.


5.2 Hasil Optimasi dan Analisa Jaringan Transport SDH Hal yang sama juga dilakukan untuk memperoleh hasil optimasi pada jaringan SDH yaitu dengan menggunakan metode simplex dan metode teknik interior point. Pemodelan yang dipakai adalah seperti pada Gambar 5.2, bentuk baku dari masalah SDH untuk rancangan kapasitas jaringan adalah seperti Persamaan 4.7 yang kemudian menjadi Persamaan 5.3.

Gambar 5.2 Jaringan SDH Nora Wahyuni : Pemodelan Dan Optimasi Pada Jaringan Internet Protocol Over Synchronous Digital Hierarchy (Ip Over Sdh), 2008. USU Repository © 2009

Minimize

y1 + y 2 + y 3 + y 4 + y 5

Subject to

x11 = h1 x 21 = h2 x31 = h3

(5.3)

x11 + x 21 ≤ 63y1 x11 + x31 ≤ 63y 2 x 21 + x31 ≤ 63y 3

Dimana: h1

:


h2

:


h3

:


x11

:

Jalur pertama yang digunakan untuk melewatkan informasi dari permintaan (demand) pertama, yaitu h1.

x21

:

Jalur pertama yang digunakan untuk melewatkan informasi dari demand ke dua, yaitu h2.

x31

:

Jalur pertama yang digunakan untuk melewatkan informasi dari demand ke tiga, yaitu h3.

y1

:

Kapasitas link 1, yang harus disediakan jaringan SDH.


y2

:


y3

:


Karena perhitungannya memakai matlab, maka semua variabel harus dipindahkan ke sisi kiri, sehingga Persamaan 5.3 akan menjadi persamaan 5.4. Hasil optimasinya disajikan dalam tabel 5.3.

Minimize

y1 + y 2 + y 3 + y 4 + y 5

Subject to

x11 = 1,4 x 21 = 1,4 x31 = 1.5

(5.4)

x11 + x 21 − 63 y1 ≤ 0 x11 + x31 − 63 y 2 ≤ 0 x 21 + x31 − 63 y 3 ≤ 0

Tabel 5.2 Hasil Optimasi Untuk Kapasitas Jaringan SDH

Demand

Jalur

d

p

Hasil optimasi dengan menggunakan teknik simplex (Mbps)

Hasil optimasi dengan menggunakan teknik interior point (Mbps)

1

1

0.2038

1.4000

2

1

0.2038

1.4000

3

1

0.5426

1.5000

Kapasitas Jalur


Kapasitas link SDH yang harus disediakan oleh VC-12

L i n k

1

0.0065

0.0444

2

0.0118

0.0460

3

0.0118

0.0460

Dari tabel 5.2 dapat dilihat bahwa dengan menggunakan teknik simplex, jalur 1 untuk melayani demand 1 membutuhkan 0.2038 Mbps. Jalur 1 untuk demand 2 membutuhkan 0.2038 Mbps. Sedangkan jalur 1 untuk demand 3 memakai 0.5426 Mbps. Besarnya kapasitas jaringan masing-masing link untuk melayani jalur-jalur tersebut yaitu, link 1 harus menyediakan 0.0065 Mbps pada masing-masing VC-12, link 2 harus menyediakan 0.0118 Mbps pada masing-masing VC-12 dan link 3 harus menyediakan 0.0118 Mbps pada masing-masing VC-12. Pada penggunaan teknik interior point, jalur 1 untuk melayani demand 1 membutuhkan 1.4000 Mbps. Jalur 1 untuk demand 2 membutuhkan 1.4000 Mbps. Sedangkan jalur 1 untuk demand 3 memakai 1.5000 Mbps. Besarnya kapasitas jaringan masing-masing link untuk melayani jalur-jalur tersebut yaitu, link 1 harus menyediakan 0.0444 Mbps pada masing-masing VC-12, link 2 harus menyediakan 0.0460 Mbps pada masing-masing VC-12 dan link 3 harus menyediakan 0.0460 Mbps pada masing-masing VC-12. Untuk proses perhitungannya dapat dilihat pada lampiran.


5.3 IP over SDH Hal yang sama juga dilakukan untuk mengoptimasi jaringan IP over SDH, yaitu untuk memperoleh sasaran, dalam hal ini meminimalkan pemakaian kapasitas jaringan SDH oleh IP. Pemodelan yang dipakai adalah seperti pada Gambar 5.3. Bentuk baku yang digunakan adalah Persamaan 4.9 yang kemudian menjadi Persamaan 5.5

Minimize

y1 + y 2 + y 3 + y 4 + y 5 + z11 + z 21 + z 22 + z 31 + z 32 + z 43 + z 52 + z 53

Subject to

x11 = h1 x21 + x22 = h2 x31 + x32 = h3 x31 ≤ ρMy1 x11 + x32 ≤ ρMy 2 x 22 + x32 ≤ ρMy 3 x11 + x 22 ≤ ρMy 4

(5.3)

x 21 ≤ ρMy 5 z11 = y1

z 21 = y2 z 31 = y 3 z 41 = y 4 z 51 = y 5 Nora Wahyuni : Pemodelan Dan Optimasi Pada Jaringan Internet Protocol Over Synchronous Digital Hierarchy (Ip Over Sdh), 2008. USU Repository © 2009

M ( z 41 + z 51 ) ≤ Nc1

M ( z 21 + z 21 ) ≤ Nc 2 M ( z11 + z 31 + z 51 ) ≤ Nc3 M ( z 21 + z 31 + z 41 ) ≤ Nc 4

Keterangan: h1

:


h2

:


h3

:


x11

:

Jalur pertama yang digunakan untuk melewatkan informasi dari permintaan (demand) pertama, yaitu h1 pada lapisan IP.

x21

:

Jalur pertama yang digunakan untuk melewatkan informasi dari demand ke dua, yaitu h2 pada lapisan IP.

x22

:

Jalur ke dua yang digunakan untuk melewatkan informasi dari demand ke dua, yaitu h2 pada lapisan IP.

x31

:

Jalur pertama yang digunakan untuk melewatkan informasi dari demand ke tiga, yaitu h3 pada lapisan IP.

x32

:

Jalur ke dua yang digunakan untuk melewatkan informasi dari demand ke tiga, yaitu h3 pada lapisan IP.


y1

:

Kapasitas untuk link 1, yang harus disediakan jaringan SDH untuk trafik IP.

y2

:


y3

:


y2

:


y3

:


z11

:

Kapasitas jalur pada lapisan SDH, untuk melayani link 1 pada lapisan IP.

z21

:


z31

:


z41

:


z51

:


c1

:

Kapasitas link 1 pada lapisan SDH, diasumsikan sebagai 1 modul OC48.


c2

:


c3

:


c4

:


N

:

Satuan Kapasitas Link (Link Capacity Unit, LCU) untuk lapisan IP, diasumsikan sebesar 155,52 Mbps.

N

:

Satuan Kapasitas Link (Link Capacity Unit, LCU) untuk lapisan SDH, diasumsikan sebesar 2.488,32 Mbps.

ρ

:

Utilisasi link IP, yang diperoleh dari optimasi link IP dengan teknik simplex dan interior point, yang harga masing-masingnya adalah 0,5474 dan 0,9416.


v=2 Demand

h1

h3 v=3 h2

v=1

v=2

IP

e

2

x11 x31 x32 e1

e3

e

4

v=4

x22

e5

v=1

v=3

x21

SDH

DCS

DCS 4

g4

DCS

DCS 3 g3

DCS

g1

g2

DCS 5

DCS

DCS

DCS 1

DCS 2

Gambar 5.3 IP Over SDH Nora Wahyuni : Pemodelan Dan Optimasi Pada Jaringan Internet Protocol Over Synchronous Digital Hierarchy (Ip Over Sdh), 2008. USU Repository © 2009

Karena perhitungannya memakai matlab, maka semua variabel harus dipindahkan ke sisi kiri, sehingga Persamaan 5.5 akan menjadi persamaan 5.6.

Minimize

y1 + y 2 + y 3 + y 4 + y 5 + z11 + z 21 + z 22 + z 31 + z 32 + z 43 + z 52 + z 53

Subject to

x11 = h1 x21 + x22 = h2 x31 + x32 = h3 x31 − ρ155,52 y1 ≤ 0 x11 + x32 − ρ155,52 y 2 ≤ 0 x 22 + x32 − ρ155,52 y 3 ≤ 0 x11 + x 22 − ρ155,52 y 4 ≤ 0

(5.3)

x 21 − ρ155,52 y 5 ≤ 0 z11 − y1 = 0

z 21 − y 2 = 0 z 31 − y 3 = 0 z 41 − y 4 = 0 z 51 − y 5 = 0 155,5 2 ( z 41 + z 51 ) ≤ 2.488,32

155,52 ( z 21 + z 21 ) ≤ 2.488,32 155,52( z11 + z 31 + z 51 ) ≤ 2.488,32 155,52( z 21 + z 31 + z 41 ) ≤ 2.488,32 Nora Wahyuni : Pemodelan Dan Optimasi Pada Jaringan Internet Protocol Over Synchronous Digital Hierarchy (Ip Over Sdh), 2008. USU Repository © 2009

Hasil optimasi yang diperoleh dengan menggunakan teknik simplex dan teknik iterior point disajikan dalam Tabel 5.3 dan hasil perhitungan selengkapnya dapat dilihat pada lampiran.

Tabel 5.3 Hasil Optimasi pada Jaringan IP over SDH

Jalur

dengan

dengan

d

p

menggunakan teknik

menggunakan teknik

simplex (Mbps)

interior point (Mbps)

15.9129

1.4000

15.5285

1.4000

7.5137

0.0000

16.6323

1.5000

6.6807

0.0000

14.7289

0.0100

14.7143

0.0093

7.3073

0.0000

14.7277

0.0093

14.7141

0.0093

7.4229

0.0100

7.4079

0.0093

7.3024

0.0000

1

1

2

1

Jalur 2 Pada 1 3 2 Kapasitas jalur

link 1

1

pada lapisan SDH

link 2

1

untuk melayani

link 3

1

link pada lapisan

link 4

1

link 5

1

Kapasitas link

link

1

SDH yang harus

pada

2

disediakan untuk

IP

3

IP

Hasil optimasi

Demand

Kapasitas

Lapisan IP

Hasil optimasi


trafik IP

4 5

7.4205

0.0093

7.4105

0.0093

Dari Tabel 5.3 di atas dapat dilihat bahwa dengan menggunakan teknik simplex jaringan IP over SDH tersebut tidak dapat optimal, karena hasil perhitungannya terlalu besar, sedangkan yang kita butuhkan adalah kapasitas yang seminimal mungkin tetapi tetapi dapat melayani semua permintaan. Pada penggunaan teknik interior point, jalur 1 untuk demand 1 melewatkan data sebesar 1,4 Mbps. Jalur 1 dan 2 untuk demand 2 masing-masing melewatkan 1.4 dan 0 Mbps. Sedangkan jalur 1 dan 2 untuk demand 3 melewatkan masingmasing 1.4 dan 0 Mbps. Penyediaan kapasitas oleh SDH untuk masing-masing link IP (link 1, 2, 3, 4 dan 5) adalah 0.0100, 0.0093, 0.0000, 0.0093 dan 0.0093 Mbps. Kapasitas jalur pada SDH yang dipakai untuk melayani masing-masing link IP adalah 0.0100, 0.0093, 0.0000, 0.0093 dan 0.0093 Mbps.


BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN

6.1 Kesimpulan Dari proses optimasi yang dilakukan pada jaringan IP over SDH dengan menggunakan teknik optimasi simplex dan interior point dapat diambil kesimpulan: 1. Penggunaan kapasitas yang lebih baik diperoleh pada jaringan IP over SDH, jika dibandingkan dengan penggunaan kapasitas pada masing-masing lapisan. Hal tersebut dilihat dari optimasi jaringan dengan menggunakan teknik interior point. 2. Teknik Interior Point mempunyai kelebihan dalam mengoptimasi jaringan yang lebih besar, hal itu dapat dilihat dari hasil yang diperoleh pada Tabel 5.3. Optimasi dengan menggunakan teknik ini pada jaringan IP over SDH memperoleh fungsi sasaran yang lebih kecil. 3. Teknik Simplex mempunyai keunggulan dalam mengoptimasi jaringan yang kecil, sehingga untuk jaringan sedarhana seperti trafik IP dan SDH yang hanya mempunyai satu lapisan, teknik ini lebih sering digunakan karena lebih teliti. Sebaliknya, untuk jaringan yang lebih rumit, teknik ini tidak efisien untuk digunakan.


6.2 Saran Beberapa saran yang dapat penulis berikan pada Tugas Akhir ini adalah: 1. Proses optimasi juga dapat dikembangkan lagi untuk jaringan yang lebih besar dengan jumlah node yang lebih banyak daripada yang dibahas dalam Tugas Akhir ini. 2. Optimasi dengan menggunakan teknik simplex dan interior point juga dapat diterapkan pada jaringan komunikasi yang lain, seperti pada jaringan Asynchronous Transfer Mode (ATM) dan Multi-Protocol Label Switching (MPLS).


DAFTAR PUSTAKA

1. Harry G. Perros, 2005, Connection-oriented Networks SONET/SDH, ATM, MPLS and OPTICAL NETWORKS, John Wiley & Sons Ltd, England, hal 12. 2. Onno W. Purbo, 1998, TCP/IP Standar, Desain dan Implementasi, Alex Media Komputerindo, Jakarta, hal 23-44. 3. Micha Pióro, Deepankar Medhi, 2004, Routing, Flow, and Capacity Design in Communication and Computer Networks, Morgan Kaufmann, San Francisco, hal 78-102. 4. Drs. Sunomo, Januari 1998, Artikel Telekomunikasi : Synchronous Digital Hierarchy, www.elektroindonesia.com. 5. Regis J. “Bud” Bates, 2001, Optical Switching and Networking, McGrawHill, New York, hal 81-102. 6. ........, 2007, Protokol Internet, http://id.wikipedia.org/wiki/Protokol Internet. 7. Sri Mulyono, 1999, Operations Research, Edisi ke dua, Fakultas Ekonomi Universitas Indonesia, hal 13-27 . 8. Budi Santosa, 2008, Matlab untuk statistika dan optimasi, Graha Ilmu, hal 81-93.


DAFTAR ISTILAH

ce

:

Kapasitas link yang nilainya sudah ditetapkan

Demand d

:

Urutan permintaan yang ada dalam satu jaringan.

Demand volume hd :

Jumlah permintaan yang ada pada tiap urutan permintaan.

LCU

:

Link Capacity Unit, harga dari tiap satu satuan link.

Link

:

Jalur yang digunakan untuk melewatkan informasi.

Node

:

Titik awal atau titik akhir dari pengiriman informasi

xdp

;

Kapasitas jalur p untuk melayani demand d.

ye

:

Kapasitas suatu link yang dapat berubah-ubah nilainya..

ξe

:

Harga 1 LCU (sistem STM-1) pada link e.

ζe

:

harga pemakaian kapasitas (seperti harga per bulan atau per tahun) sebagai harga perutean lapisan SDH, komponen ini dapat digunakan untuk berbagai macam situasi. Dalam hal ini, kita menganggap ζ eq ≡ 1


TUGAS AKHIR. PEMODELAN DAN OPTIMASI PADA JARINGAN INTERNET PROTOCOL Over SYNCHRONOUS DIGITAL HIERARCHY (IP Over SDH) NORA WAHYUNI

Recommend Documents