PAKET SWITCHING Jaringan dan Sentral Telekomunikasi Paket switching mempermudah dalam proses pengiriman data. Dalam makalah ini akan dibahas Paket Switching, Statistical Multiplexing, Random Access Techniques (ALOHA dan CSMA/CD), Bus Network Ring dan Optical-fiber Network
RISKI ANDAMI NAFA 22209106071 TEKNIK ELEKTRO - ITS
11/25/2010
PacketSwitching 1.
Pendahuluan
Pada message switching, semua pesan (message (message)) yang datang akan dikumpulkan di tiap-tiap switching centre sampai outgoing circuit yang circuit yang diperlukan atau yang diminta telah kosong, sehingga pesan-pesan yang dikirim tersebut dapat dikirim atau ditransmisikan. Pada message switching setiap panggilan yang dilakukan tidak ada yang hilang akibat dari sibuknya trafik, tetapi akan terjadi delay atau delay atau keterlambatan. Message switching sederhana tidak cocok digunakan dalam pentransmisian data. Hal ini karena terdapat banyak sekali variasi dari holding times. times. Suatu pesan (message ( message)) memiliki variasi yang banyak mulai dari kombinasi karakter dari keyboard sampai keyboard sampai aliran data yang sangat panjang. Suatu operator VDU memerlukan kecepatan dalam melakukan pentransmisian data maupun pesan pada jaringan komputer yang besar, sehingga setiap pesan tidak boleh menunggu lama dalam antrian trafik. Karena alasan inilah, jaringan data perlu menggunakan model message switching yang dimodifikasi. Model ini disebut packet switching. switching. Pesan yang panjang akan dipecah menjadi bagian-bagian yang lebih kecil yang disebut dengan packet, kemudian akan dikirimkan atau ditransmisikan secara terpisah (ditunjukkan pada figure 9.2).
Gambar 1 Prinsip Paket Switching
Gambar 2 Typical Packet Format
Format dari packet ditunjukkan dengan gambar 2. Suatu packet akan diterima sebagai informasi yang lengkap apabila tiap-tiap datanya dilengkapi dengan header , yang mengandung informasi tentang alamat tujuan pengiriman. Setiap header mengandung sederetan angka untuk mengelompokkan packet ke dalam receiving terminal yang tepat. Beberapa bit tertentu akan ditambahkan ke dalam header untuk tujuan kontrol, misalnya untuk mengetahui apakah packet yang dikrimkan mengandung informasi atau sedang dikirim untuk mengontrol jaringan (network ( network ). ). Suatu packet diakhiri dengan bit-bit untuk deteksi dan koreksi kesalahan. Teknik deteksi kesalahan atau error-detection yang paling populer digunakan adalah CRC (Cyclic ( Cyclic Redundancy Check Code). Code ). Apabila terminal penerima berperan untuk menerima koreksi kesalahan dengan meminta agar packet dikirim kembali, maka header-nya header-nya harus berisi alamat terminal pengirim. Jika packet sangat panjang, maka terminal penerima harus dapat mengetahui kapan packet kapan packet telah telah berhasil diterima secara utuh. Oleh karena itu, panjang dari packet juga packet juga dimasukkan dalam header . Tetapi, beberapa sistem menggunakan sebuah flag –suatu kombinasi angka yang khas- untuk menunjukkan akhir d ari suatu packet suatu packet . Packet switching pertama kali dikembangkan untuk keperluan jaringan data pribadi dan digunakan secara meluas pada local-area networks (LAN) untuk pentransmisian data dalam suatu tempat atau gedung. Packet switching digunakan juga pada wide-area networks (WAN), untuk pentransmisian data antar gedung dari suatu organisasi.WAN dapat menghubungkan beberapa LAN dari lokasi-lokasi yang berbeda. Jika dua jaringan menggunakan protocol yang sama, maka jaringan-jaringan ini dapat menggunakan sebuah peralatan yang sederhana yang disebut bridge. bridge. Jika menggunakan protocol yang berbeda, maka alat yang lebih kompleks yang dikenal dengan sebutan gateway sangat diperlukan untuk menghubungkan dari protocol dari protocol satu satu ke protocol ke protocol yang yang lain.
2.
Statistical Multiplexing
Sistem pentransmisian multiplexer lazimnya menyediakan jalur yang permanen dari setiap input terminal ke setiap output terminal. Sejumlah terminal dapat dilayani oleh sebuah data link dengan mengirim informasi dalam bentuk packet daripada menyediakan time slot pada tiap-tiap terminal pada sebuah synchronous TDM frame. frame . Multiplexer yang digunakan pada cara seperti ini dikenal dengan sebutan statistical multiplexer (biasa disingkat dengan statmux ), ), atau intelligent multiplexer. Jika sebuah data link transmits k bit/s k bit/s dan melayani terminal dengan kecepatan m bit/s ketika terminal tersebut aktif kemudian sebuah sistem synchronous TDM dapat melayani n=k/m terminal. Jika setiap terminal mengirim data dalam paket dan aktif pemisahan,a pemisahan,a, waktu, kemudian digit rate per terminal adalah am. Jika holding time (waktu pendudukan),h, maka single trunk adalah waktu yang diambil untuk mengirimkan sebuah paket adalah h = p/k dimana p/k dimana p adalah rata-rata jumlah bit per paket. Jika packet Jika packet arrive rate adalah λ, maka intensitas trafik dalam trunk trunk adalah :
= ) ( ℎ = 1 − = 1 − /
Dari section 4.7.5, waktu tunggu adalah :
Bearti interval antara sebuah paket datang dari sebuah terminal dan transmisi yang complek adalah :
= + ℎ = 1 − + = 1−
Contoh : a. Sebuah terminal dihubungkan ke suatu komputer dengan data link yang memiliki kecepatan transmisi 2,4 kbit/detik. Rata-rata, pengguna terminal menggunakan komputer sekali dalam satu menit. Pengguna tersebut rata-rata mengirimkan pesan 3|Page
dengan panjang karakter karakter 10 8-bit dan panjang balasan balasan dari komputer adalah 100 8-bit karakter. Jika waktu yang diperlukan oleh komputer untuk memroses infromasi dan hubungan propagasi dapat diabaikan, tentukan : (ii)
Delay rata-rata sebelum terminal berhasil menerima balasan yang komplit
(iii)
Occupancy dari Occupancy dari kanal data!
Solusi : (i)
Kecepatan transmisi data link adalah link adalah : 2400/8 = 300 karakter/detik Jadi, waktu rata-rata yang diperlukan kompter untuk mengirim balasan adalah 100/300 = 1/3 detik
(ii)
Occupancy link Occupancy link dari dari terminal ke komputer adalah -4
10(60.300) = 5,55.10 E Occupancy link Occupancy link dari dari komputer ke terminal adalah -3
100/(60.300) = 5,55.10 E
3.
Local-Area Network dan Wide-Area Netwok 3.1 Bus Network
Topologi jaringan bus merupakan beberapa simpul/node dihubungkan dengan jalur data (bus). Topologi Bus menyediakan 1 saluran untuk komunikasi semua perangkat sehinga setiap perangkat harus bergantian menggunakan seluran tersebut. Oleh karena itu, hanya ada 2 perangkat yang saling berkomunikasi dalam suatu saat. Masing-masing node dapat melakukan tugas-tugas dan operasi yang berbeda namun semua mempunyai hierarki yang sama. Untuk mengefisiensikan penggunaan jaringan, digunakan metode CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access / Collision Detected ) Detected ) yang dapat mengurangi terjadinya masa tenggang (saluran kosong) dengan mendeteksi tabrakan informasi. Topologi bus ini merupakan topologi yang banyak digunakan di awal penggunaan jaringan komputer karena topologi yang paling sederhana dibandingkan dengan topologi lainnya. Jika komputer dihubungkan antara satu dengan lainnya dengan membentuk seperti barisan melalui satu single kabel maka sudah bisa disebut menggunakan topologi bus. 4|Page
Dalam topologi ini dalam satu saat, hanya satu komputer yang dapat mengirimkan data yang berupa sinyal elektronik ke semua komputer dalam jaringan tersebut dan hanya akan diterima oleh komputer yang dituju. Karena hanya satu komputer saja yang dapat mengirimkan data dalam satu saat maka jumlah komputer sangat berpengaruh dalam unjuk kerja karena semakin banyak jumlah komputer, semakin banyak komputer akan menunggu giliran untuk bisa mengirim data dan efeknya unjuk kerja jaringan akan menjadi lambat. Sinyal yang dikirimkan oleh satu komputer akan dikirim ke seluruh jaringan dari ujung satu sampai ujung lainnya. Jika sinyal diperbolehkan untuk terus menerus tanpa bisa di- interrupt atau dihentikan dalam arti jika sinyal sudah sampai di ujung maka dia akan berbalik arah, hal ini akan mencegah komputer lain untuk bisa mengirim data, karena untuk bisa mengirim data jaringan bus mesti bebas dari sinyal-sinyal. Untuk mencegah sinyal bisa terus menerus aktif (bouncing) diperlukana adanya terminator, di mana ujung dari kabel yang menghubungkan komputer-komputer tersebut harus di-terminate di- terminate untuk menghentikan sinyal dari bouncing (berbalik) dan menyerap (absorb ( absorb)) sinyal bebas sehingga membersihkan kabel tersebut dari sinyal-sinyal LAN dan WAN biasanya menggunakan bus seperti yang ditunjukkan pada figure 1.2 (b). Pada LAN,bus terdiri dari sekumpulan kabel yang mengitari gedung. Se dangkan pada WAN, bus dibangun dari circuit yang disewa dari operator telekomunikasi publik, atau bahkan
Gambar 3 Konfigurasi Jaringan BUS
dari operator yang berbeda wilayah negara, yang mana dalam hal ini juga memakai hubungan antar satelit. Bus network merupakan network merupakan single-server queuing system yang harus dapat melayani trafik total dari semua node (titik). Pada setiap peningkatan 1,0 erlang terjadi delay yang cenderung tidak terbatas. Oleh karenanya, total trafik tidak boleh melebihi fraction dari
Tipe
Sync
32 Bit
Alamat Tujuan Alamat sumber paket
48 Bit
48 Bit
16 Bit Bit
Check sum Data
Variable 45 – 1500 Bytes
32 Bit Bit
3.2 Ring Network
Ring network network juga termasuk single-server queueing system. Maka, trafik total dari semua node harus merupakan sebuah fraction sebuah fraction dari erlang jika delay yang delay yang panjang ingin dihindari. Ada dua tipe dasar ring network, yaitu slotted ring dan token ring. Gambar dari ring network ditunjukkan network ditunjukkan dengan figure dengan figure 1.2 (c). Kelebihan-kelebihan ring network yang network yang diketahui : 1. Antara node yang satu dengan yang lain tidak membutuhkan “perantara” atau centralnode, node, sehingga perputaran data lebih cepat, baik dalam hal pengiriman maupun penerimaan data. Laju data (transfer ( transfer rate) rate) tinggi 2. Arah aliran data satu arah, hingga kecil kemungkinan terjadi tabrakan data sehingga dapat melayani lalu lintas data yang padat 3. Deteksi terjadinya tabrakan data lebih sederhana 4. Dapat melayani berbagai media pengirim 5. Komunikasi antar terminal mudah 6. Waktu yang diperlukan d iperlukan untuk mengakses data optimal. 7. Tidak diperlukan Host , relatif lebih murah
Sedangkan beberapa kelemahan dalam ring network antara network antara lain : 1. Ketergantungan antara satu node dengan node yang lain. Hal ini dikarenakan pemakaian kabel yang tidak terputus dalam menghubungi keseluruhan node tersebut, menyebabkan kinerja jaringan gampang terganggu bila ada satu node yang mati ataupun ada satu kabel yang terputus sehingga kerusakan pada salah satu terminal dapat mengakibatkan kelumpuhan jaringan 2. Penambahan atau pengurangan terminal sangat sulit 3. Kerusakan pada media pengirim dapat menghentikan kerja seluruh jaringan
4. Harus ada kemampuan untuk mendeteksi kesalahan dan metode pengisolasian kesalahan. 5. Tidak kondusif untuk pengiriman suara, gambar dan data.
Contoh soal : Sebuah token ring beroperasi dengan kecepatan 10 Mbit/s. Dengan jangkauan 1 Km dengan 8
kecepatan propagasi adalah 2 x 10 m/s. Terdapat lima puluh terminal yang mengelilingi.
Paket data terdiri dari 512 bit, termasuk 64 bit tambahan. Token terdiri dari 8 bit. Banding kan kecepatan effektif data ketika ring beban penuh dengan contoh soal sebelumnya. Jawab :
= 0.8 × / () = 52 Waktu yang dibutuhkan untuk mengirimkan paket + token = ×/ × = 5 Total Latency untuk 50 node = × Waktu yang dibutuhkan untuk mengirimkan ke konektor :
Waktu yang terpakai oleh paket + konektor dan token untuk transmisi ring dan kembali ke node awal adalah :
8 10 52 + 10×10 + 2×10 + 5 = 62.8
Banyak bit dalam paket adalah : 512 – 64 = 448 bit Maka kecepatan kecepatan efektif data adalah adalah : 448/62.8 = 7.13 Mbit/s Perbandingan nya adalah 8 %.
3.3 Perbandingan antara Bus Network dan Ring Network
1. Bus network lebih handal daripada ring network . Pada bus network , kegagalan di satu node atau lebih tidak menggangu layanan di node lainnya 2. Penambahan node dapat dilakukan pada bus tanpa mengganggu jaringan. Sedangkan pada ring network , penambahan node mengharuskan mengharuskan jaringan terputus 3. Bus network menggunakan twisted-pair atau kabel coaxial 4. Bus network dapat mengalami pemantulan sinyal pada impedansi yang tidak semestinya 5. Pemisahan kesalahan kesalahan sulit dilakukan di bus network.
13 | P a g e
3.4 Optical-fiber Network Optical fiber memiliki redaman yang rendah dan dapat mentransmisikan data pada bit rate yang tinggi. Optical fiber juga tahan terhadap interferensi listrik. Ini yang menjadi
alasan mengapa optical fiber sering digunakan pada LAN. LAN optical fiber pertama kali digunakan untuk koneksi dari mainframe computer . Hal ini merupakan perkembangan bagi fiber-optic distributed data interface
(FDDI). Jaringan FDDI ini menggunakan dual ring dan dapat mentransmisikan data pada kecepatan 100 Mbit/s. Dewasa ini, organisasi operator telekomunikasi memperkenalkan layanan data berkecepatan tinggi yang menghubungkan LAN dari pelanggan antar kota atau bahkan antar wilayah yang lebih luas, seperti jaringan yang disebut metropolitan-area network (MAN). Selain itu, jaringan distributed-queue dual bus (DQDB) telah diusulklan dan standarnya juga telah dikembangkan. dikembangkan. Meskipun jaringan jaringan DQDB secara logika merupakan merupakan sebuah bus, tetapi secara fisik diimplementasikan sebagai ring. DQDB beroperasi pada data rate 150 Mbit/s dengan menggunakan optical fiber sebagai media transmisinya.
14 | P a g e
REFERENSI
1. Flood. JE. (1994). Telecommunication Switching Traffic and Network . Network . Prentice Hall. New York 2. Tanaebaum. S Andrew.(1996).Computer Andrew.(1996).Computer Network 3e (Edisi Bahasa Indonesia) Jilid 1. 1 . Prentice Hall. New York 3. Batess. J.Regis.(2002).Broadband J.Regis.(2002).Broadband Telecommunication Handbook, Second Edition.McGraw Edition .McGraw Hill. New York 4. Freeman. L Roger. (2004). Telecommunication System Engineering, Fourth Edition. Edition . Wiley & Son Inc. New Jersey 5. http://www.lkn.ei.tum.de/lehre/mmprog/mac/protocols/collision/aloha1.htm (date : 23/11/10)
15 | P a g e
