a. Low Density Parity Check Code (LDPC)
Low Density Parity Check (LDPC) Codes merupakan salah satu kelas dari teknik pengkodean linier block. Nama LDPC berasal dari karakteristik dari matrik parity check-nya yang hanya berisi sedikit bit ‘1’ jika dibandingkan dengan jumlah bit ‘0’. Keunggulan utama dari teknik pengkodean ini adalah LDPC dapat menghasilkan performansi yang sangat mendekati nilai kapasitas dari berbagai macam kanal (Shannon Limit) dan mempunyai kompleksitas proses decoding yang linier.
b. Regular LDPC
Sebuah kode LDPC disebut sebagai kode yang regular jika dv bernilai konstan untuk semua kolom dan dc = dv . (n/m) juga bernilai konstan untuk semua baris.
- Metode Encoding Lower Triangular Shape Based
Tujuan dari metode encoding ini adalah membentuk matrik parity check P dalam bentuk Lower Triangular Shape seperti pada gambar di bawah ini.
Langkah-langkah yang dilakukan dalam proses encoding ini dapat dibagi menjadi dua tahapan yaitu proses Pre-Processing Step dan Actual Encoding Step
c. Irregular LDPC
Sebuah kode LDPC disebut irregular LDPC codes apabila nilai dv dan dc bervariasi untuk setiap kolom dan baris pada parity check matrix nya.
d. Metode Decoding Sum of Product
Proses pendekodean LDPC dapat menggunakan algortima probability propagation disebut juga dengan algoritma sum-product atau belief propagation, yang diimplementasikan menggunakan faktor graph terdiri dari dua buah node yaitu “bit node” dan “check node”. Setiap bit node berhubungan dengan kolom dari matrik parity check, yang juga merupakan bit codeword. Setiap check node berhubungan dengan baris pada matrik parity check yang direpresentasikan sebagai persamaan parity-check. Untuk mendiskripsikan dari notasi pada algoritma sum-product dapat dilihat pada gambar berikut.
Tampilkan postingan dengan label Fakhrul Rozi ( 0808). Tampilkan semua postingan
Tampilkan postingan dengan label Fakhrul Rozi ( 0808). Tampilkan semua postingan
Senin, 11 Januari 2010
Jaringan Hybrid Fiber Coax
HFC adalah singkatan dari Hybrid Fiber Coax.Saat ini penggunaan HFC dalam jaringan telekomunikasi mendapat perhatian yang besar karenasecara teoritis memungkinkan penyediaan berbagai service secara sekaligus (multiservice) sepertitelephony, internet, cable TV dan Video on Demand(VOD) dengan janji kecepatan transmisi data yang lebih tinggi dan harga yang terjangkau oleh pemakai.Dalam perlombaan untuk memenuhi keinginanpelanggan (user) akan servis internet yang lebih cepat dan murah, suatu faktor yang memainkan peran yang penting adalah bandwidth. Sebagai perbandingan,jaringan kabel telepon memiliki bandwidth yang rendah sehingga mempunyai kecepatan yang rendah sedangkan jaringan HFC menyediakan bandwidth yang sangat lebar sehingga menawarkan kecepatan yang lebih tinggi. Hal ini menunjukkan potensi besar yang dimiliki jaringan untuk penyediaan pelayanan multimedia secara real time
Infrastruktur Jaringan HFC
Infrastruktur jaringan HFC, diibaratkan sebagai jalan raya yang akan dilalui oleh kendaraan-kendaraan yang membawa berbagai layanan dimana masing masing layanan mempunyai kendaraan sendiri-sendiri. Secara garis besar infrastruktur jaringan HFC terbagimenjadi tiga bagian utama yaitu: jaringan trunk, jaringan distribusi fiber, dan jaringan distribusipelanggan.Jaringan trunk, merupakan jaringan yang menghubungkan antara headend dengan distributionhub dimana media transmisinya menggunakan serat optik. Jaringan fiber, merupakan jaringan serat optik yang menghubungkan antara headend dengan fiber node. Jaringan distribusi pelanggan, merupakan jaringan yang menghubungkan antara fiber node dengan tap kearah rumah-rumah pelanggan dimana digunakan media transmisi kabel koaksial.
Komponen Penyusun Jaringan HFC
Komponen penyusun jaringan HFC dapat dibedakanmenjadi dua yaitu perangkat aktif dan pasif
a. Headend
Headend merupakan pusat dari system distribusi yang berfungsi sebagai tempat penggabungandan pengolahan sinyal yang diperoleh dari banyak sumber sinyal. Disini sinyal-sinyal tersebut akan mengalami proses penguatan, penyaringan,pengontrolan level sinyal, penggabungan dan proses modulasi sinyal untuk ditempatkan pada frekuensicarrier tertentu. Perangkat penyusun headend antara lain receiver, demodulator/decoder, modulator dan combiner.
b. Combiner
Konfigurasi masing-masing sistem untuk setiap jenis layanan yang ditawarkan jaringan HFC berbeda-beda, begitu pula dengan sinyal-sinyal yang diterima dari berbagai sumber. Konfigurasi dengan berbagai macam jenis sinyal tersebut digabungkan dengan sebuah perangkat yang disebut combiner
c. Fiber Node
Fiber node merupakan titik terminasi antarajaringan optik dengan jaringan koaksial. Fiber nod eberupa perangkat opto elektronik yang berfungsi untuk mengubah sinyal optik yang berasal dari distribution hub menjadi sinyal elektrik untuk diteruskan ke rumah rumah pelanggan melalui kabel koaksial dan sebaliknya.
d. Serat Optik
Suatu serat optik tunggal terdiri dari inti (core)dan selubung (cladding). Keduanya terbuat dari gelas/kaca yang berbeda indeks biasnya. Cahaya akan menjalar diinti dengan menggunakan prinsip internalreflection.Pada jaringan HFC digunakan jenis fiberoptik singlemode-step index.Gambar berikut memperlihatkan struktur mekanik dari serat optik. Serat optik tersebut memiliki jaket plastik pelindung yang memiliki warna sehinggamemudahkan pengidentifikasian kabel yang digunakan( pada end-to-end)
e. Kabel Koaksial
Kabel koaksial merupakan salah satu jenis media transmisi yang digunakan untuk pengiriman daya listrik frekuensi tinggi. Dalam sistem HFC kabel koaksial berfungsi sebagai penghubung dari saluran backbone ke pelanggan. Konfigurasi kabel koaksial dapat dilihat pada gambar Karakteristik dari kabel koaksial adalah semakin besar diameter kabel maka semakin kecil nilai redaman kabel tersebut. Untuk penggunaan kabel dengan ukuran yang dan jenis yang sama, untuk frekuensi yang tinggi akan memiliki hambatan yang lebih besar dari penggunaan pada frekwensi yang lebih rendah
f. Amplifier
Amplifier adalah perangkat aktif yangberfungsi untuk memperkuat daya sinyal sehingga tetap berada pada level daya yang diinginkan. Parameter amplifier yang harus diperhatikan dalam perancangan jaringan koaksial adalah : Maximum Gain, NoiseFigure, Signal Level Equalizer, CTB dan CSO.Amplifier berdasarkan fungsinya dibagi menjadi 3bagian:Trunk Amplifier, yaitu amplifier yang keseluruhan keluarannya hanya digunakan ke amplifier berikutnya .Bridge Amplifier, yaitu amplifier yang sebagian amplifier-nya digunakan untuk mencatu amplifier berikutnya dan sebagian keluaranya lagi didistribusikan ke rumah-rumah yang ada di dekatnya.Tap Amplifier, yaitu amplifier yang seluruh keluarannya hanya didistribusikan ke pelanggan yang ada didekatnya.
g.Splitter
Splitter adalah perangkat pasif yang berfungsi untuk membagi sinyal. Penggunaan splitter disebabkan karena terbatasnya jumlah keluaran dan perangkat aktif (Fiber Node dan Amplifier), sehingga dengan penggunaan splitter arah penggelaran kabel koaksial ke rumah-rumah pelanggan dapat diperbanyak. Beberapa hal yang perlu diperhatikan darisplitter adalah besarnya redaman (Splitter Loss), respon frekuensi dan jumlah keluaran splitter. Splitter Dapat dibedakan menjadi dua berdasarkan insertion lossnya.Splitter balance yaitu splitter yang mempunyai insertion loss yang sama pada tiap keluarannya dan splitter unbalance yang memiliki insertion loss yangberbeda-beda untuk tiap keluarannya.
h Directional Coupler
Directional coupler merupakan perangkat pasif yang berfungsi sebagai pencabang pada jaringan koaksial, pada prinsipnya mempunyai fungsi yang sama dengan splitter namun bersifat unbalanced. Pada directional coupler terdapat dua jenis redaman yait tap loss dan insertion loss. Tap loss yaitu besarnya losspada keluaran yang digunakan untuk menjangkau tempat yang lebih dekat, sedangkan insertion loss yaitu besarnya loss pada salah satu keluaran yang digunakan untuk menjangkau tempat yang lebih jauh.
i.Tap
Tap adalah perangkat pasif yang terdapat pada kabel koaksial yang berfungsi sebagai titik sambung dengan rumah pelanggan. Tap dihubungkan ke rumah pelanggan menggunakan kabel drop koaksial. Karakteristik redaman, terdapat dua jenis redaman yaitu tap loss dan insertion loss. Tap loss adalah besarnya redaman / loss pada keluaran yang digunakan untuk menghubungkan tap dengan rumah pelanggan, sedangkan insertion loss adalah besarnyaloss pada keluaran yang digunakan untuk menghubungkan tap.
Infrastruktur Jaringan HFC
Infrastruktur jaringan HFC, diibaratkan sebagai jalan raya yang akan dilalui oleh kendaraan-kendaraan yang membawa berbagai layanan dimana masing masing layanan mempunyai kendaraan sendiri-sendiri. Secara garis besar infrastruktur jaringan HFC terbagimenjadi tiga bagian utama yaitu: jaringan trunk, jaringan distribusi fiber, dan jaringan distribusipelanggan.Jaringan trunk, merupakan jaringan yang menghubungkan antara headend dengan distributionhub dimana media transmisinya menggunakan serat optik. Jaringan fiber, merupakan jaringan serat optik yang menghubungkan antara headend dengan fiber node. Jaringan distribusi pelanggan, merupakan jaringan yang menghubungkan antara fiber node dengan tap kearah rumah-rumah pelanggan dimana digunakan media transmisi kabel koaksial.
Komponen Penyusun Jaringan HFC
Komponen penyusun jaringan HFC dapat dibedakanmenjadi dua yaitu perangkat aktif dan pasif
a. Headend
Headend merupakan pusat dari system distribusi yang berfungsi sebagai tempat penggabungandan pengolahan sinyal yang diperoleh dari banyak sumber sinyal. Disini sinyal-sinyal tersebut akan mengalami proses penguatan, penyaringan,pengontrolan level sinyal, penggabungan dan proses modulasi sinyal untuk ditempatkan pada frekuensicarrier tertentu. Perangkat penyusun headend antara lain receiver, demodulator/decoder, modulator dan combiner.
b. Combiner
Konfigurasi masing-masing sistem untuk setiap jenis layanan yang ditawarkan jaringan HFC berbeda-beda, begitu pula dengan sinyal-sinyal yang diterima dari berbagai sumber. Konfigurasi dengan berbagai macam jenis sinyal tersebut digabungkan dengan sebuah perangkat yang disebut combiner
c. Fiber Node
Fiber node merupakan titik terminasi antarajaringan optik dengan jaringan koaksial. Fiber nod eberupa perangkat opto elektronik yang berfungsi untuk mengubah sinyal optik yang berasal dari distribution hub menjadi sinyal elektrik untuk diteruskan ke rumah rumah pelanggan melalui kabel koaksial dan sebaliknya.
d. Serat Optik
Suatu serat optik tunggal terdiri dari inti (core)dan selubung (cladding). Keduanya terbuat dari gelas/kaca yang berbeda indeks biasnya. Cahaya akan menjalar diinti dengan menggunakan prinsip internalreflection.Pada jaringan HFC digunakan jenis fiberoptik singlemode-step index.Gambar berikut memperlihatkan struktur mekanik dari serat optik. Serat optik tersebut memiliki jaket plastik pelindung yang memiliki warna sehinggamemudahkan pengidentifikasian kabel yang digunakan( pada end-to-end)
e. Kabel Koaksial
Kabel koaksial merupakan salah satu jenis media transmisi yang digunakan untuk pengiriman daya listrik frekuensi tinggi. Dalam sistem HFC kabel koaksial berfungsi sebagai penghubung dari saluran backbone ke pelanggan. Konfigurasi kabel koaksial dapat dilihat pada gambar Karakteristik dari kabel koaksial adalah semakin besar diameter kabel maka semakin kecil nilai redaman kabel tersebut. Untuk penggunaan kabel dengan ukuran yang dan jenis yang sama, untuk frekuensi yang tinggi akan memiliki hambatan yang lebih besar dari penggunaan pada frekwensi yang lebih rendah
f. Amplifier
Amplifier adalah perangkat aktif yangberfungsi untuk memperkuat daya sinyal sehingga tetap berada pada level daya yang diinginkan. Parameter amplifier yang harus diperhatikan dalam perancangan jaringan koaksial adalah : Maximum Gain, NoiseFigure, Signal Level Equalizer, CTB dan CSO.Amplifier berdasarkan fungsinya dibagi menjadi 3bagian:Trunk Amplifier, yaitu amplifier yang keseluruhan keluarannya hanya digunakan ke amplifier berikutnya .Bridge Amplifier, yaitu amplifier yang sebagian amplifier-nya digunakan untuk mencatu amplifier berikutnya dan sebagian keluaranya lagi didistribusikan ke rumah-rumah yang ada di dekatnya.Tap Amplifier, yaitu amplifier yang seluruh keluarannya hanya didistribusikan ke pelanggan yang ada didekatnya.
g.Splitter
Splitter adalah perangkat pasif yang berfungsi untuk membagi sinyal. Penggunaan splitter disebabkan karena terbatasnya jumlah keluaran dan perangkat aktif (Fiber Node dan Amplifier), sehingga dengan penggunaan splitter arah penggelaran kabel koaksial ke rumah-rumah pelanggan dapat diperbanyak. Beberapa hal yang perlu diperhatikan darisplitter adalah besarnya redaman (Splitter Loss), respon frekuensi dan jumlah keluaran splitter. Splitter Dapat dibedakan menjadi dua berdasarkan insertion lossnya.Splitter balance yaitu splitter yang mempunyai insertion loss yang sama pada tiap keluarannya dan splitter unbalance yang memiliki insertion loss yangberbeda-beda untuk tiap keluarannya.
h Directional Coupler
Directional coupler merupakan perangkat pasif yang berfungsi sebagai pencabang pada jaringan koaksial, pada prinsipnya mempunyai fungsi yang sama dengan splitter namun bersifat unbalanced. Pada directional coupler terdapat dua jenis redaman yait tap loss dan insertion loss. Tap loss yaitu besarnya losspada keluaran yang digunakan untuk menjangkau tempat yang lebih dekat, sedangkan insertion loss yaitu besarnya loss pada salah satu keluaran yang digunakan untuk menjangkau tempat yang lebih jauh.
i.Tap
Tap adalah perangkat pasif yang terdapat pada kabel koaksial yang berfungsi sebagai titik sambung dengan rumah pelanggan. Tap dihubungkan ke rumah pelanggan menggunakan kabel drop koaksial. Karakteristik redaman, terdapat dua jenis redaman yaitu tap loss dan insertion loss. Tap loss adalah besarnya redaman / loss pada keluaran yang digunakan untuk menghubungkan tap dengan rumah pelanggan, sedangkan insertion loss adalah besarnyaloss pada keluaran yang digunakan untuk menghubungkan tap.
Digital Subsriber Line (DSL)
Digital Subsriber Line (DSL) adalah teknologi akses dengan perangkat khusus pada central office dan pelanggan yang memungkinkan transmisi broadband melalui kabel tembaga, teknologi ini sering disebut juga denganistilah teknologi suntikan atau injection technology. Sehingga kabel telepon biasa yang telah ada dapat dipakai untuk menghantarkan data dalam jumlah yang besar dan dengan kecepatan yang tinggi. Telepon hanya menggunakan sebagian frekuensi yang mampu dihantarkan oleh kabel tembaga. Sedangkan DSL memanfaatkan lebih banyak frekuensi dengan membaginya (splitting), frekuensi yang lebih tinggi untuk data dan frekuensi yang lebih rendah untuk suara dan fax. VDSL dikenal sebagai seri teknologi x- DSL yang terakhir dan mempunyai kecepatan pengiriman data paling tinggi. VDSL pada dasarnya adalah teknologi broadband dengan memanfaatkan kabel tembaga standar sebagai infrastruktur dasar yang dipergunakan bersamasama dengan jaringan telephone. Teknologi VDSL telah hadir untuk memenuhi kebutuhan akan informasi yang semakin meningkat, khususnya komunikasi data dan pelayanan jasa internet. Teknologi VDSL dipakai untuk mengoptimalkan jaringan lokal tembaga yang telah ada. Untuk mengefisiensikan bandwidth yang tersedia dan tetap menjaga kualitas sinyal diperlukan teknik modulasi yang optimal, yang bersifat robust (tahan terhadap noise) dan mempunyai efisiensi transmisi yang tinggi.
Pada VDSL terdapat pilihan teknik modulasi sinyal, untuk single carrier adalah dengan modulasi QAM sedangkan untuk multicarrier dengan modulasi DWMT, DMT atau Zipper. DWMT menggunakan teknik modulasi multicarrier dengan transformasi Wavelet untuk membangun dan mendemodulasikan setiap carriernya. Teknik modulasi DWMT memberikan beberapa keuntungan yaitu DWMT mempunyai transmisi overhead yang lebih sedikit disbanding DMT atau OFDM dan tidak ada lost guard time antara simbol. DWMT dapat lebih memelihara throughput optimum dalam lingkungan noise narrowband dibandingkan dengan sistem DMT atau OFDM. Di dalam tugas akhir ini akan dicoba penggunaan teknik modulasi multicarrier DWMT yang mengunakan algoritma transformasi wavelet untuk memodulasikan setiap subcarriernya sehingga diharapkan akan mendapatkan suatu sistem yang optimal.
Sistem Modulasi DWMT
Teknik modulasi multicarrier telah diimplementasikan untuk berbagai jaringan akses seperti jaringan akses tembaga (copper), fiber ataupun coax. Berikut ini ditunjukkan mengenai blok diagram sistem modulasi Discrete Wavelet Multi Tone beserta penjelasan masing-masing bloknya.
Pada transmitter, sinyal input tersebar pada beberapa band frekuensi (sub-kanal) yang masingmasing berdiri sendiri dan dimodulasi dengan beberapa frekuensi carrier (multicarrier). Masingmasing sub-symbol diencoding secara QAM sebagai masukan Inverse Discrete Wavelet Transform dengan kombinasi sub-symbol ke dalam sample time domain. Pada kenyataannya sub-kanal berdiri sendiri (independent) sehingga beberapa sample time domain itu tidak tetap posisinya (prefixed). Blok paralel to serial converter berfungsi untuk melakukan konversi data biner digital pada setiap lengan paralel secara berurutan menjadi data biner serial. Dan pada penerima akan dilakukan proses sebaliknya. Sistem multicarrier membagi band frekuensi ke dalam beberapa subkanal yang berdiri independen dan terisolasi secara spektral. Dalam prosesnya, implementasi sistem multicarrier menggunakan transformasi digital orthogonal pada blok data, sebuah proses yang disebut subchannelization, untuk melakukan pembagian frekuensi. Dengan menjaga daya sinyal subkanal yang terdapat pada sebuah bandwith yang sangat sempit, tiap subkanal hanya menduduki sebuah bagian kecil dari band frekuensi total dan overlap hanya terjadi dengan subkanal disebelahnya. Pada saat sinyal informasi tersebut dikirimkan melalui saluran kabel tembaga, komponen frekuensi sinyal yang lebih tinggi diredam lebih banyak dibanding komponen frekuensi yang lebih rendah. Disamping itu interferensi sinyal radio AM atau radio amatir juga dapat merusak sinyal pada band frekuensi tersebut.
Pada VDSL terdapat pilihan teknik modulasi sinyal, untuk single carrier adalah dengan modulasi QAM sedangkan untuk multicarrier dengan modulasi DWMT, DMT atau Zipper. DWMT menggunakan teknik modulasi multicarrier dengan transformasi Wavelet untuk membangun dan mendemodulasikan setiap carriernya. Teknik modulasi DWMT memberikan beberapa keuntungan yaitu DWMT mempunyai transmisi overhead yang lebih sedikit disbanding DMT atau OFDM dan tidak ada lost guard time antara simbol. DWMT dapat lebih memelihara throughput optimum dalam lingkungan noise narrowband dibandingkan dengan sistem DMT atau OFDM. Di dalam tugas akhir ini akan dicoba penggunaan teknik modulasi multicarrier DWMT yang mengunakan algoritma transformasi wavelet untuk memodulasikan setiap subcarriernya sehingga diharapkan akan mendapatkan suatu sistem yang optimal.
Sistem Modulasi DWMT
Teknik modulasi multicarrier telah diimplementasikan untuk berbagai jaringan akses seperti jaringan akses tembaga (copper), fiber ataupun coax. Berikut ini ditunjukkan mengenai blok diagram sistem modulasi Discrete Wavelet Multi Tone beserta penjelasan masing-masing bloknya.
Pada transmitter, sinyal input tersebar pada beberapa band frekuensi (sub-kanal) yang masingmasing berdiri sendiri dan dimodulasi dengan beberapa frekuensi carrier (multicarrier). Masingmasing sub-symbol diencoding secara QAM sebagai masukan Inverse Discrete Wavelet Transform dengan kombinasi sub-symbol ke dalam sample time domain. Pada kenyataannya sub-kanal berdiri sendiri (independent) sehingga beberapa sample time domain itu tidak tetap posisinya (prefixed). Blok paralel to serial converter berfungsi untuk melakukan konversi data biner digital pada setiap lengan paralel secara berurutan menjadi data biner serial. Dan pada penerima akan dilakukan proses sebaliknya. Sistem multicarrier membagi band frekuensi ke dalam beberapa subkanal yang berdiri independen dan terisolasi secara spektral. Dalam prosesnya, implementasi sistem multicarrier menggunakan transformasi digital orthogonal pada blok data, sebuah proses yang disebut subchannelization, untuk melakukan pembagian frekuensi. Dengan menjaga daya sinyal subkanal yang terdapat pada sebuah bandwith yang sangat sempit, tiap subkanal hanya menduduki sebuah bagian kecil dari band frekuensi total dan overlap hanya terjadi dengan subkanal disebelahnya. Pada saat sinyal informasi tersebut dikirimkan melalui saluran kabel tembaga, komponen frekuensi sinyal yang lebih tinggi diredam lebih banyak dibanding komponen frekuensi yang lebih rendah. Disamping itu interferensi sinyal radio AM atau radio amatir juga dapat merusak sinyal pada band frekuensi tersebut.
Teknologi UMTS
Teknologi UMTS akan diterapkan di Indonesia sebagai generasi ketiga dalam teknologi komunikasi seluler. Sebelum UMTS, Indonesia telah menerapkan teknologi GSM sebagai generasi kedua. Untuk menerapkan UMTS di Indonesia yang juga merupakan perkembangan teknologi GSM tidak akan dilakukan secara independent tanpa mempertimbangkan teknologi GSM yang telah diterapkan. Untuk itu, harus dilakukan studi tentang jaringan eksisting GSM dan kemudian harus dilakukan perencanaan yang matang meliputi jarungan akses dan jaringan core dari UMTS.
Arsitektur UMTS
Diagram blok jaringan UMTS memberikan gambaran tentang bagian-bagian jaringan serta interface-nya. Bagian tersebut adalah NodeB (sering disebut base station), Radio Network Controller (RNC), Media Gateway (MGW), MSC Server (MSS), Home Location Register/Authentication Center/Equipment Identity Center (HLR/AuC/EIR), Serving GPRS Support Node (SGSN), serta Gateway GPRS Support Node (GGSN).
Jaringan UMTS terdiri dari 3 bagian yang saling berhubungan; Core Network (CN),UMTS Terrestial Network (UTRAN), dan Network Management System. Fungsi utama dari CN adalah memberikan fungsi switching, routing, dan transit untuk trafik user. Core network juga mempunyai database dan fungsi network management.
Core Network UMTS
Core network dibagi menjadi dua bagian, circuit switched dan packet switched. Yang termasuk bagian circuit switched adalah MSC Server (MSS), Media Gateway (MGW), Visitor Location Register (VLR).
Yang termasuk bagian packet switched adalah Serving GPRS Support Node (SGSN), Gateway GPRS Support Node (GGSN). Dan yang termasuk dalam domain keduanya adalah Home Location Register (HLR), AuC, EIR..
Proses Perencanaan Core Network
1. Network Analysis
Pada tahap network analysis, dilakukan pengumpulan data pelanggan, informasi demografi, jumlah pelanggan, informasi topografi, dan data trafik. Data dari jaringan eksisting memberikan informasi tentang jumlah site dan trafik yang yang sebaiknya di-generate. Trafik total berasal dari trafik yang berasal dari jaringan itu sendiri maupun dari jaringan luar. Distribusi trafik ini akan sangat membantu dalam perencanaan dan optimasi jaringan core. Data pelanggan akan dijadikan input dalam tahap dimensioning.
2. Network Dimensioning
Dimensioning merupakan tahap perencanaan jaringan yang bertujuan untuk menghitung kebutuhan jaringan sehingga didapatkan jaringan yang efektif dilihat dari segi biaya, segi teknikal, dan juga performansi. Dimensioning akan meliputi network element dan network interface.
3. Detail Planning
Detail planning pada core network secara umum terdiri dari signalling plan, routing plans, numbering dan charging plan. Informasi yang dikumpulkan pada tahap network analysis akan sangat berguna pada tahap ini. Output utama dari detailed core network plan adalah :
a. Routing plan
Jenis routing sebenarnya sudah diputuskan pada tahap analysis dan dimensioning. Pada tahap ini routing harus ditetapkan termasuk destination, sub-destination, circuit group, dan lain-lain yang menyangkut routing.
b. Signalling plan
Pada tahap ini didefinisikan signalling point, signalling end point, signalling transfer point, signalling point code. Penentuan jumlah signaling link dan signalling link set juga harus diselesaikan.
c. Numbering
Pada tahap ini harus diselesaikan numbering group yang digunakan oleh setiap switched. Untuk mempermudah proses numbering group biasanya didasarkan pada lokasi geografi.
Arsitektur UMTS
Diagram blok jaringan UMTS memberikan gambaran tentang bagian-bagian jaringan serta interface-nya. Bagian tersebut adalah NodeB (sering disebut base station), Radio Network Controller (RNC), Media Gateway (MGW), MSC Server (MSS), Home Location Register/Authentication Center/Equipment Identity Center (HLR/AuC/EIR), Serving GPRS Support Node (SGSN), serta Gateway GPRS Support Node (GGSN).
Jaringan UMTS terdiri dari 3 bagian yang saling berhubungan; Core Network (CN),UMTS Terrestial Network (UTRAN), dan Network Management System. Fungsi utama dari CN adalah memberikan fungsi switching, routing, dan transit untuk trafik user. Core network juga mempunyai database dan fungsi network management.
Core Network UMTS
Core network dibagi menjadi dua bagian, circuit switched dan packet switched. Yang termasuk bagian circuit switched adalah MSC Server (MSS), Media Gateway (MGW), Visitor Location Register (VLR).
Yang termasuk bagian packet switched adalah Serving GPRS Support Node (SGSN), Gateway GPRS Support Node (GGSN). Dan yang termasuk dalam domain keduanya adalah Home Location Register (HLR), AuC, EIR..
Proses Perencanaan Core Network
1. Network Analysis
Pada tahap network analysis, dilakukan pengumpulan data pelanggan, informasi demografi, jumlah pelanggan, informasi topografi, dan data trafik. Data dari jaringan eksisting memberikan informasi tentang jumlah site dan trafik yang yang sebaiknya di-generate. Trafik total berasal dari trafik yang berasal dari jaringan itu sendiri maupun dari jaringan luar. Distribusi trafik ini akan sangat membantu dalam perencanaan dan optimasi jaringan core. Data pelanggan akan dijadikan input dalam tahap dimensioning.
2. Network Dimensioning
Dimensioning merupakan tahap perencanaan jaringan yang bertujuan untuk menghitung kebutuhan jaringan sehingga didapatkan jaringan yang efektif dilihat dari segi biaya, segi teknikal, dan juga performansi. Dimensioning akan meliputi network element dan network interface.
3. Detail Planning
Detail planning pada core network secara umum terdiri dari signalling plan, routing plans, numbering dan charging plan. Informasi yang dikumpulkan pada tahap network analysis akan sangat berguna pada tahap ini. Output utama dari detailed core network plan adalah :
a. Routing plan
Jenis routing sebenarnya sudah diputuskan pada tahap analysis dan dimensioning. Pada tahap ini routing harus ditetapkan termasuk destination, sub-destination, circuit group, dan lain-lain yang menyangkut routing.
b. Signalling plan
Pada tahap ini didefinisikan signalling point, signalling end point, signalling transfer point, signalling point code. Penentuan jumlah signaling link dan signalling link set juga harus diselesaikan.
c. Numbering
Pada tahap ini harus diselesaikan numbering group yang digunakan oleh setiap switched. Untuk mempermudah proses numbering group biasanya didasarkan pada lokasi geografi.
Mobile Ad hoc Network (MANET)
Mobile Ad hoc Network (MANET) yaitu sebuah jaringan wireless dari mobile-mobile node yang tidak memiliki router tetap. Node-node dalam jaringan ini berfungsi juga sebagai router yang bertanggung jawab untuk mencari dan menangani rute ke setiap node di dalam jaringan. MANET yang ingin berinterkoneksi dengan fixed host harus melewati gateway terlebih dahulu. Apabila mobile node ingin berinterkoneksi dengan fixed host maka rute ke gateway harus segera ditemukan. Metode gateway discovery yang ada, menawarkan kemudahan mobil node untuk bisa menemukan dan melakukan hubungan dengan fixed node. Adakalanya pencarian gateway diawali oleh mobile node sendiri yang diistilahkan dengan metode reactive gateway discovery, atau bisa juga diawali oleh gateway sebagai pintu gerbang interkoneksi yang diistilahkan dengan proactive gateway discovery. Adaptasi terhadap kondisi jaringan yang tidak selalu bisa ditangani oleh metode reaktif ataupun proaktif menghasilkan metode gabungan / hybrid.
Berikut ini beberapa karakteristik dari MANET:
1. Konfigurasi jaringan yang dinamis
2. Bandwidth yang terbatas
3. Keterbatasan daya untuk tiap-tiap operasi
Protocol Jaringan Adhoc
Kebutuhan utama dari protokol ruting jaringan ad hoc secara ringkas adalah sebagai berikut:
• Low overhead.
• Adaptiveness.
• Mampu menangani paket loss
Arsitektur Protokol Manet
Pada lapis protokol MANET yang punya kemiripan dengan layer TCP/IP tampak ada perbedaan di layer network-nya. Mobile node menggunakan ad hoc protokol routing untuk merutekan paket-paket. Layer network MANET dibagi menjadi dua bagian yaitu layer network dan layer ad hoc ruting. Protokol yang digunakan pada bagian network layer MANET adalah Internet Protokol (IP) dan protokol yang dipakai pada bagian ad hoc ruting layer adalah Ad Hoc On-Demand Distance Vector (AODV). Protokol ruting ad hoc yang lainpun bisa juga dipakai pada layer ini. Pada layer transport digunakan User Datagram Protocol. Karakteristik yang dimiliki UDP diantaranya toleran terhadap loss dan tidak toleran terhadap delay. Pengiriman paket ini tidak memerlukan paket balasan yang berfungsi untuk memastikan sampainya sebuah paket. Meskipun demikian paket-paket UDP mempunyai keunggulan yaitu lebih efektif dalam penggunaan bandwidth, karena mampu meneruskan paket ke jalur lain apabila terjadi suatu kemacetan dalam pengiriman paket.
Interworking
Dalam hal ini lapis protokol yang terlibat selama komunikasi antar mobile ad hoc dengan fixed/ internethost ditunjukkan pada gambar dibawah ini Gateway berperan seperti bridge antara MANET dan fixed/ internet host. Oleh karena itu gateway harus bisa menerapkan dua protokol tersebut yaitu layer protokol di MANET dan juga layer TCP/IP. Gateway harus mampu menerjemahkan dua “bahasa” ini, dan harus memahami dua arsitektur yang berbeda ini.
AdHoc On-Demand DistanceVector (AODV)
Ketika source node menginginkan berkomunikasi dengan node tujuan, source node membroadcast route request (RREQ) ke seluruh node tetangga disampingnya. Node tetangga yang menerima RREQ akan mengirim RREP jika node tersebut adalah tujuan ataupun node itu mempunyai rute yang menuju ke node tujuan. Jika node mengetahui rutenya atau node itu merupakan destination, maka node tersebut akan menyimpan informasi baru yang dikirim oleh RREQ kemudian mengirimkan route reply (RREP) ke source. Gambar 2.2 menunjukan sebuah route discovery dengan RREQ broadcast
Apabila destination node sudah membalas RREQ yang diterima pertama kali, hanya satu end to end route yang akan terbentuk. Source node akan menerima paket RREP yang berisi informasi tentang source address, destination address, destination sequence number, hop count dan lifetime.
Ketika intermediate node menerima kembali RREP, dia akan mengupdate tabelnya sendiri dan memforward paket tersebut ke source dan mulai mengirimkan data setelah menerima RREP yang pertama kali. Source node akan mengganti rute apabila RREP yang baru mempunyai destination sequnce number yang lebih besar atau hopcount yang lebih sedikit. Untuk membentuk reverse path dan dapat memforward RREP, tiap node akan mencatat alamat dari node yang dilaluinya tersebut saat menerima salinan pertama RREQ. Reverse path ini memudahkan RREQ untuk melintasi jaringan dan menghasilkan balasan ke pengirim sehingga mengefisienkan waktu. Apabila RREP dikirim ke source, setiap node yang dilewatinya memberikan tanda kepada RREP arah mana yang akan dituju. Ketika sebuah lintasan terputus, node yang terhubung dengan link tersebut akan menyatakan seluruh jalur yang menggunakan link tersebut tidak terpakai, kemudian node membroadcast pesan route error (RERR) ke seluruh node tetangga. Pesan RERR berisi alamat dari masing-masing tujuan yang menjadi tidak terhubung karena putusnya link tersebut. Node ini membroadcast lagi pesan error hingga source mendapat pesan RERR. Source akan menyatakan rute yang dahulu dimilikinya tidak berlaku.
Extended RREQ dan RREP
Extended RREQ memiliki bagian bagian-bagian dan fungsi yang sama dengan RREQ message AODV, akan tetapi message diperluas sehingga bisa digunakan bukan hanya untuk menemukan mobile node tapi juga bisa menemukan gateway. Tambahan pada RREQ yaitu I-flag.
Berikut ini beberapa karakteristik dari MANET:
1. Konfigurasi jaringan yang dinamis
2. Bandwidth yang terbatas
3. Keterbatasan daya untuk tiap-tiap operasi
Protocol Jaringan Adhoc
Kebutuhan utama dari protokol ruting jaringan ad hoc secara ringkas adalah sebagai berikut:
• Low overhead.
• Adaptiveness.
• Mampu menangani paket loss
Arsitektur Protokol Manet
Pada lapis protokol MANET yang punya kemiripan dengan layer TCP/IP tampak ada perbedaan di layer network-nya. Mobile node menggunakan ad hoc protokol routing untuk merutekan paket-paket. Layer network MANET dibagi menjadi dua bagian yaitu layer network dan layer ad hoc ruting. Protokol yang digunakan pada bagian network layer MANET adalah Internet Protokol (IP) dan protokol yang dipakai pada bagian ad hoc ruting layer adalah Ad Hoc On-Demand Distance Vector (AODV). Protokol ruting ad hoc yang lainpun bisa juga dipakai pada layer ini. Pada layer transport digunakan User Datagram Protocol. Karakteristik yang dimiliki UDP diantaranya toleran terhadap loss dan tidak toleran terhadap delay. Pengiriman paket ini tidak memerlukan paket balasan yang berfungsi untuk memastikan sampainya sebuah paket. Meskipun demikian paket-paket UDP mempunyai keunggulan yaitu lebih efektif dalam penggunaan bandwidth, karena mampu meneruskan paket ke jalur lain apabila terjadi suatu kemacetan dalam pengiriman paket.
Interworking
Dalam hal ini lapis protokol yang terlibat selama komunikasi antar mobile ad hoc dengan fixed/ internethost ditunjukkan pada gambar dibawah ini Gateway berperan seperti bridge antara MANET dan fixed/ internet host. Oleh karena itu gateway harus bisa menerapkan dua protokol tersebut yaitu layer protokol di MANET dan juga layer TCP/IP. Gateway harus mampu menerjemahkan dua “bahasa” ini, dan harus memahami dua arsitektur yang berbeda ini.
AdHoc On-Demand DistanceVector (AODV)
Ketika source node menginginkan berkomunikasi dengan node tujuan, source node membroadcast route request (RREQ) ke seluruh node tetangga disampingnya. Node tetangga yang menerima RREQ akan mengirim RREP jika node tersebut adalah tujuan ataupun node itu mempunyai rute yang menuju ke node tujuan. Jika node mengetahui rutenya atau node itu merupakan destination, maka node tersebut akan menyimpan informasi baru yang dikirim oleh RREQ kemudian mengirimkan route reply (RREP) ke source. Gambar 2.2 menunjukan sebuah route discovery dengan RREQ broadcast
Apabila destination node sudah membalas RREQ yang diterima pertama kali, hanya satu end to end route yang akan terbentuk. Source node akan menerima paket RREP yang berisi informasi tentang source address, destination address, destination sequence number, hop count dan lifetime.
Ketika intermediate node menerima kembali RREP, dia akan mengupdate tabelnya sendiri dan memforward paket tersebut ke source dan mulai mengirimkan data setelah menerima RREP yang pertama kali. Source node akan mengganti rute apabila RREP yang baru mempunyai destination sequnce number yang lebih besar atau hopcount yang lebih sedikit. Untuk membentuk reverse path dan dapat memforward RREP, tiap node akan mencatat alamat dari node yang dilaluinya tersebut saat menerima salinan pertama RREQ. Reverse path ini memudahkan RREQ untuk melintasi jaringan dan menghasilkan balasan ke pengirim sehingga mengefisienkan waktu. Apabila RREP dikirim ke source, setiap node yang dilewatinya memberikan tanda kepada RREP arah mana yang akan dituju. Ketika sebuah lintasan terputus, node yang terhubung dengan link tersebut akan menyatakan seluruh jalur yang menggunakan link tersebut tidak terpakai, kemudian node membroadcast pesan route error (RERR) ke seluruh node tetangga. Pesan RERR berisi alamat dari masing-masing tujuan yang menjadi tidak terhubung karena putusnya link tersebut. Node ini membroadcast lagi pesan error hingga source mendapat pesan RERR. Source akan menyatakan rute yang dahulu dimilikinya tidak berlaku.
Extended RREQ dan RREP
Extended RREQ memiliki bagian bagian-bagian dan fungsi yang sama dengan RREQ message AODV, akan tetapi message diperluas sehingga bisa digunakan bukan hanya untuk menemukan mobile node tapi juga bisa menemukan gateway. Tambahan pada RREQ yaitu I-flag.
Genetika
Algoritma genetik adalah suatu algoritma pencarian solusi suatu masalah atau solusi parameter-parameter yang menganalogikan serta menerapkan mekanisme seleksi alam dan manipulasi genetik. Algoritma genetika pertama kali dikembangkan oleh John Holland melalui riset yang dilakukannya bersama rekan koleganya serta mahasiswa di University of Michigan. Pada penerapannya, algoritma genetika bias digunakan untuk mencari solusi berupa optimalisasi terhadap suatu masalah atau parameter. Di dalam bukunya Adaption in Natural and Artificial System yang di publikasikan pada tahun 1975, disebutkan bahwa algoritma genetika mampu untuk melakukan optimalisasi parameter secara lebih efisien di bandingkan dengan algoritma yang lain.
Konsep Dasar Algoritma Genetika
Algoritma genetika adalah suatu bentuk analogi dari Teori Evolusi Darwin dan Prinsip genetika dalam ilmu biologi. Teori ini menerangkan bahwa evolusi disebabkan adanya variasi genetik dan proses seleksi alam pada setiap generasi yang muncul. Seleksi alam dapat diartikan sebagai seleksi terhadap individu – individu yang hidup di alam atau lingkungannya. Hanya individu – individu yang memiliki kecocokan (fitness) terhadap lingkungannya yang dapat menyesuaikan diri untuk bertahan hidup dan bergenerasi, sedangkan yang tidak akan musnah terseleksi. Individu – individu yang akan mendominasi suatu populasi adalah mutlak bergantung pada lingkungan yang mempengaruhinya. Berdasarkan fakta inilah maka dapat disimpulkan bahwa : “ individu – individu yang terbaik atau unggul dapat diperoleh dengan menciptakan suatu lingkungan yang sesuai ditambah dengan terjadinya evolusi terhadap individu – individu didalamnya”
Pengkodean (Coding)
Pengkodean merupakan hal penting di dalam algoritma genetika. Hal ini disebabkan karena pengkodean berarti merepresentasikan atau mengkodekan parameter ke dalam gen – gen, dalamhal ini karakter – karakter hingga membentuk suatu string.
Inisialisasi
Langkah pertama dalam proses algoritma genetik adalah inisialisasi. Insialisasi dilakukan untuk memvalidasikan nilai – nilai seperti jumlah untaian parameter, probabilitas kawin silang, probabilitas mutasi, lebar karakter/bit parameter, jumlah populasi awal, dan lain – lain.
Fungsi Obyektif
Fungsi obyektif merupakan formulasi dari masalah yang akan dipecahkan. Fungsi inimenggambarkan seberapa bagus suatu untaianmampu memecahkan permasalahan yang ada.
Nilai Ketahanan (Fitnes Value)
Nilai ketahanan adalah suatu nilai yang dikembalikan oleh fungsi obyektif dari permasalahan yang ada. Nilai ini dapatdigambarkan sebagai pengukuran keuntungan(profit) yang ingin dimaksimalkan atau pengukuran biaya (cost) yang akan diminimalkan.
Operator – Operator Algoritma Genetika
Operasi – operasi yang dilakukan pada algoritma genetik cukup sederhana, hanya melibatkan operasi penduplikasian untaian, pemotongan untaian menjadi beberapa subuntaian dan pemindahan posisi sub untaian dari suatu untaian ke untaian yang lain. Operasi – operasi ini bekerja berdasarkan operator dasar dan digunakan untuk memanipulasi untaian. Operator – operator tersebut adalah operator reproduksi, operator kawin silang dan operator mutasi.
Faktor Kondisi Penghenti
Ada lima kondisi yang dapat digunakan untuk menghentikan pencarian oleh algoritma genetika :
· Generation : algoritma genetika akan berhenti ketika mencapai jumlah generasi yang telah ditentukan.
· Time limit : algoritma genetika akan berhenti ketika mencapai waktu yang telah ditentukan
· Fitness limit : algoritma akan berhenti ketika mencapai nilai fitness yang diinginkan.
· Stall generation : algoritma gentika akan berhenti, apabila pada satu range generasi tidak ada peningkatan nilai fitness
· Stall time limit : algoritma genetika akan berhenti bila pada satu range waktu tidak ada peningkatan nilai fitness
Konsep Dasar Algoritma Genetika
Algoritma genetika adalah suatu bentuk analogi dari Teori Evolusi Darwin dan Prinsip genetika dalam ilmu biologi. Teori ini menerangkan bahwa evolusi disebabkan adanya variasi genetik dan proses seleksi alam pada setiap generasi yang muncul. Seleksi alam dapat diartikan sebagai seleksi terhadap individu – individu yang hidup di alam atau lingkungannya. Hanya individu – individu yang memiliki kecocokan (fitness) terhadap lingkungannya yang dapat menyesuaikan diri untuk bertahan hidup dan bergenerasi, sedangkan yang tidak akan musnah terseleksi. Individu – individu yang akan mendominasi suatu populasi adalah mutlak bergantung pada lingkungan yang mempengaruhinya. Berdasarkan fakta inilah maka dapat disimpulkan bahwa : “ individu – individu yang terbaik atau unggul dapat diperoleh dengan menciptakan suatu lingkungan yang sesuai ditambah dengan terjadinya evolusi terhadap individu – individu didalamnya”
Pengkodean (Coding)
Pengkodean merupakan hal penting di dalam algoritma genetika. Hal ini disebabkan karena pengkodean berarti merepresentasikan atau mengkodekan parameter ke dalam gen – gen, dalamhal ini karakter – karakter hingga membentuk suatu string.
Inisialisasi
Langkah pertama dalam proses algoritma genetik adalah inisialisasi. Insialisasi dilakukan untuk memvalidasikan nilai – nilai seperti jumlah untaian parameter, probabilitas kawin silang, probabilitas mutasi, lebar karakter/bit parameter, jumlah populasi awal, dan lain – lain.
Fungsi Obyektif
Fungsi obyektif merupakan formulasi dari masalah yang akan dipecahkan. Fungsi inimenggambarkan seberapa bagus suatu untaianmampu memecahkan permasalahan yang ada.
Nilai Ketahanan (Fitnes Value)
Nilai ketahanan adalah suatu nilai yang dikembalikan oleh fungsi obyektif dari permasalahan yang ada. Nilai ini dapatdigambarkan sebagai pengukuran keuntungan(profit) yang ingin dimaksimalkan atau pengukuran biaya (cost) yang akan diminimalkan.
Operator – Operator Algoritma Genetika
Operasi – operasi yang dilakukan pada algoritma genetik cukup sederhana, hanya melibatkan operasi penduplikasian untaian, pemotongan untaian menjadi beberapa subuntaian dan pemindahan posisi sub untaian dari suatu untaian ke untaian yang lain. Operasi – operasi ini bekerja berdasarkan operator dasar dan digunakan untuk memanipulasi untaian. Operator – operator tersebut adalah operator reproduksi, operator kawin silang dan operator mutasi.
Faktor Kondisi Penghenti
Ada lima kondisi yang dapat digunakan untuk menghentikan pencarian oleh algoritma genetika :
· Generation : algoritma genetika akan berhenti ketika mencapai jumlah generasi yang telah ditentukan.
· Time limit : algoritma genetika akan berhenti ketika mencapai waktu yang telah ditentukan
· Fitness limit : algoritma akan berhenti ketika mencapai nilai fitness yang diinginkan.
· Stall generation : algoritma gentika akan berhenti, apabila pada satu range generasi tidak ada peningkatan nilai fitness
· Stall time limit : algoritma genetika akan berhenti bila pada satu range waktu tidak ada peningkatan nilai fitness
ALgoritma MPLS
MPLS (multiprotocol label switching) erupakan perkembangan terbaru dari multilayer switch yang diusahakan oleh IETF (InternetEngineering Task Force). Hal ini dilakukan agar terdapat standar untuk multilayer switch dan mendukung interoperabilitas. Disebut multiprotokol karena tekniknya dapat diterapkan pada semua protokol layer jaringan. Dasar teknologi label switching mampu meningkatkan performansi routing,memperbaiki jangkauan layer jaringan, dan menyediakan fleksibilitas yang lebih besar dalam pengiriman pelayanan routing. MPLS menerapkan komponen control yang mirip dengan multilayer switch. Untuk mendukung interoperabilitas, MPLS mendefinisikan pensinyalan IP dan protokol distribusi label yang baru. Sedangkan komponen forwardingnya berdasarkan algoritma label swapping.Salah satu keunggulan MPLS adalah menyediakan pelayanan ISP yang baru yang tidak bisa dilakukan dengan teknik routing IP yang lama. Dengan pemisahan antara komponen control dan komponen forwarding, MPLS mendukung fleksibilitas perkembangan fungsi komponen control tanpa mengubah mekanisme forwarding. Sehingga MPLS dapat meningkatkan kemampuan forwarding yang dibutuhkan untuk mengantisipasi perkembangan internet yang sangat pesat.
MultiProtocol Label Switching (MPLS)adalah suatu metode forwarding paket yang melalui suatu jaringan dengan menggunakan informasi label yang dilekatkan pada paket IP. MPLS menggabungkan teknologi switching/forwarding layer 2 dengan teknologi routing layer 3 pada standar OSI (OpenSystem Interconnection). Pada dasarnya pengertian MPLS dibangun dari dua hal mendasar berikut ini:
1. Pemisahan komponen kontrol (Control Plane) dan komponen penerus (forwarding) (Data Plane) Semua switching multilayer, termasuk MPLS, terdiri dari dua komponen fungsional yang berbeda yaitu sebuah komponen kontrol dan sebuah komponen forwarding. Komponen control membentuk fungsi yang berkaitan dengan pengidentifikasian reachability ke prefix tujuan. Sehingga bagian kontrol terdiri dari semu informasi routing layer 3 berserta proses yang berjalan didalamnya yang berkaitan dengan pertukaran informasi reachbility untuk suatu prefi layer 3 tertentu, sebagai contoh dari fungsi ini adalah digunakannya OSPF, IS-IS, atau BGP-4. Komponen kontrol juga membentuk suatu fungspensinyalan yang menerapkan LDP, CR-LDP, atauRSVP-TE untuk mempertukarkan atau mendistribusikan informasi dengan router yan lain dengan tujuan membangun dan mengurusi tabel forwarding. Ketika paket tiba, komponen penerus mencari tabel forwarding yang diurus oleh komponen kontrol untuk membuat suatu keputusan routing bagi setiap paket. Secara spesifik, komponen forwarding memeriksa informasi didalam header paket, menelusuri table forwarding, dan menghubungkan paket dariantarmuka input ke antarmuka output melintasi router (system’s switching fabric).
Dengan total memisahkan komponen control dengan komponen forwarding, setiap komponen dapat secara bebas dikembangkan dan dimodifikasi. Yang dibutuhkan dari pemisahan komponen ini adalah komunikasi yang terus menerus antara komponen kontrol (Control Plane) dan komponen forwarding (Data Plane) dalam mengatur tabel forwarding paket.
2. Algoritma penerusan label-swapping (penukaranlabel) Komponen forwarding MPLS (Data Plane) membentuk fungsi yang berkaitan dengan penerusan paket data. Paket ini dapat berupa paket IP layer 3 atau paket IP berlabel. Bila paket IP Layer 3 memasuki komponen ini, maka akan diteruskan berdasarkan tabel FIB (ForwardingInformation Base), sedangkan bila paket IP berlabel, penerusan pada setiap router backboneMPLS didasarkan pada algoritma label-swaping berdasarkan tabel LFIB (Label ForwardingInformation Base) yang mirip dengan yang digunakan oleh Frame Relay sebelumnya diatasdan akan dijelaskan pada sub-bab Mekanisme Forwarding .Bila dideskripsikan lagi kedua komponen fungsional control plane dan data plane diatas, akan terlihat sebagai berikut :
Adapun deskripsi dari gambar diatas adalah sebagai berikut :
1. Aktifitas protokol Routing IGP (Interior Gateway
Protocol) dan BGP (Border Gateway Protocol) menghasilkan informasi reachability ke nodetujuan untuk mengisi RIB (Routing InformationBase)
2. RIB menyediakan informasi bagi FIB(Forwarding Information Base), dimana terdapat mapping satu ke satu antara tabel FIB denganEntry tabel routing
3. FIB berisi mapping jaringan tujuan yang berada didalam tabel routing dengan hop node berikutnya
4. LIB (Label Information Base) diisi dari informasi yang berasal dari LDP (Label DistributionProtocol)
5. LIB digunakan oleh LDP agar prefix IP tujuan didalam tabel routing dipetakan ke label hop selanjutnya yang diterima dari tetangga downstream, pada saat itu pula dihasilkan label lokal oleh LDP
6. FIB bersama dengan LIB digunakan untuk mengisi LFIB (Label Forwarding Information Base)
7. LFIB berisi mapping label lokal dengan label hop berikutnya melewati interface outgoing untuk meneruskan paket
Komponen MPLS
a. LSP (Label switch Path)
Merupakan jalur yang melalui satu atau serangkaianLSR dimana paket diteruskan oleh label swapping darisatu MPLS node ke MPLS node yang lain.
b. LSR (Label Switching Router)
Merupakan MPLS node yang berfungsi untukmemberikan label pada paket dan melakukan operasilabel. LSR yang memberikan label ketika paket masukke jaringan MPLS dan membuang label ketika paketkeluar dari jaringan
.c. LER (Label Edge Router)
MPLS node yang menghubungkan sebuah MPLSdomain dengan node yang berada di luar MPLSdomain.
d. MPLS Egress Node
MPLS node yang mengatur trafik saat meninggalkanMPLS domain.
e. MPLS Ingress node
MPLS node yang mengatur trafik saat memasukiMPLS domain.
f. MPLS Label
Merupakan label yang ditempatkan sebagai MPLSheader.
g. MPLS Node
Node yang menjalankan MPLS: Sebagai control protokol yang akan meneruskan paket berdasarkan label. Dalam hal ini MPLS node merupakan sebuah router.
MultiProtocol Label Switching (MPLS)adalah suatu metode forwarding paket yang melalui suatu jaringan dengan menggunakan informasi label yang dilekatkan pada paket IP. MPLS menggabungkan teknologi switching/forwarding layer 2 dengan teknologi routing layer 3 pada standar OSI (OpenSystem Interconnection). Pada dasarnya pengertian MPLS dibangun dari dua hal mendasar berikut ini:
1. Pemisahan komponen kontrol (Control Plane) dan komponen penerus (forwarding) (Data Plane) Semua switching multilayer, termasuk MPLS, terdiri dari dua komponen fungsional yang berbeda yaitu sebuah komponen kontrol dan sebuah komponen forwarding. Komponen control membentuk fungsi yang berkaitan dengan pengidentifikasian reachability ke prefix tujuan. Sehingga bagian kontrol terdiri dari semu informasi routing layer 3 berserta proses yang berjalan didalamnya yang berkaitan dengan pertukaran informasi reachbility untuk suatu prefi layer 3 tertentu, sebagai contoh dari fungsi ini adalah digunakannya OSPF, IS-IS, atau BGP-4. Komponen kontrol juga membentuk suatu fungspensinyalan yang menerapkan LDP, CR-LDP, atauRSVP-TE untuk mempertukarkan atau mendistribusikan informasi dengan router yan lain dengan tujuan membangun dan mengurusi tabel forwarding. Ketika paket tiba, komponen penerus mencari tabel forwarding yang diurus oleh komponen kontrol untuk membuat suatu keputusan routing bagi setiap paket. Secara spesifik, komponen forwarding memeriksa informasi didalam header paket, menelusuri table forwarding, dan menghubungkan paket dariantarmuka input ke antarmuka output melintasi router (system’s switching fabric).
Dengan total memisahkan komponen control dengan komponen forwarding, setiap komponen dapat secara bebas dikembangkan dan dimodifikasi. Yang dibutuhkan dari pemisahan komponen ini adalah komunikasi yang terus menerus antara komponen kontrol (Control Plane) dan komponen forwarding (Data Plane) dalam mengatur tabel forwarding paket.
2. Algoritma penerusan label-swapping (penukaranlabel) Komponen forwarding MPLS (Data Plane) membentuk fungsi yang berkaitan dengan penerusan paket data. Paket ini dapat berupa paket IP layer 3 atau paket IP berlabel. Bila paket IP Layer 3 memasuki komponen ini, maka akan diteruskan berdasarkan tabel FIB (ForwardingInformation Base), sedangkan bila paket IP berlabel, penerusan pada setiap router backboneMPLS didasarkan pada algoritma label-swaping berdasarkan tabel LFIB (Label ForwardingInformation Base) yang mirip dengan yang digunakan oleh Frame Relay sebelumnya diatasdan akan dijelaskan pada sub-bab Mekanisme Forwarding .Bila dideskripsikan lagi kedua komponen fungsional control plane dan data plane diatas, akan terlihat sebagai berikut :
Adapun deskripsi dari gambar diatas adalah sebagai berikut :
1. Aktifitas protokol Routing IGP (Interior Gateway
Protocol) dan BGP (Border Gateway Protocol) menghasilkan informasi reachability ke nodetujuan untuk mengisi RIB (Routing InformationBase)
2. RIB menyediakan informasi bagi FIB(Forwarding Information Base), dimana terdapat mapping satu ke satu antara tabel FIB denganEntry tabel routing
3. FIB berisi mapping jaringan tujuan yang berada didalam tabel routing dengan hop node berikutnya
4. LIB (Label Information Base) diisi dari informasi yang berasal dari LDP (Label DistributionProtocol)
5. LIB digunakan oleh LDP agar prefix IP tujuan didalam tabel routing dipetakan ke label hop selanjutnya yang diterima dari tetangga downstream, pada saat itu pula dihasilkan label lokal oleh LDP
6. FIB bersama dengan LIB digunakan untuk mengisi LFIB (Label Forwarding Information Base)
7. LFIB berisi mapping label lokal dengan label hop berikutnya melewati interface outgoing untuk meneruskan paket
Komponen MPLS
a. LSP (Label switch Path)
Merupakan jalur yang melalui satu atau serangkaianLSR dimana paket diteruskan oleh label swapping darisatu MPLS node ke MPLS node yang lain.
b. LSR (Label Switching Router)
Merupakan MPLS node yang berfungsi untukmemberikan label pada paket dan melakukan operasilabel. LSR yang memberikan label ketika paket masukke jaringan MPLS dan membuang label ketika paketkeluar dari jaringan
.c. LER (Label Edge Router)
MPLS node yang menghubungkan sebuah MPLSdomain dengan node yang berada di luar MPLSdomain.
d. MPLS Egress Node
MPLS node yang mengatur trafik saat meninggalkanMPLS domain.
e. MPLS Ingress node
MPLS node yang mengatur trafik saat memasukiMPLS domain.
f. MPLS Label
Merupakan label yang ditempatkan sebagai MPLSheader.
g. MPLS Node
Node yang menjalankan MPLS: Sebagai control protokol yang akan meneruskan paket berdasarkan label. Dalam hal ini MPLS node merupakan sebuah router.
Teknologi Bluetooth
Bluetooth ditemukan pada tahun 1994 yang dimaksudkan untuk mengganti jaringan kabel yang sudah ada. Bluetooth menggunakan sistem komunikasi radio sebagai media transmisinya dan tidak dibutuhkan kondisi LOS (Line Of Sight) dalam transmisinya. Adapun karakteristik Bluetooth adalah sebagai berikut :
o Beroperasi pada 2.4GHz ISM (Industrial, Scientific, and Medical) band
o Bekerja dengan FHSS (Frequency Hopping Spread Spectrum) dengan 1600 hops/s
o Mengonsumsi daya yang kecil, adapun klasifikasinya sebagai berikut :
o Data rate maksimal 1 Mbps
o Modulasi menggunakan GFSK (Gaussian Frequency Shift Keying)
Arsitektur Topologi Jaringan Bluetooth
a. Point to Point Link
Topologi ini hanya menghubungkan dua perangkat Bluetooth devices (master-slave relationship). Device yang memulai hubungan menjadi master sedangkan device yang dituju menjadi slave.
b. Topologi Jaringan Piconet
Piconet merupakan jaringan yang lebih sederhana dalam topologi Bluetooth. Adapun ciri-cirinya adalah :
o Memiliki sebuah master dan dua atau lebih (maksimal tujuh) slave dalam satu jaringan.
o Maksimum data rate 1 Mbps
o ID dan clock master menentukan urutan dan fasa frekuensi hopping
o Seluruh device dalam jaringan melakukan hop secara bersamaan
o Frequency hopping menggunakan 79 channel RF dalam band 2.4GHz ISM dengan spasi 1 MHz
c. Topologi Jaringan Scatternet
Scatternet merupakan topologi yang lebih kompleks karena merupakan gabungan dari dua atau lebih jaringan Piconet. Adapun ciri-cirinya adalah sebagai berikut :
o Tiap Piconet dapat diakses secarabersamaan
o Frequency hopping menggunakan 79 channel RF dalam band 2.4GHz ISM dengan spasi 1 MHz
o Maksimum data rate 1 Mbps
o Menghubungkan multiple-Piconet secara bersamaaan kedalam jaringan Scatternet (maksimal sepuluh Piconet)
o Master atau slave dapat difungsikan sebagai Bridge node
o Tiap Piconet harus disinkronisasikan terlebih dahulu supaya menghindari interferensi.
Adapun service yang ditawarkan dalam jaringan ini adalah :
o Sinkronisasi data
o Printing, faksimili, scanner
o Internet
o E-commerce
Arsitektur Bluetooth
Spesifikasi sistem bluetooth bersifat bebas sehingga mengakibatkan diferensiasi arsitektur produk dengan memperhatikan faktor interoperability (kemampuan untuk saling beroperasi antar perangkat yang berbeda). Adapun protokol stack dalam Bluetooth adalah sebagai berikut :
Bluetooth memiliki empat layer utama, diantaranya adalah :
1. Layer 1 yaitu L2CAP (Logical Link Control and Adaptation Protocol), layer ini terdiri dari:
• SDP (Service Discovery Protocol) bertugas untuk mengetahui layanan perangkat paired devicesnya
• GAP (Generic Access Profiles) bertugas untuk mengatur akses data dengan paired devicesnya
2. Layer 2 yaitu LMP (Link Manager Protocol) bertugas untuk mentransportasikan data.
3. Layer 3 yaitu LCP (Link Controller Protocol) atau Baseband bertugas untuk mengatur encoding dan decoding, serta error control paket dari LMP.
4. Layer paling bawah yaitu RF (Radio Frequency Protocol) bertugas untuk mengatur transceiver (transmiter-receiver) pengiriman dan penerimaan sinyal radio dari dan ke paired devicesnya.
Format Bluetooth
• Isi dari access code ini adalah alamat dari master tiap piconet
• Tujuan dari adanya header adalah :
1. Adressing (3 bit), maksimal 7 slave
2. Packet type (4 bit), 16 tipe paket
3. Flow control (1 bit)
4. 1-bit ARQ
5. Sequencing, untuk menyaring ulang paket
6. HEC (Header Error Correction), mengecek header yang telah dikirim
• Isi dari payload adalah 0-2744 bit data yang dikirm.
o Beroperasi pada 2.4GHz ISM (Industrial, Scientific, and Medical) band
o Bekerja dengan FHSS (Frequency Hopping Spread Spectrum) dengan 1600 hops/s
o Mengonsumsi daya yang kecil, adapun klasifikasinya sebagai berikut :
o Data rate maksimal 1 Mbps
o Modulasi menggunakan GFSK (Gaussian Frequency Shift Keying)
Arsitektur Topologi Jaringan Bluetooth
a. Point to Point Link
Topologi ini hanya menghubungkan dua perangkat Bluetooth devices (master-slave relationship). Device yang memulai hubungan menjadi master sedangkan device yang dituju menjadi slave.
b. Topologi Jaringan Piconet
Piconet merupakan jaringan yang lebih sederhana dalam topologi Bluetooth. Adapun ciri-cirinya adalah :
o Memiliki sebuah master dan dua atau lebih (maksimal tujuh) slave dalam satu jaringan.
o Maksimum data rate 1 Mbps
o ID dan clock master menentukan urutan dan fasa frekuensi hopping
o Seluruh device dalam jaringan melakukan hop secara bersamaan
o Frequency hopping menggunakan 79 channel RF dalam band 2.4GHz ISM dengan spasi 1 MHz
c. Topologi Jaringan Scatternet
Scatternet merupakan topologi yang lebih kompleks karena merupakan gabungan dari dua atau lebih jaringan Piconet. Adapun ciri-cirinya adalah sebagai berikut :
o Tiap Piconet dapat diakses secarabersamaan
o Frequency hopping menggunakan 79 channel RF dalam band 2.4GHz ISM dengan spasi 1 MHz
o Maksimum data rate 1 Mbps
o Menghubungkan multiple-Piconet secara bersamaaan kedalam jaringan Scatternet (maksimal sepuluh Piconet)
o Master atau slave dapat difungsikan sebagai Bridge node
o Tiap Piconet harus disinkronisasikan terlebih dahulu supaya menghindari interferensi.
Adapun service yang ditawarkan dalam jaringan ini adalah :
o Sinkronisasi data
o Printing, faksimili, scanner
o Internet
o E-commerce
Arsitektur Bluetooth
Spesifikasi sistem bluetooth bersifat bebas sehingga mengakibatkan diferensiasi arsitektur produk dengan memperhatikan faktor interoperability (kemampuan untuk saling beroperasi antar perangkat yang berbeda). Adapun protokol stack dalam Bluetooth adalah sebagai berikut :
Bluetooth memiliki empat layer utama, diantaranya adalah :
1. Layer 1 yaitu L2CAP (Logical Link Control and Adaptation Protocol), layer ini terdiri dari:
• SDP (Service Discovery Protocol) bertugas untuk mengetahui layanan perangkat paired devicesnya
• GAP (Generic Access Profiles) bertugas untuk mengatur akses data dengan paired devicesnya
2. Layer 2 yaitu LMP (Link Manager Protocol) bertugas untuk mentransportasikan data.
3. Layer 3 yaitu LCP (Link Controller Protocol) atau Baseband bertugas untuk mengatur encoding dan decoding, serta error control paket dari LMP.
4. Layer paling bawah yaitu RF (Radio Frequency Protocol) bertugas untuk mengatur transceiver (transmiter-receiver) pengiriman dan penerimaan sinyal radio dari dan ke paired devicesnya.
Format Bluetooth
• Isi dari access code ini adalah alamat dari master tiap piconet
• Tujuan dari adanya header adalah :
1. Adressing (3 bit), maksimal 7 slave
2. Packet type (4 bit), 16 tipe paket
3. Flow control (1 bit)
4. 1-bit ARQ
5. Sequencing, untuk menyaring ulang paket
6. HEC (Header Error Correction), mengecek header yang telah dikirim
• Isi dari payload adalah 0-2744 bit data yang dikirm.
Mobile Internet Protokol
Mobile Internet Protokol (MIP) mempunyai beberapa karakteristik yang berhubungan dengan kemampuannya dalam mendukung node mobility. Karakteristik tersebut diantaranya adalah :
a. Tidak ada batasan geografis.
b. Tidak ada hubungan fisik yang diperlukan.
c. Support keamanan.
Arsitektur Mobile IP
Karakteristik Mobile IP
Terdapat beberapa entitas baru yang mendukung karakteristik MIP yaitu :
· Mobile Node (MN)
Merupakan sebuah node yang melakukan perpindahan posisi dari sebuah jaringan ke jaringan lain tanpa mengubah IP addressnya dan masih tetap dapat tehubung dengan Correspondent Node . MN juga dapat berkomunikasi dengan node lain yang berada pada suatu lokasi tertentu dengan menggunakan alamat IP (konstan).
· Correspondent Node (CN)
Sebuah node yang melakukan komunikasi dengan mobile node. CN dapat berfungsi sebagai MN ataupun Stationary Node.
· Home Agent (HA)
Sebuah router pada Home Network yang dapat mengirimkan paket data untuk MN saatber pindah dari asalnya dan juga memelihara informasi lokasi dari MN.
· Foreign Agent (FA)
Sebuah router pada sebuah network yang berfungsi seperti Home Agent.
· Access Point (AP)
Sebuah akses entiti Lapis 2 (L2) yang berfungsi menyediakan sebuah hubungan antara MN dan L2 wireless link.
· Care-of-address(COA)
Alamat yang mengidentifikasikan lokasi MN terkini. Terdapat dua jenis COA :
1. Foreign agent care-of address
Ini sebuah COA yang disediakan oleh FA. Merupakan alamat IP dari FA itu sendiri. MN menyimpan alamat aslinya, dalam kasus ini manajemen alamat IP lebih mudah selama alamat baru tidak diperlukan untuk mobile node.
2. Co-located care-of address
Ini adalah alamat jaringan di foreign network diberikan ke MN langsung menggunakan mekanisme DHCP. Dalam kasus ini MN bertindak sebagaiFA nya sendiri ketika diperlukan, sehingga memudahkan operasi dari foreign network. Dengan kata lain siapa cepat dia dapat alamat IP di foreign network.
· Tunnel
Jalur yang diambil oleh paket yang terenkapsulasi yang mengarahkan paket dari HA ke MN.
· Agent Advertisement (AA)
Pesan advertise (pemberitahuan) yang dibangun melalui ekstensi khusus dalam sebuah pesan advertise router yang berisi informasi bagi MN untuk terhubung ke Mobility Agent.
Beberapa layanan yang mendukung MIP adalah :
a. Agent Solicitation
Permintaan/permohonan kiriman iklan layanan dari HA, FA dan access point oleh MN yang berisi permintaan link ketika mendeteksi adanya paket yang hilang tetapi masih memiliki COA yang valid.
b. Registration
Ketika MN menjauhi HA, MN akan register ke HA dengan COA yang dimiliki, sehingga HA dapat mengetahui lokasi terbaru MN dan dapat mengirimkan paket data.
c. Enkapsulasi
Proses penumpangan IP datagram dengan header IP lain yang berisi COA (alamat sementara) pada MN. IP datagram tetap utuh dan tidak tersentuh seluruhnya saat penumpangan.
d. Dekapsulasi
Proses pemisahan header IP terluar pada paket yang datang, sehingga datagram yang ditumpangkan itu dapat diakses kembali dan dapat dikirimkan ke tujuan yang sebenarnya. Dekapsulisasi adalah kebalikan dari proses enkapsulasi.
Operasi Mobile IP
Ketika pertukaran paket IP (pada IPv4) saat server X mentransmisikan paket untuk mobile node (MN) :
· Saat MN berada di home network (HN) maka home agent (HA) akan mengirimkan sebuah advertise.
· Saat MN masih berada di HN maka paket akan langsung dikirimkan dengan home addres-nya di header, sehingga paket akan di rutekan ke home network A.
· Saat MN bergerak ke arah foreign network (FN) maka MN terlebih dahulu akan mengirimkan request register untuk menunjukkan keberadaan MN di FN, kemudian foreign agent (FA) akan melaporkan ke HA tentang keberadaan MN melalui CoA, lalu HA akan membalasnya ke FA dengan agentsolicitation sebagai bukti bahwa CoA sudah diterima di HA, setelah itu FA akan membalas ke MN dengan request replay sebagai bukti bahwa MN sudah dapat berkomunikasi di daerah FN.
· Saat server x mengirimkan paket maka paket akan dikirimkan ke HA sesuai dengan home addres-nya, kemudian HA akan melakukan proses enkapsulasi (penumpangan IP datagram dengan header IP lain yang berisikan CoA pada MN, IP datagram MN lama masih utuh saat proses penumpangan) kemudianpaket akan dikirimkan ke FA berdasarkan alamat CoA dari MN saat ini.
· Setelah paket sampai di FA, kemudian FA akan melakukan proses dekapsulasi yaitu membuang header IP terluar (pemisahan header terluar) dan memforward paket ke MN melalui FN (IP MN tidak berubah, juga data header pada paket menunjukkan IP di HA tidakberubah sesuai paket yang dikirimkan oleh server X). FA dan MN harus dapat saling berkomunikasi untuk mekanismealamat yang baru selama MN masih berada di daerah network B
a. Tidak ada batasan geografis.
b. Tidak ada hubungan fisik yang diperlukan.
c. Support keamanan.
Arsitektur Mobile IP
Karakteristik Mobile IP
Terdapat beberapa entitas baru yang mendukung karakteristik MIP yaitu :
· Mobile Node (MN)
Merupakan sebuah node yang melakukan perpindahan posisi dari sebuah jaringan ke jaringan lain tanpa mengubah IP addressnya dan masih tetap dapat tehubung dengan Correspondent Node . MN juga dapat berkomunikasi dengan node lain yang berada pada suatu lokasi tertentu dengan menggunakan alamat IP (konstan).
· Correspondent Node (CN)
Sebuah node yang melakukan komunikasi dengan mobile node. CN dapat berfungsi sebagai MN ataupun Stationary Node.
· Home Agent (HA)
Sebuah router pada Home Network yang dapat mengirimkan paket data untuk MN saatber pindah dari asalnya dan juga memelihara informasi lokasi dari MN.
· Foreign Agent (FA)
Sebuah router pada sebuah network yang berfungsi seperti Home Agent.
· Access Point (AP)
Sebuah akses entiti Lapis 2 (L2) yang berfungsi menyediakan sebuah hubungan antara MN dan L2 wireless link.
· Care-of-address(COA)
Alamat yang mengidentifikasikan lokasi MN terkini. Terdapat dua jenis COA :
1. Foreign agent care-of address
Ini sebuah COA yang disediakan oleh FA. Merupakan alamat IP dari FA itu sendiri. MN menyimpan alamat aslinya, dalam kasus ini manajemen alamat IP lebih mudah selama alamat baru tidak diperlukan untuk mobile node.
2. Co-located care-of address
Ini adalah alamat jaringan di foreign network diberikan ke MN langsung menggunakan mekanisme DHCP. Dalam kasus ini MN bertindak sebagaiFA nya sendiri ketika diperlukan, sehingga memudahkan operasi dari foreign network. Dengan kata lain siapa cepat dia dapat alamat IP di foreign network.
· Tunnel
Jalur yang diambil oleh paket yang terenkapsulasi yang mengarahkan paket dari HA ke MN.
· Agent Advertisement (AA)
Pesan advertise (pemberitahuan) yang dibangun melalui ekstensi khusus dalam sebuah pesan advertise router yang berisi informasi bagi MN untuk terhubung ke Mobility Agent.
Beberapa layanan yang mendukung MIP adalah :
a. Agent Solicitation
Permintaan/permohonan kiriman iklan layanan dari HA, FA dan access point oleh MN yang berisi permintaan link ketika mendeteksi adanya paket yang hilang tetapi masih memiliki COA yang valid.
b. Registration
Ketika MN menjauhi HA, MN akan register ke HA dengan COA yang dimiliki, sehingga HA dapat mengetahui lokasi terbaru MN dan dapat mengirimkan paket data.
c. Enkapsulasi
Proses penumpangan IP datagram dengan header IP lain yang berisi COA (alamat sementara) pada MN. IP datagram tetap utuh dan tidak tersentuh seluruhnya saat penumpangan.
d. Dekapsulasi
Proses pemisahan header IP terluar pada paket yang datang, sehingga datagram yang ditumpangkan itu dapat diakses kembali dan dapat dikirimkan ke tujuan yang sebenarnya. Dekapsulisasi adalah kebalikan dari proses enkapsulasi.
Operasi Mobile IP
Ketika pertukaran paket IP (pada IPv4) saat server X mentransmisikan paket untuk mobile node (MN) :
· Saat MN berada di home network (HN) maka home agent (HA) akan mengirimkan sebuah advertise.
· Saat MN masih berada di HN maka paket akan langsung dikirimkan dengan home addres-nya di header, sehingga paket akan di rutekan ke home network A.
· Saat MN bergerak ke arah foreign network (FN) maka MN terlebih dahulu akan mengirimkan request register untuk menunjukkan keberadaan MN di FN, kemudian foreign agent (FA) akan melaporkan ke HA tentang keberadaan MN melalui CoA, lalu HA akan membalasnya ke FA dengan agentsolicitation sebagai bukti bahwa CoA sudah diterima di HA, setelah itu FA akan membalas ke MN dengan request replay sebagai bukti bahwa MN sudah dapat berkomunikasi di daerah FN.
· Saat server x mengirimkan paket maka paket akan dikirimkan ke HA sesuai dengan home addres-nya, kemudian HA akan melakukan proses enkapsulasi (penumpangan IP datagram dengan header IP lain yang berisikan CoA pada MN, IP datagram MN lama masih utuh saat proses penumpangan) kemudianpaket akan dikirimkan ke FA berdasarkan alamat CoA dari MN saat ini.
· Setelah paket sampai di FA, kemudian FA akan melakukan proses dekapsulasi yaitu membuang header IP terluar (pemisahan header terluar) dan memforward paket ke MN melalui FN (IP MN tidak berubah, juga data header pada paket menunjukkan IP di HA tidakberubah sesuai paket yang dikirimkan oleh server X). FA dan MN harus dapat saling berkomunikasi untuk mekanismealamat yang baru selama MN masih berada di daerah network B
Penjadwalan paket secara hierarcical
Alokasi link-sharing bisa dikonfigurasi statis atau dinamis. Tujuan pertama dari penerapan linksharing adalah setiap kelas akan mendapat bandwidth yang dialokasikan, dalam beberapa interval waktu tertentu, saat waktu congestion. Untuk kelas dengan alokasi link-sharing 0 seperti FTP, bandwidth yang diterima ditentukan oleh mekanisme penjadwal pada gateway dan mekanisme link-sharing tidak “menjamin” bandwidth untuk kelas tersebut dalam kondisi trafik penuh. Tujuan kedua adalah ketika beberapa kelas tidak menggunakan alokasi bandwidth, distribusi dari kelebihan bandwidth antar kelas lain tidak boleh berubah-ubah tetapi mengikuti aturan tertentu. Floyd dan Jacobson mendefinisikan tujuan dari link-sharing:
1. Setiap interior class atau leaf class harus menerima link-sharing sesuai alokasi yang diberikan dalam interval waktu tertentu, sehingga terpenuhi kebutuhannya.
2. Jika semua leaf dan interior class yang memiliki permintaan telah menerima sedikitnya link-sharing bandwidth yang dialokasikan, distribusi dari kelebihan banwidth tidak berubah-ubah tetapi harus mengikuti aturan yang ditentukan.
Pada sistem operasi Linux yang difungsikan sebagai router, semua paket dimasukkan dalam antrian sebelum paket-paket tersebut diteruskan. Mekanisme dalam antrian tersebut diatur oleh traffic controller sesuai kebutuhan QoS. Traffic Controller hanya memanajemen paket-paket yang akan keluar dari sistem.
Penjadwalan Paket Hierarchical Token Bucket (HTB)
Hierarchical Token Bucket merupakan teknik penjadwalan paket yang dikembangkan pertama kali oleh Martin Devera dan sering digunakan bagi router yang menggunakan sistm operasi Linux. General Scheduler HTB menggunakan mekanisme Deficit Round Robin(DRR) dan pada blok umpan baliknya, Estimator HTB menggunakan Token Bucket Filter (TBF).
a. Token Bucket Filter (TBF)
Token Bucket Filter (TBF) merupakan qdisc yang sederhana dimana qdisc ini hanya meneruskan paket yang datang pada sebuah rate yang tidak melebihi ketentuan rate yang diberikan. Token bucket merupakan suatu definisi formal dari suatu transfer rate. Antrian ini memiliki tiga buah komponen: ukuran burst, mean rate, dan interval waktu (tc). Implementasi TBF terdiri dari sebuah buffer (bucket), yang secara konstan diisi oleh beberapa informasi virtual yang dinamakan token pada rate yang spesifik (token rate). Parameter paling pentingdari bucket adalah ukurannya, yaitu banyaknya token yang dapat disimpan. Setiap token yang masuk mengumpulkan satu paket yang datang dari antrian data dan kemudian dihapus dari bucket. Denganmenghubungkan algoritma ini dengan dua aliran – token dan data, maka akan didapatkan tiga buah kemungkinan skenario:
- Data yang datang pada TBF memiliki rate yang sama dengan masuknya token. Dalam hal ini, setiap paket yang masuk memiliki token-nya masing-masing dan akan melewati antrian tanpa adanya delay.
- Data yang datang pada TBF memiliki rate yang lebih kecil daripada rate token. Hanya sebagian dari token yang dihapus pada output pada tiap paket data yang dikirim ke antrian, sehingga token akan menumpuk, memenuhi ukuran bucket. Token yang tidak digunakan kemudianakan dapat digunakan untuk mengirimkan data pada kecepatan yang melampaui rate token standar, ini terjadi jika ada ledakan data yang pendek.
- Data yang datang pada TBF memiliki rate yang lebih besar daripada rate token. Hal ini berarti bucket akan segera kosong dari token, yang akan menyebabkan TBF akan menutup alirannya untuk sementara. Hal inilah yang dinamakan situasi overlimit. Jika paket-paket tetap datang, maka paket-paket akan segera di-drop.
Skenario terakhir ini sangatlah penting, karena dengan skenario tersebut, dapat diterapkan shaping bandwidth yang tersedia terhadap data yang melewati filter. Akumulasi dari semua token mengijinkan sebuah short burst dari data yang overlimit untuk tetap bisa lewat tanpa ada loss tetapi mengakibatkan delay. Perlu diketahui bahwa token pada kernel dalam sistem operasi Linux hanya sesuai dengan satuan bytes, bukan packet.
Mekanisme Kerja Hierarchical Token Bucket
Hierarchical Token Bucket (HTB) menggunakan Token Bucket Filter (TBF) sebagai estimator idle time sehingga hanya rate dan burstsaja yang harus ditentukan. Pada HTB terdapat parameter ceil sehingga kelas akan selalu mendapatkan bandwidth di antara base link dan nilai ceil linknya. Parameter ini dapat dianggap sebagai Estimator kedua, sehingga setiap kelas dapat meminjam bandwidth selama bandwidth total yang diperoleh memiliki nilai di bawah nilai ceil. Hal ini mudah diimplementasikan dengan cara tidak mengijinkan proses peminjaman bandwidth pada saat kelas telah melampaui link ini (keduanya leaves dan interior dapat memiliki ceil). Apabila nilai ceil sama dengan nilai base rate, maka kelas-kelas tidak diijinkan untuk meminjam bandwidth. Sedangkan jika nilai ceil diset dengannilai tak terbatas atau dengan nilai yang lebih tinggi seperti kecepatan link yang dimiliki, makaakan didapat fungsi yang sama seperti kelas nonbounded. Sebagai contoh, seseorang dapatmenjamin bandwidth 1 Mbit untuk suatu kelas, dan mengijinkan penggunaan bandwidth sampai dengan 2 Mbit pada kelas tersebut apabila link dalam keadaan idle.
b. Penjadwalan Paket Hierarchical Fair Service Curve (HFSC)
Hierarchical Fair Service Curve (HFSC) adalah disiplin antrian atau penjadwalan paket yang bekerja berdasarkan pada konsep dari sebuah service curve yang mendefiniskan persyaratanQoS dari satu kelas trafik atau satu sesi dalam hal bandwidth dan prioritas (delay). Service curve merupakan grafik linear yang merepresentasikan hubungan antara service dengan waktu.
Gambar diatas adalah grafik service curve linear dimana gambar dibawah ini merepresentasikan jaminan bandwidth sebesar 64 Kbps pada waktu yang ditentukan yaitu 20 milidetik dengan garansi paket yang dikirimkan sebesar1280 bits.
Sedangkan gambar 2.8 adalah representasi dari aturan yang menjamin bandwidth sebesar 256 Kbps pada waktu ke 5 milidetik dengan ukuran paket yang dikirimkan sebesar 1280 bits, namunsaat setelah waktu ke 5 milidetik maka bandwidth akan diset pada 64 Kbps.
Service Curve berdasarkan model QoS
Dalam teori algoritma Hierarchical Fair Service Curve (HFSC), service curve bisa memiliki beberapa bentuk, karena HFSC didesain untuk bekerja dengan dua buah linear service curve. Dua buah linear service curve terbentuk dari dua segmen garis lurus. Jika dua buah slope dari dua segmen garis memiliki tingkatkecenderungan derajat yang berbeda, maka akan didapatkan dua buah grafik service curve berbeda yang disebut concave (cembung) dan convex (cekung). Secara umum, sebuah service curve cekung (convex) menghasilkan rata-rata yang rendah dan worst case delay daripada sebuah service curve cembung (concave) dengan rate asimtotik yang sama.
Mekanisme Kerja Hierarchical Fair Service Curve
HFSC bekerja berdasarkan pada konsep “service curve” yang mendefinisikan persyaratan QoS dari sebuah kelas trafik atau single sesi dalam bentuk bandwidth dan prioritas (delay). Setiap kelas diberikan sebuah service curve yang menentukan jumlah mimimal layanan yang harus diterima. Service curve terjamin apabila untuk jumlah service curve semua node subordinat harus kurang dari atau sama dengan root/parent node, aturan ini diaplikasikan secara rekursif dari node root. HFSC menggunakan service curve non-linear agar bandwidth dan komponen delay terpisahkan. Namun dengan service curve non-linear tidak memungkinkan untuk menjamin service curvesecara simultan maka HFSC menggunakan dua kriteria curve dalam pemilihan paket yaitu:
- Kriteria real-time untuk menjaminan service curve untuk semua kelas cabang.
- Kriteria link-sharing untuk menjamin service curve untuk kelas interior danmendisitribusikan kelebihan bandwidth secara adil.
Dalam suatu hierarchy hanya kelas leaf saja yang menjamin layanan terhadap suatu aplikasi,oleh karena itu tiap cabang kelas mempunyai 3 komponen ( ei , di , vi ) yang mewakili eligible time, deadline, dan virtual time. Sedangkan kelasinterior hanya terdiri dari komponen virtual time vi . Konsep utama dalam mekanisme ini adalah pada paket deadline time yang diturunkan dari service curve. Eligible dan deadline mengacu pada kepala suatu paket dalam kelas antrian I sedangkan virtual time meangacu pada suatu kelas i.
Deadline digunakan untuk mencapai tujuan real-time. Deadline time digunakan sebagai perwakilan waktu dari sebuah paket harus memulai pengiriman karena suatu kelas service curve tidak terancam. Suatu deadline time dihitung dari sebuah curve yang menandakan bahwa suatu kelas terjamin secara service curve. Kemudian diset dengan nilai mimimum dari deadline curve sebelumnya dan kelas service curve (dengan nilai jumlah service yang telah diterima dan waktu sebelumnya). Virtual time digunakan untuk mencapai tujuan link sharing. Nilainya mewakili jumlah service suatu node yang telah diterima ketika terjadi penjadwalan dengan kriteria link-sharing. Service yang diberikan kriteria real-time tidak termasuk dalam perhitungan. Virtual time dihitung juga dari kurva yang berkaitan. Kemudian ditentukan ke nilai minimum dari virtual curve sebelumnya dan suatu service curve (dengan nilai dari virtual time dikurangi virtual time parent dantotal service yang diterima oleh link-sharing dan kriteria real-time). Virtual time diperbarui secara rekursif dalam hierarchy sampai mencapai sebuahkelas yang aktif. Virtual curve diperbarui ketika sebuah kelas menjadi aktif. Eligible time digunakan sebagai penengahantara kedua tujuan tersebut yaitu untuk memilih satu dari dua kriteria penjadwal tersebut untuk digunakan dalam paket berikutnya. Ketika ada paket eligible maka kriteria real-time digunakan untuk memastikan bahwa tidak ada service curve yang terancam untuk pengiriman berikutnya. Jika ada kelas-kelas yang eligible maka penjadwal memilih suatu kelas yang mempunyai deadline minimum diatara kelas-kelas eligible. Jika tidak ada kelas eligible maka diterapkan algoritma dengan kriteria link-sharing. Algoritmamenerapakan kriteria link-sharing secara rekursif, dimulai dari bagian root dan berhenti pada cabang kelas, memilih pada tiap level kelas dengan virtual time terkecil. Eligible time dihitung berdasarkan eligible curve. Eligible curve dalamkasus HFSC cukup sederhana, akan bernilai sama dengan deadline curve pada kasus concave curve atau segaris dengan segmen kedua untuk kasus convex curve.
1. Setiap interior class atau leaf class harus menerima link-sharing sesuai alokasi yang diberikan dalam interval waktu tertentu, sehingga terpenuhi kebutuhannya.
2. Jika semua leaf dan interior class yang memiliki permintaan telah menerima sedikitnya link-sharing bandwidth yang dialokasikan, distribusi dari kelebihan banwidth tidak berubah-ubah tetapi harus mengikuti aturan yang ditentukan.
Pada sistem operasi Linux yang difungsikan sebagai router, semua paket dimasukkan dalam antrian sebelum paket-paket tersebut diteruskan. Mekanisme dalam antrian tersebut diatur oleh traffic controller sesuai kebutuhan QoS. Traffic Controller hanya memanajemen paket-paket yang akan keluar dari sistem.
Penjadwalan Paket Hierarchical Token Bucket (HTB)
Hierarchical Token Bucket merupakan teknik penjadwalan paket yang dikembangkan pertama kali oleh Martin Devera dan sering digunakan bagi router yang menggunakan sistm operasi Linux. General Scheduler HTB menggunakan mekanisme Deficit Round Robin(DRR) dan pada blok umpan baliknya, Estimator HTB menggunakan Token Bucket Filter (TBF).
a. Token Bucket Filter (TBF)
Token Bucket Filter (TBF) merupakan qdisc yang sederhana dimana qdisc ini hanya meneruskan paket yang datang pada sebuah rate yang tidak melebihi ketentuan rate yang diberikan. Token bucket merupakan suatu definisi formal dari suatu transfer rate. Antrian ini memiliki tiga buah komponen: ukuran burst, mean rate, dan interval waktu (tc). Implementasi TBF terdiri dari sebuah buffer (bucket), yang secara konstan diisi oleh beberapa informasi virtual yang dinamakan token pada rate yang spesifik (token rate). Parameter paling pentingdari bucket adalah ukurannya, yaitu banyaknya token yang dapat disimpan. Setiap token yang masuk mengumpulkan satu paket yang datang dari antrian data dan kemudian dihapus dari bucket. Denganmenghubungkan algoritma ini dengan dua aliran – token dan data, maka akan didapatkan tiga buah kemungkinan skenario:
- Data yang datang pada TBF memiliki rate yang sama dengan masuknya token. Dalam hal ini, setiap paket yang masuk memiliki token-nya masing-masing dan akan melewati antrian tanpa adanya delay.
- Data yang datang pada TBF memiliki rate yang lebih kecil daripada rate token. Hanya sebagian dari token yang dihapus pada output pada tiap paket data yang dikirim ke antrian, sehingga token akan menumpuk, memenuhi ukuran bucket. Token yang tidak digunakan kemudianakan dapat digunakan untuk mengirimkan data pada kecepatan yang melampaui rate token standar, ini terjadi jika ada ledakan data yang pendek.
- Data yang datang pada TBF memiliki rate yang lebih besar daripada rate token. Hal ini berarti bucket akan segera kosong dari token, yang akan menyebabkan TBF akan menutup alirannya untuk sementara. Hal inilah yang dinamakan situasi overlimit. Jika paket-paket tetap datang, maka paket-paket akan segera di-drop.
Skenario terakhir ini sangatlah penting, karena dengan skenario tersebut, dapat diterapkan shaping bandwidth yang tersedia terhadap data yang melewati filter. Akumulasi dari semua token mengijinkan sebuah short burst dari data yang overlimit untuk tetap bisa lewat tanpa ada loss tetapi mengakibatkan delay. Perlu diketahui bahwa token pada kernel dalam sistem operasi Linux hanya sesuai dengan satuan bytes, bukan packet.
Mekanisme Kerja Hierarchical Token Bucket
Hierarchical Token Bucket (HTB) menggunakan Token Bucket Filter (TBF) sebagai estimator idle time sehingga hanya rate dan burstsaja yang harus ditentukan. Pada HTB terdapat parameter ceil sehingga kelas akan selalu mendapatkan bandwidth di antara base link dan nilai ceil linknya. Parameter ini dapat dianggap sebagai Estimator kedua, sehingga setiap kelas dapat meminjam bandwidth selama bandwidth total yang diperoleh memiliki nilai di bawah nilai ceil. Hal ini mudah diimplementasikan dengan cara tidak mengijinkan proses peminjaman bandwidth pada saat kelas telah melampaui link ini (keduanya leaves dan interior dapat memiliki ceil). Apabila nilai ceil sama dengan nilai base rate, maka kelas-kelas tidak diijinkan untuk meminjam bandwidth. Sedangkan jika nilai ceil diset dengannilai tak terbatas atau dengan nilai yang lebih tinggi seperti kecepatan link yang dimiliki, makaakan didapat fungsi yang sama seperti kelas nonbounded. Sebagai contoh, seseorang dapatmenjamin bandwidth 1 Mbit untuk suatu kelas, dan mengijinkan penggunaan bandwidth sampai dengan 2 Mbit pada kelas tersebut apabila link dalam keadaan idle.
b. Penjadwalan Paket Hierarchical Fair Service Curve (HFSC)
Hierarchical Fair Service Curve (HFSC) adalah disiplin antrian atau penjadwalan paket yang bekerja berdasarkan pada konsep dari sebuah service curve yang mendefiniskan persyaratanQoS dari satu kelas trafik atau satu sesi dalam hal bandwidth dan prioritas (delay). Service curve merupakan grafik linear yang merepresentasikan hubungan antara service dengan waktu.
Gambar diatas adalah grafik service curve linear dimana gambar dibawah ini merepresentasikan jaminan bandwidth sebesar 64 Kbps pada waktu yang ditentukan yaitu 20 milidetik dengan garansi paket yang dikirimkan sebesar1280 bits.
Sedangkan gambar 2.8 adalah representasi dari aturan yang menjamin bandwidth sebesar 256 Kbps pada waktu ke 5 milidetik dengan ukuran paket yang dikirimkan sebesar 1280 bits, namunsaat setelah waktu ke 5 milidetik maka bandwidth akan diset pada 64 Kbps.
Service Curve berdasarkan model QoS
Dalam teori algoritma Hierarchical Fair Service Curve (HFSC), service curve bisa memiliki beberapa bentuk, karena HFSC didesain untuk bekerja dengan dua buah linear service curve. Dua buah linear service curve terbentuk dari dua segmen garis lurus. Jika dua buah slope dari dua segmen garis memiliki tingkatkecenderungan derajat yang berbeda, maka akan didapatkan dua buah grafik service curve berbeda yang disebut concave (cembung) dan convex (cekung). Secara umum, sebuah service curve cekung (convex) menghasilkan rata-rata yang rendah dan worst case delay daripada sebuah service curve cembung (concave) dengan rate asimtotik yang sama.
Mekanisme Kerja Hierarchical Fair Service Curve
HFSC bekerja berdasarkan pada konsep “service curve” yang mendefinisikan persyaratan QoS dari sebuah kelas trafik atau single sesi dalam bentuk bandwidth dan prioritas (delay). Setiap kelas diberikan sebuah service curve yang menentukan jumlah mimimal layanan yang harus diterima. Service curve terjamin apabila untuk jumlah service curve semua node subordinat harus kurang dari atau sama dengan root/parent node, aturan ini diaplikasikan secara rekursif dari node root. HFSC menggunakan service curve non-linear agar bandwidth dan komponen delay terpisahkan. Namun dengan service curve non-linear tidak memungkinkan untuk menjamin service curvesecara simultan maka HFSC menggunakan dua kriteria curve dalam pemilihan paket yaitu:
- Kriteria real-time untuk menjaminan service curve untuk semua kelas cabang.
- Kriteria link-sharing untuk menjamin service curve untuk kelas interior danmendisitribusikan kelebihan bandwidth secara adil.
Dalam suatu hierarchy hanya kelas leaf saja yang menjamin layanan terhadap suatu aplikasi,oleh karena itu tiap cabang kelas mempunyai 3 komponen ( ei , di , vi ) yang mewakili eligible time, deadline, dan virtual time. Sedangkan kelasinterior hanya terdiri dari komponen virtual time vi . Konsep utama dalam mekanisme ini adalah pada paket deadline time yang diturunkan dari service curve. Eligible dan deadline mengacu pada kepala suatu paket dalam kelas antrian I sedangkan virtual time meangacu pada suatu kelas i.
Deadline digunakan untuk mencapai tujuan real-time. Deadline time digunakan sebagai perwakilan waktu dari sebuah paket harus memulai pengiriman karena suatu kelas service curve tidak terancam. Suatu deadline time dihitung dari sebuah curve yang menandakan bahwa suatu kelas terjamin secara service curve. Kemudian diset dengan nilai mimimum dari deadline curve sebelumnya dan kelas service curve (dengan nilai jumlah service yang telah diterima dan waktu sebelumnya). Virtual time digunakan untuk mencapai tujuan link sharing. Nilainya mewakili jumlah service suatu node yang telah diterima ketika terjadi penjadwalan dengan kriteria link-sharing. Service yang diberikan kriteria real-time tidak termasuk dalam perhitungan. Virtual time dihitung juga dari kurva yang berkaitan. Kemudian ditentukan ke nilai minimum dari virtual curve sebelumnya dan suatu service curve (dengan nilai dari virtual time dikurangi virtual time parent dantotal service yang diterima oleh link-sharing dan kriteria real-time). Virtual time diperbarui secara rekursif dalam hierarchy sampai mencapai sebuahkelas yang aktif. Virtual curve diperbarui ketika sebuah kelas menjadi aktif. Eligible time digunakan sebagai penengahantara kedua tujuan tersebut yaitu untuk memilih satu dari dua kriteria penjadwal tersebut untuk digunakan dalam paket berikutnya. Ketika ada paket eligible maka kriteria real-time digunakan untuk memastikan bahwa tidak ada service curve yang terancam untuk pengiriman berikutnya. Jika ada kelas-kelas yang eligible maka penjadwal memilih suatu kelas yang mempunyai deadline minimum diatara kelas-kelas eligible. Jika tidak ada kelas eligible maka diterapkan algoritma dengan kriteria link-sharing. Algoritmamenerapakan kriteria link-sharing secara rekursif, dimulai dari bagian root dan berhenti pada cabang kelas, memilih pada tiap level kelas dengan virtual time terkecil. Eligible time dihitung berdasarkan eligible curve. Eligible curve dalamkasus HFSC cukup sederhana, akan bernilai sama dengan deadline curve pada kasus concave curve atau segaris dengan segmen kedua untuk kasus convex curve.
Automatically Switched Optical Networks
Teknologi Automatic Switching Optical Network (ASON) merupakan platform teknologi yang dirancang untuk menjawab tantangan di atas yang merepresentasikan kebutuhan kapasitas, reliabilitas dan kualitas pada jaringan berbasis optik. ASON bukanlah suatu protokol atau set protokol, tetapi merupakan suatu arsitekur yang mendefinisikan komponen-komponen pada optical control plane serta hubungan interaksi antara komponen-komponen tersebut. ASON menggambarkan suatu arsitektur pengendalian dan manajemen untuk mendukung fungsi kerja jaringan switch otomatis berbasis transport optik.
1. Definisi ASON
ASON adalah suatu framework sekaligus juga suatu teknologi kapabilitas. Sebagai suatu framework, ASON mendeskripsikan suatu arsitektur manajemen dan kontrol untuk suatu jaringan transport optik dengan switching otomatis. Sebagai suatu teknologi, ASON mengacu pada protokol-protokol routing dan signaling yang berlaku untuk suatu jaringan optik, yang memungkinkan untuk path setup secara dinamis dan otomatis pada suatu transport services, sesuai dengan permintaan user akan layanan, signalling protocol create, restorasi dan teardown. Dari dua definisi di atas dapat dikatakan ASON merupakan suatu jaringan transport berbasis optik yang memiliki kemampuan pembentukan koneksi secara dinamis (dynamic connection). Kemampuan tersebut disempurnakan dengan menggunakan suatu control plane untuk melakukan fungsi call & connection.Suatu koneksi diswitch melalui sistem manajemen menggunakan network generated signalling dan protokol routing untuk menetapkan koneksi itu. Pada ASON masingmasing network node dilengkapi dengan controlkoneksi dan memungkinkan restorasi bila koneksi tersebut mengalami kegagalan. ITU-T telah merekomendasikan G.8080 tentang komponen control plane yang digunakan pada transport network meliputi fungsi set up, signalling dan release koneksi.
Teknologi ASON saat ini dikembangkan dengan dua pendekatan, yaitu:
- Berbasis VC-4 (SDH based)
- Berbasis Lambda (DWDM based)
2. Standar Control Plane
Suatu batas internetworking antara electrical layer service networks dan high-speed optical switched core diperlukan untuk mencapai kapabilitas signaling dan routing untuk provisioning yang lebih cepat. Model internetworking dalam hal ini dideskripsikan terdiri dari devais electrical layer (seperti router IP, IP edge devices, SDH switches, dll) yang dipasang pada optical core network dan dikoneksikan melalui switched link connection yang dibentuk secara dinamis dan didukung oleh implementasi control plane.
Terdapat 3 lembaga internasional yang mengembangkan standar control plane untuk teknologi tansport optik masa depan. ITU (International Telecommunications Union) mengembangakan arsitektur ASON (Automatic Switched Optical Netowrk) pada control plane, IETF (Internet Engineering Task Force) mengembangkan GMPLS (Generalized Multi Protocol Label Switching) sebagai kelanjutan dari teknologi sebelumnya yaitu MPLS (Multi Protocol Label Switching), serta OIF (Optical Internetworking Forum).
3. Prospek Kelayakan ASON
Kekurangan utama pada jaringan optik saat ini yaitu:
- Provioning jaringan yang cenderung manual
- Waktu provisioning yang lama
- Tidak efisien dalam utilisasi resource jaringan
- Kesulitan dalam kesinambungan pengoperasian antara jaringan paket-switched pada klien dan circuit-switched pada jaringan optik
- Kompleksitas network management
- Ketidaksinambungan dengan berbagai vendor yang berbeda
- Kurang handalnya sistem proteksi pada jaringan mesh
Dengan hadirnya ASON, beberapa keunggulan yang ditawarkan yaitu:
- Proses provisioning yang cepat
- Kemudahan dalam pengoperasian jaringan
- High availability, dengan kemampuan multiple protection
- High flexibility dalam penggunaan rute
- High scalability, tiap node bisa upgrade secara mandiri (tidak mempengaruhi node lain)
- Efisien dalam penggunaan bandwidth
- Biaya pemeliharaan yang rendah
- Mendukung beberapa macam Service Level Agreement (SLA)
4. Arsitektur ASON
Aristektur ASON dibagi ke dalam tiga bagian (plane), yaitu; transport plane, control plane dan management plane.
a. Transport Plane
Transport Plane dikenal juga sebagai data plane, dimana merepresentasikan pemanfaatan resource jaringan untuk menyampaikan suatu informasi antar user. Transfer informasi tersebut dapat merupakan bidirectional atau unidirectional. Transport plane juga dapat melakukan fungsi transfer informasi untuk control dan management system. Transport plane direpresentasikan dengan suatu komponen jaringan yang meliputi baik transport entities dan transport processing function, mulai dari proses generation, transport dan terminating signal dengan format yang spesifik yang ditransfer melalui suatu koneksi jaringan. Komponen jaringan tersebut yaitu IP, ATM, SDH, atau OTN.
Direpresentasikan dengan elemen jaringan, dengan kemampuan:
- Menyediakan kemampuan cross connect dalam jaringan
- Mengakomodasi teknologi eksisting (SDH) atau teknologi Optical Transport Network (OTN)
b. Control Plane
Control plane meliputi proses signaling, ruting dan manajemen link. Signaling melakukan proses pembangunan, pemutusan dan memodifikasi koneksi. Selain itu signaling juga diperlukan untuk proses restorasi koneksi secara otomatis saat terjadi failure pada jaringan.Ruting merupakan proses pemilihan rute yang akan dilalui dalam suatu jaringan. Dengan ruting seluruh topologi jaringan akan terlihat jelas, sehingga pemilihan jalur ruting yang efektif akan lebih mudah untuk dilakukan. Sedangkan manajemen link bertugas untuk melakukan verifikasi konektivitas link dan korelasi properti yang dimiliki tiap link. Control plane mendukung layanan koneksi melalui suatu proses provisioning otomatis antara end-to-end transport connection antar domain. Kemampuan control plane pada ASON berjalan secara otomatis sesuai dengan tingkat kepintaran dari jaringan yang dibangun.
Direpresentasikan dengan Optical
Connection Controller (OCC), dan melakukan fungsi sebagai berikut:
i. Signalling
- Membangun, release dan melakukan modifikasi koneksi (Membangun koneksi Primer dan Sekunder).
- Melakukan restorasi koneksi secara otomatis pada saat terjadi failure
ii. Routing
- Melakukan pertukaran/perubahan topologi, konfigurasi resource dan informasi status
- Melakukan komputasi rute berdasarkan user requirement
iii. Management Link
- Melakukan verifikasi konektivitas link dan korelasi properti yang dimiliki link
1. Definisi ASON
ASON adalah suatu framework sekaligus juga suatu teknologi kapabilitas. Sebagai suatu framework, ASON mendeskripsikan suatu arsitektur manajemen dan kontrol untuk suatu jaringan transport optik dengan switching otomatis. Sebagai suatu teknologi, ASON mengacu pada protokol-protokol routing dan signaling yang berlaku untuk suatu jaringan optik, yang memungkinkan untuk path setup secara dinamis dan otomatis pada suatu transport services, sesuai dengan permintaan user akan layanan, signalling protocol create, restorasi dan teardown. Dari dua definisi di atas dapat dikatakan ASON merupakan suatu jaringan transport berbasis optik yang memiliki kemampuan pembentukan koneksi secara dinamis (dynamic connection). Kemampuan tersebut disempurnakan dengan menggunakan suatu control plane untuk melakukan fungsi call & connection.Suatu koneksi diswitch melalui sistem manajemen menggunakan network generated signalling dan protokol routing untuk menetapkan koneksi itu. Pada ASON masingmasing network node dilengkapi dengan controlkoneksi dan memungkinkan restorasi bila koneksi tersebut mengalami kegagalan. ITU-T telah merekomendasikan G.8080 tentang komponen control plane yang digunakan pada transport network meliputi fungsi set up, signalling dan release koneksi.
Teknologi ASON saat ini dikembangkan dengan dua pendekatan, yaitu:
- Berbasis VC-4 (SDH based)
- Berbasis Lambda (DWDM based)
2. Standar Control Plane
Suatu batas internetworking antara electrical layer service networks dan high-speed optical switched core diperlukan untuk mencapai kapabilitas signaling dan routing untuk provisioning yang lebih cepat. Model internetworking dalam hal ini dideskripsikan terdiri dari devais electrical layer (seperti router IP, IP edge devices, SDH switches, dll) yang dipasang pada optical core network dan dikoneksikan melalui switched link connection yang dibentuk secara dinamis dan didukung oleh implementasi control plane.
Terdapat 3 lembaga internasional yang mengembangkan standar control plane untuk teknologi tansport optik masa depan. ITU (International Telecommunications Union) mengembangakan arsitektur ASON (Automatic Switched Optical Netowrk) pada control plane, IETF (Internet Engineering Task Force) mengembangkan GMPLS (Generalized Multi Protocol Label Switching) sebagai kelanjutan dari teknologi sebelumnya yaitu MPLS (Multi Protocol Label Switching), serta OIF (Optical Internetworking Forum).
3. Prospek Kelayakan ASON
Kekurangan utama pada jaringan optik saat ini yaitu:
- Provioning jaringan yang cenderung manual
- Waktu provisioning yang lama
- Tidak efisien dalam utilisasi resource jaringan
- Kesulitan dalam kesinambungan pengoperasian antara jaringan paket-switched pada klien dan circuit-switched pada jaringan optik
- Kompleksitas network management
- Ketidaksinambungan dengan berbagai vendor yang berbeda
- Kurang handalnya sistem proteksi pada jaringan mesh
Dengan hadirnya ASON, beberapa keunggulan yang ditawarkan yaitu:
- Proses provisioning yang cepat
- Kemudahan dalam pengoperasian jaringan
- High availability, dengan kemampuan multiple protection
- High flexibility dalam penggunaan rute
- High scalability, tiap node bisa upgrade secara mandiri (tidak mempengaruhi node lain)
- Efisien dalam penggunaan bandwidth
- Biaya pemeliharaan yang rendah
- Mendukung beberapa macam Service Level Agreement (SLA)
4. Arsitektur ASON
Aristektur ASON dibagi ke dalam tiga bagian (plane), yaitu; transport plane, control plane dan management plane.
a. Transport Plane
Transport Plane dikenal juga sebagai data plane, dimana merepresentasikan pemanfaatan resource jaringan untuk menyampaikan suatu informasi antar user. Transfer informasi tersebut dapat merupakan bidirectional atau unidirectional. Transport plane juga dapat melakukan fungsi transfer informasi untuk control dan management system. Transport plane direpresentasikan dengan suatu komponen jaringan yang meliputi baik transport entities dan transport processing function, mulai dari proses generation, transport dan terminating signal dengan format yang spesifik yang ditransfer melalui suatu koneksi jaringan. Komponen jaringan tersebut yaitu IP, ATM, SDH, atau OTN.
Direpresentasikan dengan elemen jaringan, dengan kemampuan:
- Menyediakan kemampuan cross connect dalam jaringan
- Mengakomodasi teknologi eksisting (SDH) atau teknologi Optical Transport Network (OTN)
b. Control Plane
Control plane meliputi proses signaling, ruting dan manajemen link. Signaling melakukan proses pembangunan, pemutusan dan memodifikasi koneksi. Selain itu signaling juga diperlukan untuk proses restorasi koneksi secara otomatis saat terjadi failure pada jaringan.Ruting merupakan proses pemilihan rute yang akan dilalui dalam suatu jaringan. Dengan ruting seluruh topologi jaringan akan terlihat jelas, sehingga pemilihan jalur ruting yang efektif akan lebih mudah untuk dilakukan. Sedangkan manajemen link bertugas untuk melakukan verifikasi konektivitas link dan korelasi properti yang dimiliki tiap link. Control plane mendukung layanan koneksi melalui suatu proses provisioning otomatis antara end-to-end transport connection antar domain. Kemampuan control plane pada ASON berjalan secara otomatis sesuai dengan tingkat kepintaran dari jaringan yang dibangun.
Direpresentasikan dengan Optical
Connection Controller (OCC), dan melakukan fungsi sebagai berikut:
i. Signalling
- Membangun, release dan melakukan modifikasi koneksi (Membangun koneksi Primer dan Sekunder).
- Melakukan restorasi koneksi secara otomatis pada saat terjadi failure
ii. Routing
- Melakukan pertukaran/perubahan topologi, konfigurasi resource dan informasi status
- Melakukan komputasi rute berdasarkan user requirement
iii. Management Link
- Melakukan verifikasi konektivitas link dan korelasi properti yang dimiliki link
Jaringan Lokal Akses Tembaga
Untuk dapat memberikan layanan multimedia berkecepatan tinggi, maka penggunaan jaringan lokal tembaga perlu dioptimalkan. Solusi optimalisasi yang ada haruslah memenuhi beberapa kriteria, diantaranya adalah sebagai berikut :
a. Mampu meningkatkan kapasitas layanan multimedia dan performansi jaringan yang sudah ada.
b. Sedapat mungkin menghindari penambahan jaringan / ekspansi jaringan eksisting.
c. Untuk menghindari ekspasi jaringan, maka diperlukan metode / sistem pemanfaatan jaringan dengan penambahan perangkat seminimal mungkin.
d. Instalasi sistem harus mampu mengimbangi pertambahan permintaan pasar dan proyeksi perkembangan layanan multimedia.
Parameter Elektris Jarlokat
1. Tahanan Jerat Saluran (Loop Resistance)
Pengukuran dilakukan untuk mengetahui harga tahanan jerat saluran.
Ket : R = Tahanan saluran (ohm)
l = Panjang saluran (m)
ρ = Konstanta tahanan jenis kabel (ohm.m)
A = Luas penampang saluran (mm2)
2. Tahanan Isolasi
Pengukuran tahanan isolasi untuk mengetahui besarnya kebocoran listrik yang terjadi antara urat kabel yang diukur dengan urat kabel lainnya, maupun antar urat kabel yang diukur dengan tanah (ground).
3. Redaman Saluran
Pengukuran redaman dimaksudkan untuk mengetahui berapa besar daya yang dikirim hilang dalam saluran. Redaman saluran pada kabel tembaga dapat disebabkan konduktivitas yang tidak sempurna dan juga adanya resistansi dielektrik yang berhingga.
Jika Po > Pi berarti pada saluran terjadi penguatan, dan sebaliknya jika Po < Pi berarti pada saluran terjadi redaman. Nilai redaman secara teoritis bergantung kepada nilai parameter resistansi (R), kapasitansi (C), induktansi (L), dan konduktansi (G). Persamaan redamannya adalah :
Dimana α adalah konstanta redaman, dan β adalah konstanta fasa.
Feeding Current Loss (FCL) adalah kerugian yang diakibatkan karena adanya tegangan catuan dari sentral. Besarnya FCL bergantung kepada besarnya tegangan catuan sentral. Nilai FCL dapat dihitung dengan menggunakan rumus :
4. Resistansi (R)
Secara matematis, resistansi dirumuskan :
Pada kabel tembaga, nilai ρ = 0,01754 mm2/m.
Untuk frekuensi tinggi, nilai efek kulit (skin effect) mempengaruhi nilai resistansi, dengan persamaan nilainya :
Dengan nilai, dimana
Sehingga persamaan untuk perhitungan nilai resistansi total adalah :
5. Kapasitansi (C)
Persamaan untuk perhitungan nilai kapasitansi adalah :
Dimana ε adalah permitivitas dielektrik, s adalah jarak antar konduktor (mm), dan d adalah diameter penghantar (mm).
6. Induktansi (L)
Induktansi total suatu kabel merupakan penjumlahan nilai induktansi luar dan induktansi dalam dari kabel tersebut. Induktansi luar (Lex) dan induktansi dalam (Lin) didefinisikan sebagai berikut :
Dimana s adalah jarak antara dua konduktor = d + (2x tebal isolator).
Untuk frekuensi tinggi, nilai induktansi juga dipengaruhi efek kulit, sehingga persamaannya menjadi :
Sehingga nilai induktansi totalnya adalah :
7. Konduktansi (G)
Nilai konduktansi suatu konduktor ditentukan oleh persamaan berikut :
Dimana tan φ = rugi-rugi bahan isolasi.
a. Mampu meningkatkan kapasitas layanan multimedia dan performansi jaringan yang sudah ada.
b. Sedapat mungkin menghindari penambahan jaringan / ekspansi jaringan eksisting.
c. Untuk menghindari ekspasi jaringan, maka diperlukan metode / sistem pemanfaatan jaringan dengan penambahan perangkat seminimal mungkin.
d. Instalasi sistem harus mampu mengimbangi pertambahan permintaan pasar dan proyeksi perkembangan layanan multimedia.
Parameter Elektris Jarlokat
1. Tahanan Jerat Saluran (Loop Resistance)
Pengukuran dilakukan untuk mengetahui harga tahanan jerat saluran.
Ket : R = Tahanan saluran (ohm)
l = Panjang saluran (m)
ρ = Konstanta tahanan jenis kabel (ohm.m)
A = Luas penampang saluran (mm2)
2. Tahanan Isolasi
Pengukuran tahanan isolasi untuk mengetahui besarnya kebocoran listrik yang terjadi antara urat kabel yang diukur dengan urat kabel lainnya, maupun antar urat kabel yang diukur dengan tanah (ground).
3. Redaman Saluran
Pengukuran redaman dimaksudkan untuk mengetahui berapa besar daya yang dikirim hilang dalam saluran. Redaman saluran pada kabel tembaga dapat disebabkan konduktivitas yang tidak sempurna dan juga adanya resistansi dielektrik yang berhingga.
Jika Po > Pi berarti pada saluran terjadi penguatan, dan sebaliknya jika Po < Pi berarti pada saluran terjadi redaman. Nilai redaman secara teoritis bergantung kepada nilai parameter resistansi (R), kapasitansi (C), induktansi (L), dan konduktansi (G). Persamaan redamannya adalah :
Dimana α adalah konstanta redaman, dan β adalah konstanta fasa.
Feeding Current Loss (FCL) adalah kerugian yang diakibatkan karena adanya tegangan catuan dari sentral. Besarnya FCL bergantung kepada besarnya tegangan catuan sentral. Nilai FCL dapat dihitung dengan menggunakan rumus :
4. Resistansi (R)
Secara matematis, resistansi dirumuskan :
Pada kabel tembaga, nilai ρ = 0,01754 mm2/m.
Untuk frekuensi tinggi, nilai efek kulit (skin effect) mempengaruhi nilai resistansi, dengan persamaan nilainya :
Dengan nilai, dimana
Sehingga persamaan untuk perhitungan nilai resistansi total adalah :
5. Kapasitansi (C)
Persamaan untuk perhitungan nilai kapasitansi adalah :
Dimana ε adalah permitivitas dielektrik, s adalah jarak antar konduktor (mm), dan d adalah diameter penghantar (mm).
6. Induktansi (L)
Induktansi total suatu kabel merupakan penjumlahan nilai induktansi luar dan induktansi dalam dari kabel tersebut. Induktansi luar (Lex) dan induktansi dalam (Lin) didefinisikan sebagai berikut :
Dimana s adalah jarak antara dua konduktor = d + (2x tebal isolator).
Untuk frekuensi tinggi, nilai induktansi juga dipengaruhi efek kulit, sehingga persamaannya menjadi :
Sehingga nilai induktansi totalnya adalah :
7. Konduktansi (G)
Nilai konduktansi suatu konduktor ditentukan oleh persamaan berikut :
Dimana tan φ = rugi-rugi bahan isolasi.
Multi-Protocol Label Switching (MPLS)
Multi-Protocol Label Switching (MPLS)
Konsep dasar MPLS adalah teknik peletakan label dalam setiap paket yang dikirim dalam jaringan ini. MPLS bekerja dengan cara memberi label paketpaket data yang memuat rute dan prioritas pengiriman (treatment) paket tersebut. Label tersebut akan memuat informasi penting yang berhubungan dengan informasi routing suatu paket. Teknik pelabelan ini biasa disebut dengan label switching.
Network MPLS terdiri atas sirkuit yang disebut Label-Switched Path (LSP), yang menghubungkan titiktitik yang disebut Label-Switched Router (LSR). LSR pertama dan terakhir disebut ingress dan egress. Setiap LSP dikaitkan dengan sebuah Forwarding Equivalence Class (FEC). FEC merupakan kumpulan paket yang menerima perlakuan forwarding yang sama di sebuah LSR dan diidentifikasikan dengan pemasangan label.
Struktur Jaringan MPLS
Secara umum, jaringan MPLS dapat dilihat pada gambar dibawah. LSR berfungsi untuk mengaplikasikan label ke dalam paket-paket yang masuk ke dalam jaringan MPLS. Paket yang telah dilabeli kemudian dihubungkan ke LSR yang juga berfungsi sebagai router.
Label Distribution Protocol (LDP)
Label Distribution Protocol (LDP) merupakan suatu protokol yang digunakan untuk menginformasikan ikatan label yang telah dibuat dari satu LSR ke LSR lainnya dalam satu jaringan MPLS. Untuk menyusun LSP, switching table di setiap LSR harus dilengkapi dengan pemetaan dari setiap label masukan ke setiap label keluaran. Proses melengkapi tabel ini dilakukan dengan LDP.
VPN (Virtual Private Network) pada Jaringan MPLS
Salah satu fitur MPLS adalah kemampuan membentuk tunnel atau virtual circuit yang melintasi
network-nya. Kemampuan ini membuat MPLS berfungsi sebagai platform alami untuk membangun VPN. VPN yang dibangun dengan MPLS sangat berbeda dengan VPN yang hanya dibangun berdasarkan teknologi IP, yang memanfaatkan enkripsi data. VPN pada MPLS lebih mirip dengan virtual circuit dari FR atau ATM, yang dibangun dengan membentuk isolasi trafik. Trafik benar-benar dipisah dan tidak dapat dibocorkan ke luar lingkup VPN yang didefinisikan.
Label yang dilekatkan pada paket menggunakan tabel VRF (VPN Routing and Forwarding table). Sebelumnya tabel forwarding telah ditentukan terlebih dahulu, dan paket hanya dianalisa sekali, yaitu pada ingress PE saja.
Konsep dasar MPLS adalah teknik peletakan label dalam setiap paket yang dikirim dalam jaringan ini. MPLS bekerja dengan cara memberi label paketpaket data yang memuat rute dan prioritas pengiriman (treatment) paket tersebut. Label tersebut akan memuat informasi penting yang berhubungan dengan informasi routing suatu paket. Teknik pelabelan ini biasa disebut dengan label switching.
Network MPLS terdiri atas sirkuit yang disebut Label-Switched Path (LSP), yang menghubungkan titiktitik yang disebut Label-Switched Router (LSR). LSR pertama dan terakhir disebut ingress dan egress. Setiap LSP dikaitkan dengan sebuah Forwarding Equivalence Class (FEC). FEC merupakan kumpulan paket yang menerima perlakuan forwarding yang sama di sebuah LSR dan diidentifikasikan dengan pemasangan label.
Struktur Jaringan MPLS
Secara umum, jaringan MPLS dapat dilihat pada gambar dibawah. LSR berfungsi untuk mengaplikasikan label ke dalam paket-paket yang masuk ke dalam jaringan MPLS. Paket yang telah dilabeli kemudian dihubungkan ke LSR yang juga berfungsi sebagai router.
Label Distribution Protocol (LDP)
Label Distribution Protocol (LDP) merupakan suatu protokol yang digunakan untuk menginformasikan ikatan label yang telah dibuat dari satu LSR ke LSR lainnya dalam satu jaringan MPLS. Untuk menyusun LSP, switching table di setiap LSR harus dilengkapi dengan pemetaan dari setiap label masukan ke setiap label keluaran. Proses melengkapi tabel ini dilakukan dengan LDP.
VPN (Virtual Private Network) pada Jaringan MPLS
Salah satu fitur MPLS adalah kemampuan membentuk tunnel atau virtual circuit yang melintasi
network-nya. Kemampuan ini membuat MPLS berfungsi sebagai platform alami untuk membangun VPN. VPN yang dibangun dengan MPLS sangat berbeda dengan VPN yang hanya dibangun berdasarkan teknologi IP, yang memanfaatkan enkripsi data. VPN pada MPLS lebih mirip dengan virtual circuit dari FR atau ATM, yang dibangun dengan membentuk isolasi trafik. Trafik benar-benar dipisah dan tidak dapat dibocorkan ke luar lingkup VPN yang didefinisikan.
Label yang dilekatkan pada paket menggunakan tabel VRF (VPN Routing and Forwarding table). Sebelumnya tabel forwarding telah ditentukan terlebih dahulu, dan paket hanya dianalisa sekali, yaitu pada ingress PE saja.
Senin, 05 Oktober 2009
Robot Mobile Penjejak Arah Cahaya Dengan Kendali Logika Fuzzy
Isi tulisan ini ialah membuat suatu perangkat keras beserta perangkat lunaknya untuk pengendalian robot mobil dalam menjejak/mencari sasaran berupa sumber cahaya, berbasis pada mikrokontroler M68HC11.
Robot mobil adalah alat yang dapat bergerak secara otomatis untuk melakukan pekerjaan tertentu, diantaranya bergerak menuju lokasi atau daerah yang telah ditetapkan atau menuju sasaran tertentu. Kondisi lingkungan yang tidak bisa diprediksi menimbulkan kompleksnya pemrograman dengan menggunakan pengendali konvensional. Logika Fuzzy adalah salah satu pengendali modern yang mampu bekerja baik pada sistem-sistem non-linier dengan menawarkan kemudahan dalam perancangan program karena tidak memerlukan model matematis dari proses. Bentuk dari robot mobil yang berdimensi relatif kecil dan simple memungkinkan penggunaan teknologi mikrokontroler untuk otomatisasi sistem dan memudahkan dalam pengendalian. Dalam tugas akhir ini digunakan mikrokontroler Motorola 68HC11 sebagai kontroler, dan logika Fuzzy sebagai metode pengendali. Logika Fuzzy digunakan untuk menentukan kecepatan dua motor DC sebagai penggerak robot mobil dengan mengatur besarnya duty cycle sinyal PWM pada masing-masing motor, sedangkan sasaran/target berupa sumber cahaya.
1. Perancangan Hardware
Secara umum perancangan sistem yang akan dibuat dapat dilihat pada Gambar dibawah ini :
Sensor Cahaya
Sebagai sensor cahaya adalah LDR (Light Dependent Resistor yang dikondisikan memiliki tanggapan linier pada jangkauan ±100 ohm hingga ±25 Kohm, yaitu dengan menempatkan resistor 100 Kohm seri dengan LDR yang bertindak sebagai pembagi tegangan. Keluaran dari pembagi tegangan ini kemudian dikondisikan dengan penguat non-inverting untuk mendapatkan level tegangan ADC.
Analog to Digital Converter (ADC)
ADC yang digunakan dalam perancangan ini adalah ADC 8 bit yang telah terintegrasi di dalam mikrokontroler M68HC11. ADC internal ini dirancang bekerja pada mode 4 konversi dan stop, yaitu ADC akan mengkonversi 4 input analog dan berhenti. Untuk 1 kali proses konversi ADC internal memerlukan 128 siklus E clock (clock sistem), artinya bila digunakan clock system dengan frekuensi 2 MHz, maka proses konversinya akan berlangsung sekitar 64 μs. Sedangkan untuk tegangan referensinya, Vrh = 5 volt dan Vrl = 0 volt (ground), sehingga dengan resolusi 8 bit (256 level) akan terjadi perubahan 1 bit pada keluaran ADC untuk setiap perubahan input analog sebesar 19,531 mV.
Pembanding
Dalam perancangan pembanding akan mendeteksi tingkat kedekatan robot mobil dengan sumber cahaya.
Pada rangkaian pembanding keluaran pembagi tegangan akan dibandingkan dengan tegangan referensi (V+) untuk menentukan kondisi high atau low pada keluarannya. Pada kondisi robot mobil jauh dengan sumber cahaya maka resistansi LDR sangat besar sehingga tegangan masukan (V-) lebih positif daripada tegangan referensi, hal ini mengakibatkan keluaran dari pembanding mendekati atau sama dengan 0 volt. Untuk kondisi sebaliknya yaitu saat robot mobil dekat dengan sumber cahaya maka resistansi LDR sangat kecil sehingga tegangan masukan (V-) lebih negatif daripada tegangan referensi, hal ini mengakibatkan keluaran dari pembanding mendekati atau sama dengan +5 volt.
Driver
Rangkaian driver untuk menggerakkan motor dc diperlihatkan pada Gambar dibawah ini :
Masukan dari rangkaian driver ini adalah sinyal PWM yang dibangkitkan pada port A pin PA.6 dan pin PA.5 mikrokontroler M68HC11A1. Sinyal PWM akan mengatur tegangan masukan ke motor dengan mengatur lebar pulsanya.
2. Perancangan Software
Program Utama
Program utama meliputi inisialisasi sistem, pengambilan data oleh ADC, dan pengolahan data dengan menggunakan kendali fuzzy. Setelah diperoleh keluaran kendali fuzzy, program menunggu adanya interupsi IC1 (start/stop) dan IC3 (pembanding) untuk menghasilkan sinyal PWM sebagai kendali pada kedua motor DC.
Pemrograman ADC
Keluaran analog dari rangkaian sensor cahaya masuk ke port E mikrokontroler M68HC11 yang berfungsi sebagai ADC
Pada pemrograman ADC digunakan 4 input dengan mode 4 conversion dan stop. Setelah seluruh proses konversi selesai maka bit CCF akan set dan register-register ADR telah berisi data digital hasil proses konversi. Penulisan pada register ADCTL akan mereset kondisi CCF sebelumnya yang menandakan proses konversi baru.
Pemrograman Kendali Logika Fuzzy
Pengendali logika fuzzy akan mengevaluasi setiap input crisp dari ADC M68HC11 kedalam 3 tahapan, yaitu
- Fuzzifikasi, dalam pemrograman fuzzifikasi ini digunakan parameter fungsi keanggotaan yang sama untuk ke 4 himpunan fuzzy masukan (4 input)
- Evaluasi Rule, Evalusai aturan adalah inferensi dari basis-basis aturan yang telah ditetapkan. Dalam perancangan kendali logika fuzzy pada robot penjejak arah cahaya digunakan basis aturan sebanyak 560 aturan
- Defuzzifikasi (perhitungan COG), metode yang digunakan dalam proses ini adalah COG (Center of Gravity), yaitu nilai tegas keluarannya diperoleh berdasarkan titik berat dari kurva hasil proses pengambilan keputusan (inference). Dalam perancangan kendali logika fuzzy ini menggunakan 2 himpunan fuzzy keluaran dengan fungsi keanggotaannya berupa singleton.
Pemrograman Pembangkit PWM
Port yang digunakan untuk pemrograman pembangkitan sinyal PWM adalah port A pin PA6/OC2/OC1 dan PA5/OC3/OC1 mikrokontroler M68HC11A1. Pemrograman pembangkitan sinyal PWM berhubungan dengan E-clock yang digunakan sistem minimum mikrokontroler M68HC11, Eclock pada perancangan sistem minimum mikrokontroler M68HC11 sebesar 2 MHz
Pemrograman Start/Stop
Saklar on-off difungsikan sebagai pemicu terjadinya interupsi IC3. Interupsi IC3 merupakan pengkondisi start/stop yang utama, selain untuk menjalankan/menghentikan robot mobil, interupsi ini juga akan mengaktifkan/menon aktifkan interupsi start/stop yang dihasilkan oleh IC1 (komparator). Untuk mengetahui terjadinya interupsi IC3, digunakan indicator LED pada pin PA4. Dalam perancangan perangkat keras jika LED menyala berarti mengindikasikan sinyal PWM aktif (kondisi start) dan interupsi IC1 enable. Jika LED mati berarti sinyal PWM tidak dihasilkan (kondisi stop) dan interupsi IC1 disable.
Sumber : http://www.elektro.undip.ac.id/wp-content/uploads/2009/06/sep08_t08_fuzzy_adian.pdf
Langganan:
Postingan (Atom)