Vol. 1, No. 1, Desember 2003 Jurnal Sains, Teknologi & Industri

ANALISIS PERFORMANSI JARINGAN KOMUNIKASIVERY SMALL APERTURE TERMINAL (VSAT)

AnharJurusan Teknik Elektro Universitas Riau

ABSTRAK

Salah satu unjuk kerja dalam jaringan komunikasi data adalah delay time. Dalam jaringan komunikasi data yang menggunakan VSAT, permasalahan delay time merupakan fenomena yang tidak dapat dihindari karena menggunakan satelit sebagai repeater yang berjarak sangat jauh dari permukaan bumi .Selain itu, throughput juga menentukan keberhasilan pengiriman paket data. Tulisan ini bertujuan untuk menganalisa kinerja dari jaringan komunikasi data melalui VSAT dengan metode pengaksesan slotted aloha, yaitu delay time dan throughputnya. Penganalisaan menggunakan simulasi bahasa pemograman Visual Basic dengan data-data dari literatur. Hasil analisa menunjukkan delay time dengan memperhatikan kesetimbangan jaringan adalah 0,893 detik dengan jumlah maksimum stasiun VSAT yang dapat ditampung adalah 117 buah .

ABSTRACT Delay time is one of the key factors in order to determine the performance in datatelecommunication network. The delay time (in data telecommunication network which uses VSAT) isinevitable since the VSAT applies a satellite (as repeater) which is far away from earth surface. For datapacket to be sent successfully, throughput must be taken into consideration. This short paper is to analyze theperformance of data telecommunication network through VSAT using access technique slotted aloha to determine delay time and throughput, respectively. Data from literature is simulated using Programmed Visual Basic to obtain the delay time and throughput. The results indicate that the delay time is 0,893 second and the maximum number of VSAT stations can be accommodated is 117.

Kata kunci : waktu tunggu, throughput, kinerja

PENDAHULUAN

Salah satu perkembangan teknologi telekomunikasi adalah komunikasi satelit.Teknologi ini selain digunakan untuk komunikasi suara juga telah digunakan untuk komunikasi data. Dibandingkan dengan jaringan komunikasi data terrestrial, jaringan komunikasi data melalui satelit memiliki

banyak keuntungan, diantaranya : mampu menangani daerah jaringan komunikasi yang luas dan dapat memperluas jaringan tersebut dengan mudah. Jaringan komunikasi data melalui satelit ini dikenal sebagai Very Small Aperture Terminal (VSAT). Sistem VSAT ini menggunakan antena

- 1 -

Vol. 1, No. 1, Desember 2003 Jurnal Sains, Teknologi & Industri

dengan diameter yang kecil (0,6 – 2,4 m) dan dihubungkan langsung dengan pelanggan. Perencanaan jaringan komunikasi data VSAT ditentukan oleh lalu lintas data yang ditransmisikan. Komunikasi data melalui VSAT ini menggunakan metode packet switching, sehingga lalu lintas data ditentukan oleh banyaknya paket data yang dikirimkan. Sedangkan teknik akses yang digunakan adalah slotted aloha. Permasalahan yang muncul padajaringan komunikasi data VSAT adalahwaktu yang diperlukan pelanggan mengirimkan informasi dari suatu stasiunVSAT ke stasiun hub tujuan atau delay time. Selain itu, perlu juga menentukan jumlah stasiun VSAT yang dapat ditampung dalam satu community dengan memperhatikan kesetimbangan jaringan. Pada jaringan komunikasi yangmenggunakan teknik akses slotted aloha,diperlukan adanya singkronisasi supayasetiap stasiun yang akan mengirimkan paket dapat diletakkan pada time slot yang telah ditentukan secara tepat. Dalam slotted aloha, stasiun mengirimkan satu paket data pada saat awal suatu time slot. Paket yang baru tiba di buffer harus menunggu sampai saat awal slot tiba untuk dikirimkan. Suatu paket yang datang terdistribusi merata selama selang time slot , sehingga waktu tunggu /2.Untuk mempelajari performansi kita mengambil model berikut ini. N stasiun,masing-masing dapat dalam keadaan thingking atau blocked. Stasiun berada dalam keadaan thingking, jika stasiun itu tidak mengadakan pengiriman ulang suatu paket (retransmisi). Stasiun mengirim ulang suatu paket, maka stasiun tersebut dalam keadaan

blocked, karena paket yang baru datang ke stasiun tersebut (bukan paket yang diretransmisikan atau backlogged packet) tidak akan diterima. Kemungkinan paket dikirim ulangpada stasiun yang terblocked adalah p dan probabilitas n-slot delay yakni p(1-p)n-1. Delay rata-rata sebelum retransmisi adalah :

Σ np (I-p)n-1= 1/p ………………(1)

Perlu diperhatikan bahwa delay retransmisi rata-rata E{T}, selanjutnya disebut backlog time rata-rata, berbeda dengan 1/p karena sebuah paket dapat diretransmisikan berkali- kali. Persamaan (2) mengganggap TR = 0 untukmenyederhanakanmasalah.Selanjutnya, harga 1/p digunakan untuk menganalisa performansi dengan TR 0 dan (K+2) slot untuk memperkirakan delay yang disamakan dengan delay retransmisi dan untuk memperoleh harga K. Keadaan kanal slotted aloha dapatdigambarkan dan ditentukan oleh jumlah nbacklogged paket (paket yang dikirim ulang)dengan probabilitas retransmisi setiap stasiunsebesar p per slot. Disamping itu, terdapat N- n thingking stasiun dengan probabilitas pengiriman setiap stasiun yaituper slot. Persamaan S = (N-n) menyatakan kecepatan kedatangan paket yang baru dan harus sama dengan throughput S(n) pada kondisi kesetimbangan. Jumlah rata-rata blocked stasion dapat diperoleh dari :

E{N}= Σ nPn …………………………(2)

Throughput kanal dalam kondisi n blocked station , S(n),

- 2 -

Vol. 1, No. 1, Desember 2003 Jurnal Sains, Teknologi & Industri

adalah kemungkinan sebuahpaket berhasil dikirim dalam suatu time slot. Pengiriman paket yang berhasil jika hanya satu thingking stasiun yang mengirimkan paket dan tidak ada blocked station yang mengirimkan paket atau tidak ada thingking station yang mengirimkan paket dan hanya satu blocked station. Oleh karena itu, rumusuntuk S(n) :

S(n)=P[r=0]P[m=1]+P[r=1]P[m=0]….…..….(3)

Dengan; r : jumlah blocked station yang mengirimkan paket (0 r n) m : jumlah thingking station yang mengirimkan paket (0 m N-n)

Untuk N terbatas dan >0, maka :

np(1-p)N-n(1- )N-n………......(4)

Dengan menggunakan rumus Little akandiperoleh :

E{N}E{T}=τ ………..……………..(5)

S

BAHAN DAN METODE

Pada penganalisaan performansi jaringankomunikasi VSAT, penulis mengambillangka-langkah analisis dengan mengambil data-data dari literature, berupa : 1) Delay propagasi satelit (TR)

2) Waktu pelayanan paket atau panjang paket ( )

Sedangkan penulis mengasumsikan data-data berikut : 1) Lalu lintas kanal total (G)

2) Time slot untuk pengadaan transmisi ulang (K)

3) Waktu pengiriman paket yang baru (ta) Untuk menentukan waktu tunggu rata-rata jaringan komunikasi VSAT danperencanaan jumlah stasiun VSAT , penulis menggunakan simulasi pemograman dengan bahasa Visual Basic.

HASIL

Waktu Tunggu Rata-rata JaringanKomunikasi VSAT Waktu tunggu rata-rata jaringankomunikasi VSAT merupakan waktu tunggu yang diperlukan oleh suatu paket data jaringan komunikasi VSAT dari stasiun VSAT ke stasiun hub tujuan dengan menggunakan metode pengaksesan slotted aloha. Perhitungan waktu tunggu ini menggunakan persamaan (1).Data yang ada : 1) Delay propagasi satelit (TR)=0,25 detik 2) Waktu pemprosesan atau

pelayananpaket ( )=0,015625 detik Diasumsikan nilai K=100 dan G mempunyai harga yang berubah.

Untuk G=0,5 TS-aloha=0,95257 detikUntuk G=1,0 TS-aloha=2,07226 detikUntuk G=1,5 TS-aloha=3,91833 detik

Perencanaan Jumlah Stasiun VSAT Waktu tunggu rata-rata yang dibahas sebelumnyatidakmemperhatikankesetimbangan jaringan. Berikut ini kita akan mempelajari perencanaan jaringan komunikasi VSAT dengan memperlihatkan kestabilan jaringan. Pada kondisi setimbang, throughput kanal sama dengan kecepatan kedatangan paket data yang baru. Titik kesetimbangan diperoleh pada titik perpotongan antara grafik garis beban

- 3 -

Vol. 1, No. 1, Desember 2003 Jurnal Sains, Teknologi & Industri

kanal S dan grafik throughput S(n). Kondisi yang dikehendaki adalah perpotongan antara dua fungsi tersebut hanya satu titik saja. Kondisi ini disebut kesetimbangan global. Anggaplah stasiun mengirimkanpaket yang baru setiap 10 detik, maka nilai adalah : = / ta = 0,015625/10=0,0015625

Batas jumlah stasiun VSAT dalam satucommunity dapat dicari dengan cara sebagai berikut :

N = Smax/ = 0,368/0,0015625 = 235,52

Jumlah stasiun VSAT adalah 235. Selanjutnya, kita menentukan besar K untuk memperoleh keadaan antara garis beban kanal S dengan grafik throughput S(n) berpotongan hanya satu titik. Perhitungan berikut ini menggunakan nilai K adalah 50, 75, dan 100 dengan anggapan nilai TR, dan N tidak berubah.

Untuk K=50 Nilai K=50 sehingga denganmenggunakan persamaan (3) didapat p=0,0238. Harga S(n) dan S .

Untuk K=100 Nilai K diasumsikan 100, maka p=0,014925. Nilai S(n) dan S

PEMBAHASAN

Tunggu Rata-rata JaringanKomunikasi VSAT Dari hasil perhitungan dapat dilihatbahwa waktu tunggu ini sebagian besardiakibatkan adanya tabrakan. Makin tinggi dan padat lalu lintas data maka makin besar kemungkinan terjadinya

tabrakan yang menyebabkan makin besar waktu tunggunya. Untuk menghindari waktu tunggu yangterlalu besardapat dilakukan dengan cara :1) Menggunakan metode pengaksesan TDMA2) Menurunkan intensitas lalu lintas data G3) Menaikkan kecepatan pengiriman data4) Menaikkan kecepatan pemprosesan data.

Perencanaan Jumlah Stasiun VSAT

Dari keempat grafik yang didapatkan dari hasil simulasi, Gambar. 3, 4 dan 5 yang menunjukkan kesetimbangan global. Namun harus dipilih waktu tunggu yang terkecil yaitu pada Gambar. 5 dengan waktu tunggu 0,893 detik. Jumlah stasiun VSAT yang dapat ditampung adalah :N = Smax / = 0,368 / 0,00312 = 117 Dalam perencanaan jaringan komunikasi VSAT, beban lalu lintas datadibuat rendah 10% sampai 20% daripadaperhitunganmatematika.Hal inidimaksudkanuntukmengurangikemungkinan beban lalu lintas data melebihi perkiraan. Maka jumlah stasiun maksimum yang sebenarnya adalah 100 buah (10% lebih kecil dari hasil perhitungan)

KESIMPULAN1. Totaldelaydanthroughput mempengaruhi performansi dari jaringan komunikasi VSAT, disamping link budget.2.Parameter-parameter yang menentukan total delay dan throughput pada mode pengaksesan slotted aloha adalah

waktupenjalaran sinyal, waktu

- 4 -

Vol. 1, No. 1, Desember 2003 Jurnal Sains, Teknologi & Industri

retransmisi, packet time, dan beban lalu lintas datapaket.

3.Dalam perencanaan jaringan komunikasiVSAT, kita harus melihat kestabilan sistem dengan memperhatikan beban lalu lintas data paket yang masuk ke system jaringan komunikasi VSAT.

UCAPAN TERIMA KASIH

Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada pihak penerbit jurnal yang telah menerbitkan hasil penelitian penulis. Disamping itu juga kepada rekan- rekan staf pengajar di lingkungan program studi teknik elektro Universitas Riau, dan pihak-pihak lain yang tidak dapat disebutkan satu persatu.

DAFTAR PUSTAKA

Freeman,L.,danRoger.1991.Telecommunication Transmission Handbook. New York : Jhon Wiley & Sons Inc.Ha, T., Tri. 1990. Digital SatelliteCommunication. Singapore : McGraw-Hill Book Comp.Schwartz,danMischa.1987.Telecommunication Network : Modelling and Analysis. USA : Addison Wesley.Wattimena, A., dan Jeffry. 1991.Pengantar Sistem Komunikasi Data Paket.Jakarta : Elex Media Komputindo.

S(n)=(1-p)n(N-n) (1- )N-n-1+.. S(n)=(1-p)n(N-n) (1- )N-n-1+..

Keadaan kanal slotted aloha dapatdigambarkan dan ditentukan oleh jumlah nbacklogged paket (paket yang dikirim ulang)dengan probabilitas retransmisi setiap stasiunsebesar p per slot. Disamping itu, terdapat N-n thingking stasiun dengan probabilitaspengiriman setiap stasiun yaituper slot.Persamaan S = (N-n)menyatakankecepatan kedatangan paket yang baru danharus sama dengan throughput S(n) padakondisi kesetimbangan. Jumlah rata-rata

Keadaan kanal slotted aloha dapatdigambarkan dan ditentukan oleh jumlah nbacklogged paket (paket yang dikirim

- 5 -

Vol. 1, No. 1, Desember 2003 Jurnal Sains, Teknologi & Industri

ulang)dengan probabilitas retransmisi setiap stasiunsebesar p per slot. Disamping itu, terdapat N-n thingking stasiun dengan probabilitaspengiriman setiap stasiun yaituper slot.

Persamaan S = (N-n)menyatakankecepatan kedatangan paket yang baru danharus sama dengan throughput S(n) padakondisi kesetimbangan. Jumlah rata-rata

- 6 -