BAB III LANDASAR TEORI

Transkripsi

1 BAB III LANDASAR TEORI 3.1 Jaringan Backbone Backbone adalah saluran atau koneksi berkecepatan tinggi yang menjadi lintasan utama dalam sebuah jaringan. Backbone juga dapat dikatakan sebagai jaringan telekomunikasi utama yang terdiri dari fasilitas switching dan transmisi yang menghubungkan beberapa node akses jaringan. Link transmisi antara node dan fasilitas switching itu termasuk didalamnya microwave, kabel bawah laut, satelit, serat optik dan teknologi transmisi lainnya. Jaringan backbone merupakan Mekanisme hirarki dari jaringan komputer. Backbone berada pada lapis atas pada network, terutama dalam sambungan ke sebuah sistem lanjut. Link ini berkecepatan tinggi yang menghubungkan link-link yang lebih kecil kapasitasnya. Backbone Internet biasanya menghubungkan antar negara atau benua. Backbone merupakan sebuah teknik yang digunakan dalam penggabungan beberapa jaringan lokal pada masing-masing lantai dari bangunan bertingkat dengan menggunakan satu jalur kabel utama dan khusus. 3.2 Sistem Transmisi SDH Synchronous Digital Hierarchy (SDH) merupakan hirarki pemultiplekan yang berbasis pada transmisi sinkron yang telah ditetapkan oleh ITU-T. Dalam dunia telekomunikasi, rentetan pemultiplekan sinyal-sinyal dalam transmisi menimbulkan masalah dalam hal pencabangan dan penyisipan (drop and insert) yang tidak mudah serta keterbatasan untuk memonitor dan mengendalikan jaringan transmisinya. 11

2 12 Dalam dunia telekomunikasi, sejumlah multiplexing sinyal-sinyal dalam transmisi menimbulkan masalah dalam hal pencabangan dan penyisipan (add/drop) yang tidak mudah serta keterbatasan untuk memonitor dan mengendalikan jaringan transmisinya. Hirarki multiplexing SDH dapat dilihat pada Gambar 3.1. SDH (Synchronous Digital Hierarchy), adalah multiplex digital yang berfungsi menggabungkan: 1. Sinyal digital 2 Mbit/s, 34 Mbit/s, 140 Mbit/s menjadi : a. Sinyal STM-1 (155,52 Mbit/s) atau b. Sinyal STM-4 (622,08 Mbit/s). 2. Sinyal STM-1 menjadi : a. Sinyal STM-4, atau b. Sinyal STM-16 (2,48832 Gbit/s). 3. Sinyal STM-4 menjadi : a. Sinyal STM-16, b. Sinyal STM-64 (9,95328 Gbit/s) 4. Sinyal-sinyal PDH dan STM-n menjadi sinyal SDH dengan level yang lebih tinggi. Gambar 3.1 Multiplexing SDH

3 13 SDH memiliki dua keuntungan pokok yaitu fleksibilitas yang demikian tinggi dalam hal konfigurasi kanal pada simpul-simpul jaringan dan meningkatkan kemampuan manajemen jaringan baik untuk payload traffic-nya maupun elemenelemen jaringan. Struktur frame SDH terendah yang didefinisikan dalam standar SDH adalah STM-1 (Synchronous Transport Module level 1) dengan laju bit 155,520 Mbit/s (155 Mbps). Ini berarti STM-1 terdiri dari 2430 byte dengan durasi frame 125μ s. Bit rate atau kecepatan transmisi untuk level STM-N yang lebih tinggi juga telah distandarisasi sebagai kelipatan bulat (1, 4, 16 dan 64) dari N x 155,520 Mbps, seperti yang terdapat pada Tabel 3.1 Tabel 3.1 Standar Frame dan Kecepatan SDH Level STM-1 STM-4 STM-16 STM-64 Rate 155,520 Mbps (155 Mbps) 622,080 Mbps (620 Mbps) 2488,320 Mbps (2,5 Gbps) 9953,280 Mbps (10 Gbps) Adapun fungsi SDH (Synchronous Digital Hierarchy) yaitu: 1. Mengubah sinyal bipolar PDH input menjadi sinyal unipolar NRZ. 2. Menempatkan sinyal unipolar NRZ pada containernya masing-masing : a. C-12 untuk sinyal 2048 Kbps b. C-3 untuk sinyal Kbps c. C-4 untuk sinyal Kbps 3. Melengkapi sinyal-sinyal C-12, C-3 dan C-4 dengan byte-byte : a. Pointer Over Head (POH) b. Pointer 4. Menggabungkan sinyal-sinyal yang sudah dilengkapi dengan byte-byte Over Head dan Pointer menjadi satu deretan sinyal serial. 5. Mengubah sinyal hasil multiplexing menjadi :

4 14 a. Sinyal Bipolar CMI untuk STM-1 yang dikirimkan melalui Radio Gelombang Mikro Digital SDH atau melalui level SDH yang lebih tinggi. b. Sinyal dengan daya optik untuk STM-1 yang dikirimkan melalui kabel optik. Fungsi Networking utama SDH adalah sebagai berikut: 1. SDH Crossconnect SDH Crossconnect adalah versi SDH dari suatu Time- Space-Time crosspoint switch. Ini meng-connect berbagai channel dari berbagai inputnya ke berbagai channel pada berbagai outputnya. Crossconnect SDH digunakan dalam Transit Exchanges, dimana semua input dan output adalah terhubung ke exchanges yang lain. 2. SDH Add-Drop Multiplexer SDH Add-Drop Multiplexer ( ADM ) dapat menambahkan atau mengurangi setiap frame yang dimultiplexkan sehingga menjadi 1.544Mb. Di bawah level ini, standard TDM dapat dibentuk. SDH ADMs juga dapat berfungsi untuk SDH Crossconnect dan juga digunakan pada End Exchanges dimana channel-channel dari subscriber-subscriber dihubungkan ke core PSTN network Struktur Frame STM-1 STM-1 (Synchronous Transport Module) adalah modul transport sinkron level-1. Sebuah frame tunggal STM-1 dinyatakan dengan sebuah matriks yang terdiri dari sembilan baris dan 270 kolom. Frame ini dibentuk dari 2430 byte, setiap byte terdiri dari 8 bit. Frame STM-1 berisi dua bagian, bagian SOH (Section Overhead) dan bagian VC (Virtual Container) yang merupakan payload-nya.

5 15 Gambar 3.2 Struktur Frame STM Struktur Frame STM-N STM-N merupakan satuan yang dipakai oleh SDH. STM-N besar nya adalah N x 155,52 Mbps. Nilai N yang ada adalah 1, 4, 16, 64, 128, dst. Nilai STM ini sendiri masih terus ditingkatkan kapasitasnya. Sistem transmisi yang mampu mengangkut kapasitas yang cukub besar ini biasanya dapat berupa optik (masih terus dikembangkan) dan microwave (kapasitasnya tidak dapat sebesar optik). Gambar 3.3 Struktur Frame STM-N

6 Elemen Jaringan SDH Dalam Jaringan SDH terdapat beberapa elemen dasar yang di desain sedemikian rupa disesuaikan dengan fungsinya. Spesifikasi dari struktur SDH sangat berpengaruh dalam spesifikasi elemen jaringan SDH dalam aplikasinya. Elemen dasar tersebut antara lain : a. Terminal Multiplexer (TM) TM berfungsi untuk memultiplikasi sinyal-sinyal tributary ke dalam sinyal SDH, dan juga berfungsi sebagai interface antara sinyal PDH dan SDH. b. Add Drop Multiplexer (ADM) ADM memiliki fungsi drop and insert, dimana sinyal tributari yang diturunkan dapat dimasukan sinyal tributari yang lain, sehingga kapasitas jalur utama tetap optimum. Jika ADM dihubungkan dengan ADM lain maka akan terbentuk topologi ring. c. Digital Crossconnect (DXC) DXC berfungsi untuk melakukan cross-connect terhadap sinyal-sinyal tributari dan melakukan switching tributari dengan bitrate yang berbeda-beda sesuai dengan jalur yang diinginkan. Jika DXC dihubungkan dengan DXC yang lain maka akan terbentuk topologi ring by ring. d. Regenerator Regenerator memiliki tiga fungsi, yaitu retiming, regenerating dan reshaping (3R). Regenerator melakukan semua fungsi tersebut pada tingkat elektrik sehingga sinyal optik harus di ubah menjadi sinyal elektrik terlebih dahulu. 3.3 Crossconnect Crossconnect adalah teknik menghubungkan 2 site dengan menggunakan software atau komputer. Disini hanya dijelaskan tekhnik cross-connect menggunakan produk Huawei.

7 Sistem Proteksi Pada dasarnya istilah proteksi merupakan cara pengaturan dalam memindahkan trafik pada kanal utama ke kanal cadangan (back-up) ketika terjadi kegagalan transmisi pada jalur utamanya. Sistem proteksi merupakan cara untuk mengatasi suatu masalah yang terjadi pada jaringan backbone. Sistem proteksi pada SDH ini terdiri dari berbagai macam, dimana penggunaannya disesuaikan dengan kebutuhan trafik, topologi jaringan maupun faktor pertimbangan ekonomis. Pada jaringan kabel optik sistem proteksi dapat diterapkan pada perangkat hardware atau dalam sistem multiplexernya. Selain itu dapat juga diterapkan pada saat pemasangan core, dimana untuk kabel main proteksi dapat diterapkan dengan membuat core proteksinya. Didalam jaringan kabel optik selain pada hardware sistem proteksi dapat juga diterapkan secara software dimana jaringan yang tersedia (existing) di buat jalur proteksinya melewati jalur optik yang lain, sehingga saat jalur utama terganggu maka koneksi yang melewati jalur tersebut tidak terganggu karena sudah memiliki proteksi melewati jalur yang optik yang lain. Perangkat merupakan sebuah bentuk hardware dimana dalam proses pemakaiannya lama kelamaan akan dapat menimbulkan permasalahan tersendiri baik itu permasalahan yang berbentuk teknis ataupun non teknis. Untuk mengatasi hal tersebut, ada beberapa sistem proteksi yang sudah biasa dipakai untuk memproteksi perangkat, yaitu : MSP (Multiple Section Protection) Pada sistem proteksi perangkat dikenal sistem proteksi MSP (Multiple Section Protection). Sistem MSP ini sudah menjadi salah satu kebutuhan penting pada sistem proteksi perangkat dimana sistem ini bekerja secara otomatis ketika sistem main failure atau bermasalah. Sistem MSP merupakan sebuah sistem yang umumnya

8 18 digunakan untuk memproteksi card atau modul yang ada dalam sebuah perangkat. Sistem Proteksi MSP (Multiple Section Protection) terbagi dua yaitu : MSP Linear (1+1) 1 to 1 card protection Pada proteksi MSP 1+1 berarti satu kanal digunakan sebagai main channel (working channel) yaitu kanal yang membawa trafik, sedang 1 kanal lagi digunakan sebagai protection channel yang hanya berfungsi sebagai kanal cadangan. Pada MSP 1+1, link pada bagian transmit selalu terhubung secara permanen dengan link transmit pada bagian proteksi, sehingga trafik ditransmisikan pada bagian main channel dan protection channel. Namun, pada sisi penerima terdapat selector yang akan memilih kanal yang mana trafik tersebut akan diterima. MSP non-linear (1+N), 1 to N card protection Sebuah card proteksi menjadi proteksi untuk N buah working card. Pada sistem ini memiliki kekurangan yaitu jika pada saat yang bersamaan terdapat dua card yang failure maka hanya satu card saja yang bisa diproteksi BSHR (Bi-directional Self Healing Ring) Proteksi tipe ini adalah tipe proteksi secara topologi. Dimana untuk mencapai availability jaringan operator harus membentuk topologi ring. Pada topologi ini trafik melewati suatu rangkaian seri node-node yang terinterkoneksi antara satu dengan lainnya. Proteksi Bidirectional Self Healing Ring (BSHR) merupakan suatu bentuk proteksi dimana memerlukan topologi sebagai landasannya. Sistem proteksi BSHR dirancang untuk memproteksi beberapa node yang dirancang saling berhubungan sehingga pada saat satu node atau routing failure maka trafik yang berjalan akan melewati node dengan routing yang berbeda.

9 19 Klasifikasi dari BSHR dapat dikelompokan menjadi : Point-to-Point Pada topologi ini trafik melewati suatu rangkaian seri node-node yang terinterkoneksi antara satu dengan lainnya. Trafik berisi sinyal seperti voice, data, dan video dapat di-insert atau dicuplik oleh node manapun dalam rangkaian. Dua terminal ujung disebut dengan terminal node dan dapat berupa terminal multiplexer SDH. Keuntungan dari sistem ini memungkinkan provider untuk menghemat anggaran karena dalam system point to point memungkinkan untuk melakukan pemasangan proteksi melalui kabel optik yang sama tetapi menggunakan core yang berbeda. Kelemahan system point to point adalah ketika kabel optik yang didalamnya sudah terdapat main dan proteksi dengan core yang berbeda suatu saat putus maka harus disiapkan jalur baru atau menunggu kabel yang putus tersambung. Ring Jaringan ring menghubungkan beberapa node ADM (Add/Drop Multiplexer) dalam sebuah loop tertutup. Konfigurasi ini memiliki kehandalan dalam hal proteksi yaitu dengan mekanisme self healing yang dapat beroperasi dengan cepat ( < 50 ms ) apabila terjadi gangguan pada jaringan. SNCP (Sub Network Connection Protection) Sistem proteksi SNCP biasa dikenal dengan sistem proteksi Path Protections (PPS) merupakan path proteksi yang dapat digunakan pada struktur jaringan yang berbeda-beda, seperti pada jaringan mesh, ring, pointto-point dan sebagainya. Sistem SNCP ini dapat bekerja pada Low order dan High order path pada SDH. Karena yang sifatnya dedicated dalam memproteksi trafik, maka proteksi SNC 1+1 bersifat broadcast transmit dan

10 20 selective received. SNCP memiliki beberapa tipe aplikasi pada sistem proteksinya : Revertive dan Non-revertive. Pada non-revertive mode, sinyal data akan tetap berada pada link proteksi walaupun kondisi alarm atau fault telah kembali normal. Sebaliknya pada mode revertive, sinyal data dapat kembali ke working line saat alarm atau fault kembali normal, tinggal bergantung pada Wait time to restore. Tipe Switching berdasarkan arah (Tx/Rx) Uni-directional line switching Switching line working ke protection hanya terjadi pada satu jalur transmisi saja, yaitu Tx saja atau Rx saja. Tentu saja kondisinya adalah jika hanya salah satu sisi transmisi saja yang putus. Bi-directional line switching Switching line working ke protection terjadi pada kedua sisi transmisi, hal ini umum terjadi dimana Tx dan Rx masih dalam satu line FO yang sama. 3.5 Jenis Alarm Pada Jaringan SDH Pada SDH adanya sistem fault management sangat membantu bila suatu saat ada kejadian yang harus mendapatkan penanganan lebih lanjut. Adapun klasifikasi alarm pada SDH, yaitu : 1. Critical (red) 2. Major (orange)

11 21 3. Minor (yellow) 4. Warning (blue) Selain pengelompokan alarm ada beberapa jenis alarm yang mengindentifikasi adanya gangguan yang terjadi pada sistem : 1. LOS (Loss Of Signal) Perangkat tidak dapat menerima input sinyal dengan baik atau jauh dari link budget. Carrier-nya tidak diterima dengan baik. Biasanya disebabkan oleh putusnya jaringan transmisi (FO). 2. LOF (Lost Of Frame) Terminal End Point mendeteksi adanya kehilangan frame yang ada dalam container 3. AIS (Alarm Indication Signal) Upstream failure Indikasi sinyal alarm. AIS dikirim dari NE pertama yang tidak menerima sinyal (menerima LOS) kepada NE NE yang dilalui hingga NE End Point akan menerima alarm ini sebagai akibat dari sinyal atau data yang ditransmisikan tidak dapat diterima oleh End Point. 4. RDI (Remote Defect Indication) Terminal End Point tidak menerima data, maka End Point mengirim alarm RDI ke NE Terminating Point (NE yang mentransmisikan data). 5. SSF (Server Signal Fail) Karena terjadi LOS, maka NE Connection point akan mengirim indikasi SSF melalui DCN. 6. Signal Degraded Penurunan kualitas dan power level dari sinyal optic namun masih dalam toleransi 7. Unequiped Alarm ini terjadi jika sebuah cross-connect tidak complete 8. TU Path AIS (Tributary Unit Path Alarm Indication Signal)

12 22 Alarm ini terjadi apabila terdapat jalur yang bermasalah pada suatu sirkit E1 9. EXC Alarm ini terjadi apabila ada kerusakan atau anomaly pada suatu card pada jaringan SDH. 3.6 Komponen Dasar SDH a. Container (C) Container berfungsi sebagai penampung byte-byte informasi sinyal digital dalam jumlah yang telah ditetapkan. Setiap sinyal tributary akan disusun ke dalam suatu container terlebih dahulu sebelum ditransmisikan dalam struktur frame STM-1. Jadi, pengertian container adalah suatu kapasitas transmisi yang besarnya sudah ditentukan dan digunakan untuk keperluan transmisi sinyal tributary ke dalam jaringan sinkron. Durasi waktu setiap container adalah tetap yaitu sebesar 125 μs. Tabel 3.2 Jenis Container Container Bit-rate (Mbit/s) C-11 1,544 C-12 2,048 C-2 6,311 C-3 34,368 atau 44,736 C-4 139,264 Virtual Container (VC) mempunyai jenis yang telah didefinisikan pada system SDH yang memiliki jenis container yang sesuai. Fungsi utama dari container adalah untuk membentuk bit-rate dari sinyal informasi tributary agar sesuai dengan rekomendasi system SDH (Recommendation ITU-T G.702) Jenis container dapat dilihat pada tabel 3.2

13 23 b. Virtual Container (VC) Virtual Container (Payload) yaitu struktur informasi berupa container yang telah diberi byte-byte Path Overhead (POH). POH berfungsi untuk menjaga kualitas sinyal informasi yang akan diproses bersamaan dengan sinyal lainnya di tingkat path. VC merupakan struktur informasi yang tidak berubah selama transmisinya di dalam suatu path tertentu. Di dalam POH terdapat byte-byte yang fungsinya memonitor dan mengendalikan container yang bersangkutan selama proses transmisi sinyal dari pengirim ke penerima. Virtual Container dibagi menjadi dua yaitu : Low Order Virtual Container (LO-VC), yaitu VC yang harus disusun lagi ke dalam VC yang lebih tinggi. High Order Virtual Container (HO-VC), yaitu VC yang langsung disusun ke dalam frame STM-1. VC bila ditambah TU Pointer akan membentuk Tributary Unit (TU). c. Tributary Unit (TU) TU merupakan bagian dari HO-VC semua VC kecuali VC-4 bisa digabungkan ke dalam satu VC yang lebih besar. Posisi VC yang kecil (LO- VC) di dalam VC lebih besar (HO-VC) sifatnya fleksibel. Untuk itu diperlukan pointer. Isi TU adalah LO-VC + pointernya (TU-pointer). Jenis TU = TU-12 dan TU-2. d. Tributary Unit Group (TUG) Sebelum digabung ke dalam HO-VC, beberapa TU terlebih dahulu digabungkan menjadi satu (multiplexing byte-by-byte), dan sinyal gabungan ini dinamakan TUG. Ada dua jenis TUG, yaitu : TUG-2 dan TUG-2. e. Administrative Unit (AU) AU merupakan struktur informasi yang memberikan fungsi adaptasi antara high order path layer dan multiplex section layer. AU-Ptr

14 24 menunjukkan posisi HO-VC di dalam AU, sedangkan AU sendiri merupakan bagian dari frame STM-1, dimana posisi HO-VC bersifat fleksibel. f. Administrative Unit Group (AUG) AUG bisa dikatakan STM-1 tanpa SOH. Beberapa AU disusun secara byte interleaved menjadi satu AUG. 3.7 NMS ( Network Monitoring System ) Network Monitoring System adalah suatu system yang digunakan untuk memonitoring kondisi dari suatu jaringan. Kegunaan NMS yaitu memonitoring masalah-masalah yang ada dijaringan baik itu server yang crash atau overload, konesi jaringan ataupun perangkat lainnya. Contohnya apabila perangkat hardware atau software yang ada dalam NMS mati atau down maka NMS akan memberi suatu peringatan sebuah tanda kepada administrator. Khusus untuk perangkat yang digunakan penulis adalah perangkat Huawei, Huawei ini memiliki NMS yang dinamakan OSN Huawei. Yang bisa dilakukan dalam NMS adalah sebagai berikut : 1. Monitoring Alarm 2. Create circuit costumer 3. Analisis gangguan 4. Performance monitoring 5. Melokalisir gangguan 3.8 NE ( Network Element ) NE adalah sebuah Sentral Virtual yang mengkondisikan sentral seperti aslinya. Dalam NMS Huawei terdapat banyak jenis NE (Network Element) dari 3500, 7500 dan Yang membedakan NE tersebut adalah kapasitas saluran Optic yang tersedia. Seperti 3500 bisa diisi dengan kapasitas 340Gb VC4 dan 40Gb VC12 atau VC3, lalu Gb VC4 dan 40Gb VC12 atau VC3.