New (1)

Report
Jaringan Komputer I
Materi 4
Lapis Datalink
Terminologi Fisik Jaringan
Node
Link
Terminal
Jaringan
Link
• Jalur yang menghubungkan antar 2 elemen jaringan
(node-node atau terminal-node)
• Kumpulan link (+ node-node) = jaringan
• Fungsi link sangat vital, maka OSI menetapkan protokol
lapis 2 (datalink)
• Datalink = mengatur agar komunikasi di link tersebut
berjalan benar dan lancar
• Tidak ada keharusan jenis link dalam jaringan sama =
boleh memilih teknologi link (fisik maupun protokol)
untuk setiap link
• Terdapat 2 macam link : link fisik dan link logik (contoh:
virtual path yang terdiri atas virtual channel)
Tugas Datalink
 Pembukaan hubungan dan penutupan hubungan
 Melakukan kendali atas kesalahan yang mungkin
terjadi : tool  pariti, crc, dll
 Melakukan pengendalian banyaknya data yang
dikirim  untuk menghindari kemacetan
(kongesti) : tool  sliding windows dll
 Dan lainnya (optional : tambahan untuk protokol
datalink tertentu)
Proses Hubungan Di Link
 Ada 2 jenis proses hubungan di link :
 Memerlukan connection setup
 Hubungan langsung
 Connection setup
 Ada banyak path yang bisa dipilih
 Untuk hubungan yang sangat handal
 Tersedia berbagai pilihan kecepatan komunikasi
 Hubungan langsung
 Tanpa pilihan jalur dan kecepatan komunikasi
 Point-to-point connection
Metoda Deteksi Kesalahan
 Agar bisa melakukan kendali kesalahan, syarat
mutlak yang harus ada adalah adanya
mekanisme deteksi kesalahan
 Beberapa metoda yang umum digunakan:
 Pariti  paling sederhana
 CRC  lebih sulit, meminta kemampuan komputasi
 Checksum  operasi word
Proses Deteksi Kesalahan
Bit E dan E’
dibandingkan
di penerima,
jika tidak
sama maka
dilakukan
retransmisi.
7
Deteksi Kesalahan
 Definisi nilai probabilitas dalam transmisi frame:
 Pb = BER  probabilitas suatu bit salah
 P1  probabilitas sebuah frame tiba tanpa kesalahan
 P2  probabilitas frame tiba dengan 1 atau lebih bit salah tak
terdeteksi
 P3  probabilitas sebuah frame tiba dengan 1 atau lebih bit salah
yang terdeteksi
 F=jumlah bit per frame
 Jika tidak ada fasilitas pendeteksi kesalahan, maka
 P1 = (1 - Pb)F
 P2 = 1 - P1
 P3 = 0
 Kode pendeteksi kesalahan adalah bit-bit tambahan yang diikutkan
pada suatu frame, dihitung sebagai fungsi dari bit-bit dalam frame
tersebut
8
Pariti
 Penambahan 1 bit sebagai bit deteksi
kesalahan
 Terdapat 2 jenis pariti : genap dan ganjil




Pariti
Pariti
Pariti
Pariti
genap = jumlah bit 1 dalam kode adalah genap
genap = d1 xor d2 xor ….. Dn
ganjil = jumlah bit 1 dalam kode adalah ganjil
ganjil = (d1 xor d2 xor ….. Dn) xor 1
 Sistem sederhana dan mudah dibuat
hardwarenya (di PC digunakan IC 74LS280)
 Tidak mampu mendeteksi kesalahan bit genap
 peluang benar deteksi kesalahan hanya 25%
(peluang salah mutlak 50% + peluang salah
deteksi 25%)
Cyclic Redudancy Check: Sisi Penggirim
 Merupakan hasil operasi pembagian biner dengan
suatu pembagi tertentu (generator polinomial)
 Pembagi : Dn Dn-1 …D1
 Deretan bit : b1 b2 b3 …. bm
 Operasi :
 (b1 b2 b3…bm)n-1 / Dn…D1  sisa (Rn-1…R1)
 Dikirim
b1 b2 b3…bm Rn-1…R1
Cyclic Redudancy Check: Sisi Penerima
 Oleh penerima dilakukan operasi yang sama
 b1 b2 b3…bm Rn-1…R1 / Dn…D1  sisa (rn-1…r1)
 Data benar jika rn-1…r1 = 0
 Data salah jika rn-1…r1 ≠ 0
 Pembagi standar internasional
 CRC-16  11000000000000101
 CRC-ITU  10001000000100001
 CRC-32  100000100100000010001110110110111
 Jika diperlukan pembagi boleh tidak menggunakan
standar ini asal memenuhi:
 Diawali dan diakhiri dengan bit 1 ( 1xxxxxx1)
 Jumlah minimum bit “1” : 3 bit
 Agar bisa mendeteksi jumlah bit kesalahan ganjil :harus habis
dibagi oleh (11 = X + 1)
Contoh Perhitungan CRC
Penerima
1011 0110
qu
11001
en
o ti
11001
1011 0110
11100110 0000
s
001011
11001
11100110
0110
11001
001011
00000
010111
REMAINDER
11001
011100
11001
Pengirim
00101 0
0000 0
= 0, no error
0101 00
110 01
011 010
11 001
00 0110
0 0000
0110
FCS/CRC
REMAINDER
= 0, error detected
Latihan
1. Diketahui suatu pesan 1101101101 dengan pola pembagi
110101.
 Tentukan FCS menggunakan menggunakan CRC-aritmatika
modulo-2
 Jika pada receiver diterima sebuah pesan 110110110100101.
Tentukan apakah dideteksi adanya kesalahan? Buktikan dengan
menggunakan CRC-polinomial!
Penggunaan : Pada Paket LAN (MAC)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
Destination MAC Address
Source MAC Address
Protocol
Data (46 – 1500 B)
CRC-32
12
13
14
15
16
Checksum
 CRC memerlukan perhitungan xor sebanyak jumlah
bit data  memerlukan kemampuan komputasi
yang cukup besar
 Diciptakan metoda checksum (untuk mengurangi
perhitungan) pada beberapa jenis transmisi tidak
perlu kecanggihan CRC atau sudah melakukan CRC
di lapis lain
 Cara perhitungan checksum:
 Data dibagi menjadi kelompok-kelompok 16 bit (word)
 Word pertama di xor dengan word kedua
 Hasil di xor dengan word ketiga, keempat, …sampai word
terakhir (jika bit-bit terakhir tidak cukup untuk menjadi
word, ditambahkan padding bit ‘0’ sampai membentuk
word)
 Hasil akhir (16 bit) = checksum
Contoh perhitungan
0 1 1 0 1 1 1 0 0 1 0 1 0 0 1 0
1 0 1 1 1 1 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0
1 0 1 1 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0
0
1
1
1
0
1
0
1
0
1
1
1
0
1
1
0
1
1
1
0
1
1
0
0
0
1
1
0
0
0
1
0
1
1
0
0
0
0
1
1
0
1
1
0
1
1
0
1
0
1
0
1
1
0
1
1
0
1
0
1
0
1
1
0
1
0
1
1
0
1
1
0
1
0
1
0
0
0
0
0
DATA
Padding
Checksum
Pengguna Checksum: IP
1
2
3
Version
4
5
6
7
8
Header length (dword)
9
10
11
12
13
14
Priority (0-7)
low
high
high
 “1”
Precedence
D
T
R
unused
Total length
Identification
D
M
Fragment offset
Time to live (seconds)
Protocol
Header checksum
Source IP address
Destination IP address
Option (0 word atau lebih)
Data  64 kB
15
16
Pengguna Checksum: TCP
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
URG
ACK
PSH
RST
SEQ
FIN
Source port
Destination port
Sequence number
Acknowledge number
Header length
Reserved
Windows
Checksum
Urgent pointer
Options
Padding
User data
Backward Error Control
 Kemampuan deteksi kesalahan digunakan untuk
melakukan perbaikan kesalahan (error control)
dengan cara meminta pengiriman ulang jika
paket yang diterima salah
Paket 1
Paket 1 Kirim Ulang
Paket 1
Paket 2
X
√
Backward Error Control: ARQ
 ARQ = Automatic ReQuest
 ARQ akan mengulang / tidak mengulang
pengiriman data sesuai dengan feedback dari
penerima
 Feedback dari penerima
 ACK = acknowledge  data diterima benar
 NAK = not acknowledge  data diterima salah
ARQ : Idle RQ
1
ACK
√
2
NAK
X
2
t
Kasus 1: jika paket tidak sampai
1
Error
∆t
1
δt
ACK
Detection
Pengirim menunggu feedback sampai ∆t +δt, jika tidak ada respon maka
pengirim harus mengirimkan kembali paket tersebut.
Waktu tersebut disebut dengan waktu timeout
Kasus 2: feedback tidak sampai
1
∆t
√
ACK
Diperlakukan sama dengan kondisi kasus 1 (time-out)
Kapankah pengirim mengirim ulang
paket ???
 Jika mendapat feedback NAK
 Jika timeout
 Jika mendapat feedback yang tidak dimengerti
 Kesimpulan : pengirim mengirim ulang paket 
Jika tidak mendapat ACK
ARQ : Idle RQ
 “DIE HARD” ARQ
 Paket akan diterima terjaga urutannya
 Efisiensi saluran paling rendah
 Cocok digunakan untuk saluran transmisi yang
sangat jelek kualitasnya (banyak error)
ARQ : Selective Repeat
 Hanya mengirim ulang untuk paket yang salah
 Paket diterima tidak berurutan
 Efisiensi saluran tinggi (dibandingkan idle RQ)
1
2
3
4
5
2
3
6
√
ACK1
NAK2
NAK3
ACK4
X
X
√
1
4
5
2
3
6
ARQ : Go Back N



1
2
3
4
5
2
3
4
Mengirim ulang mulai dari paket yang salah
Paket akan diterima terjaga urutannya
Efisiensi saluran lebih rendah dari Selective Repeat
√
ACK1
NAK2
?
?
X
Don’t care
Don’t care
Don’t care
√
ACK2
1
2
Kasus Lain Go Back N
1
2
3
4
5
6
7
4
√
ACK1
ACK2
ACK3
NAK4
√
1
√
2
X
3
Don’t care
Don’t care
√
4
Forward Error Control
 Backward EC menyebabkan delay pengiriman paket yang




cukup besar tergantung dari berapa kali paket tersebut
harus dikirim
Untuk sistem transmisi jarak jauh dimana delay
propagasi sangat besar (kelas detik, menit atau jam) BEC
tidak bisa menjadi pilihan
Juga untuk aplikasi multimedia, dimana ketepatan waktu
kedatangan lebih utama dibandingkan dengan ‘kebenaran’
data, BER menyebabkan delay yang lewat batas toleransi
waktu
Dipergunakan Forward Error Correction (FEC) untuk
memecahkan masalah ini
FEC berprinsip dasar: penerima mampu membetulkan
sendiri kesalahan data yang sudah diterima, karena selain
menerima data juga menerima bit-bit redundansi yang
diperlukan
Jenis-Jenis FEC
 Metoda FEC yang umum dikenal :
 Block Parity
 Hamming Code
 Turbo Code, RS Code, BCH Code
 Block Parity
 Sederhana, menggunakan
 Menggunakan pariti baris
perhitungan pariti dasar
dan kolom sebagai sarana
koreksi kesalahan
 Hanya mampu mengkoreksi kesalahan 1 bit, mampu
mendeteksi kesalahan lebih dari 1 bit
 Efisiensi tergantung dari ukuran baris dan kolom
yang digunakan, semakin banyak baris dan kolom
akan semakin banyak bit pariti
Contoh Block Parity
1
1
0
1
1
1
1
0
1
1
√
1
0
1
1
1
1
0
0
1
1
X
1
1
0
1
1
 1
1
0
1
1
√
0
0
1
1
0
0
0
1
1
0
√
1
0
0
0
1
1
0
0
0
1
√
√
√
X
√
√
√
Hamming Code: Sisi Pengirim
 Menggunakan metoda matematik modulo 2
 Disisipkan bit-bit pariti di posisi bit 2n : bit ke
1,2,4,8,16,32 dst
 Bit pariti dihitung dengan cara:
 P1 = d1 xor d2 xor d4 xor d5 xor d7 xor d9 dst
 P2 = d1 xor d3 xor d4 xor d6 xor d7 xor d10 dst
 P3 = d2 xor d3 xor d4 xor d8 xor d9 xor d10 dst
 P4 = d5 xor d6 xor d7 xor d8 xor d9 xor d10 dst
 P5 = d12 xor d13 xor d14 xor d15 dst
 Banyaknya bit pariti yang dibutuhkan tergantung
jumlah bit datanya
 Sehingga deretan bit  P1 P2 d1 P3 d2 d3 d4 P4 d5 d6
d7 d8 d9 dst untuk ditransmisikan
Hamming Code: Sisi Penerima
 Setelah diterima dilakukan perhitungan
 H1 = P1 xor d1 xor d2 xor d4 xor d5 xor d7 xor d9 dst
 H2 = P2 xor d1 xor d3 xor d4 xor d6 xor d7 xor d10 dst
 H3 = P3 xor d2 xor d3 xor d4 xor d8 xor d9 xor d10 dst
 H4 = P4 xor d5 xor d6 xor d7 xor d8 xor d9 xor d10 dst
 H5 = P5 xor d12 xor d13 xor d14 xor d15 dst
 Jika disusun menjadi H5 H4 H3 H2 H1 dan
terbaca :
 00000 = 0  tidak ada kesalahan
 00101 = 5  bit 5 (d2) salah
 01001 = 9  bit 9 (d5) salah
Metoda FEC Lain
 Semua metoda FEC pada dasarnya menggunakan
metoda matematik modulo 2
 Metoda ini terus dikembangkan dengan tujuan:
 Mendapatkan kemampuan koreksi bit yang semakin
banyak
 Dengan mengurangi jumlah bit pariti yang dibutuhkan
 Mampu melanjutkan komunikasi walaupun sempat
terputus.
 Metoda yang umum digunakan:
 BCH Code
 Reed Solomon Code
 Convolutional Code
 Trellis Code
 Turbo Code
Kendali Aliran (Flow control)
 Fungsi lain yang diperlukan dalam
mentransmisikan data di suatu link adalah kendali
aliran
 Dibutuhkan terutama jika aliran data dari yang
cepat ke yang lambat, dimana aliran data harus
diatur agar penerima tidak overflow
 Mengatur aliran dengan cara:
 Start – stop
 Besarnya aliran
Model Kendali Aliran
Aliran
data
masuk
Buffer
Server
Aliran
data
keluar
Dua Jenis Kendali Aliran
 Start-stop
 Aliran data diatur sesuai dengan permintaan pihak penerima,
jika penerima merasa buffer penerimaannya penuh, maka ia
akan mengirim sinyal stop ke pengirim, dan jika buffer
penerimaannya kosong, ia akan mengirim sinyal start.
 Teknik ini sederhana, relatif mudah di implementasikan
 Teknik start-stop umum:
 RTS,CTS
 X-on,X-off
 Mengatur aliran
 Aliran data diatur berdasarkan besar bandwitdh saluran saat
itu, teknik ini bekerja berdasarkan feedback dari penerima
yang ‘mengukur’ laju data yang mampu dia terima.
 Relatif lebih rumit dari teknik start-stop
 Contoh : (sliding) window
Pengguna Kendali Aliran
 Pengguna utama adalah protokol lapis datalink
(RS-232, RS-.., HDLC,…)
 Untuk teknik kendali aliran yang lebih canggih
diterapkan di lapis atas seperti TCP (lapis
transport)
Kendali Aliran di RS-232
 Terdapat dua jenis kendali aliran yang bisa diterapkan di
sistem komunikasi RS-232, yaitu teknik hardware dan
teknik software
 RTS – CTS (hardware), digunakan saluran tambahan untuk
mengkomunikasikan informasi kendali aliran, dirancang
untuk berkomunikasi dengan modem yang lebih lambat dari
interface RS-232.
Koneksi fisik
TX

RX
RX

TX
•
RTS
GND
•
Jika dijawab CTS maka TX
jika tidak tunggu
GND
RTS

CTS
CTS

RTS
Pertukaran sinyal
Kendali Aliran di RS-232
 Software (X-on, X-off), digunakan
karakter-karakter tertentu untuk
bertukar informasi kendali aliran
 Lebih sedikit membutuhkan
koneksi fisik (2 kabel untuk satu
arah komunikasi, 3 kabel untuk dua
arah)
 Algoritma kerja disisi pengirim
 Tunggu X-ON
 Kirim TX
 Jika mendapat X-OFF, berhenti
kirim
 Algoritma kerja disisi penerima
 Periksa buffer penerimaan
 Jika kosong kirim X-ON, jika penuh
kirim X-OFF
Koneksi fisik
TX

RX
RX

TX
GND
----
GND
Sliding window
 Teknik kendali aliran start-stop mempunyai
kelemahan trafik yang terjadi menjadi diskrit (bisa
juga bursty), menyebabkan naiknya peluang kongesti
di jaringan, tidak cocok untuk komunikasi jarak jauh
(melalui banyak link).
 Dikembangkan teknik pengendalian aliran yang lebih
adaptif sesuai dengan kondisi jalur transmisi yang
dilewati, sehingga data dapat ditransmisikan dengan
jumlah yang ‘cukup’ tidak berlebih dan tidak kurang.
Teknik ini meningkatkan efisiensi bandwidth yang
pada ujungnya akan mengurangi terjadinya kongesti
jaringan.
 Salah satu teknik yang sejak awal dibuatnya
protokol internet adalah teknik sliding windows
Sliding window
 Window = angka jumlah pengiriman paket saat ini
 Window = 3  satu kali kirim maksimum 3 paket
 Cara kerja:
 Penerima akan menetapkan jumlah window terimanya
berdasarkan tingkat keberhasilan penerimaan paket,
kebijakan yang ditetapkan oleh lapis aplikasi, dll
 Pengirim kemudian akan mengirim paket sesuai
dengan jumlah window yang ditetapkan penerima
 Pada TCP besarnya windows di’ikutkan’ ke paket arah
pengirim dari pihak penerima  tidak perlu paket
khusus, meningkatkan efesiensi transmisi
Besarnya window
 Untuk setiap algoritma ARQ yang telah dipelajari,
ukuran window yang sesuai adalah:
ARQ
Window
Kirim
Window
Terima
Idle RQ
1
1
Selective
Repeat
N
N
Go Back N
N
1
Implementasi Windows di TCP
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
URG
ACK
PSH
RST
SEQ
FIN
Source port
Destination port
Sequence number
Acknowledge number
Header length
Reserved
Windows
Checksum CRC-16
Urgent pointer
Options
Padding
Implementasi Windows di TCP
 Disediakan 16 bit untuk windows (dari 0 sd 64k).
 Untuk TCP awal, windows dimulai dari 1, kemudian
naik dua kalinya untuk setiap tahap pengiriman
sampai maksimum yang ditetapkan penerima, jika
terjadi kegagalan penerimaan sebelum mencapai
maksimal tersebut, windows akan si set kembali
menjadi 1.
 Disebut mekanisme Slow-Start TCP yang tentu
saja untuk kondisi jaringan saat ini dianggap
terlampau berhati-hati, sehingga dikembangkan
berbagai mekanisme TCP lain untuk
memperbaikinya: TCP-Reno, TCP-Vegas, dll
Pengaruh Ukuran Windows Terhadap
Proses Pengiriman Paket
W > =4
W=2
Perhitungan Waktu Transmisi Paket
 Suatu transmisi data di link memerlukan waktu.
 Penggunaan ARQ menyebabkan waktu transmisi
adalah sama dengan waktu dari mulai paket
dikirim sampai dengan waktu diterimanya ACK
oleh pengirim
 Komponen waktu transmisi bisa dihitung dengan
penyerhanaan sebagai berikut:
Perhitungan Waktu Transmisi Paket
0
Paket
0-t1 = waktu propagasi
t1-t2 = waktu paket
(waktu pengeluaran bit 1
sampai terakhir)
t2-t3 = waktu deteksi
t3-t4 = waktu paket ack
t4-t5 = waktu propagasi
t1
Err Det
ACK
t2
t3
t4
t5
t
Perhitungan Waktu Transmisi Paket
 Waktu propagasi = waktu yang diperlukan untuk
1 bit menempuh jarak pengirim-penerima  tpro
= jarak/kecepatan
 Waktu paket = waktu yang diperlukan untuk
mengeluarkan semua bit pada paket
tersebut  tpac = panjang paket
(bit)/bitrate
Perhitungan Waktu Transmisi Paket
 Waktu deteksi = waktu yang dibutuhkan oleh
penerima untuk menentukan paket yang
diterima benar atau salah 
tdet = f(metoda,kecepatan komputer) undefined
(semakin hari semakin cepat)
(kelas ns)
 Waktu paket ack  tack =
panjang paket ack/bitrate
ttotal = 2tpro + tpac + tdet + tack
Contoh kasus:
 Interface E : 10 Mbps,
Paket 1512B, 100m,
Ack 16B
 ttotal ???
T
x
Rx
a = 2.75e-4
U = 0.98898
tpro
3.33333E-07 s
0.000333 ms
0.333333333 us
333.3333 ns
tpak
0.0012096 s
1.2096 ms
1209.6 us
1209600 ns
tack
0.0000128 s
0.0128 ms
12.8 us
12800 ns
tdet
0.00000001 s
0.00001 ms
0.01 us
10 ns
0.001223077 s
1.223077 ms
1223.076667 us
1223077 ns
ttotal =
Contoh kasus lain:
 Satelit :
 Geosat : 36000km
 E1 : 2Mbps
 Paket : 1000b, Ack : 40b
 T total ???
U = 0.00207
a = 240
tpro
0.12 s
tpak
0.0005 s
tdet
tack
ttotal
20 ns
0.00002 s
0.24052002 s
Rumus Hasil Penyederhanaan
 Didapatkan dari kedua contoh kasus, waktu total
transmisi paket didominasi oleh waktu paket atau
waktu propagasi tergantung dari jarak transmisi,
sedangkan waktu deteksi sangat bergantung pada
kecepatan perhitungan penerima yang cenderung
semakin kesini semakin cepat, waktu ack relatif
dapat diabaikan karena panjang paket ack jauh
lebih kecil dari panjang paket data.
 Sehingga :
ttotal ≈ 2 tpropagasi + tpaket
Variabel a
 Untuk memudahkan penulisan rumus dan
memperlihatkan suatu variabel penentu hasil
perhitungan utilitas link, maka dibuatlah
variabel a
 Dengan: a = tpro/tpak
Kasus a = 1
Tx
 a = 1, menyatakan
Rx
t
tpro = tpak
gejala fisik saluran
akan penuh oleh
paket, dalam arti bit
pertama mulai
diterima saat bit
terakhir dikirim
 Terjadi jika waktu
untuk mengasilkan
paket sama persis
dengan waktu
propagasi
Kasus a > 1

Tx
Rx
t
tpro > tpak

a > 1, menyatakan
gejala fisik saluran
akan sebagian
kosong, dalam arti
paket telah selesai
dihasilkan saat bit
pertama diterima
Terjadi jika waktu
untuk mengasilkan
paket lebih kecil
dari waktu
propagasi
Kasus a < 1

Tx
Rx
t

tpro < tpak
a <1, menyatakan
gejala fisik saluran
akan penuh oleh
paket lebih lama
dari waktu
propagasinya
Terjadi jika waktu
untuk mengasilkan
paket lebih lama
dari waktu
propagasi
Utilitas Link
 Penggunaan ARQ menyebabkan tidak mungkinnya saluran
fisik tergunakan 100% (utilitas link = 1) untuk mengirim
paket data, terdapat waktu yang terbuang (tidak dipakau
mengirim data) untuk pengiriman ARQ dan karena
variabel a pada link tersebut
 Definisi: utilitas link = waktu efektif (yang betul-betul
digunakan) paket dari waktu total pengiriman paket
 Atau : rasio perbandingan waktu paket dengan waktu
total pengiriman paket
 U = tpak / ttotal
 U = tpak / N(2tpro + M*tpak) N: banyaknya pengulangan
M: banyaknya paket 1 x kirim
 IdleRQ(tanpa error)  U = 1 / (2a+1)  Umaks = 1 , jika a <<
Pengiriman Ulang Paket
 Kapankah pengiriman paket harus diulang?
 Jika tidak sampai (1)
 Jika ada error bit (2)
 Kasus (1) susah dianalisis, kasus ke (2) lebih mudah 
ada ilmu statistik utk analisis
 Pengiriman ulang utamanya disebabkan oleh parameter
Bit Error Rate (BER) pada saluran tersebut.
 BER adalah besaran statistik yang menyatakan peluang
error bit di suatu saluran transmisi, disebabkan oleh
banyak faktor, baik faktor alam maupun faktor
perangkat yang berpengaruh pada kondisi saluran
Parameter BER
 BER = 1e-3 berarti terjadi
rata-rata 1 bit error
untuk setiap 1000 bit
 1 bit atau >1bit error akan menyebabkan paket
tersebut dinyatakan error
 Yang menyebabkan paket error bisa 1,2,3,atau
lebih
 Pe(paket) = Pe(1) + Pe(2) + Pe(3) + … Pe(n)
= 1 – Pe(0)
Binomial
 Perhitungan peluang error paket Pe(k)
menggunakan binomial
P(k) =
dengan
n
k
n
k
k
p (1-p)
= n!
n-k
/ k!(n-k)!
Contoh Perhitungan BER
 Berapakah peluang error paket 1000 bit jika
diketahui BER = 10-5 ??
 Bisa dihitung sebagai
 Pe(paket)
= 1 – Pe(0)
= 1 – 1.1.(1-BER)1000
= 1 – 0.99004978
= 0.00995 (Setiap 100 paket rata-rata
1 paket error)
 Setara : Pe(paket) = BER * panjang paket 
syarat abs(pangkat BER) >> panjang paket
Contoh Lain Perhitungan BER
 Berapakah peluang error paket 1000 bit jika
diketahui : BER = 10-5 dan error yang terjadi
untuk setiap paket maksimum 3 bit??
 Bisa dihitung sebagai
 Pe(paket)
= Pe(1) + Pe(2) + Pe(3)
= 9.9e-3 + 4.94e-5 + 1.64e-7
= 9.95e-3
Hubungan Pe(paket) Dengan ARQ
 Pe(paket) menentukan berapa kali pengiriman
ulang !!
 Pe(paket) = 1/2  N (rata-rata banyaknya
pengiriman suatu paket agar diterima dengan
benar) = 2
 Pe(paket) = 1/3  N = 3/2
 Pe(paket) = 1/4  N = 4/3
N = 1 / (1 – Pe)
Pengaruh Ke Parameter U
 Dikarenakan ada pengiriman ulang sebanyak N
kali, maka rumus perhitungan parameter U
mengalami revisi menjadi:
U = 1 / (N(1+2a))
atau
U= (1-Pe) / (1+2a)
Contoh Perhitungan U

Satelit :




Geosat : 36000km
E1 : 2Mbps
Paket : 1000b, Ack :
40b
BER = 10e-5
tpro
0.12 s
tpak
0.0005 s
tdet
tack
ttotal
20 ns
0.00002 s
0.24052002 s
a = 240
U(tanpa error) = 0.00207
U = (1-Pe) / (1+2a)
= (1-10e-5*1000)/(1+480)
= 0,99/481
= 0.00205821
SR: Analisis Perhitungan: Tanpa Error
 Satelit :








Geosat : 36000km
E1 : 2Mbps
Paket : 1000b, Ack : 40b
U ??
Paket
t5 sd t6 = tpak
t total’ = t total + t pak
t pak’ = 2 * t pak
U
= t pak’ / t total’
= 2 t pak / (2 t pro + 2 t pak)
= 2 /(2+2a)
 Tetapi dalam perhitungan umum rumus
tersebut diubah menjadi:
U = 2 / (1+2a)

U = K / (1+2a) ; K = jumlah paket
 Dipaksakan karena tpro >> tpak;
bukti : a = 240
 Didapat peningkatan
dibandingkan 1 paket
0
Paket
U = 0.00416
U = 0.00207
t1
t2
ACK
t3
t4
ACK
t5
t6
Selective Repeat Tanpa Error
 Dengan analisis yang sama, didapatkan untuk
mekanisme ARQ selective repeat utilitas jaringan
menjadi:
U 
U 
K
1  2a
 K  1  2a
(1  2 a )
1  2a
 1  K  1  2a
Selective Repeat dengan Error
 Dengan analisis yang sama, didapatkan untuk
mekanisme ARQ selective repeat utilitas jaringan
menjadi:
U 
U 
K (1  Pe )
1  2a
 K  1  2a
(1  2 a )( 1  Pe )
1  2a
 1  Pe  K  1  2 a
Go Back N
 Sedangkan untuk Go
Back N analisisnya jauh
lebih rumit dikarenakan
adanya pengiriman
ulang paket dalam
jumlah besar.
 Didapatkan utilitas link
memenuhi rumus:
U 

(1  2 a )  (1  2 a ) Pe ( K  1)
K (1  Pe )
(1  2 a )( 1  Pe ( K  1))
U 

K (1  Pe )
 K  1  2a
(1  2 a )( 1  Pe )
(1  2 a )( 1  Pe ( K  1))
1  Pe
1  Pe ( K  1)
 K  1  2a
Catatan : Pe = 1 – (1-BER)^(n-k)
Soal Latihan
 Paket-paket 1000bit dikirim melalui datalink
100km dengan lajudata 20Mbps. Jika kecepatan
propagasi link 2*108 m/detik dan BER 4*10-5.
Hitung utilisasi link, jika:
 Idle RQ
 Selective Repeat dengan K=10
 Go Back N dengan K=10
Solusi
 Tpro= L/V = 100 km /(2*105 kmps) = 500 us
 Tpaket = P/Bitrate = 1000 bit / 20 Mbps = 50 us
 a = tpro/tpaket = 500 us / 50 us = 10
 Pe = 1 – Pe(0) ≈ (1000*4*10-5) ≈ 0,04
 IdleRQ : U = 1 / N(1+2a) = (1 – Pe)/(1+2a) = 0,96 / 21 =
0,0457
 SR : U = K (1 – Pe)/(1+2a) = 9,6 / 21 = 0,4571
 GBN : U = K (1 – Pe)/ (1+2a)+(1+2a)Pe(K-1) =
10 (0,96)/(21+21(0,04(10-1))) =
9,6 / (21 + 7,56) =
0,3382
Kesimpulan
ARQ
 Yang paling efisien (Utilitas link lebih tinggi) = Selective Repeat
 Yang paling tidak efisien = Idle RQ
 Utilitas link = f(metoda,BER,panjang paket, jumlah paket sekali
pengiriman)
HDLC
 High-level Data Link Control
 Protokol datalink standar ISO untuk hubungan
P2P dan M2P
 Hampir semua protokol datalink merupakan
‘turunan’ dari protokol ini
 Mendukung komunikasi full-dupleks dan dapat
dengan mudah dikembangkan untuk hubungan
multipoint dan jaringan komputer
 Istilah lain (custom) : IBM-SDLC,ANSI-ADCCP
P2P
Command 
Responses 
Primary
Secondary
P2M
Primary
Command 
 Responses
 Responses
Secondary
Secondary
P2P Full-Duplex
Commands 
Primary
+
Secondary
 Responses
Responses 
 Commands
Primary
+
Secondary
Proses Komunikasi HDLC
`
Format Frame HDLC
LAN
 Local Area Network
 Area jaringan sekitar 100 m atau lingkup
ruangan
 Satu kabel/media transmisi
 Satu kanal/frekuensi/panjang gelombang
 Bagaimana mengatur akses media?
Mengatur akses
 Pilihan 1: TDM
 Berapa lebar slot?
 Berapa slot yang harus disediakan?
 Sifat trafik data bursty  waktu giliran?
 Pilihan 2: FDM
 Tidak bisa, alat terlampau sederhana
 Pilihan 3: PDM
 Tidak bisa, alat terlampau sederhana
 Pilihan 4: CDM
 Saat itu teknologi komputasi untuk CDMA belum ada
Jawaban
 Digunakan TDM(?) yang dimodifikasi
 Sistem akses seperti TDM tetapi tidak
tergantung lebar slot dan banyak slot
 Mekanisme : dibiarkan rebutan, yang lebih dahulu
 menguasai media
 Biar semua kebagian :
 Diatur panjang paket maksimum 1500 byte
(setara dengan 12000b /10Mbps = 1,2 ms)
 Ada waktu random dari ‘melihat’ media kosong
sampai keputusan mengirim paket
 Disebut mekanisme CSMA (Carrier Sense
Multiple Access)
CSMA
 Pihak yang akan mengirim paket wajib mensense
(mendeteksi) apakah di saluran (media) ada
sinyal (sedang ada paket)  Carrier Sense
 Jika kosong, harus menunggu selama waktu
random yang ditentukan baru boleh mengirim
paket
CSMA modifikasi
 Masalah :CSMA masih menyisakan kemungkinan
tabrakan (ada 2 atau lebih yang menggunakan
waktu random yang sama)
 Solusi :
 1. Biarkan tabrakan, tapi di tindak lanjuti
(Collision Detection)
 2. Jangan biarkan tabrakan (Collision Avoidance)
Solusi 1 : CSMA/CD
 CD = Collision Detection
 Pihak pengirim paket wajib memonitor paket,
jika terjadi tabrakan  pengirim wajib
mengirim sinyal perusak agar semua pihak
dijaringan tahu terjadi tabrakan
 Pengirim melakukan kembali CSMA
Algoritma
CSMA/CD
Tunggu Frame
untuk dikirim
Saluran
idle?
Tidak
Tunggu sampai
Frame selesai
dikirim
Ya
Kirim sinyal random
Ya
Tunggu selama t
Kirim Frame
Ada
Tabrakan?
Tidak
Solusi 2 : CSMA/CA
 CA = Collision
Avoidance
t
A
B
A complete the
transmission
B and C sense the
medium is now free
B resenses the
medium and
begin transmit
C resenses the
medium that now busy
and cancel transmit
Algoritma
CSMA - CA
Masalah Kedua : Pengalamatan
 Solusi : manusia  nama , mesin  alamat
 Alamat yang bagaimana?
 Idealnya : alamat harus beda
 Sebeda apa?

Paling tidak berbeda pada satu kelompok
 Jurus yang dipilih untuk LAN : benar-benar beda (unik)  MAC
address
 Bagaimana caranya biar unik?
 Dibuat dua bagian alamat :
 Bagian pertama (XX-XX-XX) ditentukan oleh suatu badan
 Bagian kedua (YY-YY-YY) ditentukan oleh pabrik pembuatnya
 48 bit = XX-XX-XX-YY-YY-YY
Syarat bisa berkomunikasi di LAN
 Tahu MAC Address tujuan
 Kirim paket pertanyaan broadcast (10.14.xx.255)
 Siapa yang beralamat 10.14.xx.yy
 Balasan
 10.14.xx.yy = xx-xx-xx-yy-yy-yy
 Protokol ARP (address resolution protocol)
MAC (medium access control)


Digunakan pada LAN dan turunannya (IEEE
802.xx)
Contoh untuk IEEE 802.3 (ethernet)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
Destination MAC Address (6 bytes)
Source MAC Address (6 bytes)
Option/Protocol (2 bytes)
Data (up to 1500 bytes)
CRC-32 (4 bytes)
12
13
14
15
16
Standar Protokol LAN IEEE802
ISO
Higher
Layers
802.1
Logical Link Control 802.2
LLC
Data
Link
802.1
802.3
802.4
802.5
802.6
802.11
802.16
CSMA/
CD
Token
Bus
Token
Ring
MANs
WLAN
WiMax
MAC
PHYsical
Layer

similar documents