Pengantar Sistem Telekomunikasi

SM241013 - Pengantar Sistem TelekomunikasiSemester genap 2006-2007

1

Pengantar Pengantar Sistem Sistem

TelekomunikasiTelekomunikasiPrepared by :

STMB Telkom Team Teaching


2

Modul 4Modul 4Sistem Komunikasi Data Sistem Komunikasi Data

dan dan Sistsm Komunikasi SatelitSistsm Komunikasi Satelit


3

Komunikasi Data


4

Pendahuluan• Sistem telegrap pada abad 19 merupakan awal dari komunikasi

data. Kata-kata diubah ke dalam kode morse berupa pulsa-pulsa elektrik yang ditransmisikan melalui saluran kawat.

• Komunikasi telegrafis berkembang menjadi ‘remote typewriting’ dengan menggunakan pesawat teleprinter.

• Dengan teknologi elektronik digital dan mikroprosesor memungkinkan berkembangnya sistem komunikasi data dengan menggunakan sistem telekomunikasi dan komputer dengan kecepatan sangat tinggi.

• Pengontrolan, pengecekan dan pengiriman data/informasi dalam jaringan komputer meliputi berbagai faktor yang kompleks, antara lain– Link transmisi dan jaringan– Hardware dan software– Error detecting and recovering– Standard untuk interface antara perngkat terminal (user equipment)

dengan network– Protokol yang digunakan dalam komunikasi


5

Jaringan Komunikasi Data• Penggunaan jaringan komunikasi data misalnya pada

suatu perusahaan besar dengan sejumlah kantor cabang. Setiap cabang memiliki jaringan komputer lokal yang dihubungkan dengan jaringan komputer pada bagian lain.

• Jaringan komputer dalam satu gedung dinamakan “Local Area Network (LAN)”.

• Apabila setiap LAN terhubung satu dengan yang lainnya terbentuk “Wide Area Network (WAN)”.

• Jaringan komputer yang berbeda-beda dapat pula dihubungkan sehingga membentuk suatu struktur web. Struktur jaringan ini dikenal dengan “Internetwork” atau “Internet”.

• Jaringan dengan teknologi internet ini dapat juga digunakan dalam lingkup terbatas (misalnya dalam satu perusahaan). Jaringan ini dinamakan “Intranet”.


6

Modem Modem

Modem

Modem

ISP

Public Switched Telephone Network

(PSTN)LAN

Menghubungkan Komputer Melalui PSTN


7

Serial Data Communication

1 0 1 1 0 0 0 1 1 1 1 1 0 1 0 1 0 1 1 1 0 0 1 0 1

• Pengiriman data melalui jaringan transmisi• Kecepatan komputer pengirim dan penerima mungkin tidak persis

sama, digunakan teknik “assynchronous transmission”• Tiap pengiriman data dengan panjang tertentu (ms 8 bit) dimulai

dengan bit “start” dan diakhiri dengan bit “stop”

Start Data Stop


8

Parallel Data Communication

• Dalam waktu bersamaan 8 bit dikirim secara paralel• Digunakan untuk menghubungkan komputer ke printer atau ke

komputer lain dalam satu ruangan dengan menggunakan kabel dengan delapan kawat

• Transfer data lebih cepat, tapi hanya digunakan untuk jarak yang relatif pendek (mis 10 meter)

10110001 Printer


9

Modem

V34Modem

A/D

Con

verte

r

Local Switch

PSTN

64 kb/s

A/D

Con

verte

r

Local Switch

64 kb/sV34

Modem

Digital signal33.6 Kb/s

2 wire analogue access network

300-3400 Hz

Digital signal33.6 Kb/s

2 wire analogue access network

300-3400 Hz

DTE DCE

DTE DCE

Customer Premises

Customer Premises


10

Modem (lanjutan)

• Fungsi Modem– Modulasi : Mengkonversi sinyal digital menjadi sinyal analog

untuk dapat disalurkan melalui jaringan akses– Demodulasi : Mengkonversi sinyal analog yang diterima dari

jaringan menjadi sinyal digital kembali

• Cable Modem– Digunakan untuk data dengan kecepatan tinggi, misalnya akses

Internet atau akses ke jaringan komputer lain– Digunakan juga untuk sinyal video– Cable modem biasanya digunakan dengan jaringan coaxial atau

hybrid fibre coax (HFC)


11

Hybrid Fibre Coax (HFC)

• Headend : Originating point pada jaringan TV kabel (video transmission equipment, satellite dishes, video player, etc.)

• Hybrid node : mengkonversi sinyal optik menjadi sinyal elektris untuk ditransmisikan ke user terminal melalui kabel coaxial

Headend

Hybrid Node

Hybrid Node

Coaxial copper cable

Coaxial copper cable

Optical Fibres


12

• Adalah transmisi digital melalui kabel tembaga mulai dari 64 Kb/s ke 2 sampai 6 Mb/s atau lebih dalam local loop, tanpa repeater

• Local loop : sekitar 5000 meter maksimum• DSL

– Symetric– Assymetric

• HDSL : High Data Rate Digital Subscriber Line– Simetris, 2 Mb/s upstream, 2Mb/s downstream– Menggunakan 2 pasang kawat tembaga

• SDSL, Single Line Digital Subscriber Line menggunakan 1 pasang kawat– Jarak lebih rendah– Jasa: E1, akses WAN, akses server

Digital Subscriber Line (xDSL)


13

• ADSL= Asymmetric Digital Subscriber Line– Berbeda Upstream dan downstream– Upstream <<< Downstream– Muncul karena jasa Internet– Upstream: 16 s.d. 640 kbps– Downstream: 2 s.d. 8 Mbps– Jasa ADSL

• Internet akses• Video on Demand• Remote LAN Access• Interactive Multimedia• Untuk HDTV: perlu Very High Data Rate DSL : VDSL

• VDSL : Very high speed Digital Subscriber Line– 2Mb/s upstream, 51 sampai 55MB/s downstream pada jarak sekitar 300

meter– Makin jauh jarak makin rendah kecepatan transmisi– Biasanya dari network sampai access node menggunakan fiber,

selanjutnya disambung dengan kabel tembaga sampai ke rumah pelanggan. Dikenal dengan Fibre To The Neighbourhood (FTTN)


14

CustomerTelecommNetwork



HDSL

2Mbit/s

2 Copper Pairs

6 Mbit/s

640 Kbit/sSingle Copper Pairs

ADSL

VDSL

Short Single Copper Pairs

52 Mbit/s

2 Mbit/s


15

Point to Point Leased Circuit

Line Driver

Digital Cross Connect

Digital Multiplexer

Line Driver Digital

Cross Connect

Digital Multiplexer

Telecommunications Network

64 Kb/s

64 Kb/s

CustomerPremises

CustomerPremises

AccessNetwork

AccessNetwork

Digital Signal

2 Mb/s

2 Mb/s

2 Mb/s


16

Point to Point Leased Circuit• Pelanggan menyewa secara permanen sirkit voice (0,3 –

3,4) KHz antara dua titik untuk keperluan komunikasi data untuk jangka waktu tertentu (mis 1 tahun).

• Pada customer premises terdapat “line driver” atau “baseband modem” untuk menyalurkan sinyal digital 64 Kb/s atau kelipatannya melalui jaringan akses tembaga.

• Pada “digital multiplexer” sinyal 64 Kb/s dimultiplexing ke timeslot dalam sinyal 2 Mb/s.

• Sinyal 2 Mb/s disalurkan melalui leased circuit dengan menggunakan “digital cross connect” yang koneksinya telah di-set up dengan software sesuai durasi yang ditetapkan (mis 1 tahun).

• Digital cross connect biasa juga disebut “SXC” (Service Cross Connect).


17

The Integrated Services Digital Network (ISDN) is a method used to bridge "the last mile" between the Central Office and the premise connection (home). ISDN uses the existing wiring, so no new cabling is required

There are two basic services offered: • Basic Rate Interface (BRI) consists of 2B + D channels. Which stands for

2 Bearer channels of 64 kbps each for data and one D channel of 16 kbps for signaling. Having a separate channel for handshaking and control is called "out of band" signaling. The 2B channels can be bonded together for a single data channel with a 128 kbps transfer rate

• Primary Rate Interface (PRI) consists of 23B + D channels. Which stands for 23 Bearer channels of 64 kbps each for data and one D channel of 64 kbps for signaling. The Bearer channels can be bonded in any combination as required

ISDN lines can be dedicated lines that are always up and connected, or they can be dial on demand (DOD) lines

Integrated Services Digital Network

(ISDN)


18

ISDN Services


19

Basic Rate ISDN

Digital SwitchNetwork

Termination

(+16 Kb/s for signaling &

control)

ISDN Interface

Unit

Customer Premises

64 Kb/s

64 Kb/s

144 Kb/s2B+D

Twisted copper pair Access Network

ISDN Telephone64 Kb/s

Digital Switch

Network Termination

(+16 Kb/s for signaling &

control)

ISDN Interface

Unit

Customer Premises

64 Kb/s

64 Kb/s

144 Kb/s2B+D

Twisted copper pair Access Network

ISDN Telephone

64 Kb/s

2 Mb/s


20

ISDN Connection

NT : Network TerminationMenghubungkan jaringan CPE (4 kawat) ke jaringan lokal (2 kawat)

TE1

TE2

TE1

TE1 : ISDN terminal equipment

TE2 : Non-ISDN terminal equipment

TA : Terminal Adaptor

NT1 device connects the customer with the telephone company's local loopNT2 supports switching systems, multiplexing, and the concentration of multiple ISDN lines from a PBX (voice calls) or from a LAN


21

X.25 - Packet Switching• X.25 adalah protokol yg merupakan standard

internasional ‘packet switched data network’ untuk pertukaran data dan informasi antara ‘user device’ (DTE) dan ‘network node’ (DCE).

• Ukuran paket bervariasi : 64 – 4096 bytes• Optimal untuk kecepatan rendah (maksimum 100 Kbps)• X.25 menjamin integritas dan pengontrolan aliran data,

dengan konsekuensi delay yang signifikan sehingga pengiriman data menjadi lambat

• Salah satu penggunaan X.25 yang paling banyak adalah transfer data dari terminal yang simpel, seperti credit card reader


22

Frame relay merupakan simplifikasi dari packet switching, dengan prinsip sama seperti X.25

Frame relay merupakan protokol Wide Area Network (WAN) dengan performansi tinggi

Frame relay mentransfer data jauh lebih cepat, namun tidak ada pengontrolan aliran data tiap hop sehingga tidak menjamin integritas data

Frame relay beroperasi pada WAN dengan fasilitas ‘connection services’ yang lebih reliabel

Untuk aplikasi WAN saat ini, penggunaan frame relay lebih cocok karena memberikan performansi dan efisiensi transmisi yang lebih tinggi dibandingkan dengan X.25.

Frame Relay


23

Local Area Network (LAN)• Local Area Network (LAN) adalah sistem komunikasi yang menghubungkan banyak

komputer/workstation• Secara teknis LAN merupakan medium yang dapat digunakan bersama oleh oleh

workstation yang tersambung untuk berkomunikasi satu sama lain• Jaringan LAN meliputi area yang kecil, misalnya pada satu bangunan atau satu

departemen/bagian dari kantor, kampus dll • Dua basic standard operasi LAN yaitu “Ethernet” dan “Token Ring”


24

Mengapa LAN?

Jika ada LAN maka …Jika ada LAN maka …

ResourceResourceSharingSharingSumber Daya BersamaSumber Daya Bersama

Large DataLarge DataTransfersTransfersKirim data (besar)Kirim data (besar)

NetworkNetworkBackupBackupCadanganCadangan

E-mailE-mail

GroupwareGroupwareSoftware GrupSoftware Grup

DistributedDistributedDatabasesDatabasesBasis Data TerdistribusiBasis Data Terdistribusi

NetworkNetworkSecuritySecurityKeamanan JaringanKeamanan Jaringan

NetworkNetworkManagementManagementManajemen JaringanManajemen Jaringan


25

Karakteristik LAN • Biasanya terbatas luasnya, misalnya

bangunan atau ‘kampus’ atau • Kecepatannya berkisar antara 4 Mbps

sampai >100 Mbps• Dimiliki dan dikelola sendiri • Dalam bisnis dewasa ini merupakan suatu

keharusan


26

Komponen Hardware LAN

• Media Transmisi – Kabel tembaga (Copper wire), kabel koaksial (coax cable), fiber-optic

• Servers - komputer penyedia layanan (file, database, printer, terminal, modem dan atau fax)

• Workstation - PC’s, SUN atau HP w/s, MACs• Storage & Back-up - magnetic tape drives,floppy disk

drives, hard disk drives, optical disks• Network Interface Card (NIC) adalah ‘adaptor’

menghubungkan workstation dengan media transmisi


27

Definisi

• Topologi Jaringan – adalah model yang digunakan untuk menggambarkan media transmisi LAN dan hubungannya dengan komputer

• Media Access Control (MAC) protocol – adalah metoda yang digunakan perangkat pada jaringan LAN agar mendapat akses dan mentransmisikan data ke media transmisi

• Network Operating System (NOS) adalah software yang menjalankan LAN


28

Topologi

BUSBUS

RINGRING

STAR HUBSTAR HUB

MESH


29

Protokol MAC

Metoda Akses / TransmisiMetoda Akses / Transmisi

CONTENTIONCONTENTION TOKEN PASSINGTOKEN PASSING(IBM)(IBM)

IEEE 802.3IEEE 802.3 IEEE 802.5IEEE 802.5


30

EthernetIEEE 802.3

Metoda akses: CSMA/CD (Carrier-Sense Multiple Access / Collision Detection)

Setiap node/terminal (komputer) memiliki akses yang sama ke media transmisi

• Setiap node/terminal mengamati media transmisi untuk melihat apakah sedang ada data (message) yang ditransmisikan

• Jika tidak ada, komputer dapat memulai transmisi data Pekerjaan ‘mendengar’ media transmisi disebut sebagai Carrier

Sensing Kemampuan beberapa perangkat bersama-sama mengakses

media transmisi disebut Multiple Access Jika ada dua atau lebih perangkat bersama-sama memulai

transmisi, terjadi Collision Detection Jika Collision Detection terjadi, setiap perangkat memutuskan

hubungan Setiap perangkat menunggu secara acak sebelum berusaha untuk

mengirim kembali


31

Token RingIEEE 802.5

Server membuat token (tongkat estafet !) Setiap workstation menunggu transmisi token Jika suatu wokstation menerima token – dan tak

ada data untuk dikirim - kirim token ke komputer berikut

Jika token diterima – dan ada data untuk dikirim:• transmisikan data• tunggu tanda terima• setelah diterima, kirim token ke komputer berikut

Token dibuat dengan tanda khusus (misal 11111111)


32

WAN adalah jaringan komunikasi data yang mencakup area dengan geografis yang relatif luas (beberapa kota)

Menghubungkan beberapa LAN Biasanya menggunakan fasilitas transmisi jarak jauh yang

disediakan oleh perusahaan telekomunikasi.

Wide Area Network (WAN)

WANrouter router

LAN LAN


33

Point-to-point• Dua pelanggan (customer premises) dihubungkan secara tetap

(dedicated) dengan menggunakan leased line• Penggunaan : private network

Circuit-switching• Hubungan dibangun selama ada data yang dikirim• Penggunaan : ISDN, back-up point-to-point

Packet-switching• Network WAN digunakan bersama• Pengiriman data dilakukan tanpa membangun hubungan• Agar terjadi connection service, dibangun virtual circuit :

– Switched virtual circuit (SVC)Virtual circuit dibangun apabila ada paket yang dikirim (spt samb telepon)

– Permanent virtual circuit (PVC)Virtual circuit dibangun secara permanen (spt leased line)

• Penggunaan : ATM, Frame Relay, SMDS, X.25

WAN Connection


34

Asynchronous Transfer Mode (ATM)• Standar ITU-T untuk cell-switching : informasi untuk

multi-service (suara, data, video) ditransfer dalam bentuk ‘cell’ (paket dengan ukuran tertentu/fixed)

• Ukuran cell = 53 byte, 5 byte header dan 48 byte informasi (disebut payload)

• ATM mengkombinasikan keunggulan circuit-switching dengan packet-switching– Circuit-switching : guaranteed capacity and constant

transmission delay– Packet-switching : flexibility and efficiency for intermittent traffic

• Bandwidth/bit rate : dari beberapa megabit/detik (Mbps) sampai beberapa gigabit/second (Gbps)

• ATM lebih efisien dibandingkan dengan teknologi synchronous seperti TDM

• Dianggap sebagai metoda transfer paling unggul untuk Broadband ISDN (B-ISDN)


35

Satellite Communication


36

Satellite communication became a possibility when it was realised (by the science fiction writer, Arthur C. Clarke) that a satellite orbiting at a distance of 36000Km from the Earth would be geostationary, i.e. would have an angular orbital velocity equal to the Earth's own orbital velocity. It would thus appear to remain stationary relative to the Earth if placed in an equatorial orbit.

In principle, three geostationary satellites correctly placed can provide complete coverage of the Earth's

Introduction

Earth

Satellite


37

Advantages and LimitationAdvantages The laying and maintenance of intercontinental cable is

difficult and expensive The heavy usage of intercontinental traffic makes the

satellite commercially attractive Satellites can cover large areas of the Earth. This is

particularly useful for sparsely populated areas

Limitations Technological limitations preventing the deployment of

large, high gain antennas on the satellite platform The high investment cost and insurance cost associated with

significant probability of failure Atmospheric losses above 30GHz limit carrier frequencies


38

SatComm Basic ElementsThe Satellite (Space Segment) Composed of three separate units

• the fuel system,• the satellite and telemetry controls• the transponder which includes the antenna, a broad band receiver, an input

multiplexer, and a frequency converter which is used to reroute the received signals through a high powered amplifier for downlink.

The primary role of a satellite is receive signals from a ground station and send them down to another ground station.

The Ground Station (Earth Segment)The ground station's job is two-fold• In the case of an uplink, or transmitting station, terrestrial data in the form of

baseband signals, is passed through a baseband processor, an up converter, a high powered amplifier, and through a parabolic dish antenna up to an orbiting satellite.

• In the case of a downlink, or receiving station, works in the reverse fashion as the uplink, ultimately converting signals received through the parabolic antenna to base band signal.


39

Various Uses of Satellite CommunicationsVarious Uses of Satellite CommunicationsTraditional Telecommunications Long distance network to connect the telecommunications networks of one country,

or one region in a country, to another Groups like the international satellite consortium Intelsat have fulfilled much of the

world's need for this type of service

Cellular Provides service for a network of cells Allows its own bandwidth to be used by any cell that needs it without being bound by

terrestrial bandwidth and location restrictions

Television Signals Satellites have been used for since the 1960's to transmit broadcast television

signals between the network hubs of television companies and their network affiliates

In the 1970's, it became possible for private individuals to download the same signal that the networks and cable companies were transmitting, using c-band reception dishes

The direct-to-home industry has gathered even greater momentum since the introduction of digital direct broadcast service


40

The SatComm System Operational Schematic


41

Geostationary Earth Orbit (GEO) Geostationary earth orbit(GEO) is 22,282 miles

(35,790 km) above the equator 0.24 second of latency

The orbit is important because it allows a satellite to orbit the earth at a fixed location in relation to the earth

From GEO, three satellites can cover all but the polar regions and transmissions can be received through fixed antennas

Traditionally satellites have been given two degrees of separation, which means only 180 satellites could be parked in the orbit


42

Low Earth Orbit (LEO) LEO satellites can be divided into "Big LEOS" and "Little

LEOS." "Little LEOS" provide pager, cellular telephone and location

services. An examples of a "Little LEO" system is Motorola's Iridium

"Big LEOs" carry voice and data broadband services. "Big LEOS" hope to be an internet in the sky. Low earth orbit is approximately 300 to 1,000 miles above

the earth 20 to 40 milliseconds of latency LEO constellations may be costly. Earth coverage requires

many more satellites from LEO than from GEO. And the LEO-satellite technology is not as advanced as GEO technology

LEOs are expected to be in demand for three markets: rural conventional telephone service, global mobile service, and international broadband service


43

Medium Earth Orbit (MEO) Medium Earth Orbit satellites move around the earth at a

height of 5,000 to 10,000 miles. Their signal takes from 50 to 150 milliseconds to make the

round trip. MEO satellites cover more earth area than LEOs but have a

higher latency. Telstar, one of the first and most famous experimental

satellites, orbited in MEO


44

Different Types of SatCom System


45

Satellites for DataIncorporating satellites into terrestrial networks is often hindered by three characteristics possessed by satellite communication

Latency (propagation delay): Due to the high altitudes of satellite orbits, the time required for a transmission to navigate a satellite link (more than 2/10ths of a second from earth station to earth station) could cause a variety of problems on a high speed terrestrial network that is waiting for the packets

Poor Bandwidth: Due to radio spectrum limitations, there is a fixed amount of bandwidth allocable to satellite transmission

Noise :A radio signals strength is in proportion to the square of the distance traveled. Due to the distance between ground station and satellite, the signal ultimately gets very weak. This problem can be solved by using appropriate error correction techniques, however

Documents

Pengantar Sistem Telekomunikasi