5
LANDASAN TEORI
2.1 Teknologi Transmisi
Transmisi adalah suatu sistem dalam telekomunikasi yang berfungsi sebagai penghubung antara titik asal ke titik tujuan, menyediakan jalur yang akan dilewati data-data untuk sistem telekomunikasi tersebut. Media transmisi biasanya menggunakan jalur microwave atau fiber optik, dengan teknologi PDH dan SDH.
Media transmisi pada dasarnya hanya ada tiga, tembaga, udara dan kaca. Tembaga kita kenal sebagai media komunikasi sejak lama, telah berevolusi dari hanya penghantar listrik menjadi penghantar elektromagnetik yang membawa pesan, suara, gambar dan data digital. Berkembangnya teknologi frekuensi radio menambah alternatif lain media komunikasi, kita sebut nirkabel atau wireless, sebuah komunikasi dengan udara sebagai penghantar.
Bersamaan dengan perkembangan sentral analog (hanya menggunakan space switch), ditemukan sistem transmisi digital, dimana sinyal suara analog dari setiap line telepon dikonversikan menjadi bit-bit digital, kemudian dikirimkan dalam satu frame secara bersama. Berikut adalah sejarah singkat dari perkembangan transmisi digital :
1. Tahun 1970-an yaitu pengenalan PCM ke jaringan Telecom. 2. Tahun 1980 awal mula perkembangan teknologi Kabel Optik. 3. Tahun 1985 Bellcore mengusulkan SONET.
4. Tahun 1988 diperkenalkan standar SDH.
5. PCM-30 yang kecepatan bitnya yaitu 2,048 Mbps (disebut dengan E1). 6. Teknik multiplexing ke tingkat yang lebih tinggi melalui PDH.
2.1.1 Sistem PDH (Plesiochronous Digital Hierarchy)
The Plesiochronous Digital Hierarchy (PDH) adalah suatu teknologi yang digunakan dalam jaringan telekomunikasi untuk mengangkut sejumlah besar data melalui jalur transportasi digital. Plesiochronous istilah berasal dari bahasa Yunani plesio, yang berarti dekat, dan chromos. Jaringan PDH berjalan dalam
keadaan di mana bagian yang berbeda dari jaringan tersebut hampir disinkronkan, akan tetapi tidak begitu sempurna. Teknologi PDH ini termasuk teknologi lama berbasis TDM yang mulai digantikan dengan teknologi SDH (Synchronous Digital Hierarchy) ataupun sistem teknologi metro ethernet yang sudah berbasis IP (internet protocol). Teknologi PDH digunakan untuk membawa data dalam jumlah yang besar melalui suatu perangkat transport digital seperti fiber optik atau radio microwave.berikut ini adalah teknologi dasar yang digunakan pada PDH yaitu, Multiplexing, TDM (Time Division Multiplexing), dan PCM (Pulse Code Modulation).
2.1.1.1 Multiplexing
Multiplexing (MUX) adalah suatu teknik untuk mengirim beberapa sinyal informasi dalam waktu yang bersamaan kedalam satu kanal transmisi. Hal ini dilakukan karena pada umumnya kapasitas dari suatu jaringan telekomunikasi terbatas sehingga dibutuhkan multiplexer (alat yang melakukan proses multiplxing) untuk emnggabungkan suatu sinyal informasi yang dkirmkan oleh beberapa user ke dalam satu kanal transmisi.
Gambar 2.1 konsep Multiplexer dan Demultiplexer
Proses kebalikan dari Multiplexing adalah Demultiplexing (DEMUX), dimana alat yang melakukan proses tersebut disebut Demultiplexer.
2.1.1.2 TDM (Time Division Multiplexing)
Time-division multiplexing (TDM) adalah metode transmisi dimana proses pentransmisian beberapa sinyal informasi digabung kedalam satu kanal transmisi dengan masing-masing sinyal informasi di transmisikan pada periode
waktu tertentu yang berbeda antara satu dengan yang lainnya. Bentuk sinyal multiplexing dikembangkan di bidang telekomunikasi untuk sistem telegrafi pada 1800-an, akan tetapi penerapan dalam telepon digital dilakukan pada abad ke-20.
Gambar 2.2 Konsep TDM
Dari gambar di atas dapat dilihat bahwa masng-masing sinyal (ch1,ch2,ch3 dan ch4) dikirim pada suatu frekuensi yang sama namun dengan waktu yang berbeda. Kanal pada TDM dapat juga disebut sebagai time slot. Selain kanal untuk user, dibutuhkan juga suatu kanal (kanal sync) yang berfungsi sebagai informasi sinkronisasi agar receiver (Demux) dapat menentukan awal dari kanal 1 (ch1).
Time-division multiplexing pertama kali dikembangkan untuk penerapan dalam teknologi telegrafi untuk transmisi data secara bersamaan melalui saluran transmisi tunggal. Pada 1870-an, Émile Baudot mengembangkan sistem waktu-multiplexing dari beberapa mesin Hughes.
Pada tahun 1953 sebuah TDM 24-channel dioperasikan secara komersial oleh RCA Komunikasi untuk mengirimkan informasi audio antara fasilitas RCA di Broad Street, New York dan stasiun pemancar mereka di Rocky Point dan stasiun penerima di Riverhead, Long Island, New York. Komunikasi tersebut menggunakan sistem microwave seluruh Long Island. Sistem TDM eksperimental dikembangkan oleh RCA Laboratories antara tahun 1950 dan 1953.
Gambar 2.3 Penerapan TDM
Pada tahun 1962, insinyur dari Bell Labs mengembangkan pertama D1 Channel Banks, yang dikombinasikan panggilan 24 suara digital melalui tembaga 4-kawat sentral analog kantor pusat Bell. Sebuah kanal terdiri dari 1.544 Mbit/s sinyal digital dan di potong-potong menjadi 8.000 frame terpisah, masing-masing terdiri dari 24 byte yang berdekatan. Setiap byte mewakili sebuah telepon dan dikodekan menjadi sinyal dengan bit rate konstan 64 kbit/s.
2.1.1.3 PCM (Pulse Code Modulation)
Primary Digital Multiplex atau yang disebut juga Sistem TDM Utama yaitu sinyal informasi yang akan digabungkan berupa sinyal analog, sedangkan harga daya sinyalnya bervariasi secara kontinyu dan sebelum proses multipleks biasanya diubah dahalu menjadi bentuk kode biner dengan teknik Modulasi Kode Pulsa (PCM). Sistem primary TDM sesuai rekomendasi ITU-T dibagi menjadi dua yaitu :
Sistem PCM-24 yang kecepatan bitnya yaitu 1.544 Kbps dan terdiri dari 24 timeslot dikenal dengan sistem Kompander hukum µ yang dikembangkan oleh negara Amerika Serikat dan Jepang. menunjukkan format frame sistem transmisi PCM 24. Frame PCM 24 terdiri dari 24
saluran telepon yang telah diubah menjadi sinyal digital, dengan frekuensi sampling 8 kHz dengan kode Mu law yg menghasilkan 8-bit word tiap sampling. Sehingga dalam satu frame terdapat 192 bit. Kemudian 1 bit frame alignment ditambahkan pada awal susunan frame, sehingga jumlah total 193 bit. Karena frame ini dibentuk dalam range waktu 125 _s, maka jumlah total adalah 1.544.000 bit dalam 1 detik atau 1.544 Kbit/s atau 1,544 Mbps. Di dalam sistem transmisi, saluran yang memiliki kecepatan 1,544 Mbps disebut saluran TL Sistem ini digunakan di USA, Kanada clan Jepang.
Sistem PCM-30 yang kecepatan bitnya yaitu 2.048 Kbps dan terdiri dari 32 timeslot, tetapi hanya 30 timeslot dikenal dengan sistem Kompander hukum A yang dikembangkan oleh negara-negara di Eropa. menunjukkan format frame PCM 30. TDM mengkombinasikan 30 saluran telepon yang disampling dengan frekuensi 8 kHz dengan menggunakan kode A law, menghasilkan 8-bit word setiap sampling. Selain 30 sinyal telepon (masing masing 8 bit) juga ditambahkan 2 x 8 bit untuk sinyal signaling dan supervisi. Jika setiap 8 bit disebut 1 time slot, maka PCM 30 terdiri atas 32 time slot, dimana 30 time slot adalah untuk sinyal telepon, 2 time slot untuk sinyal tambahan (slot ke 0 untuk supervisi/ frame allignment, slot ke 31 untuk signalling). Jumlah total adalah 8x32 = 256 bit. Karena pembentukannya berlangsung selama 125 s, maka diperoleh jumlah total 2.048.000 selama 1 detik, menghasilkan kecepatan 2048 kbps atau 2,048 Mbps. Saluran yang memiliki kapasitas 2,048 Mbps disebut saluran E1. Sistem transmisi PCM 30 banyak digunakan di Eropa, Australia, Amerika Latin, juga termasuk di Indonesia.
Dikarenakan Indonesia menggunakan system yang dikembangkan oleh eropa maka Indonesia menggunakan PCM-30 untuk system primary TDM, oleh karena itu untuk pembahasan lebih lanjut hanya system PCM-30 saja yang akan kita bahas. Secara garis besar total timeslot yang ada pada PCM-30 adalah berjumlah 31 timeslot. Akan tetapi hanya 30 timeslot yang dapat digunakan untuk ditumpangi traffic maupun signallingnya.
Gambar 2.4 Timeslot PCM-30
Frame rate = 8000 sample/detik * 8 bits * 32 = 2,048 Mbp, Orang biasanya menyebut rate 2 Mbps saja.
Timeslot 0 untuk keperluan sinkronisasi.
Timeslot 31 untuk keperluan Supervisi.
2.1.2 Sistem Modulasi pada Transmisi
Modulasi adalah proses perubahan (varying) suatu gelombang periodik sehingga menjadikan suatu sinyal mampu membawa suatu informasi. Dengan proses modulasi, suatu informasi (biasanya berfrekuensi rendah) bisa dimasukkan ke dalam suatu gelombang pembawa, biasanya berupa gelombang sinus berfrekuensi tinggi. Terdapat tiga parameter kunci pada suatu gelombang sinusiuodal yaitu : amplitudo, fase dan frekuensi. Ketiga parameter tersebut dapat dimodifikasi sesuai dengan sinyal informasi (berfrekuensi rendah) untuk membentuk sinyal yang termodulasi.
Peralatan untuk melaksanakan proses modulasi disebut modulator, sedangkan peralatan untuk memperoleh informasi informasi awal (kebalikan dari dari proses modulasi) disebut demodulator dan peralatan yang melaksanakan kedua proses tersebut disebut modem.
Informasi yang dikirim bisa berupa data analog maupun digital sehingga terdapat dua jenis modulasi yaitu :
modulasi analog
Namun dalam teknologi transmisi hanya modulasi digital saja yang digunakan, sehingga dalam pembahasan lebih lanjut hanya modulasi digital saja yang akan dibahas dalam laporan ini.
Dalam modulasi digital, suatu sinyal analog di-modulasi berdasarkan aliran data digital. Sehingga pada umumnya dalam teknologi tranmisi digunakanlah 2 buah modulasi yaitu
2.1.2.1 Quadrature Phase-Shift Keying (QPSK)
Quadrature Phase-shift keying (PSK) adalah sebuah skema modulasi yang memindahkan data dengan mengubah, atau mengatur fasa dari referensi signal (Sinyal carrier) sesuai dengan keadaan sinyal informasi digital yang ditumpangkan kepadanya. PSK menggunakan sejumlah fasa yang telah ditentukan dan setiap fasa tersebut ditentukan pola nilai binernya. Biasanya setiap fasa didekodekan sesuai dengan jumlah bitnya. Setiap pola membentuk symbol yang mewakili fasa tersebut
Gambar 2.5 Diagram QPSK dengan menggunakan kode Gray
QPSK menggunakan 4 titik pada kumpulan diagram yang mengelilingi lingkaran penuh. Dengan 4 fasa yang berbeda, QPSK dapat menyandikan 2 bit setiap simbol dan Setiap simbol berbeda yang berdekatan hanya berbeda 1 bit
saja. Dengan menggunakan teknik kode Gray nilai BER ( Bit Error Ratio ) dapat diminimalisir.
Fungsi Matematika untuk Skema modulasi QPSK :
.
………Persamaan 2.1
Dengan melakukan analisa fungsi transformasi fouriertersebut maka dapat dilihat persamaandengan adanya beda fasa masing-masing π/4, 3π/4, 5π/4 and 7π/4 sesuai dengan kebutuhan.
Gambar 2.6 Implementasi algoritma QPSK pada pemancar
Konsep dari pemancar dengan modulasi QPSK adalah dengan memisahkan aliran data menjadi komponen-komponen in-phase dan quadrature-phase. Kemudian kedua buah aliran data yang telah dipisahkan tersebut dimodulasikan menjadi 2 buah fungsi dasar yang orthogonal antara satu dengan yang lainnya. Pada saat ini ada 2 buah sinyal sinusoida yang digunakan dan kedua buah sinyal tersebut digabungkan kembali sehingga akan menghasilkan sinyal dengan karakteristik QPSK.
Gambar 2.7 Implementasi algoritma QPSK pada penerima
Konsep dari penerima dengan modulasi QPSK adalah dengan memisahkan aliran sinyal sinusoida yang diterima dengan berdasarkan interval-interval waktu tertentu.Sinyal tersebut kemudian diubah menjadi komponen-komponen in-phase dan quadrature-phase.Kemudian kedua buah aliran sinyal sinusoida yang telah dipisahkan tersebut didemodulasikan menjadi 2 buah fungsi biner. Filter yang digunakan harus dapat menentukan apakah sinyal tersebut telah sesuai dengan tegangan referensi sehingga dapat diartikan sebagai logika 1 atau logika 0 ( Signal Conditioner ).
Gambar 2.8 Aliran sinyal Sinusoida dengan modulasi QPSK
2.1.2.2 Quadrature Amplitude Modulation (16QAM, 64QAM, 128QAM) QAM adalah sebuah modulasi yang banyak digunakan pada teknologi telekomunikasi bergerak, khususnya pada 3G dan transmisi. pada standarisasi 3G digunakan 2 buah QAM, yaitu 16-QAM digunakan pada Standarisasi 3G release 5 dan 64-QAM yang digunakan pada standarisasi 3G realease 6, release 7, dan Release 8.
QAM termasuk kedalam jenis modulasi analog dan digital. QAM memodulasikan 2 buah aliran sinyal analog atau 2 buah aliran data digital dengan mengubah 2 buah amplitude sinyal referensi ( Sinyal Carrier ). Menggunakan skema modulasi digital amplitude-shift keying (ASK) atau menggunakan modulasi analog amplitude modulation (AM). 2 buah sinyal sinusoida yang dihasilkan oleh QAM menghasilkan 2 buah fasa yang berbeda tegak lurus / Quadrature. Ketika 2 buah aliran sinusoida tersebut disatukan akan menghasilkan sinyal sinusoida baru yang terdiri dari kombinasi sinyal modulasi phase-shift keying ( PSK ) dan amplitude-shift keying ( ASK ) pada aliran data digital. Pada aliran data analog phase modulation ( PM ) dan amplitude modulation ( AM ) adalah komponen modulasi QAM. Pada teknik modulasi QAM digital minimal 2 buah fasa yang berbeda dan 2 buah amplitude yang berbeda digunakan.
Gambar 2.10 Diagram untuk 16-QAM Circular
Gambar 2.11 Diagram untuk 64-QAM rectangular
Fungsi Matematika untuk Skema modulasi QAM :
Dengan menggunakan analisis transformasi fourier S(f), MI(f) and MQ(f) (menggambarkan domain frekuensi) adalah transformasi dari nilai s(t), I(t) and Q(t). komponen-komponen I(t) and Q(t) are sinyal yang termodulasi, F0 adalah frekuensi carrier dan S(t) adalah sinyal output sehingga akan menghasilkan persamaan akhir :
………...……Persamaan 2.3
Gambar 2.12 Implementasi algoritma QAM pada pemancar
Konsep dari pemancar dengan modulasi QAM adalah dengan memisahkan 1 buah aliran sinyal, sehingga menghasilkan 2 buah sinyal yang terpisah antara satu dengan yang lainnya. Kemudian 2 buah sinyal tersebut di modulasikan secara terpisah. Sinyal-sinyal tersebut dimodulasikan dengan menggunakan teknik modulasi amplitude-shift keying (ASK). sinyal yang pertama dikalikan dengan algoritma cosinus sedangkan sinyal yang kedua dikalikan dengan algoritma sinus sehingga kedua sinyal tersebut bila disatukan kembali akan berbeda fasanya sebesar 90°.
Gambar 2.13 Implementasi algoritma QAM pada penerima
Konsep dari penerima adalah dengan mengkalikan sinyal yang masuk dengan 2 buah filter sinus dan filter cosinus. Masing-masing Hasil kedua filter tersebut kemudian didemodulasikan lagi dengan teknik amplitude-shift keying (ASK). 2 buah sinyal yang telah didemodulasikan tersebut kemudian digabungkan kembali. Pada praktisnya terkadang ada waktu tunda karena beda fasa antara pemancar dan penerima sehingga harus diimbangi dengan sinkronisasi pada osilator lokal dengan fungsi dari sinus dan cosinus tersebut. Pada aplikasi penggunaan di telekomunikasi bergerak dengan jarak antara penerima dan pengirim yang selalu relative / selalu berubah-ubah efek Doppler akan terjadi sehingga frekuensi akan selalu bergeser sesuai dengan jarak antara pemancar dan penerimanya, maka untuk mengimbangi hal tersebut teknik Phase Locked Loop ( PLL ) diaplikasikan untuk menjaga agar komponen fungsi sinus dan komponen fungsi cosinus tidak berubah.
2.1.3 Channel Spacing pada transmisi
Channel Spacing adalah istilah yang digunakan dalam perencanaan frekuensi radio. Fitur ini menggambarkan adanya perbedaan frekuensi antara alokasi kanal untuk data yang berdekatan. Contoh yang mudah adalah bandwidth yang lebar, akan tetapi apabila masing-masing kanal yang tumpang tindih akan cukup untuk menyebabkan crosstalk signifikan besarnya.
Gambar 2.14 Teori Channel spacing
Jika channel spacing jaraknya terlalu dekat, maka saluran yang berdekatan akan saling mengganggu satu dengan yang lainnya. Namun Jika jarak channel spacing yang terlalu jauh, maka hasilnya adalah spectrum frekuensi yang tersisa akan sia-sia dan terbuang. Sehingga pada penggunaan spectrum yang efisien perencanaan akan channel spacing berusaha mencapai keseimbangan antara kinerja saluran yang berdekatan, dan tidak akan saling mengganggu antara satu dengan yang lainnya dengan meminimalisir jarak channel spacing sehingga akan menghasilkan penggunaan spektrum yang sangat efisien.
2.2 Teknologi Ethernet-over-PDH
Ethernet-over-PDH (EoPDH) adalah kumpulan dari teknologi dan standar yang memungkinkan pengangkutan frame Ethernet atas infrastruktur telekomunikasi PDH yang sudah ada. Hal ini memungkinkan operator untuk memanfaatkan jaringan PDH dan SDH yang sudah ada untuk menyediakan layanan berbasis Ethernet baru. Teknologi yang digunakan dalam EoPDH termasuk bingkai enkapsulasi di GFP sebagaimana didefinisikan dalam G.7041,
pemetaan Ethernet-over-PDH framing dan agregasi link didefinisikan oleh G.7043, penyesuaian kapasitas link didefinisikan sesuai dengan G.7042, pesan manajemen sebagaimana didefinisikan dalam Y 0,1731 dan Y.1730, VLAN tagging, QoS priority, serta aplikasi untuk layer yang lebih tinggi seperti server DHCP dan user interface HTML.
2.2.1 Frame Encapsulation
Frame encapsulation adalah sebuah proses dimana frame Ethernet ditempatkan sebagai beban didalam format pembawa untuk transmisi pada jaringan yang bukan Ethernet . Tujuan utama dari proses ini adalah identifikasi byte awal dan byte akhir dari sebuah frame. Hal ini dikenal sebagai frame delineation (skema frame). Di jaringan Ethernet yang sebenarnya, awal dari frame delimiter dan panjang dari frame tersebut adalah sebuah fungsi dari frame delineation. Peran sekunder encapsulation adalah untuk memetakan transmisi Ethernet yang sporadis ke dalam aliran data yang berkelanjutan. Didalam beberapa teknologi, encapsulation juga melakukan error detection dengan menambahkan Frame Check Sequence ( FCS ) didalam setiap frame. Banyak teknologi encapsulation yang sudah digunakan seperti :
High-Level Data Link Control ( HDLC ).
Link akses Prosedur SDH ( LAPS/X.86 ).
Generic Framing Prosedur ( GFP ).
Meskipun banyak teknologi encapsulation yang secara teoritis dapat digunakan untuk aplikasi EoPDH, namun GFP ternyata memiliki keuntungan yang signifikan dan telah muncul sebagai pilihan metode encapsulation terbaik.
Gambar 2.15 Perbandingan dari encapsulation HDLC dan GFP
GFP didefinisikan dalam ITU - T G.7041 , dan menggunaan Header sebagai Error Control pada frame delineation. Dalam beberapa protokol encapsulation lainnya yang menggunakan start/stop flag seperti HDLC, terjadi perluasan bandwidth ketika start/stop flag terjadi pada data pengguna sehingga harus diganti dengan escape sequence yang lebih panjang. Dengan memanfaatkan HEC frame delineation, tidak ada lagi kebutuhan GFP untuk melakukan memunculkan start/stop flag di dalam aliran data. Hal ini memberikan keuntungan menggunakan GFP yang sangat signifikan, dengan GFP maka frame transmisi akan memiliki muatan yang konsisten dan dapat diperkirakan. Hal ini sangatlah penting dikarenakan dengan teknologi ini operator dapat menyediakan layanan bagi pelanggan dengan jaringan transmisi yang dapat menyediakan throughput tetap.
2.2.2 Mapping
Mapping adalah proses di mana frame Ethernet dikemas dan ditempatkan di dalam " wadah " sehingga dapat di transmisikan melewati kanal transmisi. Tujuan utama dari wadah adalah untuk memberikan keselarasan informasi, Beberapa wadah juga menyediakan jalur manajemen / signaling, serta kemampuan pemantauan untuk kualitas dari sebuah kanal transmisi. Sebuah wadah biasanya memiliki format yang terstandarisasi dengan lokasi sama untuk overhead dan Traffic Management. Beberapa contoh wadah di SDH termasuk C-11, C-12, dan C-3. Untuk istilah trunk dan tributary biasanya digunakan untuk merujuk pada wadah PDH. Dalam kebanyakan kasus, wadah dengan kecepatan data yang rendah terkadang dapat ditempatkan di dalam (dipetakan) ke dalam wadah yang memiliki kecepatan data yang cepat.
Tujuan dari bit framing (atau byte) adalah untuk memberikan keselarasan informasi kepada penerimanya. Format frame yang terstruktur akan diulang setiap 125ms. Sekelompok 24 DS1 frame adalah sebuah Extended Super Frame (ESF). Sekelompok 16 E1 frame adalah sebuah E1 multiframe. Dengan menggunakan Framing information, Penerima dapat memisahkan bit yang masuk dalam slot waktu individu atau saluran. Dalam teknologi telepon konvensional, masing-masing slot waktu (saluran) membawa informasi digital untuk satu telepon. Namun ketika transportasi data dijadikan 1 paket, maka semua slot waktu dapat dimanfaatkan dan digunakan secara kolektif sebagai satu wadah.
Ketika frame Ethernet dikemas diangkut melalui saluran PDH, waktu antara frame Ethernet terisi dengan pola idle. Ketika Encapsulation GFP sedang ditransmisikan melalui saluran DS1 atau E1, maka informasi tersebut akan di atur. Pengaturan tersebut akan menjadi lebih rumit apabila saluran DS3 digunakan. pengaturan untuk link DS3 didefinisikan oleh ITU-T G.8040.
Gambar 2.17 Encapsulation GFP melalui saluran DS1
Informasi beban memiliki Scrambling Algorithm X43 +1 yang di terapkan pada transmisi. Mapping dan teknik algorithm serupa diterapkan untuk wadah transportasi SDH. Spesifikasi lengkap untuk Mapping Ethernet pada frame langsung pada SDH didefinisikan pada ITU-T G.707.
2.2.3 Link Aggregation
Link Aggregation secara fungsional adalah kombinasi dari dua atau lebih hubungan fisik menjadi satu hubungan virtual . Agregasi link sebenarnya adalah sebuah metodologi terstruktur untuk mendistribusikan data dibeberapa jalur sinyal, menyelaraskan informasi yang diterima dari jalur dengan latency yang berbeda, dan mengkompilasi ulang data dengan benar untuk transparent handoff dengan protokol tingkat yang lebih tinggi. Beberapa teknologi yang merupakan Link Aggregation adalah :
Multi -Link PPP ( MLPPP )
Multi -Link Prosedur ( X.25/X.75 MLP )
Inverse Multiplexing atas ATM ( IMA )
Gambar 2.18 Link Aggregation pada jaringan 3G
Link Aggregation biasanya digunakan untuk meningkatkan bandwidth antara dua node jaringan , seperti yang ditunjukkan pada Gambar 4, sehingga memungkinkan adanya penundaan migrasi ke PDH dengan throughput yang lebih tinggi atau tributary SDH. Salah satu bentuk Link Aggregation, Ethernet in First Mile (EFM, didefinisikan dalam IEEE 802.3ah) ikatan pada jalur DSL bersama-sama dengan baik akan meningkatkan throughput pada jarak tertentu, atau secara efektif dapat meningkatkan jarak yang dapat dilayani pada throughput tertentu.
Teknologi Primary Link Aggregation yang digunakan dalam jaringan SONET/SDH sering disebut dengan nama Virtual Concantenation (VCAT) dan didefinisikan dalam ITU - T G.707. Standar ini memanfaatkan jalur overhead yang ada untuk VCAT overhead. Akan tetapi, ketika konsep VCAT digunakan untuk jaringan PDH, Jalur manajemen yang ada tidak memadai sehingga jalur baru ditugaskan sebagai jalur overhead VCAT.
Gambar 2.19 VCAT overhead pada saluran DS1
Jalur manajemen yang dibuat oleh byte VCAT overhead digunakan untuk menyampaikan informasi yang ada tentang kondisi setiap link. Dengan setiap DS1 ESF yang ditransmisikan atau multiframe E1, satu byte VCAT overhead yang ditempatkan pada link. sehingga hanya 1/576 dari bandwidth yang tersedia pada jalur DS1 yang digunakan untuk VCAT overhead.
Pada LSB byte VCAT overhead berisi Multi-Frame Indicator (MFI), yang digunakan untuk menyelaraskan frame dari berbagai link dengan berbagai macam penundaan yang terjadi akibat perbedaan jalur transmisi yang ada. Pada MSB Byte terdiri dari sebuah pengaturan untuk setiap 16 nilai MFI. Pengaturan ini disebut dengan VLI untuk informasi Virtual Concantenation dan Link Capacity Adjustment Scheme (LCAS).
Tabel 2.1 VLI Control bit
Secara kolektif, link yang bersambung sering disebut sebagai Virtual Concantenation Grup (VCG). Semua anggota VCG yang memiliki VCAT memiliki jalur VCAT overhead mereka. Spesifikasi yang lengkap tentang ikatan jalur EoPDH ditemukan dalam ITU-T G.7043.
2.2.4 Link Capacity Adjusment
Link Capacity Adjusment digunakan untuk mengubah kumpulan throughput link dengan penambahan atau penghapusan hubungan virtual antara dua node. Ketika anggota VCG yang ditambahkan atau perlu dihapus, dua node akhir akan menegosiasikan transaksi dengan menggunakan LCAS. LCAS akan menggunakan jalan overhead VCAT untuk melakukan negosiasi. Dengan menggunakan LCAS, bandwidth dapat ditambahkan ke VCG tanpa mengganggu aliran data. Selain itu, apabila ada jalur yang gagal maka secara otomatis akan dihapus dengan dampak minimal pada lalu lintas data. Standar yang Lengkap untuk LCAS dapat ditemukan dalam ITU-TG.7042/Y.1305.
2.2.5 Management Messaging
Management Messaging terutamanya digunakan untuk mengkomunikasikan status link, melaporkan kegagalan, dan uji hubungan antara node jaringan yang berbeda. Dalam jaringan ethernet ini biasanya disebut sebagai Operation, Administration , and Maintenance (OAM). Fitur OAM sangatlah penting karena akan memudahkan operasi jaringan, memverifikasi kinerja jaringan, dan mengurangi biaya operasional. OAM juga memberikan kontribusi besar terhadap tingkat pelayanan diterima oleh pelanggan dengan secara otomatis mendeteksi degradasi jaringan atau kegagalan jalur, secara otomatis, dan melaksanakan operasi pemulihan bila mungkin, serta memastikan bahwa waktu downtime jaringan dapat dicatat.
Messages Exchanged yang dikenal sebagai OAM Protocol Data Unit (OAMPDUs). Lebih dari 16 OAMPDUs telah ditetapkan untuk berbagai tujuan antara lain yaitu :
Pemantauan status jalur.
Memeriksa konektivitas jalur.
Mendeteksi kegagalan jalur.
Kegagalan pelaporan administrasi.
Lokalisasi kesalahan jaringan.
Transmisi kembali data.
International Telecommunication Union ( ITU ) telah mendefinisikan lapisan domain manajemen, memungkinkan lalu lintas jaringan manajemen pengguna untuk melewati jaringan, sementara OAM akan mengelola setiap jalur secara point-to -point. ITU juga telah mendefinisikan interaksi antara manajemen jalur yang berbeda, sehingga memungkinkan beberapa operator yang berbeda untuk mengelola arus informasi secara point-to –point dengan baik. Format dan penggunaan OAMPDUs telah didefinisikan oleh IEEE , ITU , dan Metro Ethernet Forum ( MEF ) . Standar yang berlaku adalah IEEE 802.3ah, 802.3ag, ITU - T Y.1731, dan Y.1730.
2.2.6 Tagging
Tagging memungkinkan operator untuk secara unik mengidentifikasi lalu lintas data pelanggan pada setiap lokasi di jaringan. Beberapa teknik digunakan untuk tujuan ini yaitu :
VLAN tagging.
MPLS.
GMPLS.
Teknik-teknik ini memasukkan beberapa byte identifikasi ke dalam setiap frame Ethernet pada titik ingress (yaitu titik ketika lalu lintas data pertama kali masuk ke dalam jaringan), dan menghapus informasi ketika frame meninggalkan jaringan. VLAN Tagging juga memiliki fitur untuk mengutamakan lalu lintas data pada jalur tertentu. MPLS/GMPLS juga dirancang untuk digunakan untuk sebagai sakelar jalur (yaitu, untuk menentukan tujuan frame, dan meneruskannya hanya untuk bagian yang di inginkan dari jaringan tersebut).
2.2.7 Prioritization
Prioritization dapat digunakan ketika Ethernet frame menjadi penyangga pada setiap titik di dalam jaringan. Sementara frame yang menunggu di masukan kedalam cadangan, lalu lintas data dengan prioritas tertinggi dapat dijadwalkan akan dikirimkan terlebih dahulu. Penyangga terjadi ketika output data rate dari node kurang dari data rate input. Biasanya , kondisi ini karena peralihan ketika terjadi jaringan yang dibebani data sagat besar dan hanya terjadi untuk waktu
yang sangat singkat. Jika tingkat keluaran jangka panjang dari sebuah node kurang dari tingkat input data, pengaturan jaringan digunakan untuk memperlambat aliran data dari sumber data. Kondisi ini biasanya terjadi pada node mana Local Area Network ( LAN ) terhubung dengan Wide Area Network ( WAN ). Karena biaya yang tinggi untuk menyediakan bandwidth yang dapat melayani jarak jauh, node ini biasanya memiliki dua konsep, yaitu prioritas dan pengaturan aliran data. Ini adalah konsep dari apa yang sering disebut Quality of Service (QoS).
2.2.8 Higher Level Application
Higher Level Application dilakukan oleh sebuah node jaringan yang dapat melakukan banyak hal. Layer-2 (Data Link Layer) dan Layer-3 (Network Layer) adalah layer OSI yang paling umum disebut. Aplikasi Layer-2 termasuk protokol yang mengatur komunikasi node to node. Hal ini termasuk protokol seperti address Resolution Protocol (ARP/RARP/SLARP/GARP) , Point to Point Protokol (PPP/EAP/SDCP), dan Bridging Protocol (BPDU/VLAN). Aplikasi Layer-3 termasuk protokol untuk komunikasi antar host. Ini termasuk protokol seperti Bootstrap Protocol (BOOTP), Dinamyc Host Configuration Protocol (DHCP), Internet Group Management Protocol (IGMP), dan Resource Reservation Protocol (RSVP). Layer-4 (Transport protocol) kadang-kadang diterapkan, akan tetapi biasanya hanya digunakan untuk layanan-layanan dengan tingkat yang lebih tinggi.
Protocol Layer-7 (Application Layer) kadang-kadang digunakan dalam peralatan EoPDH. Hal ini termasuk Hyper-Text Transfer Protocol (HTTP) untuk melayani halaman web user interface HTML, dan Simple Network Management Protocol (SNMP) untuk menyediakan fitur pemantauan otomatis oleh pelanggan untuk melakukan manajemen jaringan.
2.3 Key Performance Indicator (KPI)
Key Performance Indicator (KPI) atau sering disebut juga sebagai Key Success Indicator (KSI) adalah satu set ukuran kuantitatif yang digunakan perusahaan atau industri untuk mengukur atau membandingkan kinerja dalam hal
memenuhi tujuan strategis operasional mereka. KPI bervariasi antar perusahaan atau industri, tergantung pada prioritas atau kriteria kinerja.
2.3.1 KPI Transmisi Minilink TN Indosat
KPI oleh pihak Indosat sebagai penyedia jaringan selular telah menetapkan banyak KPI untuk setiap masing-masing perangkat, sebagai contoh untuk Jaringan selular BTS 2G, untuk Jaringan selular BTS 3G, untuk Jaringan Core dan banyak lagi yang lainnya. Sedangkan nilai KPI untuk transmisi ditetapkan sebagai berikut, yaitu :
BER 10-6\
Congestion Bandwidth Utility 85%
Pointing Receive level <= +_ 3dBm dari link budget
Minimal kapasitas untuk 1 site sebesar 50Mbps
Namun pada laporan ini hanya KPI untuk congestion bandwidth utility saja yang akan dibahas.
2.3.2 Congestion Bandwidth Utility 85%
Traffic congestion adalah kondisi yang ada pada jaringan akibat jalur data yang akan dilewati oleh traffic sangat padat dan penuh. Adanya traffic congestion dapat dilihat dari adanya kecepatan transfer data yang lambat, Routing jalur data yang lebih panjang, dan meningkatkan antrian traffic (bottleneck).
Bandwidth utility adalah sebuah proses untuk mengukur, mengamati, dan mengendalikan komunikasi (lalu lintas, paket) pada jaringan. Hal ini dilakukan untuk menghindari adanya jalur yang penuh akan traffic ataupun sebaliknya kosong tidak dilewati traffic. Proses ini sangat diperlukan untuk menghindari adanya antrian traffic pada jaringan sehingga akan mengakibatkan jatuhnya kinerja jaringan tersebut. Proses ini diukur dalam bit per detik (bps) atau Bytes per detik (Bps) dan kemudian akan dibandingkan dengan kapasitas maksimum dari jalur tersebut.
Sesuai dengan Kick off meeting untuk project roll out pada tahun 2014, pada project transmisi berbasis IP (transmission native IP) untuk Project PT Indosat Tbk di Indonesia telah disepakati bahwa tidak boleh ada terjadinya
congestion pada transmisi sebagai tulang punggung jaringan selular 2G dan 3G, karena akan berakibat hancurnya kinerja jaringan selular tersebut. Namun dengan pertimbangan budget yang dimiliki oleh PT Indosat Tbk, akan sangat sulit untuk melakukan penambahan jalur transmisi baru setiap kali transmisi tersebut mendekati nilai congestionnya. Setelah dengan perhitungan dan pertimbangan yang matang pada akhirnya telah disepakati bersama antar Vendor Ericsson sebagai penyedia perangkat dengan Operator Indosat sebagai pengguna perlatan telekomunikasi yang memberikan layanan jaringan selular 2G dan 3G bahwa traffic congestion pada transmisi tidak boleh melampaui kapasitas transmisi sebesar 85%. Apabila nilai KPI tersebut telah tercapai maka pihak indosat akan meminta pihak ericsson agak melakukan upgrade capacity jalur transmisi tersebut.
