7 

BAB 2

LANDASAN TEORI

2.1 Communication, Navigation, Surveillance System / Air Traffic Management

(CNS/ATM)

Seiring dengan pertumbuhan penumpang pesawat yang semakin pesat

sekarang ini, tentunya akan membuat pengatur lalu lintas udara harus bekerja

ekstra untuk menangani semua pesawat yang masuk atau keluar dari suatu

bandara atau yang berada di suatu wilayah informasi penerbangan (Flight

Information Region, FIR) yang dapat menimbulkan tekanan ke penyedia layanan

lalu lintas udara, wilayah udara yang semakin padat, dan sumber daya bandara

ketika mereka berjuang untuk memenuhi permintaan yang terus bertambah. Hasil

yang diperoleh adalah kepadatan yang terus bertambah dan penundaan yang

terjadi karena keterbatasan kapasitas sistem yang ada sekarang ini. Keterbatasan

yang ada saat ini juga disebabkan karena propagasi line-of-sight dari komunikasi,

navigasi, dan pemantauan sekarang ini, misalnya komunikasi high-frequency.

Keterbatasan lainnya juga dapat disebabkan oleh keterbatasan komunikasi suara

dan kurangnya sistem pertukaran data digital air-ground. Pemberian informasi

layanan lalu lintas udara saat ini juga disediakan secara inkonsisten dalam layanan

CNS dan manajemen lalu lintas udara (Air Traffic Management, ATM) karena

keterbatasan teknologi yang digunakan di belahan dunia yang berbeda. Transisi

menuju suatu sistem yang dapat digunakan secara global dan tidak bermacam-

macam diperlukan untuk menjamin konsistensi penyediaan layanan informasi lalu

lintas udara CNSATM.

8

 

 

Dengan teknologi yang ada sekarang ini, tentunya tidak cukup untuk dapat

mengatur pesawat yang melintas dalam suatu wilayah informasi penerbangan

(Flight Information Region, FIR). Agar sebuah pesawat dapat mencapai bandara

tujuannya dari bandara asalnya, diperlukan sebuah waypoint. Waypoint adalah

titik-titik navigas i yang tersebar di sepanjang rute, baik menuju bandara tujuan

maupun bandara asal. Tujuan waypoint ini untuk mengarahkan pesawat menuju

bandara tujuan. Setiap pesawat yang akan mengudara menuju bandara tujuannya

harus melewati waypoint-waypoint yang ada dalam setiap rute yang dilaluinya

untuk memastikan rute yang dilaluinya benar. Hal ini tentu membuat jarak dan

waktu tempuh yang dihabiskan pesawat untuk mencapai suatu tujuan bertambah,

karena kurangnya manajemen lalu lintas udara yang baik.

Untuk mendukung sistem penerbangan yang aman, efektif, dan efisien,

dibutuhkan sebuah sistem pemantauan pesawat yang baru dari segi Komunikasi,

Navigasi, dan Pemantauan (Communication, Navigation, and Surveillance)

dengan menggunakan teknologi satelit, yang disebut sebagai sistem CNS. Sistem

ini membawa dampak positif bagi dunia penerbangan karena CNS membantu

komunikasi antara pesawat dengan darat, optimalisasi rute penerbangan, dan

pemantauan posisi pesawat. Sehingga pada akhirnya, sistem CNS ini membentuk

dan mendukung sebuah layanan dasar dari manajemen lalu lintas udara (Air

Traffic Management) yang baru.

9

 

 

2.1.1 Komunikasi

Sistem komunikasi saat ini masih menggunakan komunikasi data suara.

Sistem ini memiliki kendala karena beberapa kru darat tidak menghubungi

pesawat yang terpisah oleh faktor geografis, misalnya bukit, gunung, dan lain-

lainnya. Dengan menggunakan teknologi satelit yang baru, komunikasi pesawat

dengan kru di darat dan sebaliknya dapat terjadi karena tidak terkendala dengan

masalah geografis. Dalam dunia penerbangan, ada dua cara komunikasi yang

dilakukan, yaitu komunikasi secara ground to ground dan air to ground.

Gambar 2.1 – Tampilan instrumen-instrumen penerbangan di kokpit pesawat.

Komunikasi ground to ground adalah komunikasi yang dilakukan antar

pengelola ruang udara di darat, di wilayah Indonesia. Ada beberapa jenis

komunikasi ground to ground, antara lain adalah Aeronautical Fixed

Telecommunication Network (AFTN), Common ICAO Data Interchange

Network (CIDIN), Aeronaitocal Telecommunication Network (ATN), dan IPv4.

10

 

 

Sedangkan, komunikasi air to ground adalah komunikasi yang dilakukan

dari pilot di pesawat dengan pengelola ruang udara di wilayah Indonesia.

Beberapa jenis komunikasi air to ground antara lain adalah Very High Frequency-

Extended Range (VHF-ER), Very High Frequency (VHF), dan Very High

Frequency Data Link (VDL), Regional and Domestic Air Route Area (RDARA),

Major World Air Route Area (MWARA). Komunikasi yang dilakukan sekarang

ini masih menggunakan komunikasi data suara pada frekuensi VHF. Dengan

jangkauan tertentu, VHF tidak dapat menjangkau seluruh wilayah tanggung jawab

udaranya. Oleh karena itu, VHF-ER berperan penting dalam melakukan

komunikasi air to ground dengan cara menambahkan jangkauan VHF yang

dipasang di suatu lokasi tertentu yang tidak terjangkau oleh gelombang VHF,

misalnya di pegunungan atau daerah dataran tinggi untuk menjangkau wilayah

udara yang sangat luas. VDL adalah komunikasi digital pada frekuensi VHF yang

digunakan pada subjaringan Aeronautical Telecommunication Network (ATN)

dengan menggunakan protokol Bit Oriented, model referensi OSI (Open System

Interconnection) untuk memenuhi kebutuhan Air Traffic Services (ATS) dan

Airline Operation Centre (AOC).

Peralatan transceiver (pemancar dan penerima) yang beroperasi

menggunakan frekuensi HF untuk komunikasi suara dari pilot di pesawat dengan

kru pengatur lalu lintas udara di darat. Wilayah pelayanan terbagi menjadi dua:

• Regional and Domestic Air Route Area (RDARA) untuk melayani

penerbangan domestik dengan menggunakan pemancar sebesar hingga

1kW.

11

 

 

• Major World Air Route Area (MWARA) untuk melayani penerbangan

internasional dengan kisaran pemancar 3 kW hingga 5 kW.

Dengan adanya sistem CNS/ATM ini, komunikasi data dapat dilakukan

secara otomatik tanpa harus berbicara secara langsung dengan kru di udara.

Gambar 2.2 – kiri: tampilan instrumen-instrumen penerbangan pada kokpit

pesawat. Kanan: tampilan informasi cuaca dan lokasi pesawat.

2.1.1.1 Aeronautical Fixed Telecommunication Network (AFTN)

Teknologi AFTN konvensional mewakili sebuah investasi yang besar

dalam peralatandan operasi. Namun demikian, AFTN konvensional hanya mampu

mendukung satu jenis aplikasi, contohnya yang dapat berkomunikasi melalui

transmisi pesan AFTN. Jenis aplikasi lainnya seperti:

• Aplikasi komputer yang interaktif (waktu respon dalam detik),

• Mode pembicaraan antara terminal (sesi hubungan antara

pengguna),

• Transmisi data faks (data biner, bukan karakter), dan

• Aplikasi file transfer (pesan yang besar dan volume data)

12

 

 

Tidak dapat didukung oleh AFTN walaupun lokasi dari aplikasi

aeronautical bertepatan dengan yang biasanya dilayani oleh stasiun AFTN.

Instalasi dan perawatan jaringan yang didedikasikan ke satu aplikasi

khusus adalah penggunaan yang tidak efektif dari sumber daya yang berharga

seperti switch, personil operasi, dan lain-lainnya.

CIDIN memungkinkan kemungkinan pertukaran data antara komputer dan

antara terminal dan komputer. Aplikasi yang termasuk dalam kategori ini adalah:

• Air Traffic Services,

• Aeronautical Information Service,

• Operational Meteorological Service dan

• Search and Rescue Service.

Secara signifikan, Implementasi CIDIN telah meningkatkan operasi Air

Navigation Services. Hal ini dimungkinkan CIDIN bahwa aplikasi yang belum

teridentifikasi akan diimplementasikan menggunakan layanan yang disediakan

CIDIN. Hingga saat ini, AFTN masih digunakan pada bandara-bandara di

Indonesia.

Arsitektur CIDIN - Referensi Model untuk Layer Protokol

Desain CIDIN mengikuti standar yang ada untuk komunikasi data dan

sesuai dengan model ISO 7 layer. Namun karena sejarah desain CIDIN, desainnya

mencakup dua layer model, contohnya layer 3 dan 4. Karena hal ini, layer 3

dibagi menjadi dua layer, yaitu layer 3 (network) dan layer 3b (CIDIN Network).

13

 

 

Pekerjaan standardisasi protokol komunikasiinternasional saat

inididasarkanpada ModelReferensi untukOpen System Interconnection. Konsep

Model Referensi tarkandung dalam Starndar ISO, ISO 7498 (dan berbagai

adendum) dan dalam rekomendasi CCITT X.200 yang sesuai.

Sebuah sistem, yang dapat berkomunikasi dengan sistem lainnya adalah

sebuah koleksi implementasi dari fungsi atau prosedur yang berbeda

(implementasi dapat terjadi dalam hardware, software, atau dalam prosedur

manual). Konsep dasar dari Model Referensi adalah untuk memisahkan fungsi

kedalam sejumlah kelompok atau layer. Model Referensi menjelaskan fungsi

komunikasi mana milik layer mana, tanpa menjelaskan prosedur komunikasi

spesifik untuk menjalankan fungsi-fungsi. Struktur ini, bagaimanapun juga

meletakkan framework atau arsitektur untuk definisi prosedur.

Set fungsi-fungsi, yang sebuah layer protokol siapkan untuk layer

diatasnya (penggunanya), disebut layer “service”. Addressing menurut Model

Referensi berlangsung antara points (“service access points”) pada interface

service. Secara umum, adalah tugas sebuah layer untuk mengambil layanan yang

disediakan ke layer tersebut oleh layer dibawah dan mengubahnya menjadi

layanan yang lebih berorientasi pada aplikasi untuk pengguna layer. Sebuah

service menurut Reference Model adalah, bagaimanapun juga hanya sebuah

konsep abstrak dan tidak ada persyaratan ketat untuk mengimplementasikan

interface service yang berhubungan dengan layer tertentu dan protokol.

Di sisi lainnya, protokol yang dijalankan antara dua bagian sebuah layer

pada sistem yang berbeda (contohnya “protokol peer-to-peer” atau protokol

14

 

 

antaradua “entitas peer”) harus mematuhi peraturan yang sama dalam

implementasi keduanya. Peraturan dinyatakan dengan cara pertukaran unit logical

data yang disebut “protocol data units”, PDU. PDU mengikuti dari prinsip dasar

model bahwa PDU dari satu layer dienkapsulasikan kedalam PDU di layer

bawahnya untuk transmisi. Hal ini menyebabkan nested structure untuk header

PDU. Ketika implementasi protokol diuji untuk kompabilitas, kepatuhan terhadap

peraturan protokol dan coding yang benar dari PDU harus diselidiki.

Dalam rangka menstrukturkan fungsi pada layer kedalam bentuk yang

lebih logical, Reference Model memungkinkan pemisahan sebuah layer menjadi

“sub-layer”. Contohnya, struktur network layer menurut ISO menunjukkan tiga

sub-layer dengan fungsi yang dijelaskan dengan baik. Prinsip yang dijelaskan

untuk layer Reference Model berlaku sejalan ke sub-layer juga. Konsep dasar

Reference Model diilustrasikan pada gambar dibawah ini.

Gambar 2.3 - Konsep yang digunakan dalam Hubungan dengan Reference Model

untuk Open System Interconnection (OSI).

15

 

 

Fungsi Layer-Layer

Application layer adalah layer tertinggi dan terdapat fungsi user yang

sistemnya dirancang untuk melakukan hal demikian. Fungsi layer lainnya adalah

turunan dari fungsi aplikasi.

• Layer presentation bertanggung jawab untuk negosiasi bentuk dimana data

aplikasi dinyatakan (sintaks data) dan memastikan bahwa aplikasi tersebut

berkomunikasi dalam “bahasa” yang sama.

• Layer session mengatur hubungan logical antar users over time

(“sessions”) bersamaan dengan sinkronisasi dan aspek dialog.

• Layer transport bertangguna jawab untuk transport data yang handal dari

end system ke end system secara independen dari sumber daya jaringan

yang digunakan.

• Layer network mengatur transmisi data melalui jaringan yang digunakan

dengan tugas-tugas terkait routing, flow control, error recovery, dan lain-

lain.

• Layer link memiliki tugas untuk mentransmisikan data di koneksi fisikal

individual dalam jaringan.

• Layer physical sebagai layer terrendah berkaitan dengan interface physical

(interchange circuits dan karakteristik kelistrikannya).

Dua jenis hubungan yang dikenal Reference Model antara user pada

beberapa layer adalah connection-oriented dan connectionless. Sebuah hubungan

connection-oriented melibatkan sebuah hubungan tetap antara partner yang

16

 

 

berhubungan dan dapat terdiri dari pembentukan koneksi, data transfer, dan fase

pemutusan. Sebuah hubungan connectionless tidak mempertahankan hubungan

tetap ini.

Dalam hal Reference Model, CIDIN menyediakan penggunanya dengan

layanan transport yang connectionless.

CIDIN tidak mempertahankan hubungan yang tetap antara penggunanya

sejak layanannya adalah connectionless. Untuk aplikasi seperti dialog interaktif,

sebuah hubungan session harus dibuat oleh pengguna (contohnya dalam sebuah

sesi protokol).

Gambar 2.4 – Struktur CIDIN User Data Field untuk Messages dalam Format

AFTN.

 

Berikut adalah penjelasan mengenai gambaran paket header CIDIN /

AFTN yang akan digunakan untuk komunikasi pada jalur AFTN sendiri ataupun

17

 

 

CIDIN. Pada gambar 2.5, Message segment adalah data-data dari modul

CNS/ATM yang dibuat oleh BPPT seperti

Gambar 2.5 – Struktur paket CIDIN

pada gambar 2.14 yang akan dikirimkan melalui CIDIN (Common ICAO Data

Interchange Network) yang ditempatkan pada gambar 2.4 bagian TEXT dan

ENDING. Adapun CIDIN packet header dan CIDIN transport header terletak

pada gambar 2.4 bagian Modified AFTN Heading yang mencakup MODIFIED

ADDRESS, adalah sebuah format alamat khusus untuk komunikasi dengan

AFTN, dan ORIGIN yang berisi informasi pengirim pesan, untuk pertukaran

informasi antara CIDIN dengan AFTN.

2.1.1.2 ATN (Aeronautical Telecommunication Network)

ATN adalah sebuah jaringan global yang menyediakan komunikasi

digital untuk memenuhi kebutuhan telekomunikasi yang bertambah dari

pelayanan komunikasi digital untuk memenuhi kebutuhan telekomunikasi

air to ground yang bertambah dari pelayanan komunikasi air traffic,

kontrol operasi penerbangan dan komunikasi administrasi penerbangan.

18

 

 

ATN digunakan untuk menggantikan sistem komunikasi yang lama, yaitu

AFTN (Aeronautical Fixed Telecommunication Network), yang

menyebabkan kurangnya tingkat efisiensi kru pengatur lalu lintas udara

atau pilot karena harus menggunakan format tertentu. Sedangkan dengan

menggunakan ATN ini, komunikasi air to ground dan ground to ground

akan dipermudah karena data-data informasi pesawat yang penting dapat

diberitakan secara otomatis tanpa harus melaporkan secara manual lewat

radio pesawat ke pengatur lalu lintas udara.

ATN ini akan menggunakan sistem COTS (Commercial Out of

The Shell) dimana penyedia layanan akan membebankan tarif tertentu

untuk mendapatkan layanan yang diinginkan, seperti penyediaan informasi

terkait penerbangan, dan lain-lainnya.

2.1.1.3IPv4

IPv4 adalah sebuah protokol internet yang dibuat menggunakan

model referensi OSI (Open System Interconnection) layer untuk

mengidentifikasi berbagai peralatan jaringan serta elektronik

menggunakan angka sebagai sebuah alamat dengan ukuran 32 bit. IPv4

dapat menampung hingga 4.29 miliar alamat. Namun dengan

berkembangnya internet dan teknologi komputer mengakibatkan

peningkatan penggunaan alamat IPv4, sedangkan kapasitas alamat IPv4

tidak bertambah. Untuk kedepannya, IPv4 akan digantikan oleh IPv6

untuk menampung lebih banyak pengguna internet dan peralatan

19

 

 

elektronik atau jaringan. Alamat IP terbagi menjadi public dan private.

Alamat IP public adalah alamat IP yang dapat diakses darimana saja,

sedangkan private IP adalah alamat IP yang tidak dapat diakses dari luar

jaringan. Informasi private IP adalah sebagai berikut:

Gambar 2.6 – Tabel Private IP

 

IPv4 memiliki 5 sub-kelas sebagai berikut:

Gambar 2.7 – Sub-kelas IPv4.

2.1.2 Navigasi

Dari segi navigasi, sistem sekarang ini masih menggunakan alat

bantu yang ada di darat, dan pesawat harus mendekati alat bantu navigasi

tersebut untuk meyakinkan bahwa rute penerbangan yang dilewatinya

benar. Hal ini menyebabkan berkurangnya tingkat optimalisasi rute

20

 

 

penerbangan dan menambah konsumsi bahan bakar avtur karena harus

mendekati alat bantu navigasi.

Dengan menggunakan sistem navigasi satelit GNSS (Global

Navigation Satellite System), salah satunya adalah GPS (Global

Positioning System), maka pesawat dapat melewati rute penerbangan yang

direncanakan dengan mulus karena tidak perlu mendekati secara langsung

alat bantu yang ada di sepanjang rute tersebut, namun dapat mendekatinya

alat bantu tersebut untuk menandakan bahwa pesawat tersebut dalam rute

yang benar, juga menghemat konsumsi bahan bakar.

2.1.2.1 Very High Frequency (VHF) Omnidirectional Radio Range (VOR)

VOR singkatan dari Very High Frequency (VHF) Omnidirectional

Radio Range, merupakan salah satu sistem navigasi yang menggunakan

gelombang radio VHF dan digunakan oleh pesawat terbang untuk

memberikan informasi navigasi pesawat. Frekuensi yang digunakan untuk

navigasi adalah mulai dari 108 MHz – 117.975 MHz.

Gambar 2.8 – Gambar VOR dan tampilan VOR pada layar.

21

 

 

Dalam prinsip dasar operasi VOR, stasiun radio memancarkan

sinyal navigasi pada frekuensi VHF yang disebut sebagai sinyal “radial”.

Setiap VOR memiliki identifier terdiri dari 3 huruf dengan frekuensi yang

telah ditetapkan untuk masing-masing VOR. Transponder di pesawat akan

memancarkan sinyal sesuai dengan frekuensi VOR yang dipilih. Setelah

diterima oleh stasiun radio VOR di darat, stasiun akan menjawab sinyal

tersebut dengan mengirimkan sinyal posisi pesawat terhadap VOR. Titik

referensi panduan pesawat adalah magnetic north pada VOR di pesawat.

Jika instrumen VOR di pesawat menunjukkan 360 radial, maka pesawat

berada di utara VOR. Apabila instrumen VOR menunjukkan 90 radial,

maka pesawat berada di sisi timur VOR. 180 radial menunjukkan posisi

pesawat berada di selatan VOR dan 270 radial menandakan pesawat

berada di sisi barat VOR. VOR digunakan untuk membantu pesawat

menuju tujuannya dalam sebuah realisasi perencanaan rute penerbangan.

2.1.2.2 Distance Measuring Equipment (DME)

DME (Distance Measuring Equipment) adalah alat navigasi udara

yang berfungsi memberikan informasi jarak kepada pesawat, jarak yang

diberikan adalah sudut miring antara pesawat dan transmiter dari DME ini,

dan bukan jarak sesungguhnya antara pesawat dan DME.

22

 

 

Gambar 2.9 – gambar DME dan tampilan DME pada layar.

DME beroperasi pada prinsip “line-of-sight”, DME melengkapi

informasi jarak dengan keakuratan tingkat tinggi. Sinyal yang dapat

diandalkan dapat diterima pada jarak hingga 199 Nautical Mile (NM) pada

ketinggian line-of-sight dengan akurasi yang lebih baik daripada 1/2 mil

atau3 persen jarak, tergantung mana yang lebih besar. Informasi jarak

yang diterima dari peralatan DME adalah jarak jangkauan miring dan

bukan jarak horizontal aktual.

Prinsip kerja DME adalah pesawat memberikan pertanyaan berupa

kode dan frekuensi yang diatur pada interogator pesawat oleh pilot ke

stasiun DME di darat. Apabila DME menerima sinyal yang sesuai dengan

frekuensi dan kode morse yang tepat, maka DME akan mengirimkan balik

balasan sinyal interogator ke pesawat. Untuk mengetahui jarak dari DME,

instrumen DME di pesawat akan menghitung perbedaan waktu antara

sinyal yang dikirim dengan sinyal yang diterima di pesawat. Jarak dari

DME tersebut dinyatakan dalam nautical miles. Misalkan, pesawat

23

 

 

menerima sinyal balasan dari pesawat dalam waktu 8 microsecond, berarti

jarak antara pesawat dan ground station adalah 8 x 6.173 = 49.384 NM

(Nautical Miles).

DME beroperasi pada frekuensi VHF sehingga pancarannya line of

sight. Ketika pesawat memilih frekuensi VOR atau ILS suatu bandara,

maka pesawat tersebut secara otomatis juga akan mendapatkan frekuensi

dari DME.

DME beroperasi dalam 252 channel dengan jangkauan frekuensi

962 sampai 1213 MHz. Channel-channel ini terdiri dari beberapa jenis

frekuensi dan pemisahan antara pasangan pulsa, yaitu pada 126

pasangfrekuensi terdapat “X” channel dan pada 126 pasangan frekuensi

lainnya terdapat “Y” channel. Lebar pulsa yang dipakai adalah 3,5

mikrodetik dengan efisiensi 0,5 mikrodetik. Pada “X” channel, jarak antar

pulsa adalah 12 mikrodetik, juga pada interogator dan pulsa jawaban. Pada

“Y” channel, jarak antara pulsa adalah 36 mikrodetik pada interogator dan

30 mikrodetik pada pulsa jawaban. Jarak antara frekuensi interogator

dengan pulsa jawaban adalah 63 MHz.

2.1.2.3 NMEA (Format Data GPS)

NMEA adalah akronim untuk National Marine Electronics

Association, yang didirikan pada tahun 1957 oleh sekelompok pedagang

elektronik. Pada tahun 1983, dengan masukan dari produsen dan

organisasi privat dan organisasi pemerintah, asosiasi mengadopsi NMEA

24

 

 

0183 sebagai format untuk melakukan interface peralatan elektronik laut.

Standar NMEA 0183 adalah aliran data dalam format ASCII, yang

ditransmisikan pada kecepatan 4800 bps, dari talker ke listener, dimana

talker adalah sebuah perangkat yang mengirim data ke perangkat lainnya

(misalnya GPS Receiver) dan listener adalah sebuah perangkat yang

menerima data dari perangkat lainnya (misalnya, komputer laptop yang

dihubungkan dengan penerima GPS).

Beberapa talker ID umum antara lain:

- GP Penerima Global Positioning System

- LC Penerima Loran-C

- OM Penerima Omega Navigation

- II Integrated Instrumentation

GPS dirancang harus memenuhi standar NMEA. Dapat digunakan

dengan port komputer serial, menggunakan protokol RS232. Namun

secara tegas standar NMEA tidak dengan RS232. Mereka

merekomendasikan kesesuaian ke EIA-422. Kecepatan interface dapat

disesuaikan pada beberapa model. Tetapi, standar NMEA adalah 4800 b/s

(bit per detik) dengan delapan bit data, tidak ada parity, dan satu stop bit.

Format data navigasi yang digunakan di seluruh dunia adalah

NMEA. Perangkat antarmuka standar NMEA 0183 menjelaskan

kebutuhan sinyal listrik, data protokol transmisi dan waktu, dan format

kalimat khusus untuk sebuah serial data bus dengan kecepatan 4800 baud.

25

 

 

Setiap bus hanya memiliki satu pembicara (talker) tetapi banyak

pendengar (listener). Standar ini dimaksudkan untuk mendukung transmisi

data serial satu arah dari pembicara tunggal ke satu atau lebih pendengar.

Data dimuat dalam bentuk ASCII (ditmbah carriage return dan line feed)

yang dapat dicetak dan dapat memasukkan informasi seperti posisi,

kecepatan, kedalaman, alokasi frekuensi, dan lain-lainnya.

Data dikirim dalam bentuk “kalimat”. Setiap kalimat diawali

dengan “$”, diikuti oleh lima huruf alamat yang terdiri atas dua huruf

talker identifier dan tiga huruf data identifier, diikuti oleh sejumlah data

field yang dipisahkan dengan tanda koma (data field delimiter), dan

diakhiri dengan cheksum (opsional), dan sebuah carriage return/line feed.

Sebuah kalimat maksimal dapat terdiri atas 82 karakter termasuk pembuka

“$” dan penutup <CR><LF>.

Jika data untuk sebuah field tidak tersedia, field tersebut

dihilangkan, tetapi tanda koma akan membatasi field tersebut masih

terkirim, dengan tanpa spasi diantaranya.

Karena beberapa field tergantung variabel, atau dapat dihilangkan

seperti dijelaskan diatas, penerima dapat menemukan data field yang

diinginkan dengan menghitung koma, daripada menghitung posisi karakter

dalam kalimat.

Field optional checksum terdiri atas sebuah “*” dan dua digit heksa

yang mewakili eksklusif OR dari antara semua karakter, tetapi tidak

26

 

 

termasuk “$” dan “*”. Beberapa kalimat NMEA membutuhkan sebuah

checksum.Format yang kami gunakan dalam skripsi ini adalah GPGSA.

$GPGSA,A,3,04,05,,09,12,,,24,,,,,2.5,1.3,2.1*39

Keterangan:

GSA : Status satelit

A : Pemilihan otomatis 2D atau 3D fix (M = manual)

3 : 3D fix – nilai yang termasuk: 1 = no fix

2 = 2D fix

3 = 3D fix

04,05… : PRN satelit yang digunakan untuk fix

2.5 : PDOP (Presisi Dilusi)

1.3 : Presisi dilusi horizontal (HDOP)

2.1 : Presisi dilusi vertika (VDOP)

*39 : checksum data, selalu dimulai dengan *

Kalimat GPGSA ini menyediakan detil tentang kebiasaan fix.

Termasuk jumlah satelit yang sedang digunakan pada solusi sekarang dan

DOP (dilution of precision). DOP adalah efek indikasi dari geometri

satelit pada akurasi fix. DOP tidak memiliki satuan dimana jika nilainya

lebih kecil maka lebih baik. Untuk 3D fix menggunakan 4 satelit dan

angka yang dianggap sempurna adalah 1.0.Bagaimanapun juga untuk

menunjukkan solusi yang lebih dalam lagi, memungkinkan untuk melihat

angka dibawah 1.0.

27

 

 

Dalam aplikasi yang kami gunakan, contoh format NMEA yang

sudah diproses adalah sebagai berikut:

Gambar 2.14 - Tampilan data yang dikirimkan dari modul CNS-ATM

 

Dari gambar 2.14 terdapat informasi berupa:

081313 : Waktu GPS (Realtime)

0632.1336 S : Koordinat latitude modul CNS-ATM (GPS)

10649.3798 E : Koordinat longitude modul CNS-ATM (GPS)

00 : PRN Satelit yang digunakan secara tetap

50.0 : Vertical Dilution of Precision (VDOP)

191.1 : Dilution of Precision (PDOP)

31.4 : Data sensor suhu

62.3 : Data sensor kelembaban

14 : Data sensor jarak

222 : Data warna Red

11 : Data warna Green

55 : Data warna Blue

28

 

 

Data yang diambil dari GPS termasuk geografis koordinat (bujur

dan lintang) dan ketinggian, digunakan untuk posisi penerima di

permukaan bumi.

2.1.3 Pemantauan

Dalam segi pemantauan sekarang ini, pemantauan dilakukan secara

manual, baik dengan menghubungi kru darat atau dengan melihat radar

yang ada. Pada sistem pemantauan menggunakan satelit, pesawat akan

mengtransmisikan informasi-informasi penting selain posisinya secara

otomatis melalui satelit ke sebuah unit Air Traffic Controller (ATC). Hal

ini akan membantu mengurangi beban kerja pengatur lalu lintas udara

karena data-data penting yang diperlukan sudah didapat secara otomatis

dari pesawat.

2.1.3.1 Radar

Pada saat ini terdapat beberapa perangkat surveillance yang dapat

digunakan, untuk perangkat radar:

• Primary Surveillance Radar (PSR) dan Secondary Surveillance

Radar (SSR) adalah sebuah radar yang memantau keberadaan dan

data target pesawat yang ada di sekelilingnya dalam radius

tertentu. Perbedaannya, PSR melakukan pemantauan secara pasif.

Informasi yang diberikan adalah berupa jarak dan posisi pesawat

dengan radar di darat. drjomhh sedangkan SSR melakukan

29

 

 

pemantauan secara aktif. Pada pemantauan dengan menggunakan

PSR, data yang diperoleh dari pesawat adalah data jarak dan posisi

pesawat. PSR tidak dapat menampilkan identitas pesawat tersebut,

sehingga dibutuhkan SSR untuk membantu pengenalan pesawat

yang terdeteksi di radar. SSR memberikan kelengkapan informasi

pesawat tersebut baik di udara maupun di darat. Informasi yang

diberikan oleh SSR adalah informasi jarak, posisi, kecepatan,

ketinggian, dan kode identifikasi pesawat. PSR dan SSR, yang

adalah bagian dari interrogator, akan memancarkan sebuah sinyal

dalam bentuk kode-kode pulsa. Alat penerima sinyal tersebut di

pesawat adalah transponder di pesawat tersebut. Sinyal yang

diterima akan dijawab dengan menggunakan kode pulsa.

Gambar 2.15 – Primary Surveillance Radar dan Secondary

Surveillance Radar

• Monopulse Secondary Surveillance Radar (MSSR) juga sama

seperti SSR, namun jenis kode pulsa yang digunakan untuk

berkomunikasi adalah kode pulsa mono. Dibandingkan dengan

30

 

 

SSR standar, MSSR tidak membutuhkan banyak jawaban dari

pesawat. SSR standar membutuhkan 20-30 jawaban per scan

dengan jarak keakuratan 230 m rms, sedangkan Monopulse SSR

hanya membutuhkan 4-8 jawaban per scan dengan jarak

keakuratan 13 m rms. MSSR akan menggantikan SSR pada

umumnya dan mengurangi jarak minimum pemisahan antar

pesawat yang semula 10 NM (19 Km) menjadi 5 NM (9.3 Km).

Gambar 2.16 – Radar MSSR yang dipasang diatas radar PSR

2.1.3.2 Automatic Dependent Surveillance (ADS)

Perangkat ADS pada umumnya adalah sebuah peralatan

pemantauan yang bergantung pada keakuratan sinyal Global Navigation

Satellite System (GNSS) untuk mendapatkan informasi data posisi

pesawat dan data-data pesawat lainnya yang berada dalam jangkauan

peralatan ADS tersebut, yang diberitahukan kepada pesawat-pesawat di

udara ataupun stasiun di darat yang diperlengkapi peralatan untuk

menerima kiriman data tersebut.

31

 

 

ADS terbagi dua, yaitu Automatic Dependent Surveillance

Broadcast (ADSB) dan Automatic Dependent Surveillance Contract

(ADSC). Keduanya memiliki fungsionalitas yang sama, namun memiliki

cara pengaksesan yang berbeda. ADSB adalah sebuah layanan penyedia

informasi yang gratis, sedangkan ADSC adalah informasi yang diberikan

berasal dari layanan sebuah perusahaan atau penyedia jasa informasi

secara kontrak kepada maskapai penerbangan yang membutuhkan

informasi data layanan tersebut. Di masa yang akan datang, peralatan

pemantauan di dunia yang semula menggunakan radar akan beralih untuk

menggunakan ADS (ADSC, ADSB)

Gambar 2.17 – Cara kerja ADS-B

2.1.4 Air Traffic Management (ATM)

Air Traffic Management (ATM) adalah sebuah sistem yang terdiri

dari proses, prosedur, dan sumber daya yang memiliki tujuan untuk

32

 

 

memastikan pesawat dipandu menuju tujuannya dengan aman, baik di

darat maupun di udara. Air Traffic Management terdiri dari beberapa

komponen yang membangunnya:

1. Airspace management (pengaturan wilayah udara),

2. Air traffic flow and capacity management (ATFCM, manajemen

kapasitas dan arus lalu lintas udara),

3. Air Traffic Control (ATC, pengendalian lalu lintas udara).

Airspace Management

Adalah sebuah sistem manajemen wilayah udara yang diatur oleh

badan atau instansi tertentu untuk melakukan pembagian atas wilayah

udara yang telah ditentukan. Manajemen wilayah udara yang ditentukan

adalah wilayah udara untuk penerbangan sipil dan penerbangan militer.

Manajemen wilayah udara memiliki kendali atas penentuan wilayah udara.

Airspace management juga bertugas untuk membuat desain wilayah udara,

mengkoordinasikan desain wilayah udara dan manajemennya untuk

membangun jalur udara yang aman dan efisien.

Air traffic flow and capacity management

Komponen unit ini mendukung manajemen pengaturan arus dan

kapasitas lalu lintas udara dalam suatu wilayah kendali yang berkontribusi

pada keamanan, keteraturan, dan perjalanan pesawat yang lancar dengan

memastikan kapasitas Air Traffic Controller dimanfaatkan hingga tingkat

33

 

 

maksimum. Setelah pilot membuat rencana penerbangan atas rute udara

yang akan dilaluinya, data tersebut akan dicocokkan dengan data kapasitas

rute yang akan dilalui apakah tersedia atau tidak. Rencana penerbangan ini

akan dikumpulkan ke sebuah tempat pengumpulan data, dimana rencana

penerbangan yang telah dibuat akan diproses dan dianalisa untuk

memastikan slot kapasitas rute penerbangan yang diinginkan.

Air Traffic Control

Air Traffic Control adalah sebuah unit yang bertugas untuk

menyediakan layanan pengaturan dan membantu pengarahan perjalanan

pesawat dari dan ke bandara yang berada dalam wilayah kendali sebuah

negara. Air traffic control memiliki tujuan untuk mencegah kecelakaan

pesawat di udara dengan melakukan pemantauan rute dan pesawat yang

bersimpangan dengan rute yang akan dilaluinya, mencegah kecelakaan

pesawat pada saat di darat dengan kendaraan di sekitar bandara, dan

memastikan efisiensi lalu lintas udara.

2.1.4.1 Flight Information Region (FIR)

Dalam lalu lintas udara, setiap negara diberikan kedaulatan untuk

mengelola wilayah udaranya sendiri. Masing-masing wilayah udara

memiliki sub-sub unit yang mendukung operasional lalu lintas udara. Sub-

sub unit ini ditempatkan berdasarkan wilayah udara yang telah ditetapkan.

Wilayah udara yang pada umumnya dimiliki adalahAerodrome Traffic

34

 

 

Zone (ATZ), Control Zone (CTR), Control Area (CTA) yang terdiri atas

TMA (Terminal Control Area) dan Airway (AWY), Flight Information

Region (FIR), Upper Information Region (UIR), dan Advisory Area

(ADA).

Wilayah udara ATZ adalah wilayah kendali udara yang paling

kecil dalam skala area yang dikendailkan. Wilayah udara ATZ dapat

berasal dapat menjangkau ketinggian dari darat hingga 1500 feet – 200

feet untuk menampung jaringan lalu lintas udara standar. Informasi yang

disediakan dari control towerpada wilayah udara ATZ adalahAir Traffic

Control Service(ATCS)yang menyediakan layanan pengaturan lalu lintas

udara danAerodrome Flight Information Services (AFIS)yang hanya

menyediakan informasi penerbangan berupa kondisi meteorologi, lalu

lintas udara.

Diatas ATZ kita memiliki Control Zone (CTR) yang diatur oleh

unit Approach Control (APP) dan menyediakan layanan ATCS dari darat

hingga ketinggian tertentu.CTR dapat terdiri dari satu atau lebih wilayah

udara ATZ. CTR dapat dibagi kedalam beberapa zona untuk

mempermudah pengaturan lalu lintas udara.

Selanjutnya adalah Terminal Control Area (TMA). Ekspansi

vertikal wilayah udara TMA ditentukan dari batas ketinggian tertentu

hingga flight level 195 (FL195). TMA memiliki beberapa wilayah udara

Control Zone (CTR) yang diatur oleh Area Control Center (ACC) dengan

layanan lalu lintas udara yang disediakan adalah ATCS.

35

 

 

Airways adalah wilayah udara yang memiliki lebar jalur sebesar 10 NM

(Nautical Miles) dengan batas bawah jalur yang diberikan oleh MEL

(Minimum Enroute Level), sementara batas atas adalah FL195. Layanan

pengaturan lalu lintas yang disediakan pada airway adalah ATCS. Pada

chart yang diberikan pada pilot, sebagian area pada chart ditandai dengan

segitiga yang kosong dan segitiga yang berisi. Ketika pesawat berada

dalam sebuah airways ditandai dengan segitiga yang kosong, maka pilot

tidak wajib melaporkan posisinya. Sedangkan ketika menyebrangi segitiga

yang terisi, pilot wajib melaporkan posisinya. Masing-masing segitiga ini

disebut FIX. Pada chart, diantara 2 fix, diberikan nama airway yang

berbentuk kode alphanumerik, jarak antara dua fix, minimum enroute level,

dan arah (heading). Diatas FL195, airway akan disebut rute.

Flight Information Region (FIR) adalah wilayah udara yang

membentang dibawah flight level 195. FIR dikelola oleh FIC (Flight

Information Center).Didalam FIR terdapat wilayah udara ATZ, CTR,

TMA, dan AWY. FIR adalah sebuah wilayah udara yang tidak diatur.

Dalam wilayah udara ini, layanan udara yang disediakan adalah FIS

(Flight Information Services) dan ALS (Alerting Service).

2.2 Performance Based Navigation (RNP, RNAV)

Salah satu bentuk pengembangan CNS/ATM dalam bidang navigasi

adalah PBN. Menurut ICAO, PBN diartikan sebagai navigasi area berdasarkan

kebutuhan kinerja untuk pesawat yang beroperasi sepanjang rute Air Traffic

36

 

 

System (ATS), pada sebuah prosedur pendekatan instrumen atau dalam wilayah

udara yang ditunjukkan. Kebutuhan kinerja ditunjukkan dalam spesifikasi

navigasi dalam hal keakuratan, integritas, kontinuitas, ketersediaan, dan

fungsionalitas yang dibutuhkan untuk operasi yang diusulkan dalam konteks

konsep ruang udara khusus.

Berdasarkan konteks tersebut, maka sistem navigasi yang ada sekarang ini

akan dipantau berdasarkan performanya, baik peralatan yang ada di pesawat

maupun infrastruktur navigasi yang ada. Seperti tampak pada gambar 2.18,

konsep PBN bergantung pada spesifikasi navigasi, yaitu Area Navigation

(RNAV) dan Required Navigation Performance (RNP) dan infrastruktur navaid

yang ada di rute tersebut untuk mendukung aplikasi navigasi yang ada didalam

pesawat.

Gambar 2.18 – konsep Performance Based Navigation (PBN)

Ada dua input komponen inti untuk aplikasi PBN, yaitu RNAV dan RNP.

37

 

 

RNAV adalah sebuah metode navigasi yang merupakan cakupan kerja

dari stasiun navigasi bumi (VOR, DME, ADF) dan tidak termasuk peringatan dan

pemantauan kinerja. RNAV hanya memastikan pesawat berada pada jalur yang

diinginkan, dengan cara memastikan pesawat berada dalam jangkauan

infrastruktur alat bantu navigasi yang ditentukan dengan simpangan yang

ditetapkan tanpa adanya peringatan keselamatan.

RNP adalah kemampuan pesawat untuk tetap berada dalam jalur yang

ditetapkan dengan memperhatikan faktor peringatan keselamatan. RNP ini akan

memberitahu kru pesawat apabila posisi aktual pesawat tersebut melebihi batas

simpangan yang ditetapkan dari posisi rute yang ingin dilaluinya.

Pada akhirnya, implementasi dari PBN dengan berbasiskan RNP dan

RNAV dapat berguna untuk membantu pesawat berada dalam rute yang

diinginkan secara aman.

2.3 Algoritma Djikstra

Algoritma djikstra ditemukan oleh Edsger W. Dijkstra pada tahun 1956

dan dipublikasikan pada tahun 1959. Algoritma djikstra adalah sebuah algoritma

yang digunakan untuk menentukan jarak terpendek dari sebuah node asal ke node

tujuan dengan menggunakan bobot terpendek dari hubungan setiap node lainnya

yang tersedia. Aplikasi atau implementasi dari penggunaan algoritma ini,

misalnya dalam hal jaringan adalah algoritma routing jaringan Open Shortest Path

First (OSPF) yang digunakan pada router untuk mencapai node tujuan dengan

bobot atau jarak terpendek.

38

 

 

Beberapa notasi yang digunakan untuk membantu penjelasan algoritma

djikstra adalah sebagai berikut:

I(i,j) : panjang sebuah link yang menghubungkan node i ke node j.

a : node yang jarak terpendeknya sedang diperiksa untuk kesemua

node lainnya.

dai : jarak terpendek yang diketahui node ‘a’ ke node ‘i’.

qi : node berikutnya yang terdekat dari node ‘a’ ke node ‘i’ pada jalur

terpendek yang sudah diketahui.

c : node terakhir yang dipindahkan untuk menjadi “closedstate”.

x : x = dai

y : y = qi.

Algoritma djikstra terdiri dari lima langkah berikut:

Langkah 1: Proses dimulai dari node. Karena panjang dari jarak terpendek

node A ke node A adalah 0, maka jarak terpendek node A ke node A yang

diketahui adalah 0. Node terdekat berikutnya dari node A akan dinotasikan oleh

simbol + sehingga qa = +. Sejak panjang jarak terpendek dari node ‘a’ ke semua

node lainnya pada jalur terpendek tidak diketahui, berikan qi = - untuk

semua . Node yang sekarang hanya berada dalam “closed state” adalah node

‘a’. Oleh karena itu, c = a.

Langkah 2: untuk mengtransformasikan beberapa label sementara menjadi

label permanen, periksa smua cabang (c,i) yang keluar dari node terakhir yang

39

 

 

berada dalam “closed state” (node c). Jika node i juga dalam keadaan “closed

state”, lanjutkan pemeriksaan pada node berikutnya. Jika node iberada dalam

keadaan “open state”, kita mendapatkan label pertama dai berdasarkan persamaan:

Yang berada pada sisi kiri persamaan adalah label baru dari node i.

Perhatikan bahwa dai muncul di sisi kanan persamaan adalah label lama untuk

node i.

Langkah 3: Untuk menentukan node mana yang akan dituju selanjutnya

dari keadaan “open state” menjadi “closed state”, kita membandingkan nilai dai

untuk semua node yang berada dalam keadaan “open state” dan pilih node dengan

nilai dai terkecil. Lakukan hal yang sama dengan node j. Node j berubah dari

keadaan “open” ke keadaan “closed” karena tidak ada jalur dari a ke j yang lebih

pendek dari daj. Jalur melalui node lainnya akan lebih panjang.

Langkah 4: kita telah memastikan bahwa j adalah node berikutnya untuk

berubah dari “open state” menjadi “closed state”. Kemudian kita tentukan node

terdekat berikutnya dari node j dan jalur terpendek yang mengarah dari node ‘a’

ke node j. Periksa panjang semua cabang (i,j) yang mengarah dari node “closed

state” ke node j hingga kita menyatakan bahwa persamaan berikut ini terpenuhi :

Persamaan diatas juga akan dipenuhi untuk beberapa node t. Ini berarti

bahwa node t adalah node terdekat dari node jpada jalur terpendek yang mengarah

dari node ‘a’ ke node j. Oleh karena itu, kita dapat menuliskan bahwa qj = t.

40

 

 

Langkah 5: node j berada dalam “closed state”. Ketika semua node dalam

jaringan berada dalam ”closed state”, kita telah menyelesaikan proses mencari

jalur terpendek. Jika ada node lainnya yang masih dalam keadaan “open state”,

kita kembali ke langkah 2.

2.4 Green Route

Latar belakang dari ICAO membuat green route adalah karena kurang

efektif dan efisiennya penerbangan yang dilakukan saat ini, terlebih lagi untuk

jarak yang sangat jauh, misalnya dari asia tenggara ke eropa. Rute penerbangan

yang telah dilakukan pada saat itu dirasa sudah optimal untuk pada jaman dahulu

kala. Namun, seiring pertumbuhan jumlah penumpang pesawat yang semakin

meningkat, maka faktor keselamatan penerbangan tidak dapat dijamin

sepenuhnya, baik karena keterbatasan kru pengatur lalu lintas maupun

keterbatasan teknologi pada jaman itu. ICAO bersama dengan perusahaan-

perusahaan penerbangan pada saat itu terus melakukan pengembangan dan

pembelajaran dari setiap kecelakaan pesawat yang terjadi agar tidak terulang

kembali di masa yang akan datang. Dengan didukung perkembangan teknologi

yang semakin pesat sekarang ini, maka pengembangan teknologi penerbangan

dapat dilakukan, sehingga keselamatan penerbangan dapat ditingkatkan.

Pengembangan teknologi yang dilakukan akan merubah sistem penerbangan yang

semula menggunakan peralatan-peralatan analog akan berubah menjadi

menggunakan peralatan-peralatan digital dengan didukung teknologi satelit untuk

41

 

 

cakupan yang lebih luas dan komunikasi yang lancar, kemudahan mendapatkan

informasi posisi pesawat, dan pencegahan terjadinya tabrakan pesawat di udara.

Dimulai dengan isu efek pemanasan global, ICAO dan perusahaan-

perusahaan penerbangan mulai memikirkan cara untuk dapat menekan emisi gas

karbon dioksida secara global. Oleh karena itu, pada tahun 2002, ICAO mulai

menyerukan pembuatan “green route” untuk semua rute penerbangan secara

global, yang ditugaskan kepada pihak berwenang masing-masing negara. Selain

masalah keselamatan penerbangan, sebagai penumpang pesawat terbang, tentunya

kita juga menginginkan jarak tempuh yang lebih singkat. Jarak tempuh yang lebih

singkat ini juga menjadi bahan pembuatan green route dengan memperhitungkan

jarak seminimum mungkin pada rute yang akan digunakan. Dengan menggunakan

rute yang jaraknya paling pendek, penghematan konsumsi bahan bakar avtur

dapat dilakukan sehingga dapat mengurangi efek pemanasan secara global yang

disebabkan karena peningkatan jumlah karbon dioksida.

Dengan semakin banyaknya pesawat yang menggunakan rute green route,

keselamatan penerbangan dapat ditingkatkan karena posisi pesawat akan terus

dipantau, konsumsi bahan bakar avtur dan waktu tempuh yang diperlukan untuk

mencapai tujuan dapat dikurangi, menjadikan lingkungan di sekitarnya lebih

ramah lagi.

2.4 NS-3 (Network Simulator 3)

NS-3 adalah sebuah program simulasi jaringan diskrit berbasis Linux yang

dikembangkan oleh Tom Henderson pada tahun 2005 untuk memperbaiki

42

 

 

program NS-2 (Network Simulator 2) sebelumnya karena kompleksitas dalam

permodelan dan membutuhkan waktu yang agak lama untuk menyelesaikan

sebuah pekerjaan. NS-3 dapat dijalankan pada platform Unix, Mac OS X,

Microsoft Windows menggunakan program Cygwin.

Pengembangan dari program ini dilakukan secara bersama oleh komunitas

pengguna program NS-3. Hingga kini, program NS-3 telah mengeluarkan versi

3.12.1, dan pada Desember 2011 akan dirilis versi 3.13 terbaru.

Program ini ditulis menggunakan bahasa C++ (core) dan Python

(bindings). Program NS-3 yang kami gunakan adalah versi 3.10 karena program

tersebut telah dikembangkan hingga mencapai level stabil. Berikut adalah hal-hal

atau istilah yang umum digunakan pada jaringan, namun memiliki pengertian

khusus pada NS-3.

Prosedur simulasi standar NS3 dan komponen-komponen yang digunakan

secara mendasar adalah sebagai berikut:

Gambar 2.19 – prosedur simulasi standar NS3.

 

Menyalakan Logging

Fungsi log: macro yang memperbolehkan pengembang untuk mengirim

informasi ke layar. Secara default, semua pesan log dimatikan. Untuk

Menyalakan logging 

Membuat topologi jaringan 

Membuat aplikasi (traffic) 

Menjalankan simulator 

43

 

 

menyalakannya gunakan fungsi ns3::LogComponentEnable atau NS_LOG

environment variabel.

Define log component:

NS_LOG_COMPONENT_DEFINE ( name )

Enable log component:

LogComponentEnable ( name, level )

Ada tujuh tingkat pesan logging, yaitu:

• NS_LOG_ERROR:

Mendata pesan error

• NS_LOG_WARN:

Mendata pesan peringatan

• NS_LOG_DEBUG:

Log ini jarang dipakai, mendata pesan ad-hoc debugging

• NS_LOG_INFO:

Mendata pesan yang bersifat informasi tentang kemajuan program

• NS_LOG_FUNCTION:

Mendata pesan yang menjelaskan setiap fungsi yang dipanggil.

• NS_LOG_LOGIC:

Mendata pesan yang menjelaskan alir logikal dalam sebuah fungsi.

• NS_LOG_ALL:

44

 

 

Mendata semua aktivitas program.

NS3 juga menyediakan tingkat logging tidak bersyarat yang selalu dimunculkan,

yaitu

NS_LOG_UNCOND – mendata pesan yang terkait tanpa bersyarat.

Membuat Topologi Jaringan:

Node

Node dalam pengertian NS-3 diartikan sebagai komputer yang terhubung

dengan jaringan, atau perangkat jaringan lainnya yang terhubung dengan jaringan.

Kelas Node ini menyediakan metode untuk perwakilan peralatan komputasi

dalam simulasi.

NS-3 menyediakan banyak topologi jaringan untuk membantu pemodelan

simulasi. Topologi jaringan ini akan digunakan untuk menghubungkan node yang

telah kita buat dengan topologi jaringan yang ingin kita gunakan. Beberapa

topologi jaringan yang digunakan antara lain sebagai berikut:

NodeContainer

NodeContainer ini adalah sebuah object Node yang mewakili sebuah

komputer dalam simulasi, namun belum berisi perangkat jaringan. NodeContainer

ini akan membantu kita untuk membuat, mengatur, dan mengakses objek Node

apapun yang sudah kita buat untuk simulasi ini. Sintaksnya adalah sebagai

berikut:

45

 

 

NodeContainer nodes;

nodes.Create (2);

Baris pertama sintaks diatas berarti membuat sebuah objek NodeContainer

bernama “nodes”, dan baris berikutnya untuk membuat dua buah objek node dari

NodeContainer yang kita deklarasikan.

PointToPointHelper:

PointToPointHelper adalah salah satu topology helper untuk membangun

sebuah koneksi poin dengan poin. Poin to poin memiliki dua abstrak, sebagai

kartu ethernet (NIC), dan kabel jaringan. Sintaksnya adalah sebagai berikut:

PointToPointHelper pointToPoint;

pointToPoint.SetDeviceAttribute (“DataRate”, StringValue (“5Mbps”));

pointToPoint.SetChannelAttribute (“Delay”, StringValue (“2ms”));

Baris pertama menjelaskan kita membuat objek dari PointToPointHelper

bernama pointToPoint dengan atribut perangkat, yaitu datarate sebesar 5

Mbps dan atribut channel (kabel), delay sebesar 2 ms.

NetDeviceContainer

NetDeviceContainer adalah sebuah objek yang akan melakukan pekerjaan

berupa membuat, mengatur, dan menginstal perangkat kita sesuai dengan atribut

yang sudah ditetapkan diatas. Sintaksnya adalah sebagai berikut:

46

 

 

NetDeviceContainer devices;

devices = pointToPoint.Install (nodes);

Sintaks diatas menjelaskan kita membuat sebuah objek dari

NetDeviceContainer bernama “devices”. Devices ini akan diinstal dengan

konfigurasi topology helper pointToPoint yang telah kita buat dan menginstallnya

pada node Nodes yang telah kita buat sebelumnya.

InternetStackHelper

InternetStackHelper adalah salah satu topology helper yang mengurusi

masalah stack protocol yang akan diinstal dalam node kita, yaitu protokol

internet.

InternetStackHelper stack;

stack.Install (nodes);

Sintaks diatas menjelaskan kita membuat sebuah objek dari

InternetStackHelper dengan nama “stack”, baris berikutnya adalah untuk

menginstal objek stack tersebut ke nodes yang telah kita buat. Ketika dijalankan

akan memasang sebuah Internet Stack (TCP, UDP, IP, dan lainnya) pada setiap

node dalam NodeContainer.

Ipv4AddressHelper

Ipv4AddressHelper akan membantu pemasangan IP address pada node

yang telah kita buat. Sintaksnya adalah sebagai berikut:

47

 

 

Ipv4AddressHelper address;

address.SetBase ("10.1.1.0", "255.255.255.0");

Ipv4InterfaceContainer interfaces = address.Assign (devices);

Sintak diatas menjelaskan kita membuat sebuah objek bernama address

dari Ipv4AddressHelper untuk menampung konfigurasi IP address yang

ditetapkan pada baris kedua, dengan network 10.1.1.0 dan subnet /24. Secara

default, alamat yang dialokasikan akan dimulai dengan satu dan bertambah secara

monoton, sehingga alamat pertama dari base IP tersebut adalah 10.1.1.1, diikuti

oleh 10.1.1.2, dan seterusnya. Pada baris ketiga, sintaks tersebut akan melakukan

pemasangan alamat IP yang sebenarnya.

Sampai disini, kita telah memiliki jaringan point-to-point yang telah

dibangun, dengan stack yang terinstall dan alamat IP yang terpasang. Selanjutnya

kita membutuhkan aplikasi untuk menghasilkan lalu lintas data.

Membuat Aplikasi:

Salah satu abstraksi inti NS-3 adalah Application. Contohnya dalam hal

ini adalah UdpEchoClientApplication dan UdpEchoServerApplication yang

diturunkan dari kelas Application.

UdpEchoServerHelper

48

 

 

UdpEchoServerHelper adalah sebuah aplikasi dimana server echo UDP

ditempatkan.

UdpEchoServerHelper echoServer (9);

ApplicationContainer serverApps = echoServer.Install (nodes.Get (1));

serverApps.Start (Seconds (1.0));

serverApps.Stop (Seconds (10.0));

Baris pertama adalah sebagai deklarasi objek echoServer dari

UdpEchoServerHelper dengan menggunakan port 9. Selanjutnya, echoServer

yang telah kita deklarasikan akan diinstal pada node ke 2, yang disimpan dalam

ApplicationContainer, bernama serverApps. Simulasi perlu pembatasan waktu,

sehingga baris ketiga dan keempat mengatur lamanya waktu simulasi yang akan

dijalankan. Ini berarti, simulasi akan dijalankan selama sepuluh detik. Aplikasi

yang dibuat akan menghasilkan dirinya sendiri dan menghancurkan dirinya

sendiri ketika simulasi dimulai dan diakhiri.

UdpEchoClientHelper:

UdpEchoClientHelper adalah sebuah kelas yang mengatur tentang klien

dari UdpEchoServerHelper. Sintaksnya adalah sebagai berikut.

UdpEchoClientHelper echoClient (interfaces.GetAddress (1), 9);

echoClient.SetAttribute ("MaxPackets", UintegerValue (1));

echoClient.SetAttribute ("Interval", TimeValue (Seconds (1.)));

echoClient.SetAttribute ("PacketSize", UintegerValue (1024));

49

 

 

ApplicationContainer clientApps = echoClient.Install (nodes.Get (0));

clientApps.Start (Seconds (2.0));

clientApps.Stop (Seconds (10.0));

Baris pertama akan mendeklarasikan dan memasang aplikasi echoClient

yang telah dibuat kedalam protokol stack IPv4 yang dipasang ke alamat pertama

dengan menggunakan port 9. Atribut dari echoClient yang harus kita atur adalah

jumlah maksimum paket yang dalam sintaks diatas berjumlah 1, atribut interval

antar paket untuk pengiriman paket selanjutnya sebesar 1 detik, dan atribut ukuran

paket yang ditetapkan, 1024 byte. Kemudian atribut-atribut tersebut akan diinstal

pada node ke 1 yang disimpan dalam objek ApplicationContainer bernama

clientApps. Dua baris terakhir memberikan batasan waktu simulasi yang akan

dilakukan oleh clientApps. clientApps akan dimulai pada detik ke dua dan

berhenti pada detik ke 10.

Menjalankan Simulasi:

Setelah mengatur logging, membuat topologi jaringan, dan membuat lalu

lintas, hal selanjutnya yang kita lakukan adalah menjalankan simulasi dengan

sintaks sebagai berikut. Untuk menjalankan codingan, ketikkan “./waf –-run

scratch/first“ pada terminal, dimana scratch adalah direktori file first.cc disimpan.

Simulator::Run ();

Simulator::Destroy ();

return 0;

50

 

 

Ketika kita menjalankan perintah diatas, kita telah memanggil metode ini

sebelumnya:

serverApps.Start (Seconds (1.0));

serverApps.Stop (Seconds (10.0));

clientApps.Start (Seconds (2.0));

clientApps.Stop (Seconds (10.0));

Maka, ketika simulasi dijalankan, pada detik pertama serverApps akan

dibuat dan dijalankan, kemudian pada detik ke dua clientApps akan dijalankan

dan mengirimkan paket data yang telah diatur ke server. Proses tersebut berjalan

hingga proses selesai dikirim dan pengirim menerima balik balasan dari server.

Jika tidak ada paket yang dikirim, clientApps dan serverApps akan berhenti dan

simulasi selesai. Pada detik ke 10, semua proses client dan server akan berakhir.

Ketika Simulator::Run (); telah selesai dilakukan, NS-3 akan memanggil fungsi

Simulator::Destroy (); untuk mengakhiri simulas i. Adapun hasil yang diberikan

adalah seperti berikut:

Sent 1024 bytes to 10.1.1.2

Received 1024 bytes from 10.1.1.1

Received 1024 bytes from 10.1.1.2

Ini menggambarkan klien berhasil mengirimkan 1024 bytes ke 10.1.1.2,

server menerima 1024 bytes dari 10.1.1.1, dan klien menerima pemberitahuan

dari server bahwa paket sebesar 1024 bytes telah diterima dari 10.1.1.2.

51

 

 

Application

Secara umum, software komputer dibagi kedalam dua kelas besar. Sistem

software mengatur beragam sumber daya komputer seperti memori, siklus

processor, disk, network, dan lain-lainnya menurut beberapa model komputer.

Sistem dari software umumnya tidak menggunakan sumber-sumber daya tersebut

untuk menyelesaikan tasks yang secara langsung menguntungkan pengguna.

Pengguna biasanya akan menjalankan sebuah aplikasi yang membutuhkan dan

menggunakan sumber daya yang diatur oleh sistem software untuk mencapai

beberapa target.

Seringkali, garis pemisah antara sistem dan aplikasi software dibuat pada

perubahan level privilege yang terjadi dalam operating system traps. Dalam ns-3

tidak ada konsep nyata dari operating system dan tidak ada konsep privilege level

secara khusus atau system calls. Bagaimanapun juga kita memiliki ide dari sebuah

aplikasi. Hanya sebagai aplikasi yang berjalan pada komputer untuk melakukan

tasks dalam “dunia nyata”, aplikasi NS-3 berjalan pada Nodes NS-3 untuk

menjalankan simulasi dalam dunia yang tersimulasi.

Dalam abstraksi dasar NS-3 untuk sebuah program pengguna yang

menghasilkan beberapa aktivitas untuk disimulasikan adalah aplikasi. Abstraksi

ini direpresentasikan dalam C++ oleh class Application. Application class

menyediakan metode untuk mengatur representasi aplikasi tingkat pengguna versi

kita dalam simulasi-simulasi. Pengembang diharapkan untuk mengspesialisasikan

52

 

 

Application class dalam pemograman berorientasi objek (OOP) untuk

menciptakan aplikasi baru.

Kelas aplikasi yang digunakan adalah UdpEchoClientApplication dan

UdpEchoServerApplication. Aplikasi ini adalah sebuah set aplikasi klien/server

yang digunakan untuk menghasilkan dan menyuarakan (echo) paket jaringan yang

disimulasikan.

Channel

Dalam dunia nyata, seorang dapat menghubungkan sebuah komputer ke

sebuah jaringan. Media yang digunakan sebagai tempat mengalirnya data dalam

jaringan ini disebut channels. Ketika kita menghubungkan kabel Ethernet ke

colokan di tembok, anda menghubungkan komputer anda ke sebuah channel

komunikasi Ethernet. Dalam dunia simulasi NS-3, penghubungan sebuah Node ke

sebuah objek yang merepresentasikan sebuah channel komunikasi. Abstraksi

komunikasi subjaringan dasar disini disebut channel dan direpresentasikan dalam

bahasa C++ oleh class Channel.

Channel class menyediakan metode untuk mengatur komunikasi objek

subjaringan dan menghubungkan Nodes kedalamnya. Channels juga dapat dibuat

khusus oleh pengembang dalam pemikiran object oriented programming.

Pengkhususan Channel juga dapat memodelkan hal-hal yang sulit sebagai switch

Ethernet yang besar, atau dalam kasus jaringan wireless 3 dimensi yang penuh

halangan.

53

 

 

Kita akan menggunakan versi khusus dari Channel, yaitu CsmaChannel,

PotintToPointChannel dan WifiChannel. Contoh CsmaChannel adalah

memodelkan sebuah versi komunikasi subjaringan yang mengimplementasikan

komunikasi medium carrier sense multiple access. Ini akan memberikan

fungsionalitas seperti Ethernet.

2.5 Wireshark

Wireshark adalah sebuah program penganalisa paket data yang gratis dan

bersifat open source yang digunakan untuk mengetahui permasalahan jaringan,

menganalisa, pengembangan program, protokol komunikasi, dan pendidikan.

Wireshark merupakan program lintas platform dengan menggunakan

GTK+ dan widget toolkit untuk mengimplementasikan user interface dan

menggunakan “pcap” untuk menangkap paket-paket data

Fitur dan kelebihan program wireshark antara lain :

• Dapat digunakan pada OS Linux dan Windows,

• Menangkap atau capture packetdata secara otomatis dari sebuah NIC

• Mampu menampilkan informasi yang sangat detil mengenai hasil capture

packet data

• Data hasil capture dapat diimpor dan diekspor dari atau ke komputer lainnya

• Mencari beragam paket data dengan fasilitas filter,

• Meringkas laporan atas paket data yang telah ditangkap, dan lain-lainnya

54

 

 

Adapun contoh penggunaan program ini, misalnya pada pengembangan

software yang menggunakan protokol jaringan, program ini dapat digunakan

sebagai media debug dari implementasi protokol jaringan dalam software mereka.

Berikut adalah tampilan program wireshark :

Gambar 2.20 - Interface program wireshark