Analisis Kinerja Multiplexer Pada ISDN (Integrated Service Digital Network).

TUGAS AKHIR

“ANALISIS KINERJA MULTIPLEXER PADA ISDN

(INTEGRATED SERVICE DIGITAL NETWORK)”

Diajukan untuk memenuhi salah satu persyaratan dalam

menyelesaikan pendidikan sarjana (S-1) pada Departemen Teknik Elektro

Oleh

MAISARAH HARAHAP

080422023

DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO

PROGRAM PENDIDIKAN SARJANA EKSTENSI

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

ANALISIS KINERJA MULTIPLEXER PADA ISDN

(INTEGRATED SERVICE DIGITAL NETWORK)

Oleh :

MAISARAH HARAHAP

080422023

Tugas Akhir ini diajukan untuk melengkapi salah satu syarat untuk memperoleh gelar sarjana Teknik Elektro

Disetujui oleh:

Pembimbing,

IR. M. ZULFIN, MT

NIP. 196401251991031001

Diketahui oleh:

Pelaksana Harian

Ketua Departemen Teknik Elektro FT USU,

Prof. Dr. Ir. USMAN S. BAAFAI

NIP. 194610221973021001

DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO

PROGRAM PENDIDIKAN SARJANA EKSTENSI

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

ABSTRAK

Pertumbuhan permintaan layanan jasa telekomunikasi digital khususnya untuk komunikasi global saat ini semakin meningkat. Layanan jasa telekomunikasi dilakukan melalui berbagai jaringan khusus yang masing-masing hanya mampu menyediakan sekelompok jasa telekomunikasi tertentu saja. Misalnya untuk jaringan telepon hanya bisa memberikan layanan telepon (suara) saja, jaringan data hanya mampu memberikan layanan untuk data saja. Dengan semakin pesatnya perkembangan teknologi digital, beberapa layanan yang dulunya ditangani oleh jaringan yang berbeda-beda kini bisa diakses dan dilayani oleh satu jaringan akses terpadu yaitu jaringan ISDN (Integrated Service Digital Network). ISDN mampu menyatukan seluruh layanan ke dalam satu jaringan tunggal dan mampu menyediakan seluruh layanan yang diinginkan pelanggan. Hal ini sesuai dengan prinsip multiplexer yaitu banyak user akan dilewatkan dalam sebuah saluran telekomunikasi.

Pada proses multiplexer dalam jaringan ISDN bisa terjadi delay dan Probabilitas Blocking akibat kepadatan trafik yang masuk. Analisis kinerja multiplexer pada ISDN (Integrated Service Digital Network) menggunakan teori antrian M/M/1/N dengan disiplin antrian FIFO (First In Firs Out). Parameter yang dianalisis adalah delay, throughput dan probabilitas blocking.

Hasil analisis menunjukkan bahwa nilai delay, throughput dan probabilitas blocking tergantung kepada intensitas trafik (kepadatan trafik), laju kedatangan pelanggan dan laju pelayanan. Semakin tinggi intensitas trafik dengan laju pelayanan tetap maka delay dan probabilitas blocking akan meningkat pula. Pada saat jumlah pelanggan yang masuk ke jaringan ISDN sebanyak 10 dengan panjang paket suara dan teks 1000 bit, maka pada saat intensitas trafik 0,5 diperoleh delay sebesar 335,65.10-12 detik dan probabilitas blocking sebesar 4,8.10-4 detik serta throughput 772 bit. Sedangkan pada saat intensitas trafik meningkat menjadi 0,9 diperoleh delay sebesar 583,61.10-12 detik, probabilitas blocking sebesar 4,8.10-2 detik serta throughput 1389 bit.

KATA PENGANTAR

Segala puji syukur penulis haturkan kehadirat Allah SWT yang telah memberikan kesehatan, kemampuan dan ketabahan dalam menghadapi segala cobaan, halangan dan rintangan dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini, serta shalawat beriring salam penulis hadiahkan kepada junjungan Rasulullah Muhammad SAW.

Tugas akhir ini penulis persembahkan kepada yang teristimewa Ayahanda Drs. Abdul Ghani Harahap (Alm) dan Ibunda Siti Arwani Siregar serta Abanghanda Ismail Hamdi Harahap, ST dan yang terkasih Nanang Arie Suhandoko, Amd yang merupakan bagian dari hidup penulis yang senantiasa mendukung, memberi motivasi serta mendoakan penulis.

Tugas akhir ini merupakan bagian dari kurikulum yang harus diselesaikan untuk memenuhi persyaratan menyelesaikan pendidikan Sarjana Strata Satu di Departemen Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara. Adapun judul Tugas Akhir ini adalah:

ANALISIS KINERJA MULTIPLEXER PADA ISDN

(INTEGRATED SERVICE DIGITAL NETWORK)

Selama penulis menjalani pendidikan di kampus hingga diselesaikannya Tugas Akhir ini, penulis banyak menerima bantuan, bimbingan serta dukungan dari berbagai pihak. Untuk itu penulis dalam kesempatan ini ingin mengucapkan terima kasih kepada:

a. Bapak Prof. Dr. Ir. Usman S. Baafai selaku Ketua Departemen Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.

b. Bapak Rahmad Fauzi, ST, MT selaku Sekretaris Departemen Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.

c. Bapak Ir. M. Zulfin, MT, selaku dosen Pembimbing Tugas Akhir, atas nasehat, bimbingan dan motivasi dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini. d. Bapak Ir. Zulkarnaen Pane, selaku Penasehat Akademis penulis, atas

bimbingan dan arahannya dalam menyelesaikan perkuliahan selama ini. e. Seluruh staf pengajar yang telah memberi bekal ilmu kepada penulis dan

seluruh pegawai Departemen Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara atas segala bantuannya.

f. Sahabat-sahabat terbaik di elektro, semoga silaturahmi kita terus terjaga. g. Semua pihak yang tidak sempat penulis sebutkan satu per satu.

Penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini masih banyak kekurangan baik dari segi materi maupun penyajiannya. Oleh karena itu saran dan kritik dengan tujuan menyempurnakan dan mengembangkan kajian dalam bidang ini sangat penulis harapkan.

Akhir kata penulis berserah diri pada Allah SWT, semoga Tugas Akhir ini bermanfaat bagi pembaca sekalian terutama bagi penulis sendiri.

Medan, Desember 2010 Penulis

Maisarah Harahap

DAFTAR ISI

ABSTRAK ... i

KATA PENGANTAR ... ii

DAFTAR ISI ... iv

DAFTAR GAMBAR ... vii

DAFTAR TABEL ... ix

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Masalah ... 1

1.2 Rumusan Masalah ... 2

1.3 Tujuan Penulisan ... 2

1.4 Batasan Masalah ... 3

1.5 Metodologi Penulisan ... 3

1.6 Sistematika Penulisan ... 4

BAB II INTEGRATED SERVICE DIGITAL NETWORK (ISDN) 2.1 Umum ... 6

2.2 Konsep Dasar ISDN ... 7

2.2.1 Defenisi ISDN ... 8

2.2.2 Latar Belakang munculnya ISDN ... 9

2.2.3 Prinsip Kerja ISDN ... 10

2.2.4 Tujuan ISDN ... 12

2.2.5 Keuntungan ISDN ... 14

2.2.6 Standar Rekomendasi ISDN ... 14

2.4 Tipe Akses ISDN ... 18

2.4.1 Basic Access ... 18

2.4.2 Primary Access ... 19

2.5 Arsitektur Jaringan ISDN ... 21

2.6 Konfigurasi User Network ISDN ... 22

2.7 Arsitektur Protokol ISDN ... 25

2.8 Koneksi ISDN ... 27

BAB III MULTIPLEXING 3.1 Umum ... 29

3.2 Frequency Division Multiplexing (FDM) ... 31

3.2.1 Proses Multiplexing pada FDM ... 32

3.2.2 Proses Demultiplexing pada FDM ... 33

3.2.3 Sistem Pembawa Analog ... 34

3.3 Synchronous Time Division Multiplexing ... 36

3.3.1 Proses Multiplexing ... 37

3.3.2 Time Slot dan Frame ... 38

3.3.3 Sistem Pembawa Digital ... 39

3.4 Statistical Time Division Multiplexing ... 41

3.4.1 Kinerja Statistical Time Division Multiplexing ... 43

3.5 Antarmuka Jaringan Pengguna ISDN ... 43

3.5.1 Antarmuka Dasar ISDN ... 44

3.5.2 Antarmuka ISDN Primer ... 46

BAB IV ANALISIS KINERJA MULTIPLEXER PADA ISDN

4.1 Umum ... 56 4.2 Model Antrian Multiplexing ... 56

4.3 Asumsi-Asumsi ... 59 4.4 Analisis Perhitungan Delay, Throughput, dan Probabilitas

Blocking ... ... 60

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan ... 98 5.2 Saran ... 99

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Struktur Frame Basic Access ... 19

Gambar 2.2 Struktur Frame Primary Access ... 20

Gambar 2.3 Arsitektur Jaringan ISDN ... 22

Gambar 2.4 Konfigurasi Referensi dan Pembagian Group ISDN ... 23

Gambar 2.5 Arsitektur Protokol ISDN ... 26

Gambar 3.1 Prinsip Dasar Multiplexing ... 30

Gambar 3.2 Frequency Division Multiplexing ... 32

Gambar 3.3 Gambaran Umum Proses FDM ... 33

Gambar 3.4 Proses Demultiplexing Pada FDM ... 34

Gambar 3.5 Hierarki Analog ... 36

Gambar 3.6 Time Division Multiplexing ... 37

Gambar 3.7 Gambaran Umum Proses TDM Sinkron ... 38

Gambar 3.8 Konsep Dasar dan Time Slot TDM Sinkron ... 39

Gambar 3.9 Hierarki Digital ... 40

Gambar 3.10 Perbandingan TDM Sinkron dan TDM Asinkron ... 42

Gambar 3.11 Format Frame pada TDM Statiskal... ... 43

Gambar 3.12 Struktur Frame untuk ISDN Basic Rate Access... 46

Gambar 3.13 Format Frame Akses ISDN Primer dengan Rate 1,544 Mbps... 47

Gambar 3.14 Format Frame Akses ISDN Primer Pada Rate 2,048 Mbps ... ... 48

Gambar 3.16 Model Antrian M/M/1 ... 49

Gambar 3.17 Interval Waktu Kedatangan Frame pada Proses Poisson ... 50

Gambar 3.18 Distribusi Poisson dengan Interval Waktu T ... 50

Gambar 3.19 Diagram Transisi Kondisi Sistem Antrian M/M/1/N ... 52

Gambar 3.20 Hubungan Antara Throughput dan Load ... 53

Gambar 4.1 Model Antrian Multiplexing ... 57

Gambar 4.2 Model Time Division Statistical Multiolexing dengan Teori Antrian M/M/1/N ... 58

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Fungsi Kanal-Kanal ISDN ... 18 Tabel 2.2 Standar User Network Interface... 20 Tabel 3.1 Standar Frekuensi Pembawa FDM Amerika dan

Internasional... ... 35 Tabel 3.2 Standar Frekuensi Pembawa TDM Amerika dan

Internasional... 40 Tabel 4.1 Analisis Perhitungan Kinerja Multiplexer pada ISDN

dengan N=10, Suara 1000 bit dan Data Teks 1000 bit... 66 Tabel 4.2 Analisis Perhitungan Kinerja Multiplexer pada ISDN

dengan N=10, Suara 1000 bit dan Data Teks 1500 bit... 73 Tabel 4.3 Analisis Perhitungan Kinerja Multiplexer pada ISDN

dengan N=10, Suara 1500 bit dan Data Teks 1000 bit... 81 Tabel 4.4 Analisis Perhitungan Kinerja Multiplexer pada ISDN

dengan N=20, Suara 1000 bit dan Data Teks 1000 bit... 82 Tabel 4.5 Analisis Perhitungan Kinerja Multiplexer pada ISDN

dengan N=20, Suara 1000 bit dan Data Teks 1500 bit... 83 Tabel 4.6 Analisis Perhitungan Kinerja Multiplexer pada ISDN

dengan N=20, Suara 1500 bit dan Data Teks 1000 bit... 85 Tabel 4.7 Analisis Perhitungan Kinerja Multiplexer pada ISDN

dengan N=30, Suara 1000 bit dan Data Teks 1000 bit... 86 Tabel 4.8 Analisis Perhitungan Kinerja Multiplexer pada ISDN

Tabel 4.9 Analisis Perhitungan Kinerja Multiplexer pada ISDN

dengan N=30, Suara 1500 bit dan Data Teks 1000 bit... 88 Tabel 4.10 Analisis Perhitungan Kinerja Multiplexer pada ISDN

dengan N=40, Suara 1000 bit dan Data Teks 1000 bit... 90 Tabel 4.11 Analisis Perhitungan Kinerja Multiplexer pada ISDN

dengan N=40, Suara 1000 bit dan Data Teks 1500 bit... 91 Tabel 4.12 Analisis Perhitungan Kinerja Multiplexer pada ISDN

dengan N=40, Suara 1500 bit dan Data Teks 1000 bit... 92 Tabel 4.13 Analisis Perhitungan Kinerja Multiplexer pada ISDN

dengan N=50, Suara 1000 bit dan Data Teks 1000 bit... 94 Tabel 4.14 Analisis Perhitungan Kinerja Multiplexer pada ISDN

dengan N=50, Suara 1000 bit dan Data Teks 1500 bit... 95 Tabel 4.15 Analisis Perhitungan Kinerja Multiplexer pada ISDN

ABSTRAK

Pertumbuhan permintaan layanan jasa telekomunikasi digital khususnya untuk komunikasi global saat ini semakin meningkat. Layanan jasa telekomunikasi dilakukan melalui berbagai jaringan khusus yang masing-masing hanya mampu menyediakan sekelompok jasa telekomunikasi tertentu saja. Misalnya untuk jaringan telepon hanya bisa memberikan layanan telepon (suara) saja, jaringan data hanya mampu memberikan layanan untuk data saja. Dengan semakin pesatnya perkembangan teknologi digital, beberapa layanan yang dulunya ditangani oleh jaringan yang berbeda-beda kini bisa diakses dan dilayani oleh satu jaringan akses terpadu yaitu jaringan ISDN (Integrated Service Digital Network). ISDN mampu menyatukan seluruh layanan ke dalam satu jaringan tunggal dan mampu menyediakan seluruh layanan yang diinginkan pelanggan. Hal ini sesuai dengan prinsip multiplexer yaitu banyak user akan dilewatkan dalam sebuah saluran telekomunikasi.

Pada proses multiplexer dalam jaringan ISDN bisa terjadi delay dan Probabilitas Blocking akibat kepadatan trafik yang masuk. Analisis kinerja multiplexer pada ISDN (Integrated Service Digital Network) menggunakan teori antrian M/M/1/N dengan disiplin antrian FIFO (First In Firs Out). Parameter yang dianalisis adalah delay, throughput dan probabilitas blocking.

Hasil analisis menunjukkan bahwa nilai delay, throughput dan probabilitas blocking tergantung kepada intensitas trafik (kepadatan trafik), laju kedatangan pelanggan dan laju pelayanan. Semakin tinggi intensitas trafik dengan laju pelayanan tetap maka delay dan probabilitas blocking akan meningkat pula. Pada saat jumlah pelanggan yang masuk ke jaringan ISDN sebanyak 10 dengan panjang paket suara dan teks 1000 bit, maka pada saat intensitas trafik 0,5 diperoleh delay sebesar 335,65.10-12 detik dan probabilitas blocking sebesar 4,8.10-4 detik serta throughput 772 bit. Sedangkan pada saat intensitas trafik meningkat menjadi 0,9 diperoleh delay sebesar 583,61.10-12 detik, probabilitas blocking sebesar 4,8.10-2 detik serta throughput 1389 bit.

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Perkembangan teknologi telekomunikasi terasa semakin cepat, terutama dengan pesatnya kemajuan teknologi komputer dan informatika. Saluran telepon, yang awalnya hanya untuk komunikasi suara, sekarang sudah banyak dimanfaatkan untuk komunikasi data, teks, suara dan gambar atau grafik. Apalagi dengan munculnya jaringan komputer global yang disebut Internet, penggabungan antara teknologi informasi dan telekomunikasi ini akan menjadikan dunia berada di genggaman kita.

Untuk itulah, Indonesia mengoperasikan Jaringan Digital Pelayanan Terpadu (JDPT) atau lebih dikenal dengan istilah aslinya sebagai Integrated Service Digital Network (ISDN). Banyak keuntungan yang diperoleh bila komunikasi telepon, faksimil, teks, video, transmisi data, gambar dan jaringan komputer menggunakan layanan ISDN. Di antaranya adalah kecepatannya yang dapat mencapai 144 Kbps (Kilobit per second) atau bahkan hingga 2 Mbps (Megabit per second). ISDN dapat digambarkan sebagai jaringan telekomunikasi melalui perombakan jaringan telepon, yang dapat melayani aplikasi suara maupun non suara seperti data, teks, citra, dan video pada satu jaringan yang sama.

ISDN muncul menjadi sebuah sarana telekomunikasi di tengah masyarakat akibat adanya pertumbuhan permintaan dalam hal komunikasi suara, data, dan gambar, namun dengan biaya yang rendah dan fleksibilitas yang tinggi. Disamping

itu, perkembangan perangkat terminal CTE memberikan kebebasan kepada pelanggan dalam memilih alat komunikasi yang berstandarkan ISDN.

Konsep dasar ISDN yang menyatukan seluruh service kedalam satu jaringan saja yang mampu menyediakan seluruh service yang diinginkan pelanggan sesuai dengan prinsip multiplexer. Maka dari uraian diatas, penulis tertarik untuk menganalisis bagaimana sebenarnya kinerja multiplexer tersebut pada ISDN termasuk analisa menganalisa delay , probabilitas blocking dan throughput.

1.2 Rumusan Masalah

Yang menjadi rumusan masalah dalam Tugas Akhir ini adalah : 1. Bagaimana model dan prinsip kerja jaringan ISDN.

2. Bagaimana prinsip kerja multiplexer pada ISDN.

3. Bagaimana prinsip kerja teori antrian M/M/1/N dengan sistem antrian FIFO. 4. Bagaimana analisis kinerja model Multiplexer pada ISDN yang mencakup

delay, throughput dan Probalilitas Blocking.

1.3 Tujuan Penulisan

Adapun yang menjadi tujuan dari penulisan Tugas Akhir ini adalah menguraikan dan menganalisis Kinerja Multiplexer pada ISDN yang meliputi Delay, Throughput dan Probabilitas Blocking.

1.4 Batasan Masalah

Untuk menghindari pembahasan yang meluas maka penulis akan membatasi pembahasan Tugas Akhir ini dengan hal-hal berikut :

1. Hanya membahas kinerja Multiplexer pada ISDN yang mampu melewatkan atau men-switch trafik suara dan data saja.

2. Hanya membahas kinerja Multiplexer pada ISDN menggunakan antarmuka Primer dengan kecepatan 1,544 Mbps.

3. Sistem antrian yang digunakan adalah sistem antrian M/M/1/N dengan disiplin antrian FIFO.

4. Parameter kinerja yang dihitung mencakup delay, throughput dan probabilitas blocking.

5. Tidak membahas ISDN secara mendetail. 6. Tidak membahas Multiplexing mendetail.

1.5 Metodologi Penulisan

Metode penulisan yang digunakan pada Tugas Akhir ini adalah ;

1. Studi Literatur, yaitu dengan membaca teori-teori yang berkaitan dengan topik Tugas Akhir yang terdiri dari buku-buku referensi baik yang dimiliki oleh penulis atau dari perpustakaan dan juga dari artikel-artikel, jurnal, internet, dan lain-lain.

2. Studi Perhitungan, yaitu dengan melakukan perhitungan terhadap kinerja sitem yang dibahas dalam Tugas Akhir ini dan menganalisisnya.

1.6 Sistematika Penulisan

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

BAB I : PENDAHULUAN

Bab ini merupakan pendahuluan yang berisikan tentang Latar Belakang Masalah, Tujuan Penulisan, Batasan Masalah, Metodologi Penulisan, dan Sistematika Penulisan.

BAB II : INTEGRATED SERVICE DIGITAL NETWORK (ISDN)

Bab ini menjelaskan tentang sejarah perkembangan ISDN, Konsep dasar ISDN, Struktur Kanal ISDN, Tipe Akses ISDN, Arsitektur Jaringan ISDN, Konfigurasi User Network ISDN, Arsitektur Protokol ISDN dan Koneksi ISDN.

BAB III : MULTIPLEXER

Bab ini menjelaskan tentang Prinsip Kerja Multiplexer, FDM (Frequency Division Multiplexing), Synchronous Time Division Multiplexing, Statictical Time Division Multiplexing, Antar muka Jaringan ISDN, dan Teori Antrian M/M/1/N.

BAB IV : ANALISIS KINERJA MULTIPLEXER PADA ISDN

Bab ini menjelaskan tentang penganalisaan performa Multiplexer pada ISDN meliputi perhitungan delay, throughput dan Probabilitas Blocking dengan menggunakan asumsi yang dibuat serta menentukan analisis hasil.

BAB V : PENUTUP

Bab ini berisi tentang kesimpulan dan saran dari analisa yang telah dilakukan.

BAB II

INTEGRATED SERVICE DIGITAL NETWORK (ISDN)

2.1 Umum

Evolusi di dalam jaringan telekomunikasi eksisting telah terjadi dan terus berlangsung. Arah evolusi yang terjadi mengarah kepada digitalisasi jaringan, inteligensi jaringan dan integrasi layanan. Sejak ditemukannya teknologi digital PCM membawa dampak yang luar biasa pada perkembangan jaringan telekomunikasi yang ditandai dengan digitalisasi. Digitalisasi jaringan telekomunikasi mencakup tiga perkembangan teknologi yaitu dari transmisi analog ke transmisi digital, dari switching analog ke switching digital dan koneksi analog menjadi koneksi digital dari satu ujung pelanggan ke ujung pelanggan lain. Digitalisasi jaringan tidak terbatas pada sistem transmisi dan sentral tetapi juga digitalisasi sistem pensinyalan. Teknologi pensinyalan digital membawa dampak pada pemisahan fungsi-fungsi jaringan telekomunikasi. Dalam perkembangannya, jaringan pensinyalan merupakan jaringan tersendiri yang terpisah dengan jaringan informasi. Digitalisasi jaringan merupakan dasar teknologi untuk implementasi ISDN[1].

Selain Digitalisasi jaringan, perkembangan ISDN juga direalisasikan dengan adanya Inteligensi Jaringan. Perkembangan jaringan mengarah kepada peningkatan inteligensi jaringan sebagai akibat dari pengembangan sistem digital. Dengan sistem digital, fungsi-fungsi yang dulu tidak bisa dilakukan oleh jaringan (melalui intervensi manusia) kini dilakukan sepenuhnya oleh jaringan dan manusia hanya berfungsi untuk pengawasan administrasi dan pada kondisi-kondisi tertentu.

Inteligensi jaringan dewasa ini semakin berkembang terutama sejak ditemukannya teknologi pensinyalan digital terpisah dengan jaringan informasi misalnya Signaling System ITU-T No.7[1].

Integrasi Layanan juga mendukung terealisasikannya jaringan ISDN. Jaringan telekomunikasi konvensional hanya bias menyediakan sekelompok service, misalnya jaringan telepon hanya bisa memberikan service telepon (suara), jaringan data hanya memberikan service untuk data. Dengan semakin pesatnya perkembangan teknologi digital, beberapa service yang dulunya ditangani oleh jaringan yang berbeda-beda kini bisa diakses dan dilayani oleh satu jaringan akses terpadu. Tahap akhir evolusi menghendaki semua service seperti suara, data, gambar dan video serta service lainnya dapat diakses dan dilayani oleh satu jaringan, yaitu jaringan ISDN. Pemisahan fungsi-fungsi jaringan membentuk jaringan tersendiri merupakan awal dari evolusi jaringan telekomunikasi, seperti misalnya jaringan pensinyalan, jaringan service, jaringan akses dan jaringan manajemen[1].

2.2 Konsep Dasar ISDN (Integrated Service Digital Network)

Ide dasar ISDN adalah penyatuan seluruh service ke dalam satu jaringan yang mampu menyediakan seluruh service yang diinginkan pelanggan. Untuk kemudahan akses dan mendukung seluruh tipe terminal dari pabrik yang berbeda digunakan interface akses standar untuk keperluan seluruh akses yang digunakan[1]

Ide tersebut didasari pada kenyataan bahwa jaringan konvensional saat ini tidak efektif dan efisien khususnya untuk penyediaan service baru dan permintaan hubungan komunikasi digital yang semakin meningkat[1].

2.2.1 Defenisi ISDN (Integrated Service Digital Network)

ISDN (Integrated Service Digital Network) adalah Jaringan Digital yang mampu memberikan berbagai macam layanan jasa telekomunikasi melalui satu interface serbaguna yang berlaku di seluruh dunia[1].

Sebelum adanya ISDN, layanan jasa telekomunikasi dilakukan melalui berbagai jaringan khusus yang masing-masing hanya mampu menyediakan sekelompok jasa telekomunikasi tertentu. Dengan demikian, ISDN merupakan pengembangan dari jaringan telepon IDN (Integrated Digital Netwok) yang menyediakan hubungan digital dari ujung satu pelanggan ke ujung pelanggan lain secara digital (end-to-end digital connectivity) untuk proses transformasi informasi dalam bentuk suara, data dan gambar. Pada umumnya jaringan telepon menyalurkan informasi suara melalui jaringan analog, sedangkan informasi bukan suara disalurkan melalui jaringan digital kecepatan rendah menggunakan teknologi transmisi seperti modem dan VFT (Voice Frequency telegraphy)[1].

Dengan berkembangnya tekologi baik untuk sistem transmisi maupun sistem switching, terbuka kemungkinan untuk mewujudkan suatu jaringan digital universal dan seragam. Jaringan telepon dipilih sebagai titik tolak untuk mempersiapkan IDN (Integrated Digital Network). Pada IDN semua sentral telepon dan jaringan transmisi penghubungnya bekerja berdasarkan teknologi PCM sesuai rekomendasi ITU-T G.700 sehingga dalam hubungan antar sentral tidak diperlukan lagi converter D/A atau A/D[1].

2.2.2 Latar Belakang Munculnya ISDN

Latar belakang munculnya ISDN didasari pada kenyataan adanya pertumbuhan permintaan komunikasi digital khususnya untuk komunikasi global (internasional) juga keinginan akan suatu jaringan multiguna yang sederhana, efisien, fleksibel, handal, dan biaya murah dalam pengoperasiannya. Dipihak lain, perkembangan peralatan terminal “Customer Premises Equipment” (CPE) berkembang cukup pesat bahkan melebihi teknologi jaringan telekomunikasi itu sendiri. Dengan demikian latar belakang munculnya ISDN antara lain[2]:

1. Pertumbuhan permintaan komunikasi

Pertumbuhan permintaan komunikasi digital domestik maupun internasional setiap tahun semakin meningkat seiring dengan perkembangan dunia bisnis global. Kebutuhan komunikasi tidak hanya terbatas pada komunikasi suara tetapi juga komunikasi non-suara seperti data dan gambar.

2. Kesederhanaan, fleksibilitas dan biaya

Dengan semakin banyak service yang diberikan akan mengakibatkan kompleksibilitas jaringan, khususnya pada individual jaringan konvensional saat ini. Kesederhanaan merupakan faktor penting dalam suatu jaringan sehingga akan memudahkan dan menguntungkan pelanggan. Untuk service yang berbeda dalam hal tertentu pelanggan tidak dikenakan biaya misalnya untuk registrasi service penyambungan sirkit dan service penyambungan paket, pelanggan cukup diregistrasi satu kali (diregistrasi sebagai pelanggan ISDN). Pertumbuhan komunikasi digital yang semakin meningkat, membutuhkan kanal yang mampu melewatkan informasi (digital) dengan

kecepatan yang cukup tinggi. Penyediaan jaringan dengan kanal berkecepatan tinggi (misalnya 64 kbps) merupakan solusi yang diharapkan. 3. Perkembangan Perangkat Terminal (CPE)

Perkembangan teknologi perangkat terminal dewasa ini boleh dikatakan terpisah dengan perkembangan teknologi jaringan telekomunikasi. Salah satu keuntungan yang didapat dari perkembangan tersebut memungkinkan pelanggan dengan bebas memilih terminal yang digunakan untuk aplikasi yang diinginkan . Konsekuensinya, jaringan telekomunikasi yang disediakan harus mampu melayani terminal tersebut. Dalam implementasinya pada ISDN, terminal yang bisa dipakai oleh pelanggan adalah sembarang terminal namun untuk keseragaman terminal tersebut harus sesuai dengan standar yang ditetapkan untuk akses ISDN.

2.2.3 Prinsip Kerja ISDN

Prinsip kerja ISDN meliputi[3]:

1. Mendukung berbagai aplikasi voice dan nonvoice dengan menggunakan rangkaian terbatas dari fasilitas yang sudah distandarkan.

Prinsip ini mendukung tujuan ISDN dan merupakan suatu cara untuk mencapai tujuan tersebut. ISDN mendukung berbagai jenis layanan yang berkaitan dengan komunikasi suara (panggilan telepon) dan komunikasi non-suara (pertukaran data digital). Layanan-layanan ini ditampilkan sesuai dengan standar (rekomendasi ITU-T) yang menetapkan beberapa interface dalam jumlah kecil dan fasilitas-fasilitas transmisi data.

2. Mendukung aplikasi switched dan non-switched.

ISDN mendukung circuit-switching dan packet-switching. Selain itu, ISDN juga mendukung layanan non-switched dalam bentuk jalur yang disediakan untuk maksud itu.

3. Ketergantungan terhadap koneksi 64 kbps

ISDN menampilkan koneksi circuit-switching dan packet-switching pada 64 kbps. Ini merupakan pembangunan blok ISDN yang mendasar. Kecepatan ini dipilih karena pada saat itu kecepatan 64 kbps merupakan kecepatan standar untuk suara digital, dan oleh sebab itu dimasukkan ke dalam upaya pengembangan Integrated Digital Network (IDN). Pengembangan selanjutnya dalam hal ISDN memungkinkan fleksibilitas yang lebih luas lagi.

4. Memiliki kecerdasan dalam jaringan

ISDN diharapkan mampu menyediakan layanan terbaru dan memberikan kemampuan manajemen dan pemeliharaan jaringan yang lebih baik dengan adanya SS7.

5. Arsitektur protokol yang berlapis

Protokol-protokol bagi pemakai untuk mengakses ISDN melampirkan arsitektur berlapis dan dapat dipetakan menjadi model OSI. Dalam hal ini terdapat sejumlah keuntungan sebagai beerikut :

a. Standar-standar yang dikembangkan untuk aplikasi-aplikasi yang berkaitan dengan OSI dapat dipergunakan oleh ISDN.

b. Standar-satndar baru yang berkaitan dengan ISDN yang didasarkan atas standar-standar yang telah ada, mengurangi biaya penerapan barunya.

c. Standar-standar dapat dikembangkan dan diimplementasikan secara terpisah untuk berbagai lapisan dan berbagai fungsi di dalam lapisan tersebut. Ini memungkinkan dilakukannya penerapan layanan-layanan ISDN secara bertahap dan tepat untuk basis provider atau konsumen tertentu.

6. Konfigurasi yang beragam

Lebih dari satu konfigurasi fisik yang bisa dipergunakan untuk mengimplementasikan ISDN. Ini memungkinkan adanya perbedaan dalam kebijakan nasional (sumber tunggal versus persaingan), dalam hal status teknologi, serta dalam hal kebutuhan dan peralatan dasar konsumen.

2.2.4 Tujuan ISDN

ISDN melibatkan pemerintah negara, perusahaan-perusahaan komunikasi dan pengolah data, organisasi-organisi standar, dan lain-lain. Tujuan-tujuan tertentunya pada umumnya, terbagi menjadi beberapa kelompok yang berbeda. Tujuan terpenting ISDN adalah[3]:

1. Standarisasi

Intinya adalah adanya standar ISDN yang menjadi dasar untuk dilakukannya akses universal serta pengembangan peralatan dengan biaya efektif.

2. Transparansi

Layanan terpenting yang tersedia adalah layanan transmisi transparan. Ini memungkinkan bagi pemakai mengembangkan aplikasi dan protokol dengan keyakinan bahwa mereka tidak akan terpengaruh oleh ISDN yang mendasari.

3. Pemisahan fungsi-fungsi kompetitif

Sangatlah mungkin memisahkan fungi-fungsi yang tersedia yang ditampilkan secara kompetitif terhadap fungsi-fungsi yang secara fundamental menjadi bagian dari ISDN. Di banyak negara, satu entitas tunggal yang dimiliki pemerintah mampu menyediakan seluruh layanan. Beberapa negara berharap agar layanan-layanan tertentu ditawarkan secara kompetitif.

4. Layanan leased dan switched

ISDN menyediakan layanan ujung ke ujung dedicated sekaligus layanan switched. Ini memungkinkan bagi pemakai mengoptimalkan implementasi teknik-teknik switching dan routing.

5. Tarif yang berhubungan dengan biaya

Harga layanan ISDN harus didasarkan pada biaya dan tidak didasarkan pada jenis data yang dibawa. Satu jenis layanan tidak bisa mensubsidi yang lain. 6. Migrasi yang lancar

Konversi ISDN dilakukan secara bertahap, dan jaringan harus berdekatan dengan perangkat dan layanan yang telah ada. Jadi, interface ISDN bisa berkembang dari interface yang ada dan menyediakan jalur migrasi untuk pemakai.

7. Dukungan multiplexed

Sebagai tambahan bagi tersedianya dukungan berkapasitas rendah untuk pemakai individu, dukungan multiplexed harus tersedia untuk mengakomodasi PBX yang dimiliki pemakai dan perangkat jaringan lokal.

2.2.5 Keuntungan ISDN

Keuntungan ISDN meliputi[2]: 1. Bagi Pelanggan yaitu :

- Penghematan biaya - Fleksibilitas

2. Bagi Network Provider yaitu : - Universalitas perangkat

- Jangkauan pemasaran layanan yang makin besar 3. Bagi Manufacturer

Manufacturer dapat lebih fokus terhadap pengembangan perangkat karena telah ada standar yang jelas.

4. Enhanced Service Provider

Akses user yang lebih mudah dan standar mengakibatkan pengaturan yang sederhana untuk layanan khusus seperti transaksi keuangan.

2.2.6 Standar Rekomendasi ISDN

Untuk mencapai tujuan yang diinginkan pada ISDN, mutlak diperlukan standar yang mengatur seluruh aspek teknik dan non teknik ISDN. Tujuan dari standarisasi tersebut antara lain[1]:

a. Mendukung universalitas yang diberikan dan probabilitas perangkat yang digunakan.

b. Menurunkan biaya peralatan.

c. Standarisasi memungkinkan untuk produksi secara massal sehingga akan menurunkan biaya operasi.

d. Meningkatkan pasar global (berlaku diseluruh dunia).

e. Menjamin kemungkinan pertukaran informasi secara menyeluruh diseluruh dunia.

Badan yang bertanggung jawab atas standarisasi ISDN adalah ITU-TS (ITU-Internatioanal Telekomunication Union - Telecomunication standardization sector). Standarisasi ISDN pada awalnya ditangani oleh study group D (disebut sebagai studi group spesial)[1]:

Rekomendasi I-series dibagi menjadi tujuh kelompok utama yang diberi label I.100 sampai I.700 yaitu[3]:

1. I.100 series - Konsep Umum

2. I.1200 series – Kemampuan Layanan 3. I.300 series – Aspek-aspek Jaringan

4. I.1400 series – Interface antara Pemakai dengan Jaringan. 5. I.1500 series – Interface Internetwork

6. I.1600 series – Prinsip-Prinsip Pemeliharaan 7. I.1700 series – Aspek-Aspek Perangkat B-ISDN

2.3 Struktur Kanal ISDN

Dalam komunikasi data, secara logika kanal dikenal sebagai suatu saluran tempat sinyal mengalir yang dapat membawa sinyal digital atau analog yang berisi data informasi (suara/data) dari user atau pesan pensinyalan (signaling message). Pada network telepon konvensional, hubungan antara user dan sentral lokal baik untuk pensinyalan maupun data informasi dilewatkan pada sebuah kanal analog tunggal (konsep CAS). ISDN terdiri dari beberapa kanal logika untuk keperluan saluran pensinyalan dan saluran data informasi. Berdasarkan fungsi dan kecepatannya terdapat 3 tipe dasar kanal yaitu[1]:

1. Kanal B

Fungsi utama kanal B adalah untuk membawa sinyal informasi dari user ke jaringan dalam bentuk suara, data atau video. Kecepatan kanal B adalah 64 kbps yaitu kecepatan yang dibutuhkan untuk aplikasi data digital. Kanal B juga dapat digunakan untuk menyalurkan voice (suara) hi-fi band lebar (7 kHz atau 15 kHz) yang diproses menjadi 64 kbps. Bisa juga dengan menggunakan multiplex untuk dua sinyal kecepatan 32 kbps menjadi satu sinyal 64 kbps.

Ada empat jenis koneksi yang bisa disusun pada kanal B yaitu[3]: a. Circuit switched

b. Packet swiched c. Frame mode d. Semipermanen

2. Kanal D

Fungsi utama kanal D adalah untuk membawa pesan pensinyalan dari suatu terminal ISDN ke jaringan melalui konektor fisik (physical connector) dan sistem pesan pensinyalan (signaling message) standar. Kanal D mempunyai kapasitas yang sangat tinggi dan selalu tetap tersedia. Selain kanal D bisa dipergunakan sebagai packet-switched atau hubungan jarak jauh berkecepatan rendah (100 bps) pada saat tidak ada informasi pensinyalan yang menunggu.

3. Kanal H

Kanal H tersedia bagi informasi pemakai pada rate bit yang lebih tinggi yaitu pada kecepatan diatas 64 kbps. Pemakai dapat menggunakan kanal tertentu seperti trunk berkecapatan tinggi atau membagi-bagi kanal sesuai dengan skema TDM yang dimiliki. Contoh aplikasi meliputi faximili cepat, video, data berkecepatan tinggi, audio bermutu tinggi, serta aliran-aliran informasi multiple pada kecepatan data yang lebih rendah.

Untuk lebih mempermudah memahami fungsi-fungsi dari kanal ISDN, disajikan dalam Tabel 2.1.

Tabel 2.1 Fungsi kanal-kanal ISDN[1]

Tipe Kanal Bit rate Deskripsi

B 64 kbps Sinyal informasi, untuk bit rate 8, 16, 32 dan 64 kbps

Mode peenyambungan

-switched (packet switch & circuit switch) -non switched

D 16 kbps Aplikasi BRA -signaling

-low bit rate data Aplikasi PRA -signaling H 384 kbps (H0)

1536 kbps (H11) 1920 kbps (H12)

Sinyal informasi

Mode penyambungan

-switched (packet swich & circui switch) -non switched

2.4 Tipe Akses ISDN

Untuk mengakses ISDN, ITU-T telah menetapkan 2 jenis tipe akses yaitu Basic Rate Acces (BRA) untuk jalur akses individu dan Primary Rate Acces (PRA) untuk jalur akses PABX[3].

2.4.1 Basic Access

Terdiri dari dua kanal B-64 kbps full duplex dan sebuah kanal D-16 kbps full duplex. Total rate bit menurut aritmetika sederhana adalah 144 kbps. Struktur

frame untuk akses ini ditunjukkan pada gambar 2.1. Masing-masing 48 bit mencakup 16 bit dari kanal B dan 4 bit dari kanal D.

Gambar 2.1 Struktur Frame Basic Acces[3]

Layanan dasar (Basic Acces) dimaksudkan untuk memenuhi kebutuhan sebagian pemakai individu, termasuk pemakai perumahan dan kantor-kantor dalam jumlah kecil. Hal ini memungkinkan pemakaian suara dan beberapa aplikasi data seperti akses packet-switched, jalur menuju layanan alarm sentral, faksimili, videotext, dan seterusnya secara simultan. Layanan-layanan ini bisa diakses melalui sebuah terminal multiguna tunggal atau beberapa terminal terpisah. Pada salah satu nya disediakan sebuah interface fisik tunggal[3].

2.4.2 Primary Access

Primary Access dimaksudkan untuk pemakai dengan persyaratan kapasitas yang lebih besar, misalnya seperti perkantoran dengan PABX digital atau jaringan lokal. Struktur kanal Primary Access adalah[1] :

30 B + D (untuk PCM-30) 23 B + D (untuk PCM 24)

Struktur frame untuk akses primer (Primary Access) ditunjukkan pada Gambar 2.2[3].

Gambar 2.2 Struktur Frame Primary Access[3] Ada beberapa tipe akses pada Primary interface (PRA) yaitu[1]:

a. Multi Access

Akses dengan mulple kanal B dan satu kanal D (nB +D). b. High Speed Access

Misalnya akses dengan HO, untuk pengiriman high speed data. c. Combine Access

Akses dengan multiple kanal H.

Untuk mempermudah pemahaman mengenai interface pada Basic Access dan Primary Access disajikan pada Tabel 2.2[1]:

Tabel 2.2 Standar User Network Interface[1]

Tipe Inteface Bit Rate Struktur Interface Struktur Kanal

Basic Interface 192 kbps Basic Access 2B + D

Primary Inteface 1544 kbps 2048 kbps

Multiple Access High Speed Access Combine Access

23 B + D 30 B + D 4 H 3 HO + D 5 HO + D nB + mHO + D

2.5 Arsitektur Jaringan ISDN

Jaringan telekomunikasi pada dasarnya merupakan interkoneksi antar komponen-komponen telekomunikasi dasar berupa interkoneksi link node sebagai sarana transportasi service yang diberikan kepada user. Setiap jaringan telekomunikasi mempunyahi konfigurasi yang berbeda sesuai dengan kemampuan dan aplikasinya[1].

Arsitrektur jaringan ISDN terdiri dari jaringan akses yang menyediakan fasilitas akses ke service ISDN dan jaringan antara sentral untuk integrasi dengan jaringan publik eksisting. Jaringan end-to-end digital ISDN dapat digunakan untuk mengirimkan dan menerima sinyal digital tanpa modem dengan kecepatan 144 kbps (2B + D). Kelebihan ISDN tidak hanya karena kecepatan akses yang jauh lebih tinggi dibandingkan dengan kemampuan modem terbaik saat ini tetapi juga dapat menggunakan kabel eksisting (jaringan kabel eksisting). Interkoneksi ISDN dengan jaringan jaringan publik eksisting memerlukan standarisasi dan strategi untuk menghindari terjadinya masalah interface dan sebagai langkah awal migrasi eksisting ke ISDN. Standarisasi ISDN dapat mengacu pada rekomendasi ITU-T rekomendasi regional setempat. Arsitektur jaringan ISDN ditunjukkan pada Gambar 2.3[1].

Gambar 2.3 Arsitektur Jaringan ISDN[1]

Arsitektur jaringan ISDN sebagaimana halnya jaringan eksisting (PSTN) menggunakan sistem hirarki. Hal yang berbeda dengan arsitektur jaringan eksisting adalah adanya pemisahan antara link informasi dengan link signalling. Jaringan signalling pada ISDN memegang peranan yang sangat penting dan tidak hanya digunakan untuk aplikasi ISDN tetapi untuk aplikasi lain seperti Mobile network, dan aplikasi PSTN.

2.6 Konfigurasi User Network ISDN

Untuk menentukan persyaratan-persyaratan untuk akses pemakai ISDN mempunyai langkah yaitu mengelompokkan fungsi-fungsi yang berada di tempat pemakai. Pengelompokan tersebut meliputi[3]:

a. Pengelompokan fungsional, yaitu aturan-aturan terbatas tertentu dari perangkat fisik atau kombinasi-kombinasi perangkat.

b. Pengelompokan titik, yaitu titik konseptual yang dipergunakan untuk memisahkan kelompok-kelompok fungsi.

User network interface merupakan beberapa atribut yang meliputi karakteristik fisik, elektrik, protokol, service, capability, performance serta maintenance network ISDN. Untuk mempermudah pemahaman pada setiap atribut tersebut, digunakanlah istilah Reference Configuration dan Functional Group. Konfigurarasi Referensi merupakan konsep pembagian fungsi secara keseluruhan kedalam beberapa fungsional group. Group Fungsional merupakan beberapa set fungsi yang mungkin diperlukan untuk akses ke ISDN. Kedua istilah tersebut di jelaskan pada Gambar 2.4.

Gambar 2.4 Konfigurasi Referensi dan Pembagian Fungsional Group pada ISDN[3}

Keterangan dari blok-blok tesebut adalah :

a. TE1 adalah terminal dengan kemampuan protokol yang relevan dengan interface pada titik referensi S dan T dan dapat dihubungkan langsung ke sistem NT.

Contoh : - Telepon ISDN - Video Phone

b. TE2 adalah terminal yang tidak dilengkapi dengan protokol ISDN dan hanya dapat dihubungkan ke NT dengan bantuan Terminal Adapter (TA). Contoh : - Telepon Konvensional

- Terminal X-25

c. TA dapat menyediakan fungsi-fungsi konversi dari karakteristik TE2 ke karakteristk interface pada titik referensi S, memungkinkan mengakses ISDN dengan mengadaptasikannya ke protokol interface pada titik referensi S.

Contoh : - X.25 TA

- TA pesawat telepon analog

d. NT1 dapat menyediakan fungsi-fungsi yang ekivalen dengan layer 1 pada model OSI, memastikan bahwa TE secara fisik dan elektrik sesuai dengan jaringan skses sentralisasi pemeliharaan.

e. NT2 dapat menyediakan fungsi-fungsi yang ekivalen dengan layer 2 dan layer di atas nya (layer 2 ke atas).

Contoh : - PABX - LAN

f. Titik referensi T (Terminal ) berhubungan dengan penghentian jaringan ISDN minimal ditempat pemakai serta memisahkan perangkat provider jaringan dengan perangkat pemakai.

g. Titik referensi S (Sistem) berhubungan dengan interface terminal ISDN individu serta memisahkan perangkat terminal pemakai dari fungsi-fungsi komunikasi yang terkait dengan jaringan.

h. Titik referensi R (Rate) dapat menampilkan interface non-ISDN di antara perangkat pemakai yang bukan merupakan perangkat adapter dan kompatibel ISDN.

2.7 Arsitektur Protokol ISDN

Arsitektur Protokol ditunjukkan pada Gambar 2.5 dalam konteks model OSI. Sama seperti jaringan, ISDN pada intinya tidak berkaitan dengan lapisan 4 sampai 7 pada pemakai. Ini merupakan lapisan-lapisan ujng ke ujung yang diterapkan pemakai untuk memindakan informasi. Akses jaringan hanya berkaitan dengan lapisan 1-3[3].

Gambar 2.5 Arsitektur Protokol pada ISDN[3] Fungsi-fungsi dari lapisan 1 sampai dengan 3 tersebut adalah :

a. Layer 1, mempunyai fungsi yaitu : - Encoding dan decoding sinyal - Transmisi kanal B,D, dan H

- Multiplexing untuk membentuk laju primer - Aktivasi dan deaktivasi sirkit fisik

b. Layer 2, mempunyai fungsi yaitu :

- Membangun dan membubarkan datalink - Error, Flow dan Congestion Control - Synchronization

c. Layer 3, mempunyai fungsi yaitu : - Pengalamatan dan routing

- Membangun dan membubarkan koneksi level jaringan - User-to-user signalling

- Multiplexing level jaringan - Multiplexing internetworking

2.8 Koneksi ISDN

ISDN menampilkan empat jenis layanan untuk komunikasi ujung ke ujung yaitu[3]:

a. Panggilan circuit-switched

Konfigurasi jaringan dan protokol melibatkan kanal B dan kanal D. Kanal B dipergunakan untuk perpindahan data pemakai yang transparan. Pemakai yang sedang berkomunikasi bisa menggunakan protokol-protokol yang mereka inginkan untuk berkomunikasi dari ujung ke ujung. Sedangkan kanal D dipergunakan untuk memindahakan informasi kontrol antara pemakai dan jaringan untuk pemantapan panggilan dan penghentian serta akses ke fasilitas-fasilitas jaringan.

b. Koneksi Semipermanen

Koneksi semipermanen di antara titk-titik yang disepakati tersedia untuk periode waktu yang tak terbatas setelah langganan, untuk periode waktu yang ditentukan atau untuk periode waktu yang disepakati dalam sehari, seminggu, atau interval-interval lainnya. Sama halnya dengan koneksi circuit-switched hanya lapisan 1 saja yang secara fungsional disediakan

oleh interface jaringan. Protokol kontrol panggilan tidak diperlukan karena koneksinya sudah ada.

c. Panggilan packet-switched sepanjang kanal B

Ada dua kemungkinan implementasi layanan ini yaitu :

1. Packet-switched dilengkapi dengan satu jaringan terpisah atau disebut juga dengan Packet Switched Public Data Network (PSPDN)

2. Packet-switched yang diintegrasikan kedalam ISDN

Bila layanan packet-switching disediakan oleh PSPDN terpisah, akses menuju layanan tersebut adalah melalui kanal B karenanya baik pemakai maupun PSPDN harus terkoneksi sebagai pelanggan ke ISDN.

d. Panggilan packet-switched sepanjang kanal D

Untuk akses kanal D, ISDN menyediakan koneksi semipermanen ke simpul packet-switching di dalam ISDN. Pemakai menggunakan protokol level 3 X.25. Karena kanal D juga dipergunakan untuk pensinyalan kontrol, diperlukan beberapa cara untuk membedakan antara lalu lintas packet X.25 dengan lalu lintas kontrol ISDN.

BAB III

MULTIPLEXING

3.1 Umum

Multiplexing adalah suatu teknik mengirimkan lebih dari satu informasi melalui satu saluran. Tujuan utamanya adalah menghemat jumlah saluran fisik, misalnya kabel, pemancar dan penerima (transceiver) atau kabel optik. Agar penggunaan saluran telekomunikasi lebih efisien maka dipergunakan beberapa bentuk multiplexing. Multiplexing memungkinkan beberapa sumber transmisi membagi kapasitas transmisinya menjadi lebih besar. Dua bentuk yang paling umum dari multiplexing yaitu[4]:

1. Frequency Division Multiplexing (FDM) 2. Time Division Multiplexng (TDM)

Frequency Division Multiplexing bisa dipergunakan bersama-sama dengan sinyal analog. Sejumlah sinyal secara simultan dibawa menuju media yang sama dengan mengalokasikan band frekuensi yang berbeda ke masing-masing sinyal. Diperlukan peralatan modulasi untuk memindahkan setiap sinyal ke band frekuensi yang diperlukan, sedangkan peralatan multiplexing diperlukan untuk mengkombinasikan sinyal-sinyal yang dimodulasi[4].

Synchronous time division multiplexing bisa digunakan bersama-sama dengan sinyal digital atau sinyal analog yang membawa data digital pada bentuk multiplexing yang membawa data digital. Pada bentuk multiplexing yang seperti ini, data dari berbagai sumber dibawa dalam frame secara berulang. Setiap frame terdiri dari susunan jatah waktu dan pada setiap sumber ditetapkan bahawa setiap frame

terdiri dari satu atau lebih jatah waktu. Efeknya akan tampak pada bit interleave dari data pada berbagai sumber[7].

Aplikasi multiplexing yang umum adalah dalam komunikasi long-haul. Media utama pada jaringan long-haul berupa jalur gelombang mikro, koaksial atau serat optik berkapasitas tinggi. Jalur-jalur ini dapat memuat transmisi data dalam jumlah besar secara simultan dengan menggunakan multiplexing. Multiplexing memiliki keuntungan sebagai berikut[6]:

a. Host hanya butuh satu port I/O untuk n terminal b. Hanya satu line transmisi yang dibutuhkan

c. Menghemat biaya penggunaan saluran komunikasi d. Memanfaatkan sumber daya seefisien mungkin e. Menggunakan kapasitas saluran semaximal mungkin

f. Karakteristik permintaan komunikasi pada umumnya memerlukan penyaluran data dari beberapa terminal ke titik yang sama.

Gambar 3.1 menggambarkan fungsi multiplexing dalam bentuk yang paling sederhana. Terdapat n input untuk multiplexer. Multiplexer dihubungkan ke demultiplexer melalui sebuah jalur tunggal. Saluran tesebut mampu membawa n kanal data yang terpisah[8].

Multiplexer menggabungkan data dari jalur input n dan mentransmisikan melalui jalur berkapasitas tinggi. Demultiplexer menerima aliran data yang sudah dijadikan multiplex kemudian memisahkan (melakukan demultiplexing) data berdasarkan kanal, lalu mengirimkannya ke saluran output yang tepat. Penggunaan multiplexing secara luas dalam komunikasi data dapat dijelaskan melalui hal-hal berikut[4]:

a. Semakin tinggi kecepatan data, semakin efektif biaya untuk fasiltas transmisi. Maksudnya untuk aplikasi dan pada jarak tertentu, biaya per Kbps menurun bila kecepatan data dan fasilitas transmisi meningkat.

b. Sebagian besar perangkat komunikasi data individu memerlukan dukungan kecepatan data yang yang relatif sedang. Sebagai contoh, untuk sebagian besar aplikasi komputer pribadi dan terminal, kecepatan data di antara 9600 bps dan 64 Kbps sudah cukup memadai.

3.2 Frequency Division Multiplexeing

Frequency Division Multiplexeing (FDM) dimungkinkan bila lebar pita media transmisi yang digunakan melebihi lebar pita yang diperlukan sinyal yang ditransmisikan. Sejumlah sinyal dapat dibawa secara simultan bila masing-masing sinyal dimodulasi ke frekuensi pembawa yang berbeda dan frekuensi pembawa terpisah dimana lebar pita sinyal secara signifikan tidak bertumpang tindih[4].

Gambar 3.2 menggambarkan kasus umum FDM. Enam sumber sinyal dimasukkan ke multiplexer yang akan memodulasi setiap sinyal frekuensi yang berbeda-beda (f1,…,f6). Masing-masing sinyal yang dimodulasi memerlukan lebar pita tertentu yang dipusatkan disekitar frekuensi pembawa yang disebut channel

(kanal). Untuk mencegah timbulnya interferensi, kanal dipisahkan oleh band pelindung (guard band) yang merupakan bagian dari spectrum yang tidak digunakan[3].

Gambar 3.2 Frequency Division Multiplexing[7]

Sinyal campuran yang diransmisikan di sepanjang media merupakan sinyal analog. Dalam hal input digital, sinyal harus disalurkan melalui modem untuk diubah menjadi analog[3].

3.2.1 Proses Multiplexing padaFDM

Pada Gambar 3.3 diilustrasikan proses FDM (FrequencyvDivision Multiplexing). Sejumalah sinyal analog dan digital [mi(t), i=1,n] di-multiplex ke media transmisi yang sama. Masing-masing sinyal mi(t) dimodulasikan ke frekuensi pembawa fi, karena menggunakan frekuensi pembawa multiple masing-masing disebut subpembawa. Sinyal yang dimodulasi kemudian ditambahkan agar menghasilkan sinyal baseband campuran mb(t) seperti ditunjukkan pada Gambar 3.3 (b). fi harus dipilih sehingga lebar pita dari berbagai sinyal tidak tumpang tindih secara signifikan[4].

(a) Transmiter

(b) Spektrum sinyal pemodulasi baseband campuran

(c) Receiver

Gambar 3.3 Gambaran umum proses FDM[10]

3.2.2 Proses Demultiplexing pada FDM

Demultiplexing menggunakan filter sinyal multiplexing untuk mengembalikan sinyal ke bentuk semula. Setiap sinyal dimodulasi ke frekuensi sinyal awal sesuai tujuan kemana sinyal itu ditujukan. Gambar 3.4 menunjukkan

proses demultiplexing. Contoh yang paling dikenal dari aplikasi FDM adalah siaran radio dan Televisi kabel[4].

Gambar 3.4 Proses Demultiplexing pada FDM[3]

3.2.3 Sistem Pembawa Analog

Sistem pembawa jarak jauh yang ada di Amerika Serikat dan seluruh dunia dirancang sedemikian rupa agar dapat mentransmisikan sinyal-sinyal band suara di sepanjang jalur transmisi berkapasitas tinggi. Di Amerika Serikat, FDM AT & T merancang hierarki skema FDM yang memuat sistem transmisi dari berbagai kapasitas. Mirip dengan itu, namun tidak sama adalah sistem yang diadopsi secara internasional di bawah ITU-T[3].

Pada level pertama hierarki AT & T, 12 kanal suara yang dikombinasikan agar menghasilkan group sinyal dengan lebar pita sebesar 12 x 4 kHz, yang terentang pada 60-108 kHz. Sinyal dihasilkan dengan cara yang sama seperti sebelumnya dengan menggunakan frekuensi subpembawa 64-108 kHz dengan kenaikan sebesar 4 kHz[3].

Blok pembangun dasar berikutnya adalah supergroup dengan 60 kanal yang dibentuk oleh 5 group sinyal FDM. Pada setiap tahap masing-masing group diperlakukan sebagai sinyal tunggal dengan lebar pita 48 kHz dan dimodulasi oleh subpembawa. Subpembawa memiliki frekuensi dari 420-612 kHz dengan kenaikan sebesar 48 kHz. Sinyal yang dihasilkan menempati 312-552 kHz. Level hierarki berikutnya adalah mastergroup, yang menggabungkan 10 input supergroup. Lebar pita sebesar 240 kHz yang terentang pada 312 sampai 552 kHz. Untuk multiplexing pada level yang lebih tinggi dapat dilihat pada Tabel 3.1[4].

Tabel 3.1 Standar Frekuensi Pembawa FDM Amerika dan Internasional[4]

Nomor Kanal Suara

Lebar Pita Spektrum AT & T ITU-T

12 48 kHz 60-108 kHz Group Group

60 240 kHz 312-552 kHz Supergroup Supergroup

300 1.323 MHz 812-2044 kHz Mastergroup

600 2.52 MHz 564-3084 kHz Mastergroup Mastergroup

900 3.872 Mhz 8.516-12.388 kHz Supermaster

group

N x 600 Mastergroup

multiplex

3600 16.984 MHz 8.516-12.388 kHz Jumbogroup

10800 57.442 MHz 8.516-12.388 kHz Jumbogroup

Ilustrasi dari hierarki analog dapat dilihat pada Gambar 3.5[4].

Gambar 3.5 Hierarki Analog[4]

3.3 Synchronous Time Division Multiplxing

Synchronous Time Division Multiplexing memungkinkan bila kecepatan data dari suatu media bisa sama atau melebihi kecepatan data dari sinyal-sinyal digital yang ditransmisikan. Sinyal-sinyal digital multiple (sinyal analog yang memuat data digital) lambat laun bisa dibawa melalui jalur transmisi tunggal dan melakukan interleaving pada bagian-bagian dari setiap sinyal. Interleaving bisa dilakukan pada level bit atau pada blok-blok byte atau dalam jumlah yang besar. Pengiriman data dilakukan dengan mencampur data berdasarkan waktu sinyal data tersebut dikirimkan. Digunakan untuk transmisi sinyal digital, bit data dari terminal secara bergantian diselipkan diantara bit data dari terminal lain. Pemancar dan penerima harus sinkron agar masing-masing penerima menerima data yang ditujukan kepadanya. TDM hanya digunakan untuk komunikasi titik ke titik. TDM lebih efesien daripada FDM karena 1 saluran komunikasi telepon dapat dipakai

sampai dengan 30 terminal sekaligus. Gambar 3.6 menunjukkan gambaran umum TDM[4].

Gambar 3.6 Time Division Multiplexing[7]

3.3.1 Proses Muliplexing pada Synchronous Time Division Multiplexing

Gambaran umum proses Multiplexing pada TDM sinkron disajikan dalam Gambar 3.7. Sejumlah sinyal [mi (t), i=1, n] di-multiplex pada media transmisi yang sama. Sinyal-sinyal tersebut membawa data digital serta sinyal digital. Data yang datang dari setiap sumber dengan cepat disangga. Setiap penyangga biasanya memiliki panjang satu bit atau satu karakter. Penyangga secara berturut-turut di-scan agar membentuk deretan data digital campuran mc(t). Operasi scan ini berlangsung sangat cepat sehingga setiap penyangga sudah dikosongkan sebelum lebih banyak data yang datang. Kecepatan data mc (t) setidaknya harus sama dengan jumlah rate data mi (t). Data yang ditransmisikan memiliki format seperti yang ditunjukkan pada Gambar 3.7(b). Data disusun ke dalam frame. Masing-masing frame berisi siklus tergantung jatah waktu. Dari frame ke frame disebut kanal[4].

(a) Transmitter

(b) Frame TDM

(c) Receiver

Gambar 3.7 Gambaran Umum Proses TDM Sinkron[10].

3.3.2 Time Slot dan Frame

Pada Synchronous Time Division Multiplexing, aliran data pada koneksi input dibagi menjadi beberapa unit dan setiap unit memiliki time slot. Setiap unit bisa satu bit, satu karakter atau satu blok data. Durasi input sama dengan durasi

output. Jika input time slot TS maka output time slot T/n s. Jika n adalah jumlah koneksi diasumsikan TDM sinkron dan ditunjukkan pada Gambar 3.8[4].

(a) Konsep Dasar TDM Sinkron

(b) Time Slot TDM Sinkron[4]

Gambar 3.8 Konsep dasar dan Time Slot TDM Sinkron

Pada Gambar 3.8 (b) dapat dilihat bahwa jika ada n koneksi dan frame maka akan dibagi menjadi n time slot dan setiap slot dialokasikan untuk setiap unit data pada satu saluran input. Jika durasi input unit adalah T, maka durasi setiap slot adalah T/n dan durasi setiap frame adalah T[4].

3.3.3 Sistem Pembawa Digital

Sistem pembawa jarak jauh yang tersedia di Amerika Serikat dan seluruh dunia dirancang sedemikian rupa agar dapat mentransmisikan sinyal suara di sepanjang jalur transmisi berkapasitas tinggi. Di Amerika Serikat, AT & T mengembangkan suatu hierarki struktur TDM dari berbagai kapasitas. Struktur ini

dipergunkana di Kanada dan Jepang serta di Amerika Serikat sendiri. Hierarki yang dipergunakan di Internasional yang ditetapkan oleh ITU-T dapat dilihat pada Tabel 3.2[3].

Tabel 3.2 Standar Frekuensi Pembawa TDM di Amerika dan Internasional[7]

Tanda Jumlah Kanal Suara

Rate Data (Mbps)

Level Jumlah Kanal Suara

Rate Data (Mbps)

DS-1 24 1.544 1 30 2.048

DS-1C 48 3.152 120 8.448

DS-2 96 6.312 3 480 34.368 DS-3 672 44.736 4 1920 139.264

DS-4 4032 274.176 5 7680 565.148

Ilustasi hierarki digital dapat dilihat pada Gambar 3.9[4].

Gambar 3.9 Hierarki Digital[4]

Dasar hierarki TDM (di Amerika Serikat dan Jepang) yang dimaksud adalah format transmisi DS-1 seperti ditunjukkan pada Gambar 3.10 yang me-multiplex 24 kanal. Setiap frame berisi 8 bit per kanal plus bit framing untuk 24 x 8 + 1 = 193 bit. Untuk transmisi suara ditetapkan aturan yaitu masing-masing kanal memuat satu kata dari data suara yang didigitalkan. Sinyal suara analog yang asli dijadikan bentuk digital menggunakan Pulsa Code Modulation (PCM) pada kecepatan

sebesar 8000 sampel per detik. Setiap slot kanal dan setiap frame harus mengulang 8000 kali per detik dengan panjang frame 193 bit sehingga diperoleh kecepatan data 8000 x 193 = 1,544 Mbps[4].

Format DS-1 dapat menyediakan layanan data digital. Agar sesuai dengan suara maka digunakan kecepatan data yang sama sebesar 1,544 Mbps. Dalam hal ini disediakan 23 kanal data posisi kanal ke 24 digunakan untuk byte khusus untuk framing. Selain itu format DS-1 juga bisa dipergunakan untuk membawa campuran kanal data dan suara. Dalam hal ini dipergunakan 24 kanal tanpa ada byte sinkronisasi. Kecepata diatas DS-1 dapat dicapai dengan cara multiplexing pada level yang lebih tinggi melalui bit interleaving dari input 1. Misalkan sitem DS-1 mengkombinasikan empat input DS-DS-1 menjadi sebuah aliran sebesar 6,3DS-12 Mbps. Data dari keempat sumber di-interleaving-kan 12 bit sekaligus sehingga diperoleh 1,544 Mbps x 4 = 6,176 Mbps[4]

3.4 Statistical Time Division Multiplexing

Salah satu alternatif untuk menyinkronkan TDM adalah dengan TDM Statistikal. Multiplexer statistikal memanfaatkan sifat transmisi data yang umum dengan mengalokasikan jatah waktu secara dinamis sesuai permintaan. Karena TDM statistikal memiliki kelebihan yaitu perangkat yang terpasang tidak semuanya melakukan transmisi sepanjang waktu, maka kecepatan data pada saluran multiplex menjadi lebih kecil dibanding jumlah kecepatan data dan perangkat yang terpasang. Dengan demikian multiplexer Statistikal dapat menggunakan kecepatan data yang lebih rendah untuk mendukung perangkat sebanyak-banyaknya seperti pada TDM

sinkron. Perbandingan antar TDM Sinkron dengan TDM Statistikal dapat dilihat pada Gambar 3.10[4].

Gambar 3.10 Perbandingan TDM Sinkron dan TDM Asinkron[10] Pada Gambar 3.10 diperlihatkan empat sumber data dan data yang dihasilkan dalam empat kali jatah waktu (t0, t1, t2, t3). Dalam multiplex sinkron, multiplexer memiliki kecepatan output efektif sebesar empat kali lipat dari kecepatan data pada perangkat input. Pada setiap peluang waktu, data dikumpulkan dari keempat sumber dan dikirim keluar[4].

Sebaliknya, multiplex statistik tidak akan mengirim peluang waktu yang kosong bila ada data yang dikirim. Jadi selama waktu pertama itu peluang hanya diberikan untuk A dan B saja yang dikirim. Posisi signifikan dan peluang menjadi hilang dalam skema ini. Tidak diketahui sebelumnya data mana dan sumber yang berada pada peluang tertentu. Karena data yang tiba dan didistribusi melalui saluran I/O tidak bisa diperkirakan, maka informasi alamat diperlukan untuk memastikan agar pengirimannya tepat. Jadi ada lebih banyak overhead per jatah waktu pada TDM statistikal karena masing-masing jatah membawa alamat sekaligus data[4].

Struktur frame yang digunakan multiplexer statistikal menimbulkan dampak pada kinerjanya. Jelasnya, diharapkan bisa meminimalkan biaya bit untuk meningkatkan proses transmisi. Umumnya sistem TDM statistikal menggunakan protokol sinkron semacam HDLC. Gambar 3.11 menunjukkan format frame TDM statistikal[4].

Gambar 3.11 Format Frame pada TDM Statistikal[7]

3.4.1 Kinerja Satistical Time Division Multiplexeing

Kecepatan data dan output multiplexer statistikal kurang dari jumlah kecepatan data input. Ini terjadi karena sudah diantisipasi bahwa jumlah rata-rata input kurang dari kapasitas saluran yang di-multiplex. Kesulitan dengan pendeatan ini adalah sementara rata-rata jumlah input kurang dari kapasitas saluran yang di-multiplex, sehingga akan muncul periode puncak saat input melebihi kapasitas. Pemecahan untuk masalah ini adalah dengan memasukkan penyangga ke dalam multiplex untuk menahan kelebihan input sementara. Terdapat pertukaran di antara ukuran penyangga yang dipergunakan serta kecepatan data saluran[4].

3.5 Antarmuka Jaringan Pengguna ISDN

Pengguna me-multiplexing-kan lalu lintas sejumlah perangkat ke interface melalui saluran tunggal menuju ISDN (Integrated Service Digital Network). Dalam hal ini ditetapkan dua antarmuka yakni antarmuka dasar dan antar muka primer[4].

3.5.1 Antarmuka Dasar ISDN (Integrated Service Digital Network)

Pada antarmuka antara peralatan penghentian jaringan dan pelanggan, data digital diubah dengan menggunakan transmisi full duplex. Saluran fisik dipergunakan untuk transmisi ke semua arah. Saluran menandai spesifikasi antarmuka yang menyatakan penggunaan skema pengkodean pseudoternary. Biner satu ditunjukkan melalui kondisi tidak adanya voltase, sedangkan biner nol ditunjukkan melalui pulsa negative atau positif sebesar 750 mV ± 10 %. Kecepatan datanya sebesar 192 Kbps[3].

Struktur akses dasar terdiri dari dua kanal B 64 Kbps dan satu kanal D 16 Kbps. Kanal-kanal ini menghasilkan muatan sebanyak 144 Kbps, di-multiplex di sepanjang antar muka jaringan pengguna 192 Kbps. Sedangkan yang tersisa dipergunakan untuk tujuan-tujuan yang berkenaan dengan framing dan sinkronisasi. Kanal B adalah kanal dasar pengguna. Kanal tersebut bisa dipergunakan untuk membawa data digital (misalkan koneksi komputer pribadi), PCM suara digital yang dikodekan (misalkan koneksi telepon) atau apapun lalu lintas yang sesuai dengan kanal 64 Kbps. Pada waktu tertentu, koneksi logik bisa disusun terpisah untuk setiap kanal B ke tujuan ISDN. Selain itu dipergunakan pula untuk membawa informasi kontrol, yang diperlukan untuk menyusun dan menghentikan koneksi kanal B. Sedangkan transmisi kanal D memuat rangkaian frame LAPD[7].

Sama halnya dengan skema TDM sinkron, transmisi akses dasar disusun menjadi frame-frame dengan panjang tertentu dan berulang-ulang. Dalam hal ini setiap frame memiliki panjang 48 bit, pada 192 Kbps, frame-frame tersebut harus diulang pada kecepatan satu frame setiap 250 ms. Struktur frame dibagi menjadi dua bagian. Frame bagian atas ditransmisikan melalui terminal equipment (TE)

pelanggan menuju jaringan (NT), sedangkan frame bagian bawah ditransmisikan melalui NT menuju TE[4].

Setiap frame 48 bit mencakup 16 bit dari masing-masing kanal B dan 4 bit dari kanal D. Bit-bit yang tersisa mengandung penafsiran sebagai berikut : pertama dilihat struktur frame dari arah TE menuju NT. Masing-masing frame memulainya dengan sebuah bit framing yang selalu ditransmisikan sebagai pulsa positif. Kemudian diikuti bit penyeimbang dc (L) yang disusun untuk pulsa negative agar voltasenya seimbang. Pola F-L kemudian menyinkronkan pesawat penerima pada permulaan frame. Spesifikasinya menyatakan bahwa setelah dua posisi bit pertama ini maka berikutnya adalah kemunculan pertama itu nol yang akan ditandai sebagai pulsa negatif. Setelah itu barulah aturan pseudoternary yang diamati. Delapan bit berikutnya (B1), berasal dari kanal B pertama. Kemudian diikuti bit penyeimbangan dc (L). Berikutnya muncul sebuah bit dari kanal D, diikuti bit penyeimbangnya. Setelah itu diikuti bit framing pembantunya (FA) yang disusun untuk nol kecuali bila digunakan untuk struktur multiframe. Disini mengikuti bit penyeimbang lainnya (L), delapan bit (B2) dari kanal B kedua, serta bit penyeimbang lainnya (L). Ini kemudian diikuti dengan bit-bit dari kanal D, kanal B pertama, kanal D lagi, kanal B kedua, serta kanal D sebelumnya lagi dimana setiap kelompok bit kanal diikuti oleh sebuah bit penyeimbang seperti ditunjukkan pada Gambar 3.12[4].

Gambar 3.12 Struktur Frame untuk ISDN Basic Rate Access[3]

Struktur frame dalam NT kearah NT sama dengan struktur frame untuk transmisi dari arah TE ke NT.

3.5.2 Antarmuka ISDN Primer

Antarmuka primer, seperti halanya dengan antarmuka dasar yaitu me-multiplexing-kan kanal multiple melintasi sebuah media transmisi tunggal. Dalam antarmuka primer hanya sebuah konfigurasi ujung ke ujung saja yang dimungkinkan. Biasanya antarmuka mendukung PABX digital atau perangkat konsentrasi lainnya yang mengontrol TE multiple dan menyediakan fasilitas TDM statistikal untuk mengakses ISDN. Kecepatan untuk antarmuka primer adalah 1,544 Mbps dan 2,048 Mbps[3].

Antarmuka ISDN pada 1,544 Mbps didasarkan atas struktur transmisi DS-1 Amerika Utara yang dipergunakan pada layanan transmisi T1. Gambar 3.13 menunjukkan ilustrasi format frame untuk rate data ini[3].

Gambar 3.13 Format Frame Akses ISDN Primer dengan Rate 1,544 Mbps[10] Deretan bit disusun menjadi frame 193 bit ulangan. Masing-masing frame terdiri dari 24 jatah waktu 8 bit dan sebuah bit framing. Jatah waktu yang sama diulang melalui frame multiple yang merupakan sebuah saluran (kanal). Pada kecepatan data 1,544 Mbps, frame berulang dengan tingkat kecepatan satu untuk setiap 125 second atau sebesar 8000 frame per detik. Dengan demikian setiap saluran mendukung 64 Kbps. Biasanya struktur transmisi digunakan untuk mendukung saluran-saluran 23 B dan satu saluran D 64 Kbps. Pengkodean line untuk interface I,544 Mbps adalah AMI (Alternate Mark Inversion) dengan menggunakan B8ZS[3].

Antarmuka ISDN pada kecepatan 2,048 Mbps di dasarkan pada struktur transmisi Eropa untuk tingkat kecepatan data yang sama. Gambar 3.14 mengilustrasikan format frame untuk tingkat kecepatan data ini[3].

Gambar 3.14 Format Frame Akses ISDN Primer pada Rate 2,048 Mbps[10] Stream bit di susun ke dalam frame 256 bit berulang. Masing-masing frame terdiri dari 32 slot waktu 8 bit. Slot waktu yang pertama digunakan untuk framing dan sinkronisasi. 31 slot waktu yang lain mendukung kanal pemakai. Pada tingkat kecepatan data 2,048 Mbps, frame berulang pada tingkat kecepatan satu putaran per 125 ms, atau 8000 frame per detik. Dengan demikian setiap kanal mendukung 64 Kbps. Biasanya struktur transmisi digunakan untuk mendukung 30 kanal B dan satu kanal D. Pengkodean line untuk antarmuka 2,048 Mbps adalah AMI dan HDB3[3].

3.6 Kinerja Multiplexer Pada ISDN

Untuk menghitung kinerja multiplexer pada ISDN (Integrated Service Digital Network) digunakan sistem antrian. Jenis sistem antrian yang digunakan adalah M/M/1/N. Sistem antrian M/M/1/N dipilih sebab sesuai dengan prinsip dasar ISDN yaitu menyatukan seluruh pelanggan dalam satu jaringan tunggal. Sistem antrian M/M/1/N dibuat dengan kedatangan Poisson, memiliki satu server dengan disiplin antrian FIFO (First In First Out) yang merupakan suatu peraturan dimana yang akan dilayani terlebih dahulu adalah frame yang datang terlebih dahulu. FIFO ini sering disebut juga FCFS (First Come First Served). Hubungan antara multiplexing dan teori antrian ditunjukkan pada Gambar 3.15.

Gambar 3.15 Hubungan multiplexing dan teori antrian M/M/1[9]

Pada Gambar 3.15 diatas terlihat bahwa paket-paket dari semua aliran trafik di-multiplex dan digabungkan ke dalam satu antrian tunggal selanjutnya ditransmisikan secara FIFO.

Pada sistem antrian M/M/1 yang merupakan satu server model antrian yang dapat digunakan untuk sistem yang sederhana seperti yang ditunjukkan pada Gambar 3.16.

Gambar 3.16 Model Antrian M/M/1[10]

Pada Gambar 3.16[10] dapat dilihat sebuah model antrian pelayanan tunggal (single server). Frame – frame tiba secara acak, kemudian frame antri di dalam buffer sebelum dilayani oleh server. Setelah selesai dilayani, maka frame meninggalkan sistem antrian.

Distribusi probabilitas yang sering digunakan adalah distribusi Poisson, dimana kedatangan frame bersifat independent, tidak terpengaruh oleh kedatangan sebelum ataupun sesudahnya. Asumsi distribusi poisson menunjukkan bahwa kedaangan frame sifatnya acak dan mempunyai rata – rata laju kedatangan sebesar lamda ().

Proses kedatangan frame – frame yang mengikuti distribusi Poisson dapat dilihat pada Gambar 3.17[10].

Gambar 3.17 Interval Waktu Kedatangan Frame pada Proses Poisson[10] Pada Gambar 3.17 dapat dilihat bahwa sebuah interval waktu yang kecil ∆t (∆t  _{0), antara waktu t dan t +} ∆_{t. Jika terdapat interval waktu terbatas yang} panjang T [6], seperti dilihat pada Gambar 3.18[10].

Gambar 3.18 Distribusi Poisson dengan Interval Waktu T[10]

Pada interval waktu T, maka dapat diketahui probabilitas kedatangan p(k) dari k kedatangan[10] yaitu :

! ) ( ) (

k e T k

p

T

k 

 

 ...(3.1) dimana :

p(k) = probabilitas dari k kedatangan T = Interval waktu (detik)

 = Laju kedatangan frame (frame/detik) k = 0, 1, 2…

Poisson sering digunakan sebagai model untuk kedatangan frame yang acak ke dalam sistem antrian. Pada analisa ini, perlu untuk menghasilkan suatu urutan

waktu kedatangan frame ...0t₀ t₁ t₂  dimana kejadian ke i terjadi pada saat ti (i = 1, 2,…) dan distribusi dari waktu kejadian {ti} mengikuti pola tertentu.

) : max( )

(t i t t

N  _i  adalah jumlah kejadian yang terjadi pada saat atau sebelum t untuk t0 [3]. Sebuah proses {N(t),t0} dikatakan proses Poisson jika:

1. Frame yang tiba sebanyak satu frame, pada suatu waktu.

2. N(t + s) – N(t) adalah jumlah kedatangan pada interval waktu (t, t + s), adalah independen dari {N(u),0ut}

3. Distribusi dari N(t + s) – N(t) independen dari t untuk t,s 0

Untuk menjamin sistem menjadi stabil pada antrian dengan pelayanan tunggal maka dapat dilihat bahwa  < .Maka akan didapat parameter [10], yaitu:

 

  ...(3.2) dimana:  = Utilisasi Sistem

 = Laju Kedatangan Frame (frame/detik)

 = Laju Pelayanan Frame (frame/detik)

Parameter  ini sering disebut juga dengan utilisasi link atau intensitas trafik. Untuk antrian dengan pelayanan tunggal, jika nilai mendekati dan melampaui satu, maka akan dijumpai keadaan kongesti yaitu keadaan dimana frame – frame yang tiba diblok.

Laju lalu lintas kedatangan frame merupakan rata-rata jumlah frame yang ditransmisikan per satuan waktu, parameter  didapatkan dari Hukum Little[10]:



_  

0

) ( )

(

k

T k kp k

N 

T k N( ) 

 ...(3.3) dimana:

 = Laju kedatangan frame (frame/detik) N(k) = Jumlah kedatangan frame (frame) T = Waktu total operasi (detik)

Pada sistem antrian M/M/1/N terdapat pelanggan sebanyak N. Jika sudah ada N pelanggan di dalam sistem, maka pelanggan yang tiba berikutnya diblok atau hilang. Laju kedatangan dan laju pelayanan dapat dinyatakan dengan, yaitu:

1 ... , 2 , 1 , 0 )

(n  n N



N n

n) 1,2,3,... (   



Diagram transisi kondisinya dapat dinyatakan pada Gambar 3.19 sebagai berikut[5], yaitu:

0 1 2 3 N-1 N …...

…….





















Gambar 3.19 Digram Transisi Kondisi Sistim Antrian M/M/1/N[5]

Dimana probabilitas kondisinya dapat dinyatakan persamaan berikut ini[5], yaitu:



1



N

o n

n

) 1 ( ) 1 ( 1    N o p

 ... (3.4) ) 1 ( ) 1 ( 1    N n n p

  ... (3.5) Maka didapatkan: ) 1 ( ) 1 ( 1     N N N P    ... (3.6)

PN[5] adalah Probabilitas blocking, dimana sistem antrian penuh. Rata-rata jumlah pelanggan yang diblok per detik adalah PN. Dengan buffer berhingga, rata-rata laju kedatangan frame/detikdapat lebih besar dari rata-rata laju pelayanan frame/detik , karena kelebihan pelanggan akan ditolak. Hubungan antara throughput dan load ditunjukkan pada Gambar 3.20[10].

load   N P .  ) 1 ( P_N throughput 

 



Gambar 3.20 Hubungan Antara Throughput dan Load[10]

Gambar 3.20[10] diatas ini menunjukkan hubungan antara throughput dan load pada sistem antrian M//M/I/N.

Sejumlah frame yang telah berhasil dilayani dan telah meninggalkan sistem didefiniskan sebagai throughput dapat dinyatakan dengan persamaan[9]yaitu :

dimana:

 = Throughput (frame)

= Rata-rata laju kedatangan frame/detik PN = Probabilitas Blocking

Untuk model sistem antrian M/M/1/N rata-rata jumlah frame yang terdapat dalam sistem antrian diberikan dengan persamaan[5]yaitu:

₁

1

1 ) 1 ( 1

)

( _

    

 N

N

N n

E n

 

 _...(3.8)

Lamanya waktu total yang dibutuhkan sejumlah frame dalam sistem adalah penjumlahan waktu yang dibutuhkan frame untuk mengantri dengan waktu yang dibutuhkan frame ketika dilayani dalam sebuah sistem, berdasarkan hukum little [10] yaitu:

 . 

n



  n ...(3. 9) dimana:



n Rata-rata jumlah pelanggan di dalam sistem antrian (frame)  = Rata-rata laju kedatangan ke sistem antrian (frame/detik)



 rata-rata waktu tunggu dalam sistem antrian (detik) Parameter ₀ merupakan persentase dari utilisasi link atau intensitas trafik dalam keadaan kosong atau kemungkinan tidak adanya frame dalam buffer. Parameter ini dinyatakan dengan persamaan[10] yaitu :

 

0 1





1 _{………...…………....}(3.10)

Waktu yang dibutuhkan frame untuk dilayani di server dapat dinyatakan dengan persamaan[10]yaitu:



1 

service

t ...(3.11)

Waktu rata-rata pelanggan di dalam antrian dapat ditentukan dengan persamaan[12] yaitu :



 



  -

q

W ...(3.12)

Waktu rata-rata di dalam sistem dapat dihitung dengan persamaan[12]yaitu :

 

-1

BAB IV

ANALISIS KINERJA MULTIPLEXER PADA ISDN

4.1 Umum

Tugas Akhir ini bertujuan untuk menganalisis kinerja Multiplexer pada ISDN. Parameter kinerja yang dihitung adalah delay, throughput dan probabilitas blocking. Analisis perhitungan kinerja Multiplexer pada ISDN yang dibahas menggunakan sistem antrian M/M/1/N. Sistem antrian M/M/1/N dipilih sebab perangkat ISDN mempunyai kapasitas yang terbatas untuk N pelanggan yang masuk ke buffer dengan disiplin antrian FIFO (First In First Out) yang merupakan suatu peraturan dimana yang akan dilayani terlebih dahulu adalah pelanggan yang datang terlebih dahulu. FIFO ini sering disebut juga FCFS (First Come First Served).

4.2 Model Antrian Multiplexing

Untuk menghitung kinerja multiplexer pada ISDN (Integrated Service Digital Network) digunakan sistem antrian. Jenis sistem antrian yang digunakan adalah M/M/1/N seperti yang ditunjukkan pada Gambar 4.1.



= Throughput (bit)

Wq = Delay (detik)

Ws = Waktu rata-rata di server (detik)

Dari Tabel 4.14 dapat dianalisis bahwa dengan mentransmisikan data berupa suara 1000 bit dan data teks 1500 bit sebanyak 50 pelanggan, dapat dilihat bahwa semakin besar utilitas trafik yang berarti semakin besar laju kedatangan maka delay akan meningkat akibatnya probabilitas blocking semakin meningkat pula dan

throughput juga meningkat sebab semakin banyak pelanggan yang telah dilayani

dan meninggalkan sistem. Pada saat intensitas trafik



= 0,5 dan laju kedatangan

= 551 bit per detik dihasilkan probabilitas blocking sebesar 4,44.10-16 detik,

throughput sebesar 551 bit dan delay sebesar 239,56.10-12 detik sedangakan pada saat intensitas trafik



= 0,9 dan laju kedatangan  = 993 bit per detik dihasilkan

probabilitas blocking sebesar 5,2.10-4 detik, throughput sebesar 992 bit dan delay sebesar 431,73.10-12 detik. Nilai probabilitas blocking semakin besar disebabkan kecepatan server yang tetap semetara intensitas trafik meningkat. Hal ini disebabkan karena semakin besar jumlah laju kedatangan maka semakin besar pula rata-rata waktu tunggu di dalam sistem antrian.

Untuk perhitungan N = 50, dengan panjang suara 1500 bit dan data teks 1000 bit ditunjukkan pada Tabel 4.15.

Tabel 4.15 Analisis Perhitungan Kinerja Multiplexer pada ISDN dengan N = 50, Suara 1500 bit dan Data Teks 1000 bit



_

P

N



Wq

Ws

0,5 702 4,44.10-16 702 305,22.10-12 6,47.10-7 0,6 842 3,24.10-12 842 366.10-12 6,48.10-7 0,7 983 5,05.10-9 983 413.10-12 6,48.10-7

0,8 1123 2,85.10-6 1123 471,85.10-12 6,48.10-7 0,9 1263 5,2.10-4 1262 530,67.10-12 6,48.10-7 Keterangan :



= Intensitas lalu lintas (occupancy)

 = Rata-rata laju kedatangan (bit/detik) PN = Probabilitas Blocking (detik)



= Throughput (bit)

Wq = Delay (detik)

Ws = Waktu rata-rata di server (detik)

Dari Tabel 4.15 dapat dianalisis bahwa dengan mentransmisikan data berupa suara 1500 bit dan data teks 1000 bit sebanyak 50 pelanggan, dapat dilihat bahwa semakin besar utilitas trafik yang berarti semakin besar laju kedatangan maka delay akan meningkat akibatnya probabilitas blocking semakin meningkat pula dan

throughput juga meningkat sebab semakin banyak pelanggan yang telah dilayani

dan meninggalkan sistem. Pada saat intensitas trafik



= 0,5 dan laju kedatangan

= 702 bit per detik dihasilkan probabilitas blocking sebesar 4,44.10-16 detik,

throughput sebesar 702 bit dan delay sebesar 305,22.10-12 detik sedangakan pada saat intensitas trafik



= 0,9 dan laju kedatangan  = 1263 bit per detik dihasilkan

probabilitas blocking sebesar 5,2.10-4 detik, throughput sebesar 1262 bit dan delay sebesar 530,67.10-12 detik. Nilai probabilitas blocking semakin besar disebabkan kecepatan server yang tetap semetara intensitas trafik meningkat. Hal ini disebabkan karena semakin besar jumlah laju kedatangan maka semakin besar pula rata-rata waktu tunggu di dalam sistem antrian.

Dari Tabel 4.13, Tabel 4.14 dan Tabel 4.15 dapat dilihat bahwa jumlah pelanggan (N) sebanyak 50 maka lamanya setiap pelanggan didalam server adalah sama yaitu sebesar 6,48. 10-7 detik dan delay juga sama apabila intensitas trafik dan laju kedatangan sama walaupun panjang paket berubah-ubah.

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Dari analisis perhitungan yang telah dilakukan pada Tugas Akhir ini, maka dapat diambil kesimpulan sebagai berikut :

1. Pada analisis perhitungan kinerja multiplexer pada ISDN, dengan jumlah pelanggan (N) yang datang ke jaringan ISDN sebanyak 10, 20, 30, 40 dan 50, walaupun panjang paketnya berubah-ubah baik suara maupun data teks maka nilai probalitas blocking-nya akan tetap sama pada setiap laju kedatangan. Hal ini disebabkan probabilitas blocking hanya dipengaruhi oleh jumlah pelanggan yang datang ke sistem dan tidak tergantung pada panjang paketnya.

2. Pada saat panjang suara 1000 bit dan data teks 1500 untuk jumlah pelanggan 10 dengan intensitas trafik 0,5 , rata-rata laju kedatangan 551 bit/detik maka didapatkan delay sebesar 239,56.10-12 detik, throughput 551 bit dan

probabilitas blocking 4,8.10-4 detik, sedangkan untuk intensitas trafik maksimal yaitu 0,9 dengan rata-rata laju kedatangan 993 bit/detik didapatkan delay sebesar 431,73.10-12 detik, throughput 945 bit dan

probabilitas blocking 4,8.10-2 detik. Ini menandakan semakin tinggi intensitas trafik dan rata-rata laju kedatangan dengan laju pelayanan yang tetap maka diperoleh delay, throughput dan probabilitas blocking yang semakin tinggi pula.

3. Parameter kinerja jaringan yaitu delay, throughput dan probabilitas locking menentukan kualitas kinerja suatu jaringan. Semakin kecil nilai delay,

probabilitas blocking dan semakin besar nilai throughput maka kualitas

kinerja suatu jaringan akan semakin baik.

5.2 Saran

Karena keterbatasan waktu dan kemampuan penulis maka untuk perbaikan Tugas Akhir ini kedepannya ada saran dari penulis yaitu :

1. Untuk pengembangan selanjutnya, masih dapat dibahas mengenai analisis kinerja Multiplexer pada ISDN dengan laju pelayanan menggunakan antarmuka primer dengan kecepatan 2,048 Mbps.

DAFTAR PUSTAKA

1. Fauzi Rahmad, Suherman, 2006, “Jaringan Telekomunikasi”, Departemen Teknik Elektro, Medan, Hal 131-153.

2. Green DC,1995, “Komunikasi Data”, ANDI, Yogyakarta.

3. Stallings William, 2001, “Komunikasi Data dan Komputer”, Salemba Teknika, Jakarta, Hal 241-275, 391-420.

4. Ariyus Dony, Rum Andri K.R, 2008, “Komunikasi Data”, ANDI, Yogyakarta, Hal 259-303.

5. Panayiotou, Christos. Mei 01, 2009. ”Communication Systems and

Networks”,www.eng.ucy.ac.cy/christos/courses/ECE658/Lectures/Queueing Theory%20I.ppt.

6. “Multiplexer”,http://rahmadsmartboy.blogspot.com/2009/08/multiplexer.ht ml, tanggal akses 03 September 2010.

7. Multiplexing,http://farhanhariri88.blogspot.com/2009/11/multiplexing.html, tanggal akses 20 Agustus 2010.

8. “Multiplexing”, http://teknik-informatika.com/transmisi-data, tanggal akses 25 Agustus 2010.

9. ModelAntrianM/M/1,www.elektro.undip.ac.id/sukiswo/?download=RT_07_ Teori%20Antrian, tanggal akses 05 November 2010.

10.Schwartz, M, “Telecommunication Networks Protocols, Modeling and

Anaysis”, Addison-Wesley Publishing Company. Inc. New York. USA,

hal. 21 – 56, 1987.

11.“MultiplexingISDN”,http://id.wikipedia.org/wiki/Teknologi_komunikasi_di gital, tanggal akses 21 Juni 2010.

12.Kakiay, Thomas J, 2004, “Dasar Teori Antrian untuk Kehidupan Nyata”, Andi, Yogyakarta.