Frame Relay

Keuntungan Frame Relay
Frame Relay menawarkan alternatif bagi teknologi Sirkuit Sewa lain seperti jaringan X.25 dan sirkuit Sewa biasa. Kunci positif teknologi ini adalah:

* Sirkuit Virtual hanya menggunakan lebar pita saat ada data yang lewat di dalamnya, banyak sirkuit virtual dapat dibangun secara bersamaan dalam satu jaringan transmisi.
* Kehandalan saluran komunikasi dan peningkatan kemampuan penanganan error pada perangkat-perangkat telekomunikasi memungkinkan protokol Frame Relay untuk mengacuhkan Frame yang bermasalah (mengandung error) sehingga mengurangi data yang sebelumnya diperlukan untuk memproses penanganan error.

Standarisasi Frame Relay
Proposal awal mengenai teknologi Frame Relay sudah diajukan ke CCITT semenjak tahun 1984, namun perkembangannya saat itu tidak signifikan karena kurangnya interoperasi dan standarisasi dalam teknologi ini. Perkembangan teknologi ini dimulai di saat Cisco, Digital Equipment Corporation (DEC), Northern Telecom, dan StrataCom membentuk suatu konsorsium yang berusaha mengembangkan frame relay. Selain membahas dasar-dasar protokol Frame Relay dari CCITT, konsorsium ini juga mengembangkan kemampuan protokol ini untuk berinteroperasi pada jaringan yang lebih rumit. Kemampuan ini di kemudian hari disebut Local Management Interface (LMI).


Format Frame Relay
Format Frame Relay terdiri atas bagian-bagian sebagai berikut:
gmbr1

Flags

Membatasi awal dan akhir suatu frame. Nilai field ini selalu sama dan dinyatakan dengan bilangan hexadesimal 7E atau 0111 1110 dalam format biner. Untuk mematikan bilangan tersebut tidak muncul pada bagian frame lainnya, digunakan prosedur Bit-stuffing dan Bit-destuffing.


Address

Terdiri dari beberapa informasi:

1. Data Link Connection Identifier (DLCI), terdiri dari 10 bita, bagian pokok dari header Frame Relay dan merepresentasikan koneksi virtual antara DTE dan Switch Frame Relay. Tiap koneksi virtual memiliki 1 DLCI yang unik.
2. Extended Address (EA), menambah kemungkinan pengalamatan transmisi data dengan menambahkan 1 bit untuk pengalamatan
3. C/R, menentukan apakah frame ini termasuk dalam kategori Perintah (Command) atau Tanggapan (Response)
4. FECN (Forward Explicit Congestion Notification), indikasi jumlah frame yang dibuang karena terjadinya kongesti di jaringan tujuan
5. BECN (Backward Explicit Congestion Notification), indikasi jumlah frame yang mengarah ke switch FR tersebut tetapi dibuang karena terjadinya kongesti di jaringan asal
6. Discard Eligibility, menandai frame yang dapat dibuang jika terjadi kongesti di jaringan


Data

Terdiri dari data pada layer di atasnya yang dienkapsulasi. Tiap frame yang panjangnya bervariasi ini dapat mencapai hingga 4096 oktet.


Frame Check Sequence

Bertujuan untuk memastikan integritas data yang ditransmisikan. nilai ini dihitung perangkat sumber dan diverifikasi oleh penerima.

Sirkuit Virtual
gmbr2

2 jenis sirkit dalam Frame Relay: Switched Virtual Circuit dan Permanent Virtual Circuit

Frame pada Frame Relay dikirimkan ke tujuannya dengan menggunakan sirkit virtual (jalur logikal dalam jaringan). Sirkit Virtual ini bisa berupa Sirkit Virtual Permanen (Permanent Virtual Circuit / PVC), atau Sirkit Virtual Switch (Switched Virtual Circuit / SVC).


Permanent Virtual Circuit (PVC)

PVC adalah koneksi yang terbentuk untuk menghubungkan 2 peralatan secara terus menerus tanpa memperhitungkan apakah sedang ada komunikasi data yang terjadi di dalam sirkit tersebut. PVC tidak memerlukan proses pembangunan panggilan seperti pada SVC dan memiliki 2 status kerja:

1. Data Transfer, pengiriman data sedang terjadi dalam sirkit
2. Idle, koneksi antar titik masih aktif tapi tidak ada data yang dikirimkan dalam sirkit

Switched Virtual Circuit (SVC)

SVC adalah koneksi sementara yang terbentuk hanya pada kondisi dimana pengiriman data berlangsung. Status-status dalam koneksi ini adalah:

1. Call Setup, hubungan antar perangkat sedang dibangun
2. Data Transfer, data dikirimkan antar perangkat dalam sirkit virtual yang telah dibangun
3. Idle, ada koneksi aktif yang telah terbentuk, tetapi tidak ada data yang lewat di dalamnya
4. Call Termination, pemutusan hubungan antar perangkat, terjadi saat waktu idle melebihi patokan yang ditentukan


http://id.wikipedia.org


X.25 Protocol

Adalah standar jaringan packet switching yang disetujui pada 1976 oleh CCITT (sekarang ITU). Standar ini mendefinisikan layers 1, 2, and 3 Model Referensi OSI.

Pada 1970 an ada banyak jaringan telekomunikasi publik yang dimiliki oleh perusahaan, organisasi dan pemerintahan yang saling berbeda satu sama lain sehingga diperlukan protocol yang lebih umum untuk menggabungkan semua standar industri tersebut.

Pada 1976 X.25 direkomendasikan sebagai protocol yang dimaksud oleh The International Consultative Committee for Telegraphy and Telephony (CCITT) sekarang International Telecommunication Union (ITU) sejak 1993.

X.25 adalah packet switched data network protocol yang mendefinisikan secara internasional bagaimana cara melakukan data exchange dan information control antara user device (host), disebut Data Terminal Equipment (DTE) dan network node, disebut Data Circuit Terminating Equipment (DCE).

X.25 adalah Connection Oriented service yang memastikan paket ditransmisikan berurutan.

X.25 mengacu pada tiga layer pertama Open Systems Interconnection(OSI) dalam arsitektur 7 Later yang ditetapkan oleh International Standard Organization (ISO).

1. Physical Level adalah interface secara fisik. Sesuai dengan Physical Layer pada OSI model
2. The Link Level bertanggung jawab terhadap komunikasi antara DTE dan DCE. Sesuai dengan Data Link Layer pada OSI model
3. The Packet Level mendeskripsikan data transfer protocol pada packet switched network. Sesuai dengan Network Layer pada OSI model.

X.25 disetujui pada 1976 dan direvisi pada 1977, 1980, 1984, 1988 and 1992. Saat ini digunakan sebagai interfaces data communication networks terluas di seluruh dunia.

Packet Switching

Adalah protocol yang mengatur data dibagi menjadi sejumlah paket sebelum dikirimkan. Setiap paket akan dikirimkan terpisah dan dapat melalui saluran (routing) yang berbeda. Setelah semua paket dapat diterima oleh host tujuan, protocol menyusun kembali sehingga bisa ditampilkan utuh seperti semula.

Sebagian besar Wide Area Network (WAN) protocol modern, termasuk TCP/IP, X.25 dan Frame Relay, berbasis teknologi packet switching. Sedangkan layanan telepon umumnya berbasis jaringan teknologi circuit switching.

Umumnya dedicated line dialokasikan untuk transmisi antara dua pihak. Circuit switching ideal untuk kondisi dimana data harus dikirim secepatnya dan harus sampai dengan urutan yang sama. Misalnya untuk real time data (live audio dan video). Packet switching lebih efisien untuk jenis data yang dapat mentoleransi transmisi yang tertunda dan terpisah (tidak bersamaan) seperti misalnya e-mail dan Web.

Teknologi yang lebih baru, ATM, mengkombinasikan keduanya. Mampu memberikan garansi akurasi seperti jaringan circuit switched dan efisiensi dari jaringan packet switching.

Kesimpulan

X.25 adalah protocol telekomunikasi jaringan packet switched yang sampai saat ini masih sangat banyak dipergunakan di seluruh dunia. Salah satu aplikasinya adalah Frame Relay. Jaringan ini merupakan satu protocol utama akses Internet di seluruh dunia.


http://dsk.blog.friendster.com/2005/09/x25-protocol/




MULTIPLEXING

Multiplexing adalah Teknik menggabungkan beberapa sinyal untuk dikirimkan secara bersamaan pada suatu kanal transmisi. Dimana perangkat yang melakukan Multiplexing disebut Multiplexer atau disebut juga dengan istilah Transceiver / Mux. Dan untuk di sisi penerima, gabungan sinyal - sinyal itu akan kembali di pisahkan sesuai dengan tujuan masing – masing. Proses ini disebut dengan Demultiplexing. Receiver atau perangkat yang melakukan Demultiplexing disebut dengan Demultiplexer atau disebut juga dengan istilah Demux.


Tujuan Muliplexing
- meningkatkan effisiensi penggunaan bandwidth / kapasitas saluran transmisi dengan cara berbagi akses bersama.

Jenis Teknik Multiplexing
Teknik Multiplexing yang umum digunakan adalah :
a. Time Division Multiplexing (TDM) : - Synchronous TDM
- Asynchronous TDM
b. Frequency Division Multiplexing (FDM)
c. Code Division Multiplexing (CDM)
d. Wavelength Division Multiplexing (WDM)
e. Optical code Division Multiplexing (ODM)



Time Division Multiplexing (TDM)
Secara umum TDM menerapkan prinsip pemnggiliran waktu pemakaian saluran transmisi dengan mengalokasikan satu slot waktu (time slot) bagi setiap pemakai saluran (user).

TDM yaitu Terminal atau channel pemakaian bersama-sama kabel yang cepat dengan setiap channel membutuhkan waktu tertentu secara bergiliran (round-robin time-slicing). Biasanya waktu tersebut cukup digunakan untuk menghantar satu bit (kadang-kadang dipanggil bit interleaving) dari setiap channel secara bergiliran atau cukup untuk menghantar satu karakter (kadang-kadang dipanggil character interleaving atau byte interleaving). Menggunakan metoda character interleaving, multiplexer akan mengambil satu karakter (jajaran bitnya) dari setiap channel secara bergiliran dan meletakkan pada kabel yang dipakai bersama-sama sehingga sampai ke ujung multiplexer untuk dipisahkan kembali melalui port masing-masing. Menggunakan metoda bit interleaving, multiplexer akan mengambil satu bit dari setiap channel secara bergiliran dan meletakkan pada kabel yang dipakai sehingga sampai ke ujung multiplexer untuk dipisahkan kembali melalui port masing-masing. Jika ada channel yang tidak ada data untuk dihantar, TDM tetap menggunakan waktu untuk channel yang ada (tidak ada data yang dihantar), ini merugikan penggunaan kabel secara maksimun. Kelebihanya adalah karena teknik ini tidak memerlukan guardband jadi bandwidth dapat digunakan sepenuhnya dan perlaksanaan teknik ini tidak sekompleks teknik FDM. Teknik TDM terdiri atas :

Synchronous TDM
Hubungan antara sisi pengirim dan sisi penerima dalam komunikasi data yang menerapkan teknik Synchronous TDM dijelaskan secara skematik pada gambar

gmbr
Gambar Synchronous TDM

Cara kerja Synchronous TDM dijelaskan dengan ilustrasi dibawah ini

gmbr
Gambar Ilustrasi hasil sampling dari input line

Asynchronous TDM
Untuk mengoptimalkan penggunaan saluran dengan cara menghindari adanya slot waktu yang kosong akibat tidak adanya data ( atau tidak aktif-nya pengguna) pada saat sampling setiap input line, maka pada Asynchronous TDM proses sampling hanya dilakukan untuk input line yang aktif saja. Konsekuensi dari hal tersebut adalah perlunya menambahkan informasi kepemilikan data pada setiap slot waktu berupa identitas
pengguna atau identitas input line yang bersangkutan.

Penambahan informasi pada setiap slot waktu yang dikirim merupakan overhead pada Asynchronous TDM.
Gambar di bawah ini menyajikan contoh ilustrasi yang sama dengan gambar Ilustrasi hasil sampling dari input line jika ditransmisikan dengan Asynchronous TDM.


gmbr
Gambar Frame pada Asysnchronous TDM

Frequency Division Multiplexing (FDM)

Prinsip dari FDM adalah pembagian bandwidth saluran transmisi atas sejumlah kanal (dengan lebar pita frekuensi yang sama atau berbeda) dimana masing-masing kanal dialokasikan ke pasangan entitas yang berkomunikasi. Contoh aplikasi FDM ini yang polpuler pada saat ini adalah Jaringan Komunikasi Seluler, seperti GSM ( Global System Mobile) yang dapat menjangkau jarak 100 m s/d 35 km. Tingkatan generasi GSM adalah sbb:

First-generation: Analog cellular systems (450-900 MHz)

* Frequency shift keying for signaling
* FDMA for spectrum sharing
* NMT (Europe), AMPS (US)

Second-generation: Digital cellular systems (900, 1800 MHz)

* TDMA/CDMA for spectrum sharing
* Circuit switching
* GSM (Europe), IS-136 (US), PDC (Japan)

2.5G: Packet switching extensions

* Digital: GSM to GPRS
* Analog: AMPS to CDPD

3G:

* High speed, data and Internet services
* IMT-2000

gmbr
Gambar Pemakaian Frekwensi pada GSM

FDM yaitu pemakaian secara bersama kabel yang mempunyai bandwidth yang tinggi terhadap beberapa frekuensi (setiap channel akan menggunakan frekuensi yang berbeda). Contoh metoda multiplexer ini dapat dilihat pada kabel coaxial TV, dimana beberapa channel TV terdapat beberapa chanel, dan kita hanya perlu tunner (pengatur channel) untuk gelombang yang dikehendaki. Pada teknik FDM, tidak perlu ada MODEM karena multiplexer juga bertindak sebagai modem (membuat permodulatan terhadap data digital). Kelemahan Modem disatukan dengan multiplexer adalah sulitnya meng-upgrade ke komponen yang lebih maju dan mempunyai kecepatan yang lebih tinggi (seperti teknik permodulatan modem yang begitu cepat meningkat). Kelemahannya adalah jika ada channel (terminal) yang tidak menghantar data, frekuensi yang dikhususkan untuk membawa data pada channel tersebut tidak tergunakan dan ini merugikandan juga harganya agak mahal dari segi pemakaian (terutama dibandingkan dengan TDM) kerana setiap channel harus disediakan frekuensinya. Kelemahan lain adalah kerana bandwidth jalur atau media yang dipakai bersama-sama tidak dapat digunakan sepenuhnya, kerana sebagian dari frekuensi terpaksa digunakan untuk memisahkan antara frekuensi channelchannel yang ada. Frekuensi pemisah ini dipanggil guardband.

gmbr
Gambar Frequency Division Multiplexing

Pengalokasian kanal (channel) ke pasangan entitas yang berkomunikasi diilustrasikan pada gambar dibawah ini :




Code Division Multiplexing (CDM)

Code Division Multiplexing (CDM) dirancang untuk menanggulangi kelemahankelemahan yang dimiliki oleh teknik multiplexing sebelumnya, yakni TDM dan FDM.. Contoh aplikasinya pada saat ini adalah jaringan komunikasi seluler CDMA (Flexi) Prinsip kerja dari CDM adalah sebagai berikut :
1. Kepada setiap entitas pengguna diberikan suatu kode unik (dengan panjang 64 bit) yang disebut chip spreading code.

2. Untuk pengiriman bit ‘1’, digunakan representasi kode (chip spreading code) tersebut.

3. Sedangkan untuk pengiriman bit ‘0’, yang digunakan adalah inverse dari kode tersebut.

4. Pada saluran transmisi, kode-kode unik yang dikirim oleh sejumlah pengguna akan ditransmisikan dalam bentuk hasil penjumlahan (sum) dari kode-kode tersebut.

5. Di sisi penerima, sinyal hasil penjumlahan kode-kode tersebut akan dikalikan dengan kode unik dari si pengirim (chip spreading code) untuk diinterpretasikan.
selanjutnya :
- jika jumlah hasil perkalian mendekati nilai +64 berarti bit ‘1’,
- jika jumlahnya mendekati –64 dinyatakan sebagai bit ‘0’.

Contoh penerapan CDM untuk 3 pengguna (A,B dan C) menggunakan panjang kode 8 bit (8-chip spreading code) dijelaskan sebagai berikut :

a. Pengalokasian kode unik (8-chip spreading code) bagi ketiga pengguna :

- kode untuk A : 10111001
- kode untuk B : 01101110
- kode untuk C : 11001101

b. Misalkan pengguna A mengirim bit 1, pengguna B mengirim bit 0 dan pengguna C mengirim bit 1. Maka pada saluran transmisi akan dikirimkan kode berikut :

- A mengirim bit 1 : 10111001 atau + - + + + - - +
- B mengirim bit 0 : 10010001 atau + - - + - - - +
- C mengirim bit 1 : 11001101 atau + + - - + + - +
- hasil penjumlahan (sum) = +3,-1,-1,+1,+1,-1,-3,+3

c. Pasangan dari A akan menginterpretasi kode yang diterima dengan cara :

- Sinyal yang diterima : +3 –1 –1 +1 +1 –1 –3 +3
- Kode milik A : +1 –1 +1 +1 +1 -1 –1 +1
- Hasil perkalian (product) : +3 +1 –1 +1 +1 +1 +3 +3 = 12
Nilai +12 akan diinterpretasi sebagai bit ‘1’ karena mendekati nilai +8.

d. Pasangan dari pengguna B akan melakukan interpretasi sebagai berikut :

- sinyal yang diterima : +3 –1 –1 +1 +1 –1 –3 +3
- kode milik B : –1 +1 +1 –1 +1 +1 +1 –1
- jumlah hasil perkalian : –3 –1 –1 –1 +1 –1 –3 –3 = -12
berarti bit yang diterima adalah bit ‘0’, karena mendekati nilai –8.