FDM, TDM, CDM
TigaTeknikMultiplexing
Frequency-Division Multiplexing (FDM), paling umum dipakai untuk radio
atau TV
Time-Division Multiplexing (TDM) atau synchronous TDM, dipakai untuk
multiplexing digital voice dan banyak digunakan untuk menggabungkan
aliran suara digital dan aliran data
Peningkatan efisiensi Synchronous TDM dengan variasi sebagai berikut :
Statistical TDM atau
Asynchronous TDM atau
Intelligent TDM
Bertujuan memperbaiki efisiensi synchronous TDM dengan cara menambahkan
rangkaian yang lebih kompleks di sisi multiplexer
Frequency Division Multiplexing
Tiap sinyal dimodulasikan ke dalam frekuensi carrier yang berbeda dan
frekuensi carrier tersebut terpisah dimana bandwidth dari sinyal-sinyal tersebut
tidak overlap
FDM dimungkinkan jika bandwidth media transmisi jauh lebih besar daripada
required BW sinyal yang akan dikirim. Contoh: sistem siaran televisi, CATV,
AMPS analog
Pada gambar di atas , ada 6 sumber sinyal input mux, kemudian masing-masing
dimodulasi menjadi frekuensi berbeda (f1, …, f6)
Untuk menghindari interferensi, antar kanal dipisahkan oleh guard band (menjadi
bagian dari spektrum yang tak terpakai)
Sejumlah sinyal analog atau digital [mi(t); i=1,…n] dimultiplex pada media transmisi yang sama.
Masalah yang harus diatasi sistem FDM: crosstalk dan derau intermodulasi.
Synchronous Time-Division Multiplexing
Time division multiplexing dimungkinkan apabila data rate yang dapat dicapai olehmedia transmisi lebih besar daripada data rate sinyal digital yang akan dikirim.
Pada gambar berikut, sejumlah sinyal digital [mi(t); i=1,…n] dimultiplex pada media transmisi yang sama. Data yang datang dari tiap sumber mula-mulA dimasukkan ke buffer.
Buffer di-scan secara sekuensial untuk membentuk sinyal digital gabungan mc(t). Operasi scan harus berlangsung cukup cepat agar tiap buffer dapat berada dalam
keadaan kosong sebelum data berikutnya masuk.
Jadi, besarnya laju data mc(t) harus lebih dari atau sama dengan penjumlahan laju data masing-masing sumber (mi(t)). Sinyal digital mc(t) dapat dikirim langsung, atau dilewatkan melalui modem untuk membentuk sinyal analog.
Dalam hal ini dipakai 2 teknik interlaving :
Character-interlaving :
1. Dipakai dengan sumber asynchronous.
2. Tiap time slot mengandung 1 karakter dari data.
Bit-interlaving :
1. Dipakai dengan sumber synchronous dan boleh juga dengan sumber
asynchronous.
2. Tiap time slot mengandung hanya 1 bit.
Synchronous TDM :
Disebut synchronous karena time slot-time slot-nya di alokasikan ke sumber-sumber
dan tertentu dimana time slot untuk tiap sumber ditransmisi. Biar bagaimanapun
sumber mempunyai data untuk dikirim.
Dapat mengendalikan sumber-sumber dengan kecepatan yang berbeda-beda.
Statistical Time-Division Multiplexing
Statistical TDM yang dikenal juga sebagai Asynchronous TDM dan
Intelligent TDM, sebagai alternative synchronous TDM.
Pada synchronous TDM, banyak kasus time slot kosong (tidak berisi data).
Statistical TDM memanfaatkan fakta bahwa tidak semua terminal mengirim
data setiap saat, sehingga data rate pada saluran output lebih kecil dari
penjumlahan data rate semua terminal.
Ada n saluran input, tetapi hanya k time slot yang tersedia pada sebuah frame
TDM. Di mana k < n.
Di sisi pengirim, fungsi multiplexer adalah scanning buffer, mengumpulkan
data sampai frame penuh, kemudian mengirimkan frame tersebut.
Konsekuensi: tambahan overhead, karena diperlukan field address dan
length. Informasi address dibutuhkan untuk memastikan bahwa data diantarkan
kepada penerima yang tepat.
Pada gambar berikut, ada 4 sumber data yang transmit pada waktu t0, t1, t2, t3.
Multiplexer statistik tidak mengirimkan slot kosong jika terdapat data dari user lain
Code Division Multiplexing (CDM)
Code Division Multiplexing (CDM) dirancang untuk menanggulangi kelemahankelemahan yang dimiliki oleh teknik multiplexing sebelumnya, yakni TDM dan FDM.. Contoh aplikasinya pada saat ini adalah jaringan komunikasi seluler CDMA (Flexi) Prinsip kerja dari CDM adalah sebagai berikut :
1. Kepada setiap entitas pengguna diberikan suatu kode unik (dengan panjang 64 bit) yang disebut chip spreading code.
2. Untuk pengiriman bit ‘1’, digunakan representasi kode (chip spreading code) tersebut.
3. Sedangkan untuk pengiriman bit ‘0’, yang digunakan adalah inverse dari kode tersebut.
4. Pada saluran transmisi, kode-kode unik yang dikirim oleh sejumlah pengguna akan ditransmisikan dalam bentuk hasil penjumlahan (sum) dari kode-kode tersebut.
5. Di sisi penerima, sinyal hasil penjumlahan kode-kode tersebut akan dikalikan dengan kode unik dari si pengirim (chip spreading code) untuk diinterpretasikan.
selanjutnya :
- jika jumlah hasil perkalian mendekati nilai +64 berarti bit ‘1’,
- jika jumlahnya mendekati –64 dinyatakan sebagai bit ‘0’.
Contoh penerapan CDM untuk 3 pengguna (A,B dan C) menggunakan panjang kode 8 bit (8-chip spreading code) dijelaskan sebagai berikut :
a. Pengalokasian kode unik (8-chip spreading code) bagi ketiga pengguna :
- kode untuk A : 10111001
- kode untuk B : 01101110
- kode untuk C : 11001101
b. Misalkan pengguna A mengirim bit 1, pengguna B mengirim bit 0 dan pengguna C mengirim bit 1. Maka pada saluran transmisi akan dikirimkan kode berikut :
- A mengirim bit 1 : 10111001 atau + - + + + - - +
- B mengirim bit 0 : 10010001 atau + - - + - - - +
- C mengirim bit 1 : 11001101 atau + + - - + + - +
- hasil penjumlahan (sum) = +3,-1,-1,+1,+1,-1,-3,+3
c. Pasangan dari A akan menginterpretasi kode yang diterima dengan cara :
- Sinyal yang diterima : +3 –1 –1 +1 +1 –1 –3 +3
- Kode milik A : +1 –1 +1 +1 +1 -1 –1 +1
- Hasil perkalian (product) : +3 +1 –1 +1 +1 +1 +3 +3 = 12
Nilai +12 akan diinterpretasi sebagai bit ‘1’ karena mendekati nilai +8.
d. Pasangan dari pengguna B akan melakukan interpretasi sebagai berikut :
- sinyal yang diterima : +3 –1 –1 +1 +1 –1 –3 +3
- kode milik B : –1 +1 +1 –1 +1 +1 +1 –1
- jumlah hasil perkalian : –3 –1 –1 –1 +1 –1 –3 –3 = -12
berarti bit yang diterima adalah bit ‘0’, karena mendekati nilai –8.
Frame Relay
Frame relay service
FRS merupakan data-only service. Service ini hanya diperuntukkan bursty data traffic, dan tidak menyediakan fasilitas untuk time-sensitive real-time traffic seperti video atau suara. Dua term penting yang perlu diketahui consumer adalah committed information rate (CIR), yaitu jaminan data rata-rata yang dikontrak, dan committed burst size (CBS, juga dinotasikan dengan Bc), jumlah bit maksimum yang dapat ditransfer selama interval waktu T. Relasi antara besaran-besaran tersebut
Sebagai contoh, CIR 128 kbps dan CBS 512 kilobits, T adalah 512 dibagi 128 yaitu 4 detik. Ini berarti jaringan dijamin untuk transfer data 512 kilobit pada selang waktu 4 detik . Ketika membeli FRS, diperlukan seleksi hati-hati pada harga CIR dan CBS yang menghasilkan harga T cukup besar untuk meng-cover kondisi burst terburuk. Bagaimanapun, faktor lain masuk kepada persamaan di atas, memperbolehkan transfer data melebihi CBS. Faktor tersebut ialah excess burst size (EBS, juga dinotasikan dengan Be). Jika terjadi congestion pada jaringan, consumer dijamin mendapatkan performansi sesuai dengan CIR dan CBS yang dipesan. Jika pada jaringan tidak terjadi congestion, consumer dapat melakukan transfer data hingga Bc + Be bytes per detik. Pada contoh di atas, dengan CBS 512 kbps dan EBS 256 kb, diperbolehkan transfer data 768 kb ketika jaringan tidak congested.
Arsitektur frame relay
Inti dari FRS adalah packet yang dikirimkan, disebut juga frame. Masing-masing frame memiliki header fix dan payload yang besarnya variabel.
Penjelasan arsitektur frame dari kiri ke kanan :
Flag. Mengindikasikan awal frame. Flag yang mempunyai form yang sama dengan flag ini yang terletak di akhir frame menunjukkan akhir dari frame.
DLCI. Data Link Connection Identifier, 10 bit field (dipisah menjadi 6 dan 4 bit) mengidentifikasikan virtual circuit (VC) pada frame tersebut.
C/R. Command/Response flag, digunakan untuk kendali aliran local transport.
EA. Dua address extension yang terpisah yang digunakan untuk expansi DLCI di dalam jaringan carrier.
Congestion Information Bits, sekumpulan flag diset oleh jaringan, ketika terjadi congestion pada jaringan ketika frame sedang dalam perjalanan.
Payload. Sekumpulan data yang besarnya variabel (besar maksimum ditentukan oleh penyedia jaringan).
Frame Check Sequence. Bit reduncant untuk mencek validasi frame, ketika sedang dalam perjalanan.
Flag. Flag yang menandakan akhir dari frame.
Tidak seperti paket LAN, frame ini tidak mengandung alamta sumber atau tujuan. Ini karena sumber dan tujuan dispesifikasikan untuk koneksi saat waktu instalasi (untuk PVC) atau selama call setup (untuk SVC). Dalam kedua kasus, hasilnya adalah DLCI yang mengidentifikasikan VC yang diasosiasikan dengan koneksi.Frame Check Sequence dihitung ketika frame dibuat, dan diinjeksikan ke network interface. FCS ini di cek setiap hop di jaringan FRS, dan jika dideteksi kesalahan, Frame dibuang.
Kontrol Cengestion
Untuk memenuhi kebutuhan kecepatan data customer, digunakan field informasi congestion. Field informasi congestion dicatat selagi terjadi masalah congestion saat frame dalam perjalanan.Field informasi congestion mengandung discard eligibility (DE) flad, yang diset pada frame yang akan dikorbankan ketika terjadi overload. Flag DE untuk paket diset ketika kecepatan data di dalam jaringan melebihi harga CIR subscriber. Frame tersebut merupakan bagian dari burst kecepatan tinggi, dan memiliki prioritas rendah dibandingkan frame-frame lainnya. Peralatan end user juga mengeset DE flag jika mengetahui bahwa frame tersebut bukan frame yang esensial (antara lain pesan pada manajemen jaringan).Jaringan menjaga track dari masalah congestion dengan mengeset satu dari dua explicit congestion bits :forward explicit congestion notification (FECN) dan backward explicit congestion notification (BECN). Bit-bit ini memberitahukan kepada penerima dan pengirim pada ujung-ujung koneksi, masing-masing, untuk mempersempit kecepatan trafik frame. Karena explicit notification hanya berupa pemberitahuan (advisory), ini bisa diabaikan.
Interkoneksi LAN menggunakan Frame Relay Service
FRS memiliki banyak kegunaan untuk teknologi interkoneksi LAN. Pertama keuntungan tradisional dari packet switching pada FRS, koneksi fisik jaringan tunggal memotong pembiayaan hardware dan jalur, bandwidth on-demand mensupport pola traffic yang bursty, dan proses charges hanya terjadi saat proses transfer data. Kedua, Frame informasi yang besarnya variabel dapat mengakomodasi berbagai jenis embedded paket LAN, seperti tampak pada gambar di bawah. Ini merupakan keuntungan dari FRS yang bisa digunakan sebagai bridges atau router.
Keuntungan lainnya, ialah FRS tidak sensitif terhadap jarak, sehingga cocok untuk koneksi metropolitan. Sepanjang semua node termasuk ke dalam satu cloud, tidak ada inter-exchange carriers dimasukkan ke dalam biaya jalur dan biayanya murni tergantung pada bandwidth. Pertimbangan primer pemesanan FRS adalah payload maksimum dan harga CIR/CBS. Harus diyakinkan bahwa maksimum payload yang disupport dapat mengakomodasi paket terbesar pada jaringan LAN yang ingin dikoneksikan. CIR harus dipilih dengan harga yang sudah ditoleransi dengan suatu margin tertentu, setelah dilakukan pengukuran kecepatan traffic koneksi. Jadi, jika rata-rata aliran traffic 220 kbps, CIR bisa dipiih 256 kbps yang akan mencegah penolakan karena congestion traffic yang biasanya melebihi harga rata-rata ini.CBS bisa dipilih untuk harga konservatif, jika dilakukan pengukuran yang menghasilkan burst maksimum 900 kilobits pada dua hingga tiga detik interval, harga CBS bisa dipilih 1000 kilobits yang akan meyakinkan bahwa perubahan traffic tidak menimbulkan congestion pada traffic. Servis transport lokal - channel yang menghubungkan interface jaringan dengan FRS switch - harus dipilih yang bisa memenuhi perpindahan carrier lokal (local exchange carrier). Link digital harus cukup kapasitasnya untuk menangani maksimum traffic.
X25
X25 adalah protocol yang mendefinisikan bagaimana computer (device) pada jaringan public yang berbeda platform bisa saling berkomunikasi. Protocol yang sudah distandarisasi oleh International Telecommunication Union-Telecommunication Standardization Sector (ITU-T).
Device pada X.25 ini terbagi menjadi tiga kategori:
•Data Terminal Equipment (DTE),
•Data Circuit-terminating Equipment (DCE) serta
•Packet Switching Exchange (PSE).
Protokol Pada X.25
Penggunaan protokol pada model standar X.25 ini meliputi tiga layer terbawah dari model
referensi OSI. Terdapat tiga protokol yang biasa digunakan pada implementasi X.25 yaitu:
• Packet-Layer Protocol (PLP),
• Link Access Procedure, Balanced (LAPB)
• Serta beberapa standar elektronik dari interface layer fisik seperti EIA/TIA-232, EIA/TIA-449,
EIA-530, dan G.703.
Lapisan-lapisan X25
Layer 1:
•Physical Layer bekerja dengan elektris atau sinyal. Didalamnya termasuk beberapa standar
elektronik seperti is V.35 , RS232 and X.21.
Layer 2:
•Data Link Layer, pada X.25 diimplementasikan ISO HDLC standar yang disebut Link Access
Procedure Balanced (LAPB) dan menyediakan link yang bebas error antara dua node yang
secara fisik terkoneksi. Error ini akan dicek dan dikoreksi pada tiap hop pada network.
•Fasilitas inilah yang membuat X.25 handal, dan cocok untuk link yang noisy, cenderung punya
banyak error.
•Protocol modern seperti Frame Relay atau ATM tidak punya error correction dan hanya
memiliki basic flow control. Mereka merngandalkan protokol pada level yang lebih tinggi
seperti TCP/IP untuk menyediakan flow control dan end-to-end error correction.
Layer 3:
•Network Layer yang mengatur komunikasi end-to-end antar device DTE. Layer ini mengurus
set-up dan memutus koneksi serta fungsi routing dan juga multiplexing.
Implementasi X.25
Contoh cara mengkonfigurasi X.25 dengan perintah encapsulation pada cisco router:, Router(config)#int s0, Router(config-if)#encap x25, Router(config-if)#x25 adddress dengan metode X.121, Router(config-if)#x25 ips <16-4096> ips adalah input packet size, Router(config-if)#x25 win <1-127> win adalah window size, Beberapa perintah yang dapat digunakan untuk memeriksa konfigurasi X.25 antara lain:Router#show x.25 map menampilkan peta alamat x.25, Router#show x.25 route menampilkan tabel routing x.25, Router#show x.25 vc menampilkan daftar SVC dan PVC aktif, Router#show x.25 remote-red tampil mapping lokal&remote IPaddress
