Sifat-Sifat Jaringan Switching Delta - Jaringan Switching Delta Banyak Tingkat

II. JARINGAN SWITCHING DELTA

2.6 Jaringan Switching Delta Banyak Tingkat

2.6.2 Sifat-Sifat Jaringan Switching Delta

Pada Jaringan Delta hanya ada satu jalur hubungan (port input → port output). Jaringan Banyan mempunyai blocking internal yang terjadi bila lebih

dari satu data mencoba menggunakan (mengakses) link yang sama antara 2(dua)

stages Blocking internalmenyebabkan throughput menurun drastis yang

19 menunjukkan contoh sebuah Jaringan Delta aⁿ x bⁿ dan bⁿ x bⁿ dengan menggunakan q-shuffle[4].

Gambar 2.7 Jaringan switching Delta 4² x 3²

Gambar 2.8 JaringanSwitching Delta 2³x 2³

Jaringan Delta merupakan jaringan interkoneksi banyak tingkat yang ada satu dan hanya satu jalur dari setiap terminal masukan ke setiap terminal keluaran. Jaringan Delta juga merupakan jaringan yang mempunyai masalah

20 tidak selalu mungkin terjadi dikarenakan bertabrakan dengan koneksi yang sudah ada[4].

Salah satu karakteristik dari Jaringan Delta adalah bahwa jaringan ini mampu melakukan perutean sendiri (self-routing), dimana bit-bit alamat keluaran yang terdapat pada header paket dapat menentukan sendiri kemana peruteran akan dilakukan. Routing diputuskan oleh tujuan, maksudnya yaitu label pada keluaran ditandai dengan bilangan biner dengan susunan yang menurun merupakan alamat keluaran. Apabila sebuah paket tiba pada masukan Jaringan Delta, elemen switching pertama merutekan paket ke keluaran sebelah atas jika bit pertama pada alamat tujuan adalah 0 dan merutekan ke keluaran sebelah bawah jika bernilai 1.

Elemen switching berikutnya juga memperlakukan paket-paket yang masuk dengan cara perutean yang sama yaitu dengan menggunakan bit berikutnya pada alamat tujuan. Dengan cara perutean seperti ini sebuah paket akan menemukanjalannya menuju terminal keluaran yang dituju tanpa memperdulikan dari masukan yang mana ia datang.

Sebagai contoh, dengan memperhatikan Gambar 2.9 jika terminal masukan ingin menyampaikan paket ke alamat tujuan (110)2, maka pada tingkat 1 perutean dikendalikan oleh bit 1 sehingga paket lewat melalui elemen switching sebelah bawah. Pada tingkat 2 paket dikendalikan oleh bit 1, sehingga paket lewat melalui elemen switching sebelah bawah dan pada tingkat terakhir dikendalikan oleh bit 0 dan tiba pada tujuannya melalui elemen switching sebelah atas. Garis tebal memperlihatkan jalur yang dilalui oleh paket.

21 Gambar 2.9 Perutean dari 001 ke 110

Ketetapan yang melekat pada Jaringan Delta menunjukkan bahwa sebuah model jaringan dapat dibangun dengan menggabungkan beberapa contoh dari sebuah model single switch atau switch yang bertingkat[5].

Switch Banyan N x N menggunakan elemen-elemen (�⁄ ) ��. Oleh karena itu, switch tidak bisa non-blocking. Permutasi input ke output bisa dibangun apabila tidak bisa di-route-kansecara bersamaan dengan switch[5].

Gambar 2.10 Switch Banyan dengan crossbar 2 x 2

Gambar 2.10 memperlihatkan switch Banyan 2x2. Masing-masing elemen

switch memiliki header yang berisi bityang menunjukkan tujuannya (0 atau1)[6].

Bit pertama digunakan untuk mengontrol switching Banyan. Setelah membuat keputusan routing, switching Banyan menghilangkan perutean bit pertama dan sisa paket akan diteruskan ke tahap selanjutnya[6].

Jaringan Delta memiliki tingkat n/b (1,2,...,n/b) dan setiap tingkat mempunyai switch dasar 2^n-b. Output dari switch pada setiap tingkat, kecuali yang terakhir, terhubung ke input pada tingkat switch berikutnya dengan koneksi

shuffle atau salah satu dari varian kecilnya. Input N pada switch tingkat pertama

dan output N pada switch tingkat terakhir merupakan input dan output pada jaringan ini. Sebuah Jaringan Delta yang lebih sederhana dapat diperoleh dengan menghapus satu atau lebih tingkat dari Jaringan Delta yang biasa. Kontrol pada jaringan didesentralisasi dan setiap switch di dalam jaringan ini beroperasi secara mandiri[7].

1 BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Masalah

Salah satu dari banyak faktor yang mempengaruhi kinerja dari sebuah jaringan telekomunikasi adalah jaringan switching.Jaringan Delta merupakan salah satu jenis jaringan dari sekian banyak jaringan dalam bidang telekomunikasi. Jaringan Delta adalah sebuah struktur yang sangat populer dalam komunikasi switching, yang juga merupakan bagian dari Jaringan Banyan[1]. Pada saat ini, perhatian yang besar dari penelitian teknologi komputer dan komunikasi terarah pada Jaringan Delta.Jaringan Delta dianggap menjadi kandidat untuk sebuah jaringan interkoneksi yang menghubungkan sejumlah memori dan modul-modul prosesor yang besar di dalam sebuah sistem multiprosesor. Dan Jaringan Delta juga menjadi kandidat untuk membangun sebuah switching yang menghubungkan komputer-komputer pada suatu jaringan

packet switch. Jaringan Delta ini memiliki karakteristik yang baik seperti pola

koneksi yang seragam (uniform), perutean sendiri (self-routing), dan diameter jaringan yang pendek. Jaringan Delta memiliki probabilitasyang rendah sehingga cocok untuk menghubungkan jaringan ke tujuan[1].

Jaringan non-Banyan (yang bukan sub-bagian Jaringan Banyan) lebih mahal dan kompleks untuk mengontrol jaringan daripada Jaringan Banyan.Oleh karena itu, pada Tugas Akhir ini penulis berkeinginan untuk membahas sebuah Jaringan DeltaBanyak Tingkat yang digunakan dalam sebuah packet switch [1].

2 1.2 Rumusan Masalah

Dalam Tugas Akhir ini, dirumuskan beberapa permasalahan antara lain : 1. Bagaimana prinsip kerja jaringan switching.

2. Bagaimana cara membangun sebuah jaringan switching topologi Delta.

3. Apa saja kinerja jaringan switching topologi Delta banyak tingkat.

1.3 Tujuan Penulisan

Tujuan dari penulisan Tugas Akhir ini adalah untuk memperoleh kinerja jaringan switching topologi Delta banyak tingkat dengan berbagai tingkat

switching.

1.4 Batasan Masalah

Untuk memudahkan pembahasan dalan tulisan ini, maka dibuat pembatasan masalah sebagai berikut :

1. Tidak membahas seluruh jaringan switching yang ada;

2. Tidak membahas rangkaian elektronik yang membangun switching; 3. Hanya membahas kinerja Jaringan Switching Delta banyak tingkat

pada packet switch;

4. Hanya membahas probabilitas kinerja internal blocking, throughput, dan delay pada Jaringan Delta banyak tingkat.

3 1.5 Metode Penelitian

Metodologi penulisan yang dilakukan pada penulisan Tugas Akhir ini adalah :

1. Studi Literatur

Berupa studi kepustakaan dan kajian dari buku-buku dan tulisan-tulisan lain yang terkait, serta dari layanan internet berupa jurnal-jurnal penelitian.

2. Menentukan variabel dan sumber data

Berupa pengumpulan data jumlah switch yang didapat dari hasil perhitungan.

3. Analisis Data

Berupa perhitungan probabilitasblocking, throughput, delay, dan kinerja Jaringan SwitchingDelta banyak tingkat.

4. Menarik Kesimpulan

Mengambil beberapa kesimpulan dari hasil analisis data.

1.6 Sistematika Penulisan

Untuk memudahkan pemahaman terhadap Tugas Akhir ini maka Penulis menyusun sistematika penulisan sebagai berikut :

BAB I : PENDAHULUAN

Bab ini merupakan pendahuluan yang berisikan tentang latar belakang masalah, tujuan penulisan, batasan masalah, manfaat penulisan, metode penulisan, dan sistematika penulisan.

4 BAB II : JARINGAN SWITCHING DELTA

Bab ini membahas tentang jenis-jenis jaringan switching banyak tingkat (multistage interconnection networks), pengertian Jaringan Switching Delta, dan sifat-sifat Jaringan Switching Delta.

BAB III : METODE PENELITIAN JARINGAN SWITCHING

DELTA BANYAK TINGKAT Bab ini berisi tentang JaringanSwitching Delta seperti:

self-routing dan internal blocking, cara membangun Jaringan Switching Delta, dan mengetahui cara mencari probabilitas blocking, throughput, dan delay.

BAB IV : ANALISIS KINERJA JARINGAN SWITCHING DELTA BANYAK TINGKAT

Bab iniberisitentanganalisiskinerja Jaringan Switching Delta banyak tingkat yang berisi internal blocking, throughput, dan

delay yang terjadi pada Jaringan Switching Delta dan hasil

analisisnya. BAB V : PENUTUP

Bab ini berisi tentang kesimpulan dan saran dari hasil percobaan.

i ABSTRAK

Jaringan Delta adalah sebuah jaringan switchingbertingkat (Multistage

Interconnection Network /MIN), yang merupakan bagian dari Jaringan Banyan,

yang biasanya terdiri dari sejumlah elemen switching yang digabungkan ke dalam beberapa tingkat yang diinterkoneksikan oleh seperangkat linkdengan jalur yang unik antara sumber dengan tujuan. Jaringan Delta juga merupakan jaringan yang mempunyai masalah blocking, dimana suatu koneksi antara pasangan masukan/keluaran yang bebas tidak selalu mungkin terjadi dikarenakan bertabrakan dengan koneksi yang sudah ada.

Tugas Akhir ini menganalisis kinerja Jaringan Switching Delta untuk menyambungkan paket-paket yang melalui simpul switching.Kinerja yang dianalisis adalah probabilitas blocking, throughput, dan delay.

Hasil analisis menunjukkan bahwa untuk Jaringan Delta ukuran 2³ x 2³ sampai ukuran 2⁷ x 2⁷ didapat nilai probabilitas blocking paling besar pada 2³ x 2³ yaitu 0,516547. Nilai throughput paling besar pada ukuran 2⁷ x 2⁷ yaitu 0,67289307. Dan nilai delay paling besar pada ukuran 27 x 27 yaitu 0,001694. Kata Kunci : Jaringan Delta, Probabilitas Blocking, Throughput, Delay

TUGAS AKHIR

ANALISIS KINERJA JARINGANSWITCHING DELTABANYAK TINGKAT

Oleh :

SAMUEL ALAND SEBASTIAN SILITONGA

090402083

DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

ANALISIS KINERJA JARINGANSWITCHING DELTABANYAK TINGKAT

Oleh :

SAMUEL ALAND SEBASTIAN SILITONGA 090402083 Disetujui oleh: Pembimbing, Ir. M. ZULFIN, MT

NIP.

196401251991031001 Diketahui oleh:

Ketua Departemen Teknik Elektro FT USU,

Ir. SURYA TARMIZI KASIM, M.Si

NIP. 19540531 198601 1002

DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN

i ABSTRAK

Jaringan Delta adalah sebuah jaringan switchingbertingkat (Multistage

Interconnection Network /MIN), yang merupakan bagian dari Jaringan Banyan,

ii KATA PENGANTAR

Puji dan syukur Penulis ucapkankepada Tuhan Yang Maha Esa atas kasih dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini dengan baik.

Adapun judul Tugas Akhir ini adalah : “Analisis Kinerja Jaringan

Switching Delta Banyak Tingkat”. Dan Tugas Akhir ini merupakan salah satu

syarat utama agar Penulis dapat memperoleh gelar kesarjanaan pada Departemen Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.

Tidak lupa Penulis juga ingin menyampaikan rasa hormat, dan juga terima kasih yang sebesar-besarnya untuk orang tua Penulis yaitu Ir. Robert Silitonga selaku Ayah dari Penulis, dan juga Nurida Hutabarat, SE selaku Ibu dari Penulis, yang telah membesarkan, mendidik, dan juga selalu memberikan dukungan secara moral dan juga materil dan juga tidak lupa untuk selalu mendoakan Penulis.

Dalam kesempatan ini juga, Penulis tidak lupa ingin mengucapkan rasa hormat dan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada :

1. Bapak Ir. M. Zulfin, MT, selaku Dosen Pembimbing Tugas Akhir, yang dengan ikhlas dan sangat sabar dalam memberikan dukungan, bimbingan, masukan yang sangat membangun, dan juga motivasi dalam penulisan Tugas Akhir ini.

2. Bapak Ir. Surya Tarmizi Kasim, M.Si, selaku Ketua Departemen Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.

iii 3. Bapak Rahmad Fauzi, ST. MT, selaku Sekretaris Departemen Teknik

Elektro Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.

4. Seluruh Staf Pengajar di Departemen Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara, yang telah memberikan bekal ilmu kepada Penulis selama masa perkuliahan.

5. Bapak Prof. Dr. Ir. Usman Baafai, yang telah membantu Penulis dalam pencarian bahan hingga Tugas Akhir ini selesai.

6. Seluruh Pegawai di Departemen Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara yang telah membantu menyelesaikan urusan perkuliahan.

7. Terima kasih juga kepada sahabat-sahabat penulis yang telah memberikan dukungan dalam suka maupun duka, kepada Bang Marthin Tarigan yang telah sangat membantu Penulis selama masa perkuliahan, teman-teman seperjuangan elektro stambuk 2009, Oloni Simanjuntak, S.T., Kevin Pinem, S.T., Dea Reo, Eko Kurniawan, S.T., Nuzul Luthfihadi, S.T., M. Farizi, S.T., dan teman-teman terbaik Penulis, Justice Simanjuntak S.H., Asri Saragi, Yogi Tarigan S.H., Christian Tarigan, Sandy Sinaga S.T., Donny Pasaribu S.T., dr. Robby Sitohang, Bongot Tua Sinaga S.kom., Agus Ginting, Latersia Sitepu, Bang Arthur, James Purba, S.H., Bang Louis Sirait, S.T., dan teman-teman yang lain yang tidak dapat Penulis sebutkan satu persatu, semoga hubungan kekerabatan kita selalu terjaga.

iv 8. Teman-teman mahasiswa dan semua pihak yang tidak dapat Penulis

sebutkan satu persatu.

Medan, September 2015 Penulis,

Samuel Aland Sebastian Silitonga NIM. 090402083

v DAFTAR ISI

ABSTRAK ... i

KATA PENGANTAR ... ii

DAFTAR ISI ... v

DAFTAR GAMBAR ... viii

DAFTAR TABEL... ix

I. PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Masalah ... 1

1.2 Rumusan Masalah ... 2

1.3 Tujuan Penulisan ... 2

1.4 Batasan Masalah ... 2

1.5 Metodologi Penulisan ... 3

1.6 Sistematika Penulisan ... 3

II. JARINGAN SWITCHING DELTA 2.1 Jaringan Interkoneksi ... 5

2.2 Jaringan Interkoneksi banyak Tingkat ... 7

2.3 Teknik Switching ... 10

2.4 Klasifikasi Jaringan Interkoneksi Banyak Tingkat ... 13

2.5 Link Matriks 2 Tingkatan... 16

2.6 Jaringan Switching Delta Banyak Tingkat... 16

2.6.1 Pengertian Jaringan Delta... 17

III. METODE PENELITIAN JARINGAN SWITCHING DELTA

BANYAK TINGKAT

3.1 Cara Membangun Jaringan Switching Delta ... 23 3.2 Perhitungan Probabilitas Internal Blocking pada Jaringan Switching

Delta Banyak Tingkat ... 33 3.3 Perhitungan Throughput pada Jaringan Switching Delta Banyak

Tingkat ... 33 3.4 Perhitungan Delay pada Jaringan Switching Delta Banyak Tingkat

... . 33 IV. ANALISIS KINERJA JARINGAN SWITCHING DELTA BANYAK

TINGKAT

4.1 Umum ... 35 4.2 Perhitungan Probabilitas Blocking pada Jaringan Delta Banyak

Tingkat ... 35 4.2.1 Probabilitas Blocking pada Jaringan Delta Ukuran 2³ x 2³ ... 35 4.2.2 Probabilitas Blocking pada Jaringan Delta Ukuran 2⁴ x 2⁴ ... 38

4.3 Perhitungan Thoughput pada Jaringan Switching Delta Banyak Tingkat ... 41 4.3.1 Thoughput pada Jaringan Delta Ukuran 2³ x 2³ ... 41 4.3.2 Throughput pada Jaringan Delta Ukuran 2⁴ x 2⁴ ... 41 4.4 Perhitungan Delay pada Jaringan Switching Delta Banyak

Tingkat ... 42 4.4.1 Delay pada Jaringan Delta Ukuran 23 x 23 ... 42 4.4.2 Delay pada Jaringan Delta Ukuran 2⁴ x 2⁴ ... 42

vii V. KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan ... 43 5.2 Saran ... 43

DAFTAR PUSTAKA

viii

Gambar 2.1 Gambaran Fungsional dari Jaringan Interkoneksi ... 6

Gambar 2.2 Jaringan Interkoneksi ... 8

Gambar 2.3 Arsitektur Jaringan Interkoneksi Banyak Tingkat ... 9

Gambar 2.4 Jaringan Switching ... 10

Gambar 2.5 Tipe Elemen Switching ... 12

Gambar 2.6 Klasifikasi Jaringan Interkoneksi Banyak Tingkat ... 14

Gambar 2.7 Jaringan switching Delta 42 x 32 ... 19

Gambar 2.8 2.8 JaringanSwitching Delta 2³x 2³ ... 19

Gambar 2.9 Perutean dari 001 ke 110 ... 21

Gambar 2.10 Switch Banyan dengan crossbar 2 x 2 ... 21

Gambar 3.1 Pola link antar tingkat dengan S4*4 ... 26

Gambar 3.2 Jaringan Delta berukuran 22 x 22 ... 27

Gambar 3.3 Pola link antar tingkat dengan S8*8 ... 28

Gambar 3.4 Jaringan Delta berukuran 2³ x 2³ ... 29

Gambar 3.5 Pola link antar tingkat dengan S4*3 ... 31

Gambar 3.6 Jaringan Delta berukuran 4² x 3² ... 31

Gambar 3.7 Diagram prosedur pembangunan Jaringan Switching Delta .... 32

Gambar 4.1 Gambar Switching Delta 3 Tingkat ... 35

ix Tabel 4.1Probabilitas blocking, throughput, dan delay Jaringan Switching Delta

Dalam dokumen Analisis Kinerja Jaringan Switching Delta Banyak Tingkat (Halaman 36-56)