William Stallings Data and Computer Communications 7th EditionBagian 1 Komunikasi jaringan dan data

Model Komunikasi SumberMenghasilkan data untuk ditransmisikan

PemancarMengubah data menjadi sinyal yg dapat dipancarkan

Sistem TransmisiMembawa data

PenerimaMengubah sinyal yg diterima menjadi data

TujuanPengambilan data

Tugas KomunikasiPemanfaatan sistem transmisiInterfacing

PengalamatanRouting

Generasi sinyalSinkronisasi

RecoveryFormat pesan

Pertukaran manajemenKoreksi dan deteksi error

KeamananManajemen jaringan

Flow control

Diagram-model komunikasi yg disederhanakan

Model komunikasi data yang disederhanakan

Networking Komunikasi point to point tidak selalu praktisAlat terlalu jauh terpisah Peralatan yang besar memerlukan jumlah koneksi yang tidak praktis

Solusi dalam jaringan komunikasiWide Area Network (WAN) Local Area Network (LAN)

Wide Area Networks Area geografis yang besar Crossing public rights of way Rely in part on common carrier circuits Teknologi alternativeCircuit switching Packet switching Frame relay Asynchronous Transfer Mode (ATM)

Circuit Switching Komunikasi dipersembahkan selama dalam percakapan Misal : jaringan telepon

Packet Switching Data dikirim sesuai urutan Paket data secara serentak Paket melewati dari titik ke titik antara sumber dan tujuan Digunakan untuk komunikasi dari terminal ke komputer dan komputer ke komputer

Frame Relay Packet switching systems mempunyai biaya kompensasi yang besar untuk kesalahan Sistem yang modern lebih dapat dipercaya Errors dapat diketahui pada akhir sistem Most overhead untuk kontrol error dilepaskan ke luar

Asynchronous Transfer Mode ATM Evolusi dari frame relay Little overhead untuk kontrol error Fixed packet (called cell) yang panjang Anything from 10Mbps to Gbps Data rate yang konstan menggunaka teknik paket switching

Local Area Networks Lingkup lebih kecilBangunan atau kampus kecil

Biasanya dimiliki oleh organisasi yang mempunyai alat yang sama Data rates jauh lebih tinggi Biasanya digunakan sistem broadcast Sekarang sistem switched dan ATM mulai dikenalkan

LAN Configurations SwitchedSwitched Ethernet May be single or multiple switches

ATM LAN Fibre Channel

WirelessMobility Instalasi yang mudah

Metropolitan Area Networks MAN Pertengahan antara LAN dan WAN Pribadi dan jaringan umum Kecepatan tinggi Area besar

Networking Configuration

Further Reading Stallings, W. [2003] Data and Computer Communications (7th edition), Prentice Hall, Upper Saddle River NJ, chapter 1 Web site for Stallings bookhttp://williamstallings.com/DCC7e.html

William Stallings Data and Computer Communications 7th EditionBagian 2 Arsitektur dan protokol

Need For Protocol Architecture E.g. File transfer Sumber harus mengaktifkan alur comms. Atau menginformasikan jaringan tujuan. Sumber harus memeriksa tujuan yg disiapkan untuk menerima. Aplikasi file transfer pada sumber harus memeriksa tujuan file management system akan menerima dan menyimpan file untuk pemakainya. Mungkin membutuhkan translasi file format.

Tugas yang rusak kedalam subtasks Diterapkan secara terpisah-pisah didalam tumpukan layers. Fungsi diperlukan didalam kedua sistem Peer layers communicate

Elemen kunci suatu protokol SyntaxData formats Level sinyal

SemanticsControl information Error handling

TimingSpeed matching Sequencing

Protocol Architecture Tugas dari komunikasi hingga kedalam modul Sebagai contoh file transfer dapat menggunakan tiga modulFile transfer application Module Communication service Modul akses jaringan

Simplified File Transfer Architecture

A Three Layer Model Network Access Layer Transport Layer Application Layer

Network Access Layer Pertukaran data antara komputer dan jaringan Pengiriman menyediakan alamat tujuan dari komputer May invoke levels of service Bergantung pada jenis jaringan yang digunakan (LAN, packet switched etc.)

Transport Layer Pertukaran data lebih nyata Tidak terikat pada jaringan yang sedang digunakan Tidak terikat pada aplikasi

Application Layer Mendukung untuk pemakaian aplikasi yang berbeda e.g. e-mail, file transfer

Protocol Architectures and Networks

Addressing Requirements Dua tingkatan dalam addressing required Masing-masing komputer memerlukan alamat jaringan yg unik Masing-masing aplikasi dalam (multi-tasking) komputer memerlukan suatu alamat unik dalam komputerThe service access point or SAP The port on TCP/IP stacks

Protocols in Simplified Architecture

Protocol Data Units (PDU) Pada tiap layer, protokol digunakan untuk komunikasi Informasi kontrol ditambahkan ke data pemakai pada masing-masing lapisan Transport layer memungkinkan membagi-bagi data pemakai Tiap fragmen ditambahkan transport header Destination SAP Sequence number Error detection code

This gives a transport protocol data unit

Protocol Data Units

Network PDU Penambahan network headerAlamat jaringan untuk komputer tujuan Fasilitas permintaan

Operation of a Protocol Architecture

Standarisasi Protocol Architectures Yang diperlukan untuk alat untuk komunikasi Penjual mempunyai lebih banyak produk untuk dipasarkan Pelanggan dapat meminta dg tegas peralatan yg berdasarkan standarisasi Two standards:OSI Reference model Never lived up to early promises

TCP/IP protocol suite Most widely used

Also: IBM Systems Network Architecture (SNA)

OSI Open Systems Interconnection Dikembangkan oleh the International Organization for Standardization (ISO) Seven layers Suatu sistem teoritis yang dikirimkan sudah terlambat TCP/IP is the de facto standard

OSI - The Model A layer model Tiap-tiap layer melakukan fungsi yang diperlukan untuk komunikasi Tiap-tiap layer mempercayakan pada layer berikutnya yg lebih rendah untuk melaksanakan fungsi yg lebih primitif Tiap-tiap layer menyediakan jasa untuk layer berikutnya yang lebih tinggi Perubahan di satu layer tidak memerlukan perubahan di layer yg lain

OSI Layers

The OSI Environment

OSI as Framework for Standardization

Layer Specific Standards

Elements of Standardization Spesifikasi protokolOperasi antara lapisan yg sama pada dua sistem Mungkin melibatkan sistem operasi yg berbeda Spesifikasi protokol harus tepat Format of data units Semantics of all fields allowable sequence of PCUs

Service definitionFunctional description of what is provided

AddressingReferenced by SAPs

Service Primitives and Parameters Jasa antara layer yg bersebelahan dinyatakan dalam kaitan dengan primitif dan parameter Primitives menetapkan fungsi untuk dilakukan Parameters melewatkan data dan mengendalikan info

Primitive TypesREQUEST Yang dikeluarkan primitif oleh pemakai jasa untuk memohon beberapa jasa dan untuk melewatkan parameter yg diperlukan untuk menetapkan secara penuh jasa yang diminta A primitive issued by a service provider either to: indicate that a procedure has been invoked by the peer service user on the connection and to provide the associated parameters, or notify the service user of a provider-initiated action Yang dikeluarkan primitif oleh pemakai jasa untuk mengakui beberapa prosedur yg sebelumnya dilibatkan oleh permintaan pemakai jasa Yang dikeluarkan primitif oleh pemakai jasa untuk mengakui atau melengkapi beberapa prosedur yg sebelumnya dilibatkan oleh suatu permintaan dari pemakai jasa

INDICATION

RESPONSE

CONFIRM

Timing Sequence for Service Primitives

OSI Layers (1) PhysicalPhysical menghubungkan antar alat Mechanical Electrical Functional Procedural

Data LinkMengaktifkan, memelihara dan mematikan link Error detection and control Higher layers may assume error free transmission

OSI Layers (2) Network Transport dari informasi Layer tertinggi tidak memerlukan untuk mengetahui tentang teknologi layer di bawahnya Tidak diperlukan pada direct links

Transport Pertukaran data antar akhir sistem Bebas error In sequence Tidak ada losses No duplicates Quality of service

OSI Layers (3) SessionMengendalikan dialog antar aplikasi Dialogue discipline Pengelompokan Recovery

PresentationData formats and coding Kompressi data Encryption

ApplicationAplikasi digunakan untuk mengakses lingkungan OSI

Use of a Relay

TCP/IP Protocol Architecture Dikembangkan oleh the US Defense Advanced Research Project Agency (DARPA) for its packet switched network (ARPANET) Digunakan oleh internet global Tidak ada macam model tetapi aktif satu.Application layer Host to host or transport layer Internet layer Network access layer Physical layer

Physical Layer Physical menghubungkan antara alat transmisi data (e.g. computer) dan medium transmisi atau jaringan Karakteristik dari medium transmisi Signal levels Data rates etc.

Network Access Layer Pertukaran data antara sistem akhir dan jaringan Tujuan ketetapan alamat Permohonan jasa seperti prioritas

Internet Layer (IP) Sistem mungkin dipasang ke jaringan yang berbeda Fungsi routing menyebrang ke berbagai jaringan Implementasi di akhir sistem dan routers

Transport Layer (TCP) Dipercaya dalam pengiriman data Pemesanan pengiriman

Application Layer Support untuk aplikasi pengguna e.g. http, SMPT

OSI v TCP/IP

TCP Transport layer biasanya adalah Transmission Control Protocol Koneksi dapat dipercaya

koneksi Temporary logical association antar kesatuan di dalam sistem yg berbeda

TCP PDU Disebut dengan TCP segment Termasuk port sumber dan tujuan (c.f. SAP) Identifikasi pelanggan masing - masing (applications) Koneksi mengacu pada pair dari ports

TCP tracks segments anatra kesatuan pada tiap tiap koneksi

UDP Alternative dari TCP yaitu User Datagram Protocol Tidak dijamin dalam pengirimannya Tidak ada pemeliharaan dalam urutan Tidak ada perlindungan melawan terhadap duplikasi Minimum overhead Adds port addressing to IP

TCP/IP Concepts

Addressing level Level dalam architecture dimana kesatuan dinamai Pengalamatan unik untuk tiap akhir sistem (computer) and router Network level addressIP or internet address (TCP/IP) Network service access point or NSAP (OSI)

Proses didalam sistemPort number (TCP/IP) Service access point or SAP (OSI)

Trace dari operasi sederhana Process dihubungkan dengan port 1 di host A mengirim pesan kepada port 2 di host B Process yang ada menjatuhkan pesan ke TCP untuk dikirim ke port 2 TCP menjatuhkan ke IP untuk dikirim ke host B IP menjatuhkan ke network layer (e.g. Ethernet) untuk dikirim ke router J Menghasilkan satu set encapsulated PDUs

PDUs in TCP/IP

Example Header Information Port tujuan Urutan nomor Checksum

Beberapa protokol dalam deretan TCP/IP

Required Reading Stallings chapter 2 Comer,D. Internetworking with TCP/IP volume I Comer,D. and Stevens,D. Internetworking with TCP/IP volume II and volume III, Prentice Hall Halsall, F. Data Communications, Computer Networks and Open Systems, Addison Wesley RFCs

William Stallings Data and Computer Communications 7th EditionBagian 3 Transmisi data

Terminology (1) Pemancar Penerima MediaGuided medium e.g. twisted pair, optical fiber

Unguided medium e.g. air, water, vacuum

Terminology (2) Direct linkTidak ada alat perantara

Point-to-pointDirect link Hanya 2 peralatan yang menghubungkan

Multi-pointLebih dari 2 alat yang menghubungkan

Terminology (3) SimplexSatu arah e.g. Television

Half duplexDua arah, tetapi hanya satu arah secara serentak e.g. police radio

Full duplexDua arah pada waktu yang sama e.g. telephone

Frequency, Spectrum and Bandwidth Time domain conceptsAnalog signal Various in a smooth way over time

Digital signal Memelihara suatu level konstan kemudian mengubah ke level konstan yang lain

Periodic signal Pola mengulangi dari waktu ke waktu

Aperiodic signal Pola tidak mengulang dari waktu ke waktu

Analogue & Digital Signals

Periodic Signals

Gelombang sinus Amplitudo puncak (A)Kekuatan maksimum dari sinyal volts

Frequency (f)Perubahan rata rata dari sinyal Hertz (Hz) or cycles per second Period = time for one repetition (T) T = 1/f

Phase ( )Posisi relatif pada waktunya

Varying Sine Waves s(t) = A sin(2 ft + )

Panjang gelombang Jarak dalam satu kali beredar Jarak antara dua poin yang berfasa sama di dalam dua siklus berurutan Assuming signal velocity v = vT f=v c = 3*108 ms-1 (speed of light in free space)

Frequency Domain Concepts Sinyal biasanya terdiri dari banyak frekuensi Komponennya adalah gelombang sinus Dapat ditunjukkan (analisia fourier) bahwa semua sinyal terdiri dari komponen gelombang sinus Dapat merencanakan fungsi dari frequency domain

Addition of Frequency Components (T=1/f)

Frequency Domain Representations

Spectrum & Bandwidth Spectrumrange frekuensi yang terdapat dalam sinyal

Absolute bandwidthLebar dari spektrum

Effective bandwidth Sering disebut bandwidthFrekuensi Narrow band yang berisi kebanyakan dari energi

DC ComponentComponent of zero frequency

Signal with DC Component

Data Rate and Bandwidth Sistem transmisi manapun mempunyai band frekuensi yang terbatas Batas ini adalah bahwa data rate dapat dibawa (carrier)

Analog and Digital Data Transmission DataKesatuan yang menyampaikan arti/maksud

SignalsPenyajiian data yang elektrik atau elektromagnetik

TransmissionKomunikasi data dengan propagasi dan pengolahan sinyal

Analog and Digital Data AnalogNilai nilai berlanjut dalam beberapa interval e.g. sound, video

DigitalNilai terpisah e.g. text, integers

Acoustic Spectrum (Analog)

Analog and Digital Signals Berarti bahwa data dipropagasikan AnalogVariabel kontinyu Macam media wire, fiber optic, space

Bandwidth suara 100Hz to 7kHz Telephone bandwidth 300Hz to 3400Hz Video bandwidth 4MHz

DigitalMenggunakan dua komponen DC

Advantages & Disadvantages of Digital Murah Sedikit peka terhadap noise Attenuation lebih besarPulses menjadi lebih bulat dan kecil Leads terhadap hilangnya informasi

Attenuation of Digital Signals

Komponen Suara Frequency range (of hearing) 20Hz-20kHzSuara 100Hz-7kHz

Dengan mudah dikonversi menjadi sinyal elektromagnetik untuk transmisi Frekuensi bunyi dengan volume yg bermacam macam yg diubah menjadi frekuensi elektromagnetik dengan tegangan yg bermacam Batas range frekuensi untuk kanal suara300-3400Hz

Konversi suara kedalam sinyal analog

Video Components USA - 483 lines scanned per frame at 30 frames per second 525 lines but 42 lost during vertical retrace

So 525 lines x 30 scans = 15750 lines per second 63.5 s per line 11 s for retrace, so 52.5 s per video line

Frekuensi max jika garis mengubah hitam dan putih Resolusi horisontal sekitar 450 garis memberikan 225 siklus dari gelombang in 52.5 s Max frequency of 4.2MHz

Binary Digital Data Dari terminal komputer etc. Dua komponen dc Bandwidth bergantung pada data rate

Konversi PC kedalam sinyal digital

Data and Signals Biasanya menggunakan sinyal digital untuk data digital dan sinyal analog untuk data analog Dapat menggunakan sinyal analog untuk membawa data digitalModem

Dapat menggunakan sinyal digital untuk membawa data analogCompact Disc audio

Sinyal analog membawa data digital dan analog

Sinyal digital membawa data digital dan analog

Analog Transmission Sinyal analog dipancarkan tanpa melihat isi Dapat berupa data digital atau analog Attenuated over distance Menggunakan amplifiers untuk sinyal boost Juga memperkuat noise

Digital Transmission Terkait dengan isi Integritas dibahayakan oleh noise, attenuation etc. Menggunakan Repeaters Repeater menerima sinyal Extracts bit pattern Retransmits Attenuation is overcome Noise tidak diperbesar

Keuntungan dari transmisi digital Digital technology Low cost LSI/VLSI technology

Data integrity Longer distances over lower quality lines

Capacity utilization Bandwith tinggi berhubungan dengan ekonomis Derajat tinggi dari multiplexing lebih mudah dengan teknik digital

Security & Privacy Encryption

Integration Dapat perlakukan data digital dan analog dg cara yg sama

Pelemahan transmisi Sinyal yg diterima berbeda dengan yg dipancarkan Analog - degradation of signal quality Digital - bit errors Disebabkan olehAttenuation and attenuation distortion Delay distortion Noise

Attenuation Kekuatan sinyal mulai jatuh dengan jarak Bergantung pada media Kekuatan yg diterima sinyal:Harus cukup untuk dideteksi Harus lebih tinggi daripada noise untuk diterima tanpa error

Attenuation adalah suatu peningkatan fungsi frekuensi

Delay Distortion Hanya didalam media yg dipandu Macam-macam percepatan propagasi dengan frekuensi

Noise (1) Sinyal tambahan dimasukkan antara penerima dan pemancar PanasBerkaitan dengan panas dari elektron Didistribusikan secara seragam White noise

IntermodulationIsyarat yang menjadi penjumlahan dan perbedaan dari frekwensi asli yang berbagi suatu medium

Noise (2) CrosstalkSinyal dari satu garis diambil oleh yang lain

ImpulsePulsa tidak beraturan atau spikes External electromagnetic interference Short duration High amplitude

Kapasitas Kanal Data rateBits per second Tingkat di mana data dapat dikomunikasikan

BandwidthSatu putaran per second of Hertz yang dibatasi oleh medium dan pemancar

Nyquist Bandwidth Jika tingkat sinyal transmisi adalah 2B kemudian sinyal dengan frekwensi tidak lebih besar dibanding B cukup untuk membawa signal rate Memberikan bandwidth B, signal rate tertinggi adalah 2B Memberikan binary signal, data rate didukung oleh B Hz adalah 2B bps Bisa ditingkatkan dengan menggunakan M level signal C= 2B log2M

Shannon Capacity Formula Pertimbangan data rate,noise and error rate Lebih cepat data rate memperpendek tiap bit maka pengaruh kerusakan dari pengaruh noise lebih dari bitsMemberikan level noise, data rate tinggi yang berarti lebih tinggi dari error rate

Signal to noise ration (in decibels) SNRdb=10 log10 (signal/noise) Capacity C=B log2(1+SNR) Ini adalah error free capacity

Required Reading Stallings chapter 3

William Stallings Data and Computer Communications 7th EditionBagian 4 Media Transmisi

Overview Guided - wire Unguided - wireless Karakteristik dan qualitas diberikan oleh media dan sinyal For guided, media lebih penting For unguided, lebar pita dihasilkan oleh antena adalah lebih penting kuncinya rata-rata data dan jarak

Faktor Desain Bandwidth(lebar pita)Lebar pita yang tinggi diberikan ke data rata-rata yang tinggi

Transmission impairmentsMengurangi

Interferensi Jumlah dari penerimaIn guided media Banyak penerima (multi-point) dikenalkan banyak mengurangi

Spektrum Elektromagnetik

Guided Media Transmisi Twisted Pair Kabel Coaxial Fiber Optic

Karakteristik Transmisi dari Guided MediaFrequency Range Twisted pair (with loading) Twisted pairs (multi-pair cables) Coaxial cable Optical fiber 0 to 3.5 kHz 0 to 1 MHz 0 to 500 MHz 186 to 370 THz Typical Attenuation 0.2 dB/km @ 1 kHz 0.7 dB/km @ 1 kHz 7 dB/km @ 10 MHz 0.2 to 0.5 dB/km Typical Delay 50 s/km 5 s/km 4 s/km 5 s/km Repeater Spacing 2 km 2 km 1 to 9 km 40 km

Twisted Pair

Aplikasi Twisted Pair Most common medium Jaringan teleponAntara rumah dan local exchange (subscriber loop)

Dalam gedungUntuk pertukaran cabang sendiri(PBX)

Untuk local area networks (LAN)10Mbps atau 100Mbps

Twisted Pair - Pros and Cons murah mudah bekerja dengan Rata-rata data rendah Range pendek

Karakteristik Transmisi Twisted Pair AnalogDikuatkan setipa 5km sampai 6km

DigitalMenggunakan kedua sinyal analog dan sinyal digital pengulangan setiap 2km atau 3km

Jarak dibatasi Lebar pita dibatasi (1MHz) Rata-rata data dibatasi (100MHz) Mudah terpengaruh oleh interferensi dan noise

Near End Crosstalk Coupling of signal from one pair to another Coupling takes place when transmit signal entering the link couples back to receiving pair i.e. near transmitted signal is picked up by near receiving pair

Unshielded and Shielded TP Unshielded Twisted Pair (UTP)Kabel telepon biasa murah Mudah diinstal dibiarkan dari interferensi EM dari luar

Shielded Twisted Pair (STP)Pita baja atau sarung untuk mengurangi interferensi Lebih mahal keras untuk dipegang (tebal, berat)

Kategori UTP Kategori 3 Di atas 16MHz Tingkatan voice ditemukan dalam banyak perkantoran Panjang twist dari 7.5 cm sampai 10 cm

Kategori 4 Di atas 20 MHz

Kategori 5 Di atas 100MHz biasanya sebelum diinstal pada bangunan gedung baru Panjang twist 0.6 cm sampai 0.85 cm

Kategori 5E (Enhanced) lihat tabel Kategri 6 Kategori 7

Perbandingan dari Shielded dan Unshielded Twisted PairAttenuation (dB per 100 m)Frequency (MHz) Category 3 UTP Category 5 UTP 150-ohm STP

Near-end Crosstalk (dB)Category 3 UTP Category 5 UTP 150-ohm STP

1

2.6

2.0

1.1

41

62

58

4

5.6

4.1

2.2

32

53

58

16

13.1

8.2

4.4

23

44

50.4

25

10.4

6.2

41

47.5

100

22.0

12.3

32

38.5

300

21.4

31.3

Kategori dan kelas Twisted PairCategory 3 Class C Category 5 Class D Category 5E Category 6 Class E Category 7 Class F

Bandwidth

16 MHz

100 MHz

100 MHz

200 MHz

600 MHz

Cable Type

UTP

UTP/FTP

UTP/FTP

UTP/FTP

SSTP

Link Cost (Cat 5 =1)

0.7

1

1.2

1.5

2.2

Kabel Coaxial

Aplikasi Kabel Coaxial Medium banyak berubah-ubah Distribusi TelevisiAriel to TV TV kabel

Transmisi telepon jarak jauhDapat membawa 10,000 panggilan suara simultan Menjadi pengganti dari fiber optic

Sistem links komputer jarak dekat Local area networks(LAN)

Karakteristik Transmisi - kabel Coaxial Analogpenguatan tiap sedikit km Penutup jika frekuensi tinggi Di atas 500MHz

DigitalPengulangan setiap 1km Penutup untuk rata-rata data yang tinggi

Fiber Optic

Keunggulan Fiber Optic Kapasitas besarRata-rata data dari seribu dari Gbps

Ukuran kecil & berat Attenuation rendah Isolasi Elektromagnetik Jarak pengulangan besar10s of km at least

Aplikasi Fiber Optic Penarik saluran besar-panjang Saluran besar metropolitan Saluran besar penukar di sekitar desa Subscriber loops LAN

Karakteristik Transmisi Fiber Optic Beraksi sebagai gelombang guide for 1014 to 1015 Hz Bagian dari infrared dan spectrum yang kelihatan

Light Emitting Diode (LED) Lebih murah Di operasikan pada range temperatur yang lebih lebar Akhir terpanjang

Injection Laser Diode (ILD) Lebih effisien Rata-rata data terbesar

Wavelength Division Multiplexing

Mode Transmisi Fiber Optic

Penggunaan Frekuensi Untuk Aplikasi FiberWavelength (in vacuum) range (nm) 820 to 900 Frequency range (THz) Band label Fiber type Application

366 to 333

Multimode

LAN

1280 to 1350

234 to 222

S

Single mode

Various

1528 to 1561

196 to 192

C

Single mode

WDM

1561 to 1620

185 to 192

L

Single mode

WDM

Attenuation in Guided Media

Frekuensi Transmisi Wireless 2GHz sampai 40GHzMicrowave Highly directional Point to point Satelit

30MHz sampai 1GHzOmnidirectional Pemancar radio

3 x 1011 sampai 2 x 1014Infrared Local

Antenna Konduktor elektrik (atau sistem) yang digunakan untuk energi radiasi elektromagnetik atau mengumpulkan energi elektromagnetik Transmisi Energi frekuensi radio dari transmitter Di rubah ke energi elektromagnetik oleh antenna Radiasi dalam mengelilingi sekitar

Penerimaan Energi elektromagnetik melanggar dalam antena Di konversi untuk energi frekuensi elektrik radio Bentuk untuk receiver

Antena yang sama sering digunakan untuk keduanya

Pola Radiasi Daya diradiasikan dalam semua directions Performa tidak sama dalam semua directions Antena Isotropic adalah titik dalam jarak (theoretical)Radiasi dalam semua directions sama Memberi pola radiasi spherical

Antena Refleksi Parabola Di gunakan untuk terrestrial dan satelit microwave Parabola adalah locus dari titik equidistant dari suatu line dan suatu bagian tidak pada line tersebut Titik tetap adalah focus Line adalah directrix

Parabola berputar tentang untuk mendapat paraboloid Pemotongan silang paralel untuk axis memberikan parabola Pemotongan silang tegak lurus untuk axis memberikan lingkaran

Sumber ditempatkan pada focus akan menghasilkan gelombang refleksi dari parabola dalam pararel dengan axis Membuat (theoretical) pararel sinar cahaya dari/sound/radio

Pada penerima, sinyal dipusatkan pada focus,dimana detector diletakkan

Antena Refleksi Parabola

Gain Antena Ukuran directional antena Power output dalam arah particular dibandingkan dengan yg diproduksi oleh isotropic antenna Measured in decibels (dB) Menyebabkan kerugian pada power di arah yg lain Area efektif berhubungan dengan ukuran dan bentukRelated to gain

Terrestrial Microwave Parabolic dish Focused beam Line of sight Long haul telecommunications Ferkuensi tinggi memberikan data rate tinggi

Satellite Microwave Satellite adalah stasiun relay Satellite menerima dalam satu frekuensi, amplifies atau mengulang sinyal dan mengirim pada frekuensi yg lain Requires geo-stationary orbitHeight of 35,784km

Television Long distance telephone Private business networks

Satellite Point to Point Link

Link Pemancar Satelite

Pemancar Radio Omnidirectional Radio FM Televisi UHF dan VHF Line of sight Suffers from multipath interferenceRefleksi

Infrared Modulate noncoherent infrared light Line of sight (or reflection) Dihalangi oleh dinding e.g. TV remote control, IRD port

Propagasi Tanpa Kabel(Wireless) Sinyal berjalan melalui tiga rute Ground wave Follows contour of earth Up to 2MHz AM radio

Sky wave Amateur radio, BBC world service, Voice of America Sinyal dipantulkan oleh lapisan ionosfer dari atmosfer tertinggi (Actually refracted)

Line of sight Above 30Mhz May be further than optical line of sight due to refraction More later

Propagasi Gelombang Tanah

Propagasi gelombang langit

Line of Sight Propagation

Refraction Velocity dari gelombang elektromagnetik adalah sebuah fungsi dari kepadatan material ~3 x 108 m/s in vacuum, less in anything else

Sebagai gelombang bergerak dari satu medium ke lainnya, kecepatannya berubah Menyebabkan pembengkokkan arah gelombang

Ke arah medium yang lebih padat Index of refraction (refractive index) adalah Sin(sudut datang)/sin(sudut bias) Varies with wavelength

Mungkin menyebabkan perubahan arah mendadak pada transisi antara media Kepadatan atmosfer berkurang dengan ketinggian Menyebabkan pembengkokkan ke arah bumi dari gelombang radio

Optical and Radio Horizons

Line of Sight Transmission Free space loss Sinyal membubarkan dengan jarak Lebih baik untuk frekuensi yg lebih rendah (panjang gelombang lebih panjang)

Penyerapan oleh atmosfer Uap air dan oksigen menyerap sinyal radio Water greatest at 22GHz, less below 15GHz Oxygen greater at 60GHz, less below 30GHz Hujan dan kabut menghamburkan gelombang radio

Multipath Lebih baik Untuk mendapatkan arah garis jika mungkin Sinyal dapat dipantulkan yg menyebabkan berbagai salinan untuk diterima Mungkin tidak semua sinyal dapat dipantulkan Mungkin menguatkan atau membatalkan sinyal langsung

Pembiasan Mengakibatkan sebagian atau total hilangnya sinyal pada penerima

Free Space Loss

Multipath Interference

Required Reading Stallings Chapter 4

William Stallings Komunikasi Data dan Komputer Edisi ke 7Bab 5 Teknik Sinyal Encoding

Teknik Encoding Data digital, sinyal digital Data analog, sinyal digital Data digital, sinyal analog Data analog, sinyal analog

Data digital, sinyal digital sinyal digital Diskrit, pulsa tegangan diskontinyu tiap pulsa adalah elemen sinyal data biner diubah menjadi elemen-elemen sinyal

Ketentuan(1) Unipolar Semua elemen-elemen sinyal dalam bentuk yang sama

Polar satu state logic dinyatakan oleh tegangan positif dan sebaliknya oleh tegangan negatif

Rating Data Rating data transmisi data dalam bit per secon

Durasi atau panjang suatu bit Waktu yang dibutuhkan pemancar untuk memancarkan bit

Ketentuan (2) Rating modulasi Rating dimana level sinyal berubah Diukur dalam bentuk baud=elemen-elemen sinyal per detik

Tanda dan ruang Biner 1 dan biner 0 berturut-turut

Menerjemahkan Sinyal Perlu diketahui Waktu bit saat mulai dan berakhirnya Level sinyal

Faktor-faktor penerjemahan sinyal yang sukses Perbandingan sinyal dengan noise(gangguan) Rating data Bandwidth

Perbandingan Pola-Pola Encoding(1) Spektrum sinyal Kekurangan pada frekuensi tinggi mengurangi bandwidth yang dibutuhkan Kekurangan pada komponen dc menyebabkan kopling ac melalui trafo menimbulkan isolasi Pusatkan kekuatan sinyal di tengah bandwidth

Clocking Sinkronisasi transmiter dan receiver Clock eksternal Mekanisme sinkronisasi berdasarkan sinyal

Perbandingan Pola-Pola Encoding(2) Pendeteksian error Dapat dibangun untuk encoding sinyal

Interferensi sinyal dan kekebalan terhadap noise Beberapa code lebih baik daripada yang lain

Harga dan Kerumitan Rating sinyal yang lebih tinggi(seperti kecepatan data) menyebabkan harga semakin tinggi Beberapa code membutuhkan rating sinyal lebih tinggi

Pola Pola encoding Nonreturn to Zero-Level (NRZ-L) Nonreturn to Zero Inverted (NRZI) Bipolar-AMI Pseudoternary Manchester Differential Manchester B8ZS HDB3

Nonreturn to Zero-Level (NRZ-L) Dua tegangan yang berbeda antara bit 0 dan bit 1 Tegangan konstan selama interval bit Tidak ada transisi yaitu tegangan no return to zero Contoh: Lebih sering, tegangan negatif untuk satu hasil dan tegangan positif untuk yang lain Ini adalah NRZ-L

Nonreturn to Zero Inverted (NRZI) Nonreturn to Zero Inverted (NRZI) dalam kesatuan Pulsa tegangan konstan untuk durasi bit Data dikodekan / diterjemahkan sebagai kehadiran(ada) atau ketiadaan sinyal transisi saat permulaan bit time Transisi (dari rendah ke tinggi atau tinggi ke rendah) merupakan biner 1 Tidak ada transisi untuk biner 0 Sebagai contoh encoding differential

NRZ

Encoding differential Data menggambarkan perubahan daripada level Deteksi yang lebih dapat dipercaya untuk transisi daripada level Pada transmisi yang lebih komplek layoutnya lebih mudah hilang pada polatitas

NRZ pros and cons Pros Mudah untuk teknisi Membuat kegunaan bandwidth menjadi baik

Cons Komponen dc Kekurangan dari kapasitas sinkronisasi

Digunakan untuk recording magnetik Tidak sering digunakan untuk transmisi sinyal

Biner Multilevel Digunakan lebih dari 2 level Bipolar-AMI Zero menggambarkan tidak adanya line signal Satu menggambarkan positif atau negatif sinyal Satu pulsa menggantikan dalam polaritas Tidak ada kerugian dalam sinkronisasi jika panjang tali (nol masih bermasalah) Bandwidth rendah Tidak ada jaringan untuk komponen dc Mudah mendeteksi error

Pseudoternary Satu menggambarkan adanya jalur sinyal Zero menggambarkan perwakilan dari positif dan negatif Tidak adanya keuntungan atau kerugian pada bipolar-AMI

Bipolar-AMI and Pseudoternary

Pertukarn untuk biner multilevel Tidak ada efisiensi pada NZR Tiap elemen sinyal hanya menggambarkan satu bit Pada 3 level sistem dapat menggambarkan log23 = 1.58 bits Receiver harus membedakan diantara 3 level (+A, -A, 0) Membutuhkan kira-kira lebih dari 3db kekuatan sinyal untuk kemungkinan yang sama dalam bit error

Dua fase Manchester Transisi di tengah untuk tiap periode bit Perpindahan transisi sebagai clock dan data Rendah ke tinggi menggambarkan nol Tinggi ke rendah menggambarkan zero Digunakan IEEE 802.3

Differential Manchester Transisi Midbit adalah hanya clocking Transisi dimulai saat periode bit menggambarkan zero Tidak ada transisi yang dimulia saat periode bit dalam menggambarkan nol Catatan : ini adalah pola differential encoding Digunakan IEEE 802.5

Manchester Encoding

Differential Manchester Encoding

Pros dan Cons dua fase Con Paling sedikit satu transisi tiap bot time dan kemungkinan dua Kecepatan modulasi maksimum adalah kedua NZR Memerlukan lebih banyak bandwidth

Pros Sinkronisasi dalam transisi bit mid (clocking sendiri) Tidak ada komponen dc Pendeteksian error Kehadiran dalam transisi yang diharapkan

Kecepatan Modulasi

Scrambling Penggunaan Scrambling untuk menggantikan rangkaian yang menghasilkan tegangan konstan. Rangkaian Filling Harus cukup menghasilkan transisi untuk sinkronisasi Harus dapat diakui oleh receiver dan digantikan dengan yang asli Panjang sama dengan yang asli

Tidak ada komponen dc Tidak ada rangkaian panjang pada saluran sinyal level zero Tidak ada penurunan pada kecepatan data Kemampuan pendeteksian error

B8ZS Penggantian Bipolar With 8 Zeros Didasarkan pada bipolar-AMI Jika octet pada semua zero dan pulsa terakhir tegangan yang terdahulu adalah encode positif sebagai 000+-0-+ Jika octet pada semua zero dan pulsa terakhir tegangan yang terdahulu adalah encode negatif sebagai 000-+0+ Karena dua pelanggaran pada kode AMI Tidak mungkin untuk terjadi seperti hasil noise Receiver mendeteksi dan menerjemahkan seperti octed pada semua zero

HDB3 Kepadatan tinggi Bipolar 3 Zeros Didasarkan pada bipolar-AMI String pada empat zero digantikan dengan satu atau dua pulsa

B8ZS dan HDB3

Data digital, sinyal analog Sistem telepon umum 300Hz to 3400Hz Menggunakan modem (modulatordemodulator)

Amplitude shift keying (ASK) Frequency shift keying (FSK) Phase shift keying (PSK)

Amplitude Shift Keying Hasil diwakili oleh perbedaan amplitudo pada carrier Selalu, satu amplitudo adalah zero Yakni,kehadiran dan ketidakhadiran pada carrier adalah digunakan

Rentan untuk pergantian gain tiba-tiba Tidak efisien Sampai dengan 1200bps pada voice grade line Digunakan pada fiber optic

Binary Frequency Shift Keying Secara umum berbentuk binary FSK (BFSK) Dua hasil biner diwakili oleh dua frekuensi yang berbeda(carrier dekat) Tidak mudah error daripada ASK Sampai dengan 1200bps pada voice grade line Frekuensi radio tinggi Tiap frekuensi tinggi pada LAN menggunakan koaksial

Multiple FSK Digunakan lebih dari dua frekuensi Bandwidth lebih efisien Lebih mudah error Tiap elemen sinyal mewakili lebih dari satu bit

FSK pada Voice Grade Line

Phase Shift Keying Fase pada sinyal carrier adalah perubahan untuk mewakili data Binary PSK Dua fase diwakili dua digit biner

Differential PSK Perubahan fase relatif untuk transmisi sebelumnya lebih dari beberapa sinyal referensi

Differential PSK

Quadrature PSK Penggunaan lebih efisien oleh tiap elemen sinyal diwakili lebih dari satu bit Misalnya perubahan pada /2 (90o) Tiap elemen diwakili dua bit Dapat digunakan 8 sudut fase dan memiliki lebih dari satu amplitudo 9600bps modem menggunakan sudut 12, empat pada tiap dua amplitudo Offset QPSK (orthogonal QPSK) Delay dalam aliran Q

QPSK dan Modulator OQPSK

Contoh pada gelombang QPSF dan OQPSK

Performance pada Pola Modulasi Digital ke Analog Bandwidth Bandwidth ASK dan PSK berhubungan langsung pada kecepatan bit Bandwidth FSK berhubungan pada kecepatan data untuk frekuensi rendah tetapi pada offset frekuensi modulasi untuk frekuensi tinggi carrier (lihat Stallings pada math) Pada saat noise, kecepatan bit error pada PSK dan QPSK adalah kira-kira 3dB superior untuk ASK dan FSK

Quadrature Amplitude Modulation QAM digunakan pada asymmetric digital subscriber line (ADSL) dan beberapa wireless Kombinasi dari ASK dan PSK Logical extension pada QPSK Dikirimkan dua sinyal simultan yang berbeda dalam frekuensi carrier yang sama Digunakan dua copy carrier,satu shifted 90 Tiap carrier adalah modulasi ASK Dua sinyal independen sama media Demodulasi dan kombinasi untuk output sinyal original

QAM Modulator

Level-level QAM Dua level ASK Setiap dua aliran dalam satu keadaan Empat sistem keadaan Essentially QPSK

Empat level ASK Kombinasi aliran menjadi satu pada 16 perubahan

64 dan 256 sistem keadaan memiliki implementasi Kecepatan data diperbaiki untuk bandwidth yang dinerikan Ditambahkan potensial kecepatan error

Data Analog, Sinyal Digital Digitalisasi Konversi dari data analog ke data digital Data digital dapat ditransmisikan dengan menggunakan NRZ-L Data digital dapat ditransmisikan dengan menggunakan code selain NRZ-L Data digital dapat dirubah menjadi sinyal analog Konfersi analog ke digital menggunakan code Pulse code modulation Modulasi delta

Digitalisali Data Analog

Pulse Code Modulation(PCM) (1) Jika sinyal diambil pada interval regular kecepatannya lebih tinggi daripada kedua sinyal frekuensi, sample menahan banyak informasi pada sinyal original (Proof - Stallings appendix 4A)

Batas data voice(suara) sampai 4000Hz Membutuhkan 8000 sample tiap detik Sample-sample analog (Pulse Amplitude Modulation, PAM) Tiap sample diberikan nilai digital

Pulse Code Modulation(PCM) (2) Sistem 4 bit memberi 16 level Kualitas Kualitas error atau noise Kira-kira diartikan dimungkinkan untuk menutup kembali ketepatan original

8 bit sample memberi 256 level Perbandingn kualitas dengan transmisi analog 8000 samples tiap detik pada tiap 8 bit memberi 64kbps

PCM Example

PCM Block Diagram

Nonlinear Encoding Kualitas level bukan tempat yang rata Mengurangi sinyal distorsi Selalu dapat dilakukan oleh companding

Effect of Non-Linear Coding

Tipe Fungsi Companding

Modulasi Delta Input analog kira-kira seperti fungsi tangga rumah Perpindahan naik atau turun satu level ( ) pada tiap sample interval Binary behavior Fungsi perpindahan naik atau turun satu level pada tiap sample interval

Modulasi Delta-Contoh

Modulasi Delta- operasi

Modulasi Delta - Performance Menghasilkan suara yang baik PCM - 128 levels (7 bit) Bandwidth suara 4khz Harus 8000 x 7 = 56kbps for PCM

Data compression dapat memperbaiki seperti Misal teknik coding interface pada video

Data Analog,Sinyal Analog Mengapa modulasi sinyal analog? Frekuensi yang tinggi dapat memberikan efisiensi lebih pentransmisian Permits frequency division multiplexing (chapter 8)

Tipe-tipe modulasi Amplitudo Fase Frekuensi

Modulasi Analog

Bacaan yang dibutuhkan Stallings bab 5

William Stallings Komunikasi Data dan Komputer Edisi ke 7Teknik Komunikasi Data Digital

Transmisi Asinkron dan Sinkron Masalah waktu membutuhkan mekanisme untuk menyamakan antara transmiter dan receiver Dua salusi Asinkronisasi Sinkronisasi

Asinkron Data ditransmisikan dalam karakter setiap waktu 5 to 8 bits

Timing (waktu) hanya memerlukan pertahanan dalam tiap karakter Sinkronisasi ulang tiap karakter

Asinkron diagram

Asinkron Pada aliran yang tetap, interval diantara karakter adalah sama (panjang elemen stop) Dalam keadaan tidak lancar,receiver mengecek untuk transisi 1 ke 0 Saat 7 interval sample berikutnya (panjang karakter) Melihat untuk 1 ke 0 untuk karakter berikutnya Simple Murah Overhead pada 2 atau 3 bit per karakter (~20%) Baik untuk data dengan jarak yang panjang (keyboard)

Sinkron-level bit Block pada transmisi data tanpa start atau stop bits Clock harus sama (sinkron) Dapat menggunakan jalur clock yang terpisah Baik untuk jarak dekat Perusakan subjek

Meletakkan sinyal clock dalam data Encoding Manchester Menemukan kembali carrier (pada modulasi digital)

Sinkron-level block Membutuhkan petunjuk saat start dan end pada block Menggunakan preamble dan postamble Yaitu series pada karakter SYN (hex 16) Yaitu block pada 11111111 patterns ending dalam 11111110 Lebih efisien (Overhead lebih kecil) daripada asinkron

Sinkron (diagram)

Tipe-tipe error Error terjadi ketika ada perubahan diantara transmitter dan receiver Error single bit Diantara satu bit Bit yang berdekatan tidak efektif White noise

Burst errors Panjang B Impulse noise Memudar dalam wireless Efek lebih besar saat kecepatan data tinggi

Proses Pendeteksian Error

Pendeteksian Error Bit tambahan yang dibuat oleh transmitter untuk mendeteksi error code Parity Nilai dari Parity bit merupakan karakter even (even parity) atau odd (odd parity) dalam satu angka Even number dari bit error berarti tidak terdeteksi

Cyclic Redundancy Check Untuk block pada transmitter k bit transmitter membangkitkan n bit sequence Transmit k+n bits yang tepat membagi menjadi beberapa angka Receiver membagi frame dengan angka Jika tidak ada peringatan, diasumsikan tidak ada error

Untuk materi, lihat Stallings bab 6

Koreksi Error Koreksi pada pendeteksian error memerlukan block data yang dikirimkan kembali (lihat bab 7) Tidak ada yang tepat untuk aplikasi wireless Kecepartan bit error tinggi Lebih banyak pengiriman ulang

Waktu tunggu perambatan lebih lama dibandingkan pengiriman frame Diperlukan koreksi error untuk penerimaan bit dalam basic

Diagram Proses Koreksi Error

Proses Koreksi Error Tiap k bit block mapped untuk n bit block (n>k) Codeword Forward error correction (FEC) encoder

Codeword dikirim Diterima bit string yang sama untuk pengiriman tetapi masih ada error Diterima codeword lalu dirubah ke FEC decoder Jika ada error, dikeluarkan data block original Beberapa error dapat dideteksi dan dikoreksi Beberapa error dapat dideteksi tetapi tidak dapat dikoreksi Beberapa error tidak dapat dideteksi Hasil yang tidak dikoreksi dari FEC

Bekerja pada Koreksi Error Membuat redundancy untuk pengiriman pesan Dapat menarik kesimpulan pada level kecepatan error E.g. koreksi code block error Secara umum membuat (n k ) bits menjadi end pada block Meberikan n bit block (codeword) Semua original k bits termasuk dalam codeword

Beberapa pemetaan FEC k bit input kedalam n bit codeword seperti original k bits tidak terlihat

Kembali untuk materilihat bab 6

Konfigurasi Saluran Topology Fisik menyusun stasiun dalam media Point to point Multi point Komputer dan terminals, local area network

Half duplex Hanya satu stasiun yang mungkin dikirimkan dalam satu waktu Membutuhkan satu data path

Full duplex Simultan antara dua stasiun saat pengiriman dan penerimaan Membutuhkan dua data paths (atau echo canceling)

Konfigurasi Tradisional

Interfacing Peralatan pemrosesan data (atau perlengkapan terminal data, DTE) tidak selalu termasuk fasilitas pengiriman data Dibutuhkan interface yang disebut data circuit terminating equipment (DCE) e.g. modem, NIC

Pengiriman DCE bit dalam media Komunikasi data DCE kontrol info dengan DTE Dilakukan pertukaran circuit Dibutuhkan standar interface yang bersih

Interfacing Komunikasi Data

Karakteristik Interface Mechanical Connection plugs

Electrical Voltage, timing, encoding

Fungsi Data, control, timing, grounding

Procedur Sequence of events

V.24/EIA-232-F ITU-T v.24 Hanya fungsi yang spesifik dan prosedur Referensi standar lain untuk electrical dan mechanical

EIA-232-F (USA) RS-232 Mechanical ISO 2110 Electrical v.28 Functional v.24 Procedural v.24

Spesifikasi Mechanical

Spesifikasi Electrical Sinyal digital Hasil penerjemahan sebagai data atau control, bergantung dalam circuit Lebih dari -3v adalah binary 1, lebih dari +3v adalahbinary 0 (NRZ-L) Kecepatan Signal < 20kbps Jarak Kode untuk B= < 1,1,-1,-1,1,1> Kode untuk C= < 1,1,-1,1,1,-1>

Contoh CDMA

CDMA Explanation Mempertimbangkan Suatu memberitahukan dasar Dasar mengetahui AS kode Asumsikan komunikasi telah menyamakan Suatu kekurangan untuk mengirimkan suatu 1 Irimkan chip mempola < 1,-1,-1,1,-1,1> AS kode Suatu kekurangan untuk mengirimkan 0 Irimkan chip[ mempola Komplemen AS kode Ahli sandi mengabaikan lain sumber ketika penggunaan AS kode untuk memecahkan kode Orthogonal Kode

CDMA untuk DSSS n para pemakai masing-masing menggunakan berbeda ORTHOGONAL PN urutan Atur arus data para pemakai masingmasing * Menggunakan BPSK Alikan dengan penyebaran kode pemakai

CDMA di (dalam) suatu DSSS Lingkungan

Tujuh Menggali CDMA Sandi dan Mecahkan kode

Required Reading Stallings bab 9

Spread Spectrum Data digital atau analog Isyarat analog Data yang di/tersebar (di) atas luas bidang lebar/luas Buatan [yang] menyumbat dan penahanan/pemotongan lebih keras Frekwensi [yang] mengharapkan Isyarat menyiarkan (di) atas rangkaian frekwensi [yang] acak Urutan Langsung Masing-Masing bit diwakili oleh berbagai bit di (dalam) isyarat dipancarkan Motong kode

Data dan Komunikasi Komputer Wiliam Stalling Edisi 7Bab 10 Circuit Switching and Packet Switching

Switching Networks Long distance transmission is typically done over a network of switched nodes Nodes tidak terkait dengan isi data Aksir dari devices adalah stasiunkomputer, terminal, telepon, dll.

Kumpulan dari nodes and connections adalah suatu jaringan komunikasi Data dipetakan olh swicth dari node ke node

Nodes Node hanya boleh dihubungkan dengan node, atau dari stasiun ke node yang lainnya Hubungan Node to node biasanya multiplexed Network biasanya dihubungkan secara parsialBeberapa hungungan yang besar (redundant) agar bisa memperoleh keandalan Dua perbedaan teknologi Switching Circuit switching Packet switching

Simple Switched Network

Circuit Switching Alur komunikasi yang digunakan oleh dua stasiun Tiga fasa (Three phases)Menetapkan (Establish) Mengirim (Transfer) Memutuskan (Disconnect)

Harus memiliki kapasitas switching dan kapasitas channel untuk menetapkan/menentukan koneksi Must have intelligence to work out routing

Aplikasi Circuit Switching Tidak efisian(Inefficient)Kapasitas Channel mempengaruhi waktu connection Jika tidak ada data, kapasitas menjadi sia-sia

Set up (connection) memerlukan banyak waktu Once connected, transfer is transparent Dikembangkan Untuk lalu lintas suara ( telepon)

Public Circuit Switched Network

Komponen Telecomms Subscriber - Alat yang berkait dengan jaringan Subscriber line Local Loop Subscriber loop Connection to network Few km up to few tens of km Switching centers End office - supports subscribers Cabang antara exchanges Multiplexed

Exchange Trunks

Circuit Establishment (bagan circuit)

Circuit Switch Elements

Konsep Circuit Switching Digital Switch Menyediakan jalur sinyal yang transparan antar devices

Network Interface Unit Kontrol Membangun koneksi Biasanya berdasarkan permintaan Menangani dan memahami permintaan Memutuskan apakah memiliki tujuan Membangun jalur

Memelihara koneksi Disconnect (memutuskan koneksi)

Blocking or Non-blocking BlockingSebuah jaringan tidak dapat terkoneksi dengan stasiun karena semua jalur telah digunakan Sebuah jaringan yang ter blocking mengizinkan hal ini Digunakan dalam sistem suara Panggilan berdurasi pendek

Non-blockingMengizinkan semua stasiun untuk terhubung (berpasangan) sekaligus Digunakan untuk koneksi data

Space Division Switching Dikembangkan untuk peralatan analog Memisahkan jalur fisik Switch silang (Crossbar switch)Jumlah persimpangan (crosspoint) bertambah sebanyak n kuadrat dari jumlah stasiun Hilangnya crosspoint dapat mencegah terjadinya koneksi Penggunaan crosspoint yang tidak efisien Semua stasiun terhubung,tapi hanya beberapa yang digunakan

Non-blocking

Space Division Switch

Multistage Switch Mengurangi jumlah dari crosspoints Lebih dari satu alur yang melalui jaringan (network)Meningkatkan keandalan

Control lebih rumit Dapat ter-blocking

Tiga langkah Space Division Switch

Time Division Switching Sistem digital modern yang bersandar pada control kecerdasan dari space and time division elements Menggunakan teknik digital time division untuk menset up dan merawat virtual circuits Mempartisi bit stream berkecepatan rendah menjadi beberapa bagian yang berbagi menjadi stream berkecapatan tinggi

Fungsi Control Signaling Komunikasi yang bersuara dengan subscriber Transmisi dari nomor yang dipanggil Panggilan tidak dapat menjadi indikasi yang lengkap Indikasi akhir panggilan Sinyal menjadi ring telepon Informasi tarif Informasi status peralatan dan trunk Informasi Diagnosa Kontrol dari specialist equipment

Control Signal SequenceKedua telepon on hook Subscriber lifts receiver (off hook) End office switch signaled Switch merespon dengan dial tone Penelepon menekan nomor Jika yang dituju tidaksibuk, mengirim sinyal dering menuju subscriber Feedback to caller (penelepon menerima feedback) Ringing tone, engaged tone, unobtainable

Target menerima panggilan melalui receiver Switch menghentikan sinyal dering dan nada dering Switch membangun koneksi Koneksi diputus ketika subsriber sumber ditutup

Switch to Switch Signaling Subscribers terhubung keswitch yang berbeda Originating switch dalam menangkap interswitch trunk Mengirim sinyal off hook ke trunk, meminta registrasi nomor pada switch tujuan Switch memutuskan pengiriman off hook diikuti dengan on hook (wink) untuk menunjukkan bahwa register telah siap Originating switch mengirimkan alamat

Lokasi dari Signaling Subscriber ke jaringanTergantung pada alat subscriber dan switch

Dalam jaringanManagement dari panggilan subscriber dan jaringan ore complex

Signaling dalam Channel Menggunakan channel yang sama untuk signaling dan panggilan

Inband

Tidak memerlukan fasilitas transmisi tambahan Menggunakan frekuensi yang sama dengan sinyal suara Dapat pergi kemana saja seperti sinyal suara Tidak mungkin men-set up panggilan pada jalur suara yang salah Sinyal suara tidak menggunakan semua bandwidth 4kHz Narrow signal band dalam 4kHz digunakan untuk kontrol Dapat atau tidaknya dikirim tergantung pada adanya sinyal suara Membutuhkan extra electronics Laju sinyal yang lebih rendah (narrow bandwidth)

Out of band

Drawbacks of In Channel Signaling Laju transfer rate yang terbatas Delay antara memasukkan nomor (dialing) dan connection Mengatasi dengan menggunakan common

channel signaling

Saluran sinyal yang bersifat umum

(Common Channel Signaling)

Sinyal kontrol membawa beberapa jalur yang bersifat bebas pada saluran suara Satu kontrol saluran sinyal dapat membawa sal;uran sinyal untuk pada saluran subscriber Common control channel for these subscriber lines Mode Associated Common channel menutup tracks interswitch trunks

Mode Disassociated Nodes tambahan (signal transfer points) Lebih efektif pada dua jaringan yang terpisah

Common v. In Channel Signaling

Common Channel Signaling Modes

Signaling System Number 7 SS7 Common channel signaling scheme ISDN Teroptimisasi untuk 64k saluran jaringan digital Call control, remote control, management and maintenance Reliable means of transfer of info in sequence Akan bekerja pada analog dan dibawah 64k Point to point terrestrial and satellite links

SS7 Signaling Network Elements Signaling point (SP) Setiap poin dalam jaringan yang dapat menangani kontrol pesan SS7

Signal transfer point (STP) Sebuah signaling point yang dapat menjadi routing control

messages

Control plane Bertanggungjawab dalam membuat dan memanajemen koneksi

Information plane Setelah sebuah koneksi ter-set up, info ditransfer ke dalam information plane

Transfer Points

Signaling Network Structures STP capacitiesJumlah hubungan sinyal yang dapat diatasi Waktu transfer pesan (Message transfer time) Kapasitas throughput

Network performanceJumlah dari SPs Signaling delays

Availability and reliabilityKemampuan dari jaringan untuk menyediakan services dalam menghadapi STP failures

Softswitch Architecture Tujuan utama computer running software untuk menjadikannya sebuah smart phone switch Biaya yang lebih rendah Fungsi yang lebih besar Packetizing of digitized voice data Dapat mengirimkan suara melalui IP (VoIP)

Bagian yang paling kompleks dari telephone network switch adalah

software controlling call process

Call routing Call processing logic Typically running on proprietary processor

Separate call processing from hardware function of switch Physical switching done by media gateway Call processing done by media gateway controller

Traditional Circuit Switching

Softswitch

Packet Switching Principles Circuit switching didesign untuk suaraResources ditujukan untuk sebuah particular call Sebagian waktu dari koneksi data bersifat idle Data rate tetap Kedua pihak harus beroperasi pada rate yang sama

Basic Operation Data ditransmisikan dalam paket-paket kecilBiasanya 1000 octets Pesan yang panjang dibagi menjadi rangkaian paketpaket Setiap paket berisi sebuah bagian dari user data ditambah dengan beberapa info kontrol

Info kontrolRouting (addressing) info

Paket diterima, disimpan secara ringkas (buffered) dan dilanjutkan ke node selanjutnyaStore and forward

Use of Packets

Keuntungan Effisiensi Line Satu node ke node penghubungnya dapat berbagi berbagai macam paket setiap waktu Paket diurutkan dan dikirimkan secepat mungkin

Konversi DATA rate Setiap stasiun terhubung pada not lokal dengan kecepatan masing-masing Nodes buffer data jika diperlukan untuk menyamakan rates

Packet akan diterima walaupun jaringan sibuk Kecepatan pengiriman mungkin turun

Prioritasnya dapat diatur

Teknik Switching Stasiun memecah pesan panjang menjadi paket-paket Pengiriman Packet satu kali pada satu waktu ke jaringan Packet di-handle dalam dua caraDatagram Virtual circuit

Datagram Setiap paket diperlakukan secara independent Packet dapat mengambil setiap rute praktis Packet mungkin datang tidak sesuai urutan Packet mungkin dapat menghilang Tergantung pada receiver untuk mengurutkan paket dan mengembalikan paket yang hilang

Datagram Diagram

Virtual Circuit Membangun perencanaan rute sebelum mengirimkan paket Panggilan permintaan dan panggilan penerimaan paket membangun koneksi (handshake) Masing-masing paket terdiri dari sebuah pengenal virtual circuit bukan sebuah alamat tujuan Tidak ada keputusan routing yang diperlukan untuk setiap paket Mengosongkan permintaan untuk menggagalkan circuit Bukan sebuah jalur yang bersifat dedicated

Diagram Virtual Circuit

Virtual Circuits v Datagram Virtual circuits Jaringan dapat menyediakan sequencing dan kontrol error Packet diteruskan lebih cepat Tidak perlu membuat keputusan routing

Kurang reliable Hilangnya sebuah node menyebabkan hilangnya seluruh circuit yang melaluinya

Datagram Tidak memrlukan fase call setup Lebih baik jika paketnya sedikit

Lebih flexible Routing dapat digunakan untuk menghindari tabrakan dalam jaringan

Ukuran paket

Circuit v Paket Switching Kemampuan (Performance)Propagation delay Waktu transmission Node delay

Event Timing

X.25 1976 Interface antara host dan packet switched network Hampir bersifat universal pada packet switched networks dan packet switching dalam ISDN Terdiri dari tiga layerPhysical Link Packet

X.25 - Physical Interface antara stasiun yang terhubung dan link ke node Data terminal equipment DTE (user equipment) Data circuit terminating equipment DCE (node) Menggunakan -physical layer specification X.21 Reliable transfer across physical link Sequence of frames

X.25 - Link Link Access Protocol Balanced (LAPB)Subset dari HDLC Lihat bab 7

X.25 - Packet Virtual sirkuit Eksternal Logical connections (virtual circuits) antara subscribers

X.25 Penggunaan Virtual Circuits

Virtual Circuit Service Logical connection antara dua stasiun External virtual circuit

Perencanaan rute yang spesifik melalui jaringan Internal virtual circuit

Biasanya one to one relationship antara eksternal dan internal virtual circuits Dapat menyediakan X.25 dengan datagram style network External virtual circuits memerlukan saluran logical

(logical channel)

Semua data dianggap sebagai bagian dari stream

X.25 Levels Data user lewat sampai X.25 level 3 X.25 menambahkan informasi kontrolHeader Penjaelasan virtual circuit menyediakan sequence numbers untukaliran dan kontrol error

Paket X.25 diturunkan ke LAPB entity LAPB menambahkan informasi kontrol yang lebih banyak

User Data dan X.25 Protocol Control Information

Frame Relay Di disain lebih effisien dari pada X.25 Dikembangkan sebelum ATM Installed base yang lebih besar dari pada ATM ATM sekarang dikembangkan kearah jaringan berkecapatan tinggi

Frame Relay Background - X.25 Paket ckontrol panggilan, dalam band signaling Multiplexing dari virtual circuits pada layer 3 Layer 2 dan 3 termaasuk flow and kontrol error Considerable overhead Tidak pantas untuk sistem digital modern dengan realibility yang tinggi

Perbedaan Frame Relay kontrol panggilan dibawa pada koneksi logical yang terpisah Multiplexing dsan switching pada layer 2Menghilangkan satu layer proses

Tidak ada error hop by hop atau flow control End to end flow dan error control (jika digunakan) dilakukan pada layer yang lebih tinggi Satu frame data user dikirimkan dari sumber ke tujuan dan ACK (dari layer yang lebih tinggi) dikirimkan kembali

Keuntungan dan kerugian Kehilangan link by link error dan flow controlMeningkatkan reliability membuat masalah ini berkurang

Proses Komunikasi StreamlinedDelay yang lebih rendah Throughput yang lebih tinggi

ITU-T menyarankan frame relay diatas 2Mbps

Arsitekture Protocol

Control Plane Antara subscriber dan jaringan Menggunakan saluran logikal yang terpisahMirip dengan common channel signaling untuk circuit switching services

Data link layerLAPD (Q.921) Reliable data link control Error dan flow control Antara user (TE) and network (NT) Digunakan untuk menukar Q.933 control signal messages

User Plane End to end functionality Pengiriman info antar user LAPF (Link Access Procedure for Frame Mode Bearer Services) Q.922 Frame delimiting, alignment dan transparency Frame mux dan demux menggunakan addressing field Memastikan frame adalah sebuah angka integral octets (zero bit insertion/extraction) Memastikan frame tidak terlalu panjang atau pendek Deteksi pada error transmisi Fungsi kontrol congestion

Transfer data user Tipe satu frameUser data Tidak ada frame kontrol

Tidak ada inband signaling Tiadk ada nomor sequenceTidak ada flow atau kontrol error

Informasi tambahan Stallings bab 10 ITU-T web site Telephone company web sites (not much technical info - mostly marketing) X.25 info from ITU-T web site Frame Relay forum

Data dan Komputer Communikasi William Stalling Edisi 7BAB 11 Transfer Mode Asynchronous

Arsitekture Protocol Persamaan antara ATM dan paket switchingPengiriman data berbentuk discrete chunks Berbagai koneksi logikal melalui satu interface fisik

Dalam aliran ATM disetiap koneksi logikalnya berupa paket yang memiliki ukuran tetap yang disebut cells Minimal error dan flow controlMengurangi overhead

Data rates (layer physical) 25.6Mbps sampai 622.08Mbps

Arsitekture Protocol (diag)

Reference Model Planes User planeDisediakan untuk informasi transfer user

Control planePanggilan dan kontol koneksi

Management planePlane management Seluruh fungsi sistem

Layer management Resources dan parameters in protocol entities

ATM Logical Connections Virtual channel connections (VCC) Analogous to virtual circuit in X.25 Basic unit of switching Antara dua end users Full duplex Fixed size cells Data, user-network exchange (control) and networknetwork exchange (network management and routing) Virtual path connection (VPC) Bundle of VCC with same end points

Hubungan koneksi ATM

Keuntungan dari Virtual Paths Arsitekture jaringan yang dipermudah Meningakatkan performance jaringan dan reliability Pengurangan proses Waktu setup koneksi yang pendek Enhanced network services

Membangun panggilan Menggunakan VPs

Penggunaan koneksi Virtual Channel Antara end usersEnd to end user data Sinyal Control VPC menyediakan kapasitas menyeluruh Organisasi VCC dilakukan oleh user

Antara end user dan jaringanControl signaling

Antara entitas jaringanNetwork traffic management Routing

Karakteristik VP/VC Kualitas dari service Switched dan semi-permanent channel connections Integritas call sequence Negosiasi parameter lalu lintas dan usage monitoring Hanya VPCPengenalan Virtual channel dilarang dalam VPC

Control Signaling - VCC Dilakukan dalam koneksi yang terpisah Semi-permanent VCC Meta-signaling channel Digunakan sebagai saluran sinyal kontrol permanen

User to network signaling virtual channel Untuk control signaling Digunakan untuk set up VCCs untuk membawa data user

User to user signaling virtual channel Didalam VPC yang belum dibangun Digunakan oleh dua end users tanpaintervensi jaringan untuk membangun dan membebaskan user to user VCC

Kontrol Signaling - VPC Semi-permanent Customer controlled Network controlled

Cell ATM Cells Ukuran tetap 5 octet header 48 octet informasi field Cell kecil mengurangi delay antrian cell yang berprioritas tinggi Cell kecil dapat di switch lebih effisien Lebih mudah untuk mengimplementasikan switching dari cell kecil dalam hardware

Format cell ATM

Format Header Generic flow controlHanya terdapay pada user ampai interface jaringan Controls flow hanya ada pada point ini

Virtual path identifier Virtual channel identifier Payload typee.g. info user atau manajemen jaringan

Cell loss priority Header error control

Generic Flow Control (GFC) Kontrol traffic flow pada user dampai interface jaringan untuk meredakan short term overload Dua set prosedur Uncontrolled transmission Controlled transmission

Adalah setiap koneksi walaupun merupakan subject to flow control atau tidak Subject to flow control Mungkin satu grup (A) default Mungkin dua grup (A and B)

Flow control adalah dari subscriber to network Dikontrol oleh network side

Single Group of Connections (1) Terminal equipment (TE) menginisialisasi dua variabelTRANSMIT flag to 1 GO_CNTR (credit counter) to 0

Jika TRANSMIT=1 cell pada koneksi yang tidak terkontrol mungkin dapat terkirim kapan saja Jika TRANSMIT=0 tidak ada sell yang dikirim (pada koneksi yang terkontrol maupun tidak) Jika diterima HALT , TRANSMIT set pada 0 and tetp bernilai 0 sampai NO_HALT

Single Group of Connections (2) Jika TRANSMIT=1 dan tidak ada sell yang dikirim apda sembarang koneksi yang tidak terkontrol (uncontrolled connection):If GO_CNTR>0, TE mungkin mengirimakan sell pada koneksi yang terkontrol Cell marked as being on controlled connection GO_CNTR decremented

Jika GO_CNTR=0, TE munkin tidak mengirim pada koneksi yang terkontrol

TE sets GO_CNTR to GO_VALUE sejak menerima SET signalNull signal tidak memiliki effek

Kegunan dari HALT Untuk membatasi effective data rate pada ATM Should be cyclic Untuk mengurangi separuh data rate, pengiriman HALT berpengaruh pada 50% of time Dilakukan sebagai pola yang teratur setiap saat pada koneksi

Dua model Queue Dua countersGO_CNTR_A, GO_VALUE_A,GO_CNTR_B, GO_VALUE_B

Kontrol Error Header 8 bit error control field Dihitung pada 32 bit sisa pada header Mengizinkan error correction

Operasi HEC pada Receiver

Effek Error pada Cell Header

Dampak dari Random Bit Errors pada HEC Performance

Transmission sell ATM 622.08Mbps 155.52Mbps 51.84Mbps 25.6Mbps Cell Based physical layer SDH based physical layer

Cell Based Physical Layer Tidak ada frame yang ditentukan Stream yang berkelanjutan dari 53 cell octet Cell delineation based pada header error control field

State Diagram Cell Delineation

Dampak Random Bit Errors padaCell Delineation Performance

Acquisition Time v Bit Error Rate

SDH Based Physical Layer Menentukan truktur pada ATM stream e.g. untuk 155.52Mbps Menggunakan frame STM-1 (STS-3) Dapat membawa ATM dan STM payloads Specific connections can be circuit switched menggunakan channel SDH Teknik SDH multiplexing dapat mengkombinasikan beberapa ATM streams

STM-1 Payload untuk SDHBased ATM Cell Transmission

Kategori service ATM Real timeConstant bit rate (CBR) Real time variable bit rate (rt-VBR)

Non-real timeNon-real time variable bit rate (nrt-VBR) Available bit rate (ABR) Unspecified bit rate (UBR) Guaranteed frame rate (GFR)

Real Time Services banyaknya delay Variasi delay (jitter)

CBR Data rate berukuran tetap secara terus menerus continuously available Tight upper bound on delay Uncompressed audio dan videoVideo conferencing(percakapan melalui video) Interactive audio A/V distribution and retrieval

rt-VBR Aplikasi yang sensitif terhadap waktuSangat tergantung pada delay dan variasi delay

Sebuah aplikasi rt-VBR memiliki rate memiliki rate yang berfariasi setiap waktu Contoh video yang dikomprese.g. compressed videoMemiliki frame gambar yang berfariasi ukurannya Aslinya (tidak dikompres) memiliki frame rate tetap Begitu pula pada data rate

Dapat me-multiplex connections secara statik

nrt-VBR Mungkin dapat memberikan karakteristik traffic flow yang diharapkan Memperbaiki QoS dalam loss dan delay End system specifies:Peak cell rate Sustainable or average rate Measure of how bursty traffic is

Contoh: pemesanan tiket pesawat terbang, tansaksi pada bank

UBR Dapat mempunyai kapasitas yang lebih besar dari pada yang digunakan oleh CBR dan VBR trafficTidak semua resources dedicated Bursty nature of VBR

Untuk aplikasi yang dapat mentolerir cell loss atau variable delaysContoh: TCP based traffic

Cells ditransfer berbasis FIFO Usaha servis terbaik

ABR Aplikasi menjelaskan peak cell rate (PCR) dan minimum cell rate (MCR) Resources dialokasikan paling tidak untuk MCR Kapasitas sisa dibgikan pada semua ARB sources Contoh: interkoneksi LAN

Guaranteed Frame Rate (GFR) Didesain untuk mendukung IP backbone subnetworks Servis yang lebih baik dari pada UBR untuk frame based traffic Termasuk IP dan Ethernet Mengoptimasi handling of frame berdasar lalu lintas dari LAN melalui Router menuju ATM backbone Digunkan oleh enterprise, carrier dan ISP networks Consolidation dan extension of IP over WAN ABR Sulit untuk iimplementasikan antara routers pada jaringan ATM GFR alternatif yang lebih baik pada pengaturan lalu lintas pada Ethernet Jaringan diketahui dari paket atau frame nya Jika bertbrakan, semua cell dari frame dibatalkan Garansi kapasitas minimum Frame tambahan dibawa pada frame yang tidak bertabrakan

ATM Adaptation Layer Mendukung untuk informasi transfer protocol tidak berdasar pada ATM PCM (suara)Assemble bits kedalam cell Re-assemble kedalam flow tetap

IPMap IP packets kedalam ATM cells Fragment IP packets Menggunakan LAPF pada ATM untuk menyimpan semua infrastruktur IP

Servis ATM Bit Rate

Adaptation Layer Services Mengatasi eorror transmisi Segmentation dan re-assembly Mengatasi lost dan misinserted cells Flow control dan timing

Tipe aplikasi yang didukung Emulasi Circuit VBR voice dan video General data service IP pada ATM Encapsulasi Multiprotocol pada ATM (MPOA)IPX, AppleTalk, DECNET)

Emulasi LAN

Protokol AAL Convergence sublayer (CS)Mendukung untuk aplikasiyang spesifik user AAL dimasukkan SAP

Segmentation dan re-assembly sublayer (SAR)Packages dan unpacks ibfo yang diterima dari CS kedalam cell

Empat tipeTipe Tipe Tipe Tipe 1 2 3/4 5

Protokol AAL

Segmentation dan Reassembly PDU

AAL Tipe 1 CBR source SAR packs dan unpacks bits Setipap blok mempunyai nomor yang urut

AAL Tipe 2 VBR Aplikasi Analog

AAL Tipe 3/4 Connectionless atau connected Message mode atau stream mode

AAL Tipe 5 Transport ter-Streamlined untuk koneksi berorientasi pada protol yang lebih tinggi

CPCS PDUs

Contoh transmisi AAL 5

Informasi tambahan Stallings bab 11 ATM Forum Web site

William Stallings Data and Computer Communications 7th EditionBab 12 Routing

Routing in Circuit Switched Network

Membuat banyak koneksi membutuhkan jalur menuju lebih dari satu switch Perlu untuk menemukan sebuah rute (route) Efficiency Resilience Switch telepon umum mempunya struktur pohon Roting static menggunakan pendekatan yang sama pada semua waktu Dynamic routing mengizinkan perubahan dalam routing,tergantung pada lalu lintas Menggunakan sebuah peer structure untuk node

Alternate Routing

Rute yang memungkinkan antara end offices yang ditentukan Membantu switch dalam memilih rute yang cocok Route yang dicatat berdasar preference order Perbedaan pengesetan dari rute (route) mungkin digunakan/dipakai pada waktu yang berbeda

Diagram Alternate Routing

Routing dalam Packet Switched Network

Complex, aspek yang penting pada packet switched networks Karakteristik yang dibutuhkan

Ketepatan Kesederhanaan Ketahanan Stabilitas Fairness Optimalisasi Efisiensi

Kriteria Performance

Digunakan untuk seleksi dari route Minimum hop Harga paling murah

Lihat Stallings appendix 10A untuk algoritma routing

Contoh Packet Switched Network

Keputusan waktu dan tempat

Waktu

Packet atau virtual circuit basisDidistribusikan

Tempat

Dibuat oleh masing-masing node

Dipusatkan Sumber

Sumber informasi jaringan dan Update Timing

Keputusan dari routing biasanya berdasar pada pengetahuan/kapandaian dari jaringan (tidak selalu) Distributed routing

Central routing

Nodes menggunakan lokal knowledge Dapat mengumpulkan info dari node yang berdekatan Dapat mengumpulkan info dari semua node pada sebuah potential route Mengumpulkan info dari semua node Ketika info jaringan yang disimpan node di-update Fixed tidak pernah di-update Adaptive update yang rutin

Update timing

Strategi Routing

Fixed Flooding Random Adaptive

Fixed Routing

Satu rute permanen untuk setiap pasangan sumber sampai tujuan Menentukan route menggunakan algoritma biaya termurah (appendix 10A) Route fixed, sedikitnya sampai suatu perubahan di (dalam) topologi jaringan

Table Fixed Routing

Flooding

Tidak ada info jaringan yang dibutuhkan Paket dikirimkan oleh node ke setiap client yang lain

(neighbor)

Paket yang datang dikirim kembali pada setiap link selain jalur pengirim Secepatnya sejumlah salinan akan tiba di tujuan Masing-masing paket telah dinomori secara uniq, jadi salinannya dapat dibuang/diputus Node dapat mengingat paket yang dikirimkan untuk menjaga agar paket tersebut tidak keluar dari jaringan Dapat memasukkan sebuah hop count kedalam paket

Contoh Flooding

Properties of Flooding

Semua rute yang mungkin dicoba

Sangat sempurna

Sedikitnya satu paket akan dapat diambil hop count route terkecil

Dapat digunakan set up virtual circuitSangat berguna untuk mendistribusikan informasi (Contoh: routing)

Semua node dilewati

Random Routing

Node memilih satu jalur outgoing untuk pengiriman ulang paket yang datang Seleksi dapat diacak atau round robin Dapat memilih jalur outgoing berdasar pada perhitungan probabilitas Tidak ada info jaringan yang diperlukan Rute biasanya bukan least cost atau minimum hop

Adaptive Routing

Digunakan oleh hampir seluruh jaringan paket switching Keputusan routing berubah ketika kondisi pada jaringan berubah

Membutuhkan informasi tentang jarinan Keputusan lebih kompleks Tradeoff antara kualitas informasi jaringan dan overhead Reaksi yang terlalu cepat dapat menyebabkan osilasi Terlalu lambat menjadi relevant

Kegagalan Kemacetan pada jalur jaringan

Adaptive Routing Advantages

Performance lebih baik Aid congestion control (Lihat bab 13) Sistem yang kompleks

Mungkin tidak ssuai dengan teori

Klasifikasi

Berdasar pada sumber informasi

Local (isolated)

Route menuju outgoing link dengan antrian terpendek Dapat meliputi penyimpangan untuk masingmasing tujuanJarang digunakan jangan memakai info mudah yang tersedia

Node yang berdekatan Semua node

Isolated Adaptive Routing

Strategi ARPANET Routing (1)

Generasi pertama 1969

Distributed adaptive Estimasi delay sebagai standart performance Algoritma Bellman-Ford (appendix 10a) Node mengubah delay vector dengan neighbors Update routing table berdasar pada info yang datang Tidak mempertimbangkan kecepatan jalur, hanya panjang antrian Panjang antrian bukan sbuah ukuran yang bagus dari delay Respond lambat untuk congestion

Strategi ARPANET Routing (2)

Generasi kedua 1979

Penggunaan delay sebagai standart performance Delay dapat diukur secara langsung Menggunakan algoritma Dijkstra(appendix 10a) Good under light dan medium loads Jika terjadi heavy loads, terjadi sedikit hubungan antara reported delay dan hal-hal sebelumnya

Strategi ARPANET Routing (3)

Generasi ketiga

1987 Biaya perhitungan link dirubah Ukuran rata-rata delay tidak lebih dari 10 detik Normalnya berbasis pada current value dan previous results

Perhitungan kerugian terkecil

Berdasar pada routing decisions

Jaringan yang diberikan oleh node-node dikoneksikan oleh bidirectional links Masing-masing link mempunyai kelemahan di setiap tujuan Menetapkan kerugian dari jalurantara dua node node seprti jumlah kerugian dari links traversed Untuk masing-masing pasangan dari node, menemukan sebuah jalur dengan kelemahan terkecil Kelemahan Link dalam tujuan yang berbeda mungkin dapat berbeda

Dapat meminimalisasi hop dengan masing-masing link cost 1 Dapat mempunyai link value yang berbanding terbalik terhadap kapasitas

Contoh : panjang dari antrian paket

Definisi algoritma Dijkstra

Menemukan jalur terpendek dari sumber node yang diberikan ke semua node yang lain, Find shortest paths from given source node to all other nodes, dengn mengembangkan jalur yang dibutuhkan dari penambahan panjang jalur N = set of nodes dalam jaringan s = sumber node T = set of node yang paling jauh berdasarkan algoritma w(i, j) = beban link dari node i ke node j w(i, i) = 0 w(i, j) = jika dua node tidak terhubung secara langsung w(i, j) 0 jika dua node terhubung secara langsung L(n) = biaya dari least-cost path dari node s dsampai node n yang diketahui Pada akhirnya, L(n) adalah biaya dari least-cost path dari s ke n

Metode algoritma Dijkstra

Step 1 [inisialisasi]

T = {s} Set of nodes so far incorporated consists of only source node L(n) = w(s, n) for n s Biaya awal jalur dari node yang bertetangga adalah biaya link

Step 2 [memperoleh node berikutnya]

menemukan neighboring node tidak dalam T dengan least-cost path from s Menggabungkan node kedalam T Juga menggabungkan sisi yang bertabrakan pada node tersebut dan sebuah node di T yang memuliki kontribusi dalam pathL(n) = min[L(n), L(x) + w(x, n)] for all n T Jika nilainya minimum,jalur dari s ke n adalah jalur dari s ke x concatenated dengan edge dari x ke n

Step 3 [Update Least-Cost Paths]

Algoritma berakhir ketika semua node sudah ditambahkan ke T

Catatan algoritma Dijkstra

Pada akhirnya, niali L(x) yang berasosiasi dengan setiap node x adalah biaya (panjang) dari least-cost path dari s ke x. Tambahan, T menjelaskan least-cost path dari s ke setiap node lainnya Satu iterasi dari langkah 2 dan 3 menambahkan sebuah node baru pada T Menjelaskan least cost path dari s ke node tersebut

Contoh algoritma Dijkstra

Penyeleseian dari Algoritma DijkstraIt er ati on T L(2) Path L(3) Path L(4) Path L(5) Path L(6 ) Path

1 23 4

{1} {1,4}{1, 2, 4} {1, 2, 4, 5} {1, 2, 3, 4, 5}

2 22 2

12 1212 12

5 44 3

1-3 1-4-31-4-3 1-4-5 3 1-4-5 3

1 11 1

14 1414 14

22 2

4 1-4-56

1-451-45 1-45

5

2

12

3

1

14

2

1-45

4

1-4-56

Definisi lgoritma Bellman-Ford

Menemukan jalur terpendekdari subject node yang diberikan ke constraint that paths contain at most one link Menemukan jalur terpendek dengan keterbatasan dari jalur dari dua link Dan seterusnya s = source node w(i, j) = beban link dari node i ke node j

w(i, i) = 0 w(i, j) = Jika dua node tidak terhubung secara langsung w(i, j) 0 Jika dua node terhubung secara langsung

h = jumlah maksimum dari links dalam jalur pada current stage dari algoritma Lh(n) = biaya dari least-cost path dari s ke n dengan catatan dibawah h links

Metode algoritma BellmanFord

Step 1 [Inisialisasi]

Step 2 [Update] For each successive h

L0(n) = , for all n Lh(s) = 0, for all h

s

0

Menghubungkan n dengan predecessor node j yang menghasilkan minimum Mengeliminasi koneksi yang lain pada n dengan predecessor node yang berbeda yang terbentuk pada iterasi sebelumnya Jalur dari s ke n berakhir dengan link dari j ke n

For each n s, compute Lh+1(n)=minj[Lh(j)+w(j,n)]

Catatan algoritma BellmanFord

Pada masing-masing iterasi dari step 2 dengan h=K dan untuk masing-masing tujuan node n, algoritma mengkompare jalur dari s ke n dengan panjang K=1 dengan jalur dari iteresi sebelumnya Jika jalur sebelumnya terpendek maka ditahan Sebaliknya jalur baru ditetapkan

Contoh algoritma Bellman-Ford

Contoh penyeleseian Bellman-Fordh Lh(2 Pat Lh(3 Path ) h ) Lh(4 Pat Lh(5 Path Lh(6 Path ) h ) )

0 1 2 2 23 2 4 2

1-2 5 1-2 41-2 3 1-2 3

1-3 1-4-3 1 1

1-4 1-4 21-4 2 1-4 2

1-4- 10 51-4- 4 5 1-4- 4 5

1-3-61-4-5-6 1-4-5-6

1-4-5- 1 3 1-4-5- 1 3

Comparison

Penyeleseian dari dua persetujuan algoritma Information gathered Bellman-Ford Perhitungan untuk node n involves knowledge of link cost ke semua neighboring nodes plus total cost ke masing-masing neighbor dari s Masing-masing node dapat dirawat set of costs dan jalur untuk setiap node yang lain Dapat mengubah informasi dengan direct neighbors dapatan update costs dan pathsberdasar pada informasi dari neighbors dan knowledge of link costs Dijkstra Masing-masing node memerlukan topologi yang lengkap Perlu diketahui link costs dari semua links dalam jaringan Harus merubah informasi dengan semua node yang lain

Evaluasi

Tergantung pada processing time dari algoritma Tergantung pada jumlah dari informasi yang dibutuhkan dari node yang lain Implementation specific Keduanya bertemu dibawah topologi static dan costs Bertmu pada solusi yang sama Jika link costs berubah, algoritma akan mencoba untuk mengecek kembali Jika link costs tergantung pada lalu lintas, dimana tergantung pada rute yang dipilih, kemudian diumpan balikkan Mungkin hasilnya tidak stabil

Referensi

Stalling bab 12 Routing information from Comer D.

Internetworking with TCP/IP Volume 1,Prentice Hall, Upper Saddle River NJ.

William Stallings Komunikasi Data dan Komputer Edisi 7 Bab 13 Congestion di Jaringan Data(Data Network)

Apa itu congestion?

congestion terjadi manakala paket-paket yang dipancarkan lewat jaringan mendekati paket yang menangani kapasitas jaringan Terjadi ketika sejumlah paket yang ditransmisikan buntu congestion control mengarahkan/memelihara paket di bawah level di mana bekerja secara dramatis jaringan data adalah jaringan antri Biasanya 80% pemanfaatan kritis Antrian terbatas yang berarti data mungkin hilang

Queues pada Node

Efek Congestion Tibanya paket disimpan pada buffer masukan terbentuk routing Paket bergerak ke buffer keluaran paket paket antri untuk dipancarkan keluar. time division multiplexing statistik

Jika paket paket tiba untuk dirutekan, atau untuk;menjadi keluaran, bufffer akan mengisi Mampu membuang paket Mampu menggunakan kontrol arus Mampu menyebarkan congestion melalui jaringan

Interaksi dari Queues

jaringan yang ideal Penggunaan

Kemampuan Praktis idealnya mengasumsikan buffer tanpa batas dan tidak ada ongkos exploitasi buffer terbatas Biaya terjadi dalam pertukaran pesan kendali congestion

Efek dari Congestion yang tidak dikontrol

Mekanisme dari Congestion Control

Backpressure Jika node menjadi terlampau banyak itu dapat melambatkan atau menghentikan arus paket dari node lain dapat berarti bahwa node lain harus menerapkan kendali pada tarip paket yang datang/yang berikutnya Menyebarkan kembali ke sumber Mampu membatasi ke koneksi logis yang membangitkan kebanyakan lalu lintas Digunakan di koneksi yang mengorientasikan itu dapat meloncati kendali congestion ( e.g. X.25) Tidak digunakan di ATM maupun pembingkai penyiaran ulang Hanya baru-baru ini mengembang;kan untuk IP

Paket kendali Paket Menghasilkan congestion node terlampau banyak dikirim kepada node sumber e.g. ICMP sumber memuaskan Dari tujuan atau penerus Sumber memotong belakang sampai tidak ada lagi pesan Meminta setiap paket yang dibuang, atau mengantisipasi

Melainkan mekanisme kasar

Pensinyalan congestion secara implisit Transmisi delay meningkat dengan congestion Paket mungkin dibuang Sumber dapat mendeteksi ini sebagai indikasi yang dikandung congestion bermanfaat pada jaringan-jaringan connectionless ( datagram) e.g. dasar IP ( TCP memasukkan congestion dan mengendalikan aliranlihat bab 17)

Digunakan dalam bingkai relai LAPF

Pensinyalan congestion secara eksplisit Sistem jaringan akhir siaga meningkatkan buntu Sistem-sistem akhir bertindak mengurangi beban yang ada backwards Penghindaran congestion di dalam arah yang berkebalikan ke paket yang diperlukan

forwards Penghindaran congestion dalam arah yang sama sebagai paket diperlukan

Kategori pensinyalan explisit Biner Sedikit yang ditetapkan dalam suatu paket menandai adanya congestion

Dasar kredit Menandai adanya paket-paket sumber yang mungkin dikirim common untuk mengendalikan aliran dari ujung ke ujung

Dasar Nilai Menyediakan batas nilai data eksplisit e.g. ATM

Pengaturan Traffic Kewajaran quality of service Ingin perawatan berbeda untuk koneksi yang berbeda Reservasi e.g. ATM Kontrak lalu lintas antara jaringan dan pemakai

Congestion Control dalam Packet Jaringan Switch Mengirimkan paket kendali untuk beberapa atau semua node sumber Memerlukan lalu lintas tambahan selama congestion

Bersandar pada informasi routing dapat bereaksi dengan cepat

Ujung ke ujung paket-paket probe Menambah ongkos exploitasi

Menambah info congestion ke paket sebagai pemotong node Salah satu backwards atau forwards

Bingkai Relay Pengatur Congestion Memperkecil barang buangan Memelihara Qos yang disetujui Memperkecil kemungkinan monoply satu pemakai akhir Penerapan sederhana Ongkos exploitasi kecil pada pemakai atau jaringan

Menciptakan lalu lintas tambahan minimal Mendistribusikan sumber daya secara wajar Membatasi penyebaran congestion Beroperasi secara efektif dengan mengabaikan arus lalu lintas Dampak minimum pada sistem yang lain Memperkecil perbedaan dalam QoS

Teknik Strategi barang buangan Penghindaran congestion Pensinyalan secara eksplisit Perbaikan congestion Mekanisme pensinyalan implisit

Pengaturan Traffic Rate Harus membuang bingkai untuk mengatasi congestion Arbitrarily, tidak memperhatikan sumber

Tidak ada penghargaan untuk pengekangan maka sistem transmisi akhir mungkin Committed information rate( CIR) Data lebih dibuang Tidak dijamin Mengumpulkan CIR mestinya tidak dapat melebihi tingkat tarip data phisik

Ukuran burst yang dilakukan Ukuran excess burst

Operasi dari CIR

Hubungan Antar Parameter congestion

Pensinyalan Explisit Sistem akhir jaringan siaga menumbuhkan congestion Pemberitahuan Backward explicit congestion pemberitahuan Forward explicit congestion Membingkai handler memonitor antrian nya Memberitahu beberapa atau semua koneksi logical Tanggapan pemakai Mengurangi tingkat tarip

Pengaturan jalur ATM Kecepatan tinggi, ukuran sel kecil, bit-bit ongkos exploitasi terbatas Masih mengembangkan Kebutuhan Mayoritas jalur tidak bersedia menerima nasehat mengendalikan nasehat Umpan balik melambat dalam kaitan dengan waktu transmisi dikurangi penundaan propagasi Cakupan luas permintaan aplikasi

Pola jalur berbeda Jasa jaringan berbeda switching dan transmisi kecepatan tinggi meningkatkan votality

Efek Latency/Speed ATM 150Mbps ~ 2.8x10-6 detik untuk memasukkan sel tunggal Waktu untuk menyilang jaringan tergantung pada delay propagasi, delay switching Mengasumsikan penyaluran pada dua pertiga kelajuan cahaya Jika tujuan dan sumber pada sisi berlawanan AS, waktu perkembangbiakan~ 48x10-3detik Memberi kendali congestion tersembunyi/terkandung, pada saat itu pemberitahuan sel yang diteteskan telah mencapai sumber, 7.2x106 bit telah dipancarkan Maka, ini bukan suatu strategi yang baik untuk ATM

Variasi Cell Delay Karena ATM voice/video, data adalah suatu arus sel Delay ke seberang jaringan harus pendek/singkat Tingkat penyampaian harus tetap Akan selalu ada beberapa variasi dalam pemindahan Delay penyampaian sel ke aplikasi sehingga bit tetap merawat aplikasi

Time Re-assembly dari CBR Cells

Kontribusi Jaringan ke Variasi Cell Delay Paket menswitch jaringan keterlambatan Queuing

Penaklukan waktu keputusan Frame relay Seperti di atas tetapi lebih luas sedikit

ATM Kurang dari frame relay ATM protokol merancang untuk memperkecil proses biaya pada switch ATM switches mempunyai throughput sangat tinggi Hanya noticeable delaysyang berasal dari congestion Tdak dapat menerima beban yang menyebabkan congestion

Variasi Cell Delay pada UNI Aplikasi penghasil data pada tingkat tarip yang ditetapkan Proses pada tiga lapisan ATM menyebabkan penundaan Menyisipkan antar halaman sel dari koneksi yang berbeda sel pemeliharaan dan operasi yang menyisipkan antar halaman Jika penggunaan synchronous bingkai hirarki digital, ini dimasukkan pada lapisan fisik Tidak mampu meramalkan keterlambatan ini

Origins of Cell Delay Variation

Kerangka Traffic dan Congestion Control Jalur lapisan ATM dan kendali congestion perlu mendukung kelas Qos untuk semua jasa jaringan yang dapat diduga Mestinya tidak bersandar pada AAL protokol yang adalah jaringan spesifik, maupun protokol tingkat aplikasi lebih tinggi yang spesifik Perlu memperkecil jaringan dan dalam kompleksitas sistem end to end

Pertimbangan Pemilihan Waktu Waktu penyisipan sel Waktu propagasi perjalanan pulang pergi Jangka Waktu koneksi Jangka Panjang

Menentukan apakah pemberian koneksi baru dapat diakomodasikan Setuju parameter performance dengan langganan

Pengaturan Traffic dan Teknik Congestion Control Manajemen sumber daya yang menggunakan alur yang sebetulnya Pengendali pintu masuk koneksi Pengendali parameter pemakaian Sel Discard yang selektif membentuk jalur

Pengaturan Resource menggunakan Virtual Paths Memisahkan jalur aliran menurut karakteristik layanan Pemakai ke aplikasi pemakai Pemakai ke aplikasi jaringan Jaringan ke aplikasi jaringan Perhaitan dengan: Rasio Kerugian sel Penundaan sel transfer Variasi sel delay

Konfigurasi dari VCCs dan VPCs

Alokasi VCCs tanpa VPC Semua VCCS di dalam VPC perlu mempunyai kemampuan jaringan yang serupa Pilihan untuk alokasi: Mengumpulkan permintaan puncak Statistik Terdiri dari banyak bagian

Connection Admission Control Garis pertahanan pertama Pemakai menetapkan karakteristik lalu lintas untuk koneksi yang baru ( VCC atau VPC) dengan memilih suatu Qos Jaringan menerima koneksi hanya jika dapat mengimbangi permintaan Kontrak jalur Mencapai puncak tingkat tarip sel Variasi sel delay Tingkat Tarip sel yang Sustainable Toleransi burst

Penggunaan Parameter Control Memonitor Koneksi memastikan lalu lintas cinforms untuk mengontrak Perlindungan sumber daya jaringan dari beban yang terlalu berat oleh satu koneksi Bekerja di VCC dan VPC Mencapai puncak nilai sel dan variasi sel delay Nilai Sel Sustainable dan toleransi burst Membuang sel yang tidak menyesuaikan diri ke kontrak jalur disebut jalur yang menjaga ketertiban

Membentuk Jalur Melicinkan aliran jalur dan mengurangi sel yang perdu Token bucket

Token Bucket untuk Pembentukan Traffic