ASYNCHRONOUS TRANSFER MODE
A.
PENGERTIAN ASYNCHRONOUS TRANSFER MODE (ATM).
Asynchronous
Transfer Mode (ATM) adalah teknologi switching dan multiplexing, dimaksudkan
untuk memindahkan berbagai jenis trafik (data, suara, video, audio) dengan
cepat dan efisien. Circuit switching umumnya mensyaratkan bahwa paket di set ke
posisi dalam frame berulang, misalnya sinkron dalam waktu, langkah, sesuai
dengan aplikasi dan / atau jam jaringan. Transmisi Asynchronous
memungkinkan sel-sel yang akan diposisikan di mana saja dalam data stream. ATM
saat ini memiliki kecepatan 155Mbps (OC-3port), 622Mbps (OC-12 port), 1,2 Gbps
dan 2,5 Gbps. Asynchronous Transfer Mode (ATM) merupakan protokol jaringan yang
berbasis sel, yaitu paket-paket kecil yang berukuran tetap (48 byte data + 5
byte header) pada sirkuit virtual. Protokol lain yang berbasis paket, seperti
IP dan Ethernet, menggunakan satuan data paket yang berukuran tidak tetap.
Gambar 1. ATM Network.
Kata
asynchronous pada ATM berarti transfer data dilakukan secara asinkron, yaitu
masing-masing pengirim dan penerima tidak harus memiliki pewaktu (clock) yang tersinkronisasi.
Metode lainnya adalah transfer secara sinkron, yang disebut sebagai STM
(Synchronous Transfer Mode). Dengan kata lain ATM merupakan sebuah teknologi
lapisan 2, yang dapat digunakan oleh siapa saja, namun sekaligus merupakan
sebuah jaringan publik sebagaimana halnya Internet, dengan sistem pengalamatan
yang dikelola secara rapi, sehingga setiap perangkat di dalam jaringan dapat
memiliki sebuah identitas yang unik. Secara teknis, ATM dapat dianggap suatu
evolusi dari packet switching. Seperti transfer data pada packet switching ATM
mengintegrasikan fungsi multiplexing dan switching. Dengan ukuran sel data yang
tetap dan kecil, memungkinkan switching pada kecepatan dengan throughput
tinggi. Dengan delay yang sangat kecil dan waktu interval yang tetap antar sel
data, memungkinkan aplikasi suara dan video dikirim lewat LAN dan berbagai
jenis tipe data yang berbeda digabungkan dalam network yang sama. Walaupun ATM
tidak mencapai kecepatan Gigabit di atas network, feature delay dan waktu
interval menjadikannya teknologi potensial untuk LAN kecepatan tinggi membawa
aplikasi multimedia.
Gambar 2. ATM sebagai Jaringan Kinerja Tinggi
ATM
memungkinkan sirkuit dengan bandwidth terjamin dan persyaratan yang berbeda
yang akan dibentuk secara bersamaan Layanan. Kualitas (QoS) dapat diatur dan
ditetapkan pada tahap koneksi menggunakan parameter seperti delay, jitter delay
dan tingkat kesalahan berdasarkan aplikasi dan negara jaringan pada
saat koneksi.Dua prioritas untuk lalu lintas didefinisikan; prioritas
tinggi dan prioritas rendah. lalu lintas rendah akan diabaikan jika ada masalah
kemacetan saklar. ATM Meskipun bukan jenis jaringan broadcast, multicast
didukung untuk aplikasi seperti suara dan video conferencing. ATM bekerja pada
model topologi Bintang, dengan menggunakan Kabel fiber optic ataupun kabel
twisted pair. ATM pada umumnya digunakan untuk menghubungkan dua atau lebih
LAN. dia juga banyak dipakai oleh Internet Service Providers (ISP) untuk
meningkatkan kecepatan akses Internet untuk klien mereka.
Teknologi
yang dipilih untuk membawa layanan B-ISDN dan Teknologi Asyncronous Transfer
Mode (ATM) saat ini memasuki operasional pelayanan secara penuh dan merupakan
satu teknologi yang menjadi dasar pembuatan jaringan-jaringan yang baru. ATM
menyediakan teknologinya untuk membangun jaringan yang cocok bagi kebutuhan
konsumen mereka, kombinasi kemampuan, pengaturan dan kapasitas untuk membawa
jalur lain seperti Frame Ralay atau X.25 dan segala protokol seperti Internet
Protocol (IP). Ini merupakan berita baik untuk perusahaan besar dengan hubungan
fiber yang langsung tetapi kantor cabang atau kantor kecil yang tergantung pada
jasa kantor telepon yang selama ini kurang beruntung.
Sekarang
dengan perpaduan ATM dengan asymmetric digital subscriber loop (ADSL) menjadi
standart yang diakui, perusahaan kecil mempunyai prospek terhadap akses
langsung ATM dan merupakan salah satu teknologi yang memberikan pelayanan yang
sangat cepat melalui jalur kabel standart. Teknologi ini dapat menghubungkan
banyak pelanggan yang berada di berbagai tempat.
B.
KONSEP DASAR ASYNCHRONUS TRANSFER MODE (ATM)
ATM adalah
suatu mode transfer yang berorientasi pada bentuk paket yang spesifik, dengan
panjang tetap, berdasarkan system Asynchronous Time Division Multiplexing
(ATDM), menggunakan format dengan ukuran tertentu yang disebut sel. Informasi
yang terdapat didalam sel ditransmisikan dalam jaringan setelah Sebelumnya
ditambahkan header diawal sel yang berfungsi sebagai routing dan control sel.
ATM bersifat
service independence semua service (suara, data serta gambar/citra) dapat
ditransmisikan melalui ATM dengan cara penetapan beberapa tipe ATM Adaptation
Layer (AAL). AAL berfungsi mengubah format informasi yang asli kedalam format
ATM sehingga dapat ditransmisikan. ATM dapat diimplementasikan di jaringan yang
ada sekarang dengan tiga cara, diurut dari yang paling mudah ke yang paling
sukar adalah Native ATM APIs, Classical IP dan Address Resolution Protocol dan
LANE Native ATM APIs.
Classical IP
dibatasi untuk jaringan yang menggunakan protocol TCP/IP. Sedangkan LANE dapat
menggunakan protokol apa saja. LANE beroperasi di lapisan kedua dari OSI, yaitu
lapisan link data. LANE mengizinkan aplikasi dan protokol yang ada saat ini
beroperasi tanpa perubahan saat diterapkan ATM. Ini berarti perusahaan tidak
perlu membuang/mengganti aplikasi dan infrastruktur jaringan yang telah ada.
Sedangkan kebanyakan jaringan memiliki beberapa protokol saat
mengimplementasikan ATM. Akibatnya banyak perusahaan di Amerika Serikat yang
menggunakan ATM. Pada ATM seluruh informasi yang akan ditransfer akan dibagi
menjadi slot-slot dengan ukuran tetap yang disebut cell. Ukuran cell pada ATM
adalah 53 octet (1 octet = 8 bits) yang terdiri dari :
48 octet
untuk filed informasi.
5 octet
untuk HEADER.
Sel-sel ATM
terdiri dari: 5 byte HEADER dan 48 byte INFORMASI UNI cell ATM terdiri dari:
GFC, VPI, VCI, PT, CLP, HEC dan informasi. NNI cell ATM terdiridari: VPI, VCI,
PT, CLP, HEC dan informasi.
Gambar 3. Konsep dasar ATM Protocol.
C.
CARA KERJA ATM
Cara kerja
ATM adalah dengan memotong-motong dan menggabungkan kembali berbagai tipe
trafik informasi tersebut (voice, video dan data) dalam format sel berukuran 53
byte melalui saluran fisik yang sama. Proses tersebut dinamakan statistical
multiplexing. Masing sel terdiri dari 48 byte payload (berisi informasi) dan 5
byte header (berisi alamat dan routing).
D.
KARAKTERISTIK ATM
1. Pada basis
link to link tidak menggunakan proteksi error dan flow control.
Pada ATM
proteksi error dapat diabaikan karena didasarkan saat ini link-link dalam
network memiliki kualitas yang sangat tinggi, sehingga error control cukup
dilakukan end to end saja. Flow control juga tidak dilakukan dalam ATM network
karena dengan pengaturan alokasi resource dan dimensioning queue yang tepat
maka kejadian queue overflow yang menyebabkan hilangnya paket dapat ditekan.
Sehingga probabilitas packet loss antara 10-8 sampai dengan 10-12 dapat
dicapai.
2. ATM
beroperasi pada connection oriented mode
Sebelum
informasi ditransfer dari terminal ke network, sebuah fase setup logical /
virtual connection harus dilakukan untuk menyediakan resource diperlukan. Jika
resource tersedia tidak mencukupi maka connection dari terminal akan
dibatalkan. Jika fase transfer informasi telah selesai, maka resource yang
telah digunakan akan dibebabskan kembali. Dengan menggunakan
connection-oriented ini akan memungkinkan network untuk menjamin packet loss
yang seminim mungkin.
3. Pengurangan
fungsi header
Untuk
menjamin pemrosesan yang cepat dalam network, maka ATM header hanya memiliki fungsi
yang sangat terbatas. Fungsi utama dari header adalah untuk identifikasi
virtual connection (virtual connection identifier =VCI) yang dipilih pada saat
dilakukan call setup dan menjamin routing yang tepat untuk setiap paket didalam
network serta memungkinkan multiplexing dari virtual connection – virtual
connection berbeda melalui satu link tunggal.
Selain
fungsi VCI, sejumlah fungsi lain yang sangat terbatas juga dilakukan oleh
header, terutama terkait dengan fungsi pemeliharaan. Karena fungsi header
diabatasi, maka implementasi header processing dalam ATM node sangat mudah /
sederhana dan dapat dilakukan pada kecepatan yang sangat tinggi (150 Mbps
sampai 2.5 Gbps) dan hal ini akan menyebabkan processing delay dan queuing
delay yang rendah.
4. Lapisan Protokol ATM
Lapisan
tertinggi terdapat aplikasi tertentu seperti TCP di lapisan penghantaran dan IP
di lapisan rangkaian. Lapisan ATM Adaptation berfungsi sebagai penyesuai antara
paket-paket data di lapisan tertinggi dengan (Higher-layer) dengan lapisan ATM
(ATM Layer). ATM Layer merupakan lapisan digunakan untuk menyambungkan
protokol. Lapisan Fisik melibatkan spesifikasi media transmisi dan skema
pengkodean sinyal. Rate data yang ditetapkan pada lapisan fisik berkisar mulai
dari 25,6 Mbps sampai 622,08 Mbps.
5. Panjang
filed informasi dalam satu cell relatif kecil
Hal ini
dilakukan untuk mengurangi ukuran buffer internal dalam switching node, dan
untuk membatasi queuing delay yang terjadi pada buffer tersebut. Buffer yang
kecil akan menjamin delay dan delay jitter rendah, hal ini diperlukan untuk
keperluan service-service real time.
E.
PROSES KERJA ATM PROTOKOL LAYER
Blok-blok
data dengan berbagai ukuran yang dihantarkan oleh pengguna dari lapisan
tertinggi akan dihantar kembali ke ATM Adaptation Layer (AAL), dimana
pada proses ini header, trailer, padding octets, dan Cyclic Redundancy
Check(CRC) bit bergantung pada syarat-syarat tertentu pada tiap blok-blok
data. Setiap blok data akan dipecahkan ke dalam beberapa blok data yang lebih
kecil yang kemudiannya akan dikapsulkan kepada 53 sel oktet di lapisan ATM.Data
inilah yang nantinya akan dihantar ke destinasi yang diingini.
Model referensi protokol melibatkan
tiga taraf yang berbeda:
·
Taraf pemakai: tersedia untuk transfer informasi
pemakai, bersama-sama dengan kontrol-kontrol yang terkait.
·
Taraf kontrol: menampilkan fungsi-fungsi kontrol
panggilan dan kontrol koneksi
·
Taraf manajemen: menampilkan fungsi-fungsi manajemen
yang berkaitan dengan sistem secara keseluruhan
F.
KEUNTUNGAN ASYNCHRONUS TRANSFER MODE (ATM)
ATM mampu
menangani semua jenis trafik komunikasi (voice, data, image, video, suara
dengan kecepatan tinggi, multimedia dans ebagainya) dalam satu saluran dan
dengan kecepatan tinggi). ATM dapat digunakan dalam Local Area Network dan Wide
Area Network (WAN). Dalam pembangunan LAN, penggunaan ATM dapat menghemat
biaya karena Pemakai yang akan menghubungkan dirinya dengan system ATM LAN
dapat menggunakan adapter untuk menyediakan kecepatan transmisi sesuai dengan
bandwidth yang mereka butuhkan.
G.
TERMINOLOGI SEL (CELL)
Pengertian
sel menurut rekomendasi ITU-T I.113 adalah suatu blok dengan panjang yang tetap
(fixed length) dan diidentifikasi dengan suatu label pada ATM layer. Berikut
adalah definisi untuk jenis cell yang berbeda sesuai dengan rekomendasi ITU-T
I.321
1.
Idle Cell (physical layer), merupakan yang disisipkan
/ dipisahkan oleh physical layer untuk mengadaptasi cell flow rate pada daerah
batas (boundary) diantara ATM layer dan physical layer ke kapasitas payload
yang ada dari sistem transmisi yang digunakan.
2.
Valid Cell (physical layer), suatu cell yang mana
bagian headernya tidak memiliki error atau belum dimodifikasi oleh proses
verifikasi Header Error Control (HEC)
3.
Assigned Cell (ATM layer), cell yang menyediakan suatu
service ke satu aplikasi dengan menggunakan ATM layer service.
4.
Unassigned Cell (ATM layer), merupakan ATM layer cell
yang bukan assign cell.
Hanya
assigned cell dan unassigned cell saja yang diteruskan dari physical layer ke
ATM layer, sedangkan cell yang lainnya tidak membawa informasi yang terkait
dengan ATM layer atau layer yang lebih tinggi lagi dan cell ini hanya akan
diprosesoleh physical layer saja.
H.
TEKNOLOGI ATM DAN ATM LAYER
Pada
jaringan ATM, semua informasi diformat ke dalam sel berukuran tetap yang
terdiri dari 48 byte (8 bits per byte) berupa muatan/payload dan 5 byte berupa
header. Ukuran sel tetap menjamin bahwa kualitas data baik suara atau video
tidak terpengaruh oleh data panjang frame atau paket. Header ini disusun untuk
efisiensi switching dalam kecepatan tinggi.
ATM layer
merupakan layer diatas physical layer yang memiliki karakteristik yang
independent terhadap media fisik yang digunakan.
Gambar 4. Layer ATM
Tumpukan Lapisan protokol ATM
terdiri dari 3 lapisan:
1. Adaptasi
layer (AAL)
Berinteraksi
dengan lapisan yang lebih tinggi untuk mendapatkan informasi pengguna yang
dapat dimasukkan/diekstrak kedari byte payload 48.
ATM Adaption Layer terbagi dari 5 tipe yaitu :
a.
AAL type 1:
Fungsi-fungsi
yang dilakukan oleh AAL tipe 1 untuk AAL user adalah sebagai berikut:
·
Transfer service data unit (SDU) dengan bit
rate konstan
·
Transfer service informasi timing antara sumber dan
tujuan
·
Tranfer informasi struktur data
·
Indikasi informasi yang hilang atau mengalami error
yang tidak dapat diperbaiki oleh AAL sendiri ke layer yang lebih tinggi.
b.
AAL type 2:
pada tipe
ini sumber membangkitkan suatu bit rate yang variabel akan memungkinkan
cell-cell yang membawa informasi tersebut tidak terisi penuh dan tingkat
pengisian field informasi cell berubah-ubah, untuk itu diperlukan fungsi yang
lebih banyak dalam sub-layer SAR.
c.
AAL type 3/4:
Pada AAL3/4
didefenisikan dua mode service yaitu :
·
Message mode, dapat digunakan untuk aplikasi framed data
transfer(misalnya frame HDLC). Pada message mode satu AAL-SDU dikirimkan dalam
satu atau lebih CS-PDU, yang menyusun satu atau lebih SAR_PDU.
·
Streaming mode, disediakan untuk transfer data
kecepatan rendah dengan persyaratan delay yang rendah.
d.
AAL type 5:
Tujuan dari
AAL5 adalah untuk memberikan service dengan overhead yang lebih kecil dan deteksi
error yang lebih baik dibawah CPCS layer.Pada layer CPCS, service yang
diberikan AAL 5 harus identik dengan service yang disediakan AAL3/4 kecuali
fungsi multiplexing tidak support sehingga pada AAL5 tidak ada field MID. AAL5
akan digunakan untuk aplikasi signalling dan frame relay melalui ATM.
2. Lapisan ATM
Menambahkan/menghapus
header 5 byte ke payload dan multiplexes semua sel dari berbagai koneksi ke
sungai sel tunggal untuk lapisan fisik. Ini juga menerjemahkan arah untuk sel
untuk memungkinkan mereka beralih melalui hubungan virtual.
3. Lapisan fisi
Mengubah sek
ke format listrik atau optik yang sesuai,sambil mengontrol pengiriman dan
penerimaan bit pada medium fisik.Hal ini juga melacak batas-batas sel ATM dan
paket ke jenis frameyang sesuai dengan media fisik.Lapisan fisik lebih jauh
dibagi lagi menjadi Transmisi Konvergensi dan Fisiksub-lapisan menengah
ATM layer melakukan fungsi-fungsi
utama sebagai berikut:
1.
Cell multiplexing/demultiplexing, pada arah kirim
cell-cell dari VP (Virtual Path) dan VC (Virtual Channel) individual akan
dimultiplexing menghasilkan suatu cell stream. Pada sisi terima fungsi cell
demultiplexing akan memisahkan cell stream yang diterima menjadi cell flow
individual ke VP dan VC terkait.
2.
Translasi VPI dan VCI. Translasi VPI (VP
Identifier) dan VCI dilakukan di ATM switching node. Didalam VP node nilai dari
VPI field dari setiap incoming cell akan ditranslasikan ke nilai VPI yang baru
untuk outgoing cell. Pada VC switch baik nilai VPI maupun VCI akan
ditranslasikan ke nilai VPI dan VCI yang baru.
3.
Pembangkitan / pemisahan cell header, fungsi ini
diterapkan pada titik-titik terminasi dari ATM layer. Pada arah kirim, pada
field informasi yang telah diterima ditambahkan ATM cell header (kecuali field
HEC) dan nilai VPI serta VCI dari cell header dapat diperoleh dengan melakukan
translasi dari SAP (Service Access Point) identifier. Pada arah terima, fungsi
pemisahan cell header akan memisahkan cell header, dan hanya filed informasi
saja yang diteruskan.
4.
Generic Flow Control (GFC). Fungsi GFC hanya digunakan
pada ATM UNI (User Network Interface) saja. GFC digunakan untuk mendukung
kontrol dari ATM traffic flow dalam satu customer network dan dapat digunakan
untuk mengurangi kondisi-kondisi overload pada UNI. Informasi GFC ditumpangkan
dalam assigned cell dan unassigned cell.
ATM Signaling
·
Koneksi logik ATM disebut “Virtual Channel Connection”
(VVC) atau koneksi melalui saluran maya.
·
Virtual Path Connection (VPC) adalah suatu logical
group dari beberapa VCC yang memiliki tujuan sama.
IP over ATM
IP over ATM pendekatan menawarkan
beberapa keunggulan dibandingkan solusi Elan menarik. Keuntungan yang paling
jelas adalah kemampuannya untuk mendukung interface QoS, overhead rendah
(karena tidak memerlukan header MAC), dan kurangnya batas ukuran frame.
I.
ATM DEVICES DAN THE NETWORK ENVIRONMENT
ATM adalah
teknologi sel switching dan multiplexing yang menggabungkan kelebihan dari
circuit switching yang memiliki kapasitas dan delay transmisi konstan dengan
packet switching yang memiliki fleksibilitas dan efisiensi untuk lalu lintas
yang berselang-seling.
1. ATM Devices
Jaringan ATM terdiri dari ATM switch
dan ATM endpoint. ATM Switch bertanggung jawab untuk transit sel melalui
jaringan ATM, atau dapat didevinisikan bertugas menerima sel yang masuk dari
ATM endpoint atau switch ATM lain, kemudian membaca dan memperbarui informasi
di dalam header sel dan dengan cepat mengarahkan sel ke sebuah interface output
ke arah tujuan. ATM endpoint berisi ATM network interface adapter. Contoh dari
ATM endpoint adalah workstation, router, Digital Service Unit (DSU), LAN
switch, dan Video CODEC.
Gambar 5. ATM Switch.
Gambar berikut mengilustrasikan
jaringan ATM yang terdiri dari ATM switch dan ATM endpoint.
Gambar 6. ATM Device dan ATM
endpaints
2. ATM Network
Interfaces
Jaringan ATM
terdiri dari set ATM switch yang dihubungkan dengan interface Point-to-Point
ATM link. ATM Switch mendukung dua jenis interface yakni UNI (User to Network
Interface) dan NNI (Network to Network Interface). UNI menghubungkan end system
(seperti host dan router) ke ATM switch sedangkan NNI menghubungkan dua ATM
switch.
Tergantung
pada apakah sebuah switch terletak di tempat pelanggan atau ditempat umum dan
dioperasikan oleh perusahaan telepon, UNI dan NNI dapat dibagi lagi menjadi
public dan private. UNI private menghubungkan ATM endpoint dan ATM switch
private. NNI private menghubungkan dua switch ATM private di dalam organisasi
yang sama sedangkan NNI public menghubungkan dua ATM switch dalam organisasi
publik yang sama.
Disamping
itu terdapat spesifikasi tambahan yakni Broadband InterCarrier Interface
(B-ICI), dimana B-ICI dapat menghubungkan dua switch public dari penyedia
layanan yang berbeda. Gambar berikut mengilustrasikan spesifikasi inteface ATM
untuk jaringan public dan private.
Gambar 7. Spesifikasi Inteface ATM
J.
FORMAT HEADER SEL ATM
Terdapat dua
format header sel ATM yaitu UNI atau NNI. UNI header digunakan untuk komunikasi
antara endpoint dengan ATM switch dalam jaringan Private ATM. NNI header yang
digunakan untuk komunikasi antar ATM switch. Gambar berikut mengilustrasikan
format dasar sel ATM, format header sel UNI, dan format header sel NNI.
Gambar 8. Format Dasar Sel ATM
ATM Cell
Header Fields
Berikut adalah deskripsi dari
beberapa field yang terdapat pada header sel ATM baik NNI maupun UNI:
1.
Generic Flow Control (GFC)
Menyediakan
fungsi lokal, seperti mengidentifikasi multiple stations yang menggunakan satu interface
ATM. Field ini biasanya tidak digunakan dan diatur ke nilai default-nya 0
(biner 0000).
2.
Virtual Path Identifier (VPI)
Berhubungan
dengan VCI dan berfungsi mengidentifikasi path tujuan berikutnya dari sebuah
sel saat melewati serangkaian switch ATM menuju host tujuan.
3.
Virtual Channel Identifier (VCI)
Berhubungan
dengan VCI dan berfungsi mengidentifikasi path tujuan berikutnya dari sebuah
sel saat melewati serangkaian switch ATM menuju host tujuan.
4.
Payload Type (PT)
Bit pertama
menunjukkan apakah dalam sebuah sel berisi data pengguna atau kontrol data.
Jika sel berisi data pengguna, bit diatur ke 0. Jika kontrol berisi data, di
set ke 1. Bit kedua menunjukkan kongesti (0 = tidak ada kemacetan, 1 =
kemacetan). Bit ketiga menunjukkan apakah sel tersebut merupakan sel terakhir
pada sebuah rangkaian sel.
5.
Cell Loss Priority (CLP)
Menunjukkan
apakah sel harus dibuang jika menemukan kemacetan yang ekstrem ketika bergerak
melalui jaringan. Jika CLP bit sama dengan 1, sel harus dibuang dan sebaliknya
6.
Header Error Control (HEC)
Menghitung
checksum pada 4 byte pertama dari header. HEC dapat mengoreksi kesalahan bit
tunggal dalam byte, dengan demikian dapat mempertahankan sel daripada
membuangnya.
Sumber :
Tidak ada komentar:
Posting Komentar