09 e00033

TUGAS AKHIR

PEMODELAN DAN OPTIMASI PADA JARINGAN INTERNET
PROTOCOL Over SYNCHRONOUS DIGITAL HIERARCHY (IP
Over SDH)

Diajukan untuk memenuhi salah satu persyaratan dalam menyelesaikan pendidikan
sarjana (S-1) pada Departemen Teknik Elektro

Oleh

NORA WAHYUNI
030402042

DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2008

Nora Wahyuni : Pemodelan Dan Optimasi Pada Jaringan Internet Protocol Over Synchronous Digital Hierarchy (Ip
Over Sdh), 2008.
USU Repository © 2009

ABSTRAK

Jaringan Internet Protocol over Synchronous Digital Hierarchy (IP over
SDH) adalah gabungan dua lapisan jaringan, yaitu lapisan internet yang berbasiskan
Internet Protocol dan Synchronous Digital Hierarchy. Pada jaringan IP over SDH
yang menjadi lapisan transport adalah SDH, sedangkan trafiknya berasal dari lapisan
internet. Pemakaian kapasitas link dalam melayani pengiriman informasi harus
seefisien mungkin. Untuk itu perlu dilakukannya optimasi dan analisa terhadap
faktor-faktor yang mempengaruhi kinerja jaringan pada masing-masing lapisan.
Dalam Tugas Akhir ini yang dioptimasi dan dianalisa adalah utilisasi link
maksimum, kapasitas masing-masing link dan kapasitas jalur yang dipakai dalam
pengiriman informasi . Teknik optimasi yang digunakan adalah teknik simplex dan
interior point yang merupakan bagian dari linear programming dan perhitungan
untuk keduanya dilakukan dengan menggunakan Matlab. Dari hasil analisis
diperoleh bahwa kapasitas jalur dan dan kapasitas link, lebih optimal pada saat kedua
lapisan digabungkan. Untuk mengoptimasi jaringan sederhana seperti lapisan IP
dan SDH lebih baik menggunakan teknik simplex, sedangkan untuk jaringan IP Over
SDH teknik interior point lebih efisien.

Over Sdh), 2008. i

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT atas segala rahmat dan

karunia-Nya kepada penulis sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini

yang berjudul “Pemodelan dan Optimasi pada Jaringan IP Over SDH”.

Penulisan Tugas Akhir ini merupakan salah satu syarat akademis untuk

memperoleh gelar Sarjana Teknik di Departemen Teknik Elektro Fakultas Teknik

Universitas Sumatera Utara.

Dengan selesainya Tugas Akhir ini, tidak terlepas dari bantuan banyak pihak

yang telah memberikan masukan-masukan kepada penulis. Untuk itu penulis

mengucapkan banyak terima kasih setulusnya kepada :

1. Kedua orang tuaku tercinta, Ayahanda Ramli dan Ibunda Nurhayati yang telah

memberikan dukungan moril, doa, dan materil serta limpahan kasih sayang yang

tiada terkira dan tiada mungkin terbalaskan.

2. Adik-adikku tersayang, Rizki, Nasdi, Tia, Zaimi dan Reza yang selalu

memberikan semangat dalam menyelesaikan tugas akhir ini.

3. Bapak Rahmad Fauzi ST. MT, selaku Dosen Pembimbing Tugas Akhir, atas

segala bimbingan, pengarahan dan motivasi dalam menyelesaikan Tugas Akhir

ini.

4. Bapak Ir. Nasrul Abdi MT dan Bapak Rahmad Fauzi ST. MT, selaku Ketua

Departemen dan Sekretaris Departemen Teknik Elektro Fakultas Teknik


Over Sdh), 2008.
ii

5. Bapak Ir. R. Sugih Arto Yusuf, selaku Dosen Wali penulis yang senantiasa

memberikan bimbingan selama penulis mengikuti perkuliahan.

6. Seluruh staf pangajar Departemen Teknik Elektro yang telah membekali penulis

dengan berbagai disiplin ilmu.

7. Seluruh pegawai dan karyawan Departemen Teknik Eletktro Fakultas Teknik


8. Cewek-cewek TE’03 (Wita, Dewi sie, Mei, Dewi ”komp”, Pipin, Fany, Nanda,

Qotul dan K’Widi) dan teman-teman ’03 lainnya, terima kasih atas semangatnya.

9. Resti, Yuni, Rika, Tia dan Nanda, yang selalu memberikan semangat dan

dukungannya walaupun dari jauh.

10. Dan semua pihak yang telah banyak membantu penulis selama menyelesaikan

Tugas Akhir ini

Penulis menyadari bahwa masih banyak kekurangan dari Tugas Akhir ini,

baik dari materi maupun teknik penyajiannya, mengingat kurangnya pengetahuan

dan pengalaman penulis. Oleh karena itu, kritik dan saran yang membangun sangat

penulis harapkan.

Medan, Maret 2007

Penulis

NORA WAHYUNI
NIM : 030402042

iii
Over Sdh), 2008.

DAFTAR ISI

ABSTRAK ........................................................................................................... i

KATA PENGANTAR ...................................................................................... ii

DAFTAR ISI ....................................................................................................... iv

DAFTAR GAMBAR ......................................................................................... vii

DAFTAR TABEL ............................................................................................... viii

DAFTAR SINGKATAN....................................................................................... ix

BAB I PENDAHULUAN................................................................................... 1

1.1 Latar Belakang .............................................................................. 1

1.2 Rumusan Masalah .......................................................................... 2

1.3 Tujuan ......................................................................................... 3

1.4 Batasan Masalah ............................................................................. 3

1.5 Metodologi Penulisan...................................................................... 3

1.6 Sistematika Penulisan .................................................................... 4

BAB II JARINGAN TELEKOMUNIKASI...................................................... 6

2.1 Pengantar .................................................................................... 6

2.2 Trafik pada IP.................................................................................... 7

2.2.1 Arsitektur Jaringan IP ........................................................ 10

2.1.2 Komponen-Komponen Jaringan IP .................................... 12

2.2.2.1 Repeater ................................................................ 12

Over Sdh), 2008.
iv

2.2.2.2 Bridge .................................................................... 13

2.2.2.3 Router ................................................................... 13

2.2.3 Prinsip Kerja Lapisan IP ................................................... 14

2.3 Jaringan SDH .............................................................................. 15

2.3.1 Arsitektur Jaringan SDH ....................................................... 17

2.3.2 Komponen-Komponen Jaringan SDH ................................... 19

2.3.2.1 Bingkai STM-N....................................................... 20

2.3.2.2 Virtual Container (VC) ........................................... 21

2.3.2.3 Tributary Unit (TU) dan Tributary Unit

Group (TUG) ........................................................ 21

2.3.2.4 Administrative Unit (AU) dan Administrative Unit

Group (AUG) ...................................................... 22

2.3.2.5 Overhead ................................................................. 22

2.3.2.6 Pointer .................................................................... 23

2.3.3 Prinsip Kerja SDH.................................................................. 23

2.4 Pemodelan yang digunakan dalam jaringan IP over SDH. ................ 24

2.5 Parameter-parameter yang digunakan dalam jaringan IP over SDH... 32

BAB III TEKNIK OPTIMASI DAN LINEAR PROGRAMMING............... . 34

3.1. Teknik Optimasi ............................................................................... 34

3.2. Teknik Optimasi Dalam Linier Programming .................................. 35

3.2.1 Formulasi Model LP............................................................... 36

3.2.2 Bentuk Umum Model LP ....................................................... 36
Over Sdh), 2008.
v

3.2.3 Teknik Simplex ..................................................................... 37

3.2.4 Teknik Interior Point ............................................................. 40

BAB IV PERUMUSAN OPTIMASI JARINGAN IP Over SDH .................. 43

4.1 Perumusan Optimasi Trafik pada IP................................................... 43

4.2 Perumusan Optimasi Jaringan SDH ................................................ 45

4.3 IP over SDH, Rancangan Gabungan Dua-Lapisan ................ 47

4.4 Asumsi-Asumsi yang Dipakai pada Masing-Masing Jaringan........... 50

BAB V HASIL OPTIMASI DAN ANALISA PADA

JARINGAN IP Over SDH ............................................................ 52

5.1 Hasil Optimasi dan Analisa Lapisan IP ............................................. 52

5.2 Hasil Optimasi dan Analisa Jaringan Transport SDH ....................... 57

5.3 IP over SDH ....................................................................................... 60

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ............................................................ 69

5. 1 Kesimpulan ...................................................................................... 69

5.2 Saran ............................................................................................ 70

DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................... 64

DAFTAR ISTILAH.............................................................................................. 72

LAMPIRAN ............................................................................................. 73

Over Sdh), 2008.
vi

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Klasifikasi Jaringan Telekomunikasi .......................................... 6

Gambar 2.2 Perjalanan IP................................................................................. 8

Gambar 2.3 Lapisan TCP/IP............................................................................. 9

Gambar 2.4 Format datagram IP....................................................................... 10

Gambar 2.5 Paket Routing................................................................................ 15

Gambar 2.6 Arsitektur Jaringan SDH............................................................... 18

Gambar 2.7 Bingkai STM-N .......................................................................... 21

Gambar 2.8 Struktur Multiplexing Berdasarkan G.707.................................... 24

Gambar 2.9 Contoh Jaringan Empat Node ................................................. 25

Gambar 2.10 Contoh Jaringan Empat Node: demand volume dan harga link... 27

Gambar 2.11 Contoh Jaringan Empat Node: alokasi.......................................... 28

Gambar 2.12 Contoh Jaringan lima node dengan tiga node utama dan

dua node perantara........................................................................ 30

Gambar 2.13 Contoh Jaringan lima node dengan empat node utama dan

satu node perantara ...................................................................... 31

Gambar 5.1 Jaringan IP Empat Node ............................................................ 54

Gambar 5.1 Jaringan SDH ............................................................ 57

Gambar 5.3 IP over SDH ............................................................................ 65

Over Sdh), 2008.
vii

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Kecepatan Transmisi untuk SONET/SDH ........................................ 16

Tabel 2.2 Kecepatan pada VC dan VT ............................................................ 16

Tabel 5.1 Hasil Optimasi Trafik IP ............................................................... 56

Tabel 5.2 Hasil Optimasi Untuk Kapasitas Jaringan SDH................................. 59

Tabel 5.3 Hasil Optimasi pada Jaringan IP over SDH .................................. 66

Over Sdh), 2008.
viii

DAFTAR TERMINOLOGI

ADM : adddrop multiplexers

ARP : Address Resolution Protocol

CCITT : International Telegraph and Telephone Consultative

Committee

d : demand

DCS : Digital Cross Connect

DS : delay sensitive service

DVU : demand volume Unit

DXC : Digital Cross Connect

ICMP : Internet Control Message Protocol

IP : Internet Protocol

ISP : Internet Service Provider

ITU-T : International Telecommunication Union -

Telecommunications Standardization Sector

LAN : Local Area Network

LCU : Link Capacity Unit

LP : Linear Programming

OC : Optical Carrier

PDH : Pleisynchronous Digital Hierarchy

PoS : packet over SONET

SDH : Synchronous Digital Hierarchy

Over Sdh), 2008.
ix

SONET : Synchronous Optical Network

SPE : Synchronous Payload Envelope

STM : Synchronous Transportr Module

STS : Synchronous Transfer Signal

TCP/IP : Transmission Control Protocol/Internet Protocol

TOH : Transport Overhead

TTL : Time to Live

UDP : User Datagram Protocol

VC : Virtual Container

VT : Virtual Tributaries

Over Sdh), 2008.
x

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Jaringan internet adalah salah satu fasilitas yang banyak digunakan dalam

pengiriman informasi pada masa sekarang ini, baik berupa data, suara maupun

gambar. Sebagian besar dari aplikasi pada internet menggunakan Transmission

Control Protocol/Internet Protocol (TCP/IP), dimana protokol kuncinya adalah

protokol IP. Komputer pada titik asal bertanggung jawab untuk membagi pesan-

pesan aplikasi (seperti, web pages, email) ke dalam paket-paket yang lebih kecil pada

titik asal dan menggabungkannya kembali ke dalam susunan yang benar pada sisi

yang lain.

Jaringan Synchronous Digital Hierarchy (SDH) merupakan jaringan yang

memakai hirarki multiplexing berbasis pada transmisi sinkron yang ditetapkan oleh

International Telegraph and Telephone Consultative Committee (CCITT) yang

hirarkinya hampir sama dengan Synchronous Optical Network (SONET) yang

dipakai di Amerika Serikat. SDH adalah jaringan circuit-switching yang merupakan

jaringan utama pada sistem telepon dan juga digunakan jaringan packet-switching,

seperti internet dan ATM.

Trafik pada jaringan internet dapat ditransmisikan melalui jaringan SDH.

Dalam hal ini SDH berfungsi sebagai jaringan transport untuk melewatkan

informasi-informasi yang dikirimkan melalui internet. Gabungan dari kedua jaringan

ini selanjutnya disebut IP over SDH. Di dalam pemakaian jaringan SDH itu sendiri,

Over Sdh), 2008.
1

provider IP harus membayar pemakaian kapasitas jaringan oleh IP kepada penyedia

jaringan SDH.

Untuk meminimalkan harga yang harus dibayar tanpa mengurangi kapasitas

link yang dibutuhkan, pihak provider perlu melakukan optimasi pada beberapa faktor

yang berhubungan dengan kinerja jaringan internet itu sendiri, diantaranya utilisasi

maksimum pada trafik jaringan internet dan pemakaian kapasitas jalur yang akan

digunakan untuk melayani banyaknya permintaan kapasitas oleh pengguna internet.

Terdapat beberapa teknik optimasi yang dapat digunakan, diantaranya teknik yang

memakai linear programming, mixed-integer programming dan teknik stochastic

heuristic. Penulis tertarik untuk melakukan optimasi pada jaringan tersebut dengan

menggunakan teknik simplex dan interior point untuk memperoleh pembagian

kapasitas link ke dalam jalur-jalur yang akan melayani permintaan pengguna

internet.

1.2 Rumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang di atas, maka dapat dirumuskan beberapa

permasalahan antara lain :

1. Bagaimana proses optimasi jaringan IP over SDH dengan penggunaan teknik

simplex dan interior point pada masing-masing lapisan dan penggabungan

keduanya?

2. Bagaimana pengaruh penggabungan dua lapisan IP over SDH terhadap

penggunaan kapasitas link dalam pengiriman informasi?

Over Sdh), 2008.
2

3. Apa keunggulan masing-masing teknik yang dipakai pada optimasi jaringan

tersebut?

1.3 Tujuan

Tujuan dari Tugas Akhir ini adalah melakukan optimasi pada jaringan IP over

SDH dengan menggunakan teknik simplex dan interior point.

1.4 Batasan Masalah

Agar masalah yang dibahas pada Tugas Akhir ini lebih terarah dan tidak

menyimpang dari topik yang dibahas, maka penulis perlu membatasi masalah

sebagai berikut :

1. Analisis dititikberatkan pada optimasi jaringan IP over SDH dengan teknik

simplex dan teknik interior point.

2. Pada jaringan trafik IP yang dianalisa hanya optimasi utilisasi maksimum dan

komponen yang mempengaruhi utilisasi maksimum.

3. Pada jaringan SDH yang dianalisa hanya meliputi kapasitas link dan

bandwidth yang digunakan.

4. Pada jaringan IP over SDH, harga ρ (utilisasi link) yang dipakai adalah hasil

optimasi pada jaringan IP dengan masing-masing teknik.

Over Sdh), 2008.
3

1.5 Metodologi Penulisan

Metode penulisan yang digunakan dalam Tugas Akhir ini adalah sebagai berikut :

1. Studi literatur, yaitu dengan:

• Bimbingan dengan dosen pembimbing Tugas Akhir.

• Menelaah buku-buku dan jurnal-jurnal referensi yang berkaitan dengan

masalah yang diungkapkan.

2. Analisis, yaitu menganalisis optimasi jaringan IP dan SDH, melalui beberapa

langkah sebagai berikut:

• Memilih model sistem yang dipelajari.

• Menentukan parameter kinerja sistem.

• Memilih hubungan (relasi) matematis untuk setiap parameter kinerja

sistem.

• Mendapatkan data numerik dari relasi matematis tiap parameter kinerja

sistem.

• Melakukan analisis terhadap data yang diberikan dan menentukan solusi

analitiknya.

1.6 Sistematika Penulisan

Materi pembahasan dalam Tugas Akhir ini diurutkan dalam enam bab yang

diuraikan sebagai berikut:

BAB I : PENDAHULUAN

Bab ini berisi tentang latar belakang masalah, rumusan masalah, tujuan

penulisan, batasan masalah, metode penulisan dan sistematika penulisan.

Over Sdh), 2008.
4

BAB II : JARINGAN TELEKOMUNIKASI

Bab ini membahas mengenai jaringan telekomunikasi, khususnya trafik

IP dan SDH, Arsitektur IP dan SDH, prinsip kerja dan utilisasi pada

keduanya.

BAB III : TEKNIK OPTIMASI DAN LINEAR PROGRAMMING

Bab ini membahas tentang teknik optimisasi dan contoh-contohnya dalam

linear programming.

BAB IV : PERUMUSAN OPTIMASI JARINGAN IP Over SDH

Bab ini membahas tentang perumusan pada jaringan IP Over SDH.

BAB V : HASIL OPTIMASI DAN ANALISA PADA JARINGAN IP Over

SDH

Bab ini menunjukkan hasil optimasi dan analisanya pada jaringan IP Over

SDH.

BAB VI : PENUTUP

Bab ini berisi kesimpulan dari tugas akhir ini dan saran dari penulis.

Over Sdh), 2008.
5

BAB II

JARINGAN TELEKOMUNIKASI

2.1. Pengantar

Jaringan Telekomunikasi secara garis besar dapat dikelompokkan ke dalam

dua kategori, yaitu jaringan komunikasi switch dan jaringan komunikasi broadcast.

Seperti yang terlihat pada Gambar 2.1[1], jaringan komunikasi switch selanjutnya

dibagi lagi menjadi jaringan circuit-switching dan jaringan packet-switching. Contoh

jaringan circuit-switching adalah jaringan telepon, SDH dan jaringan wavelength

routing optical. Kemudian jaringan packet-switching dibagi lagi menjadi connection-

oriented dan jaringan connectionless. Contoh utama jaringan connectionless adalah

jaringan IP[1]. Pada Tugas Akhir ini yang akan dibahas secara rinci adalah jaringan

trafik IP dan SDH.

JARINGAN KOMUNIKASI

JARINGAN KOMUNIKASI JARINGAN KOMUNIKASI
SWITCH BROADCAST

• ethernet
• jaringan paket radio
• jaringan satelit
JARINGAN CIRCUIT-SWITCH
JARINGAN PACKET-SWITCH

• jaringan telepon
• jaringan wavelength routing

JARINGAN CONNECTION-
JARINGAN CONNECTIONLESS
ORIENTED

• X.25 • Jaringan IP
• ATM
• Frame Relay
• MPLS

Gambar 2.1 Klasifikasi Jaringan Telekomunikasi
Over Sdh), 2008.
6

2.2 Trafik pada IP

Pada proses pengiriman informasi di dalam jaringan internet, kedua

komputer pada sisi pengirim dan penerima, harus memastikan ada tidaknya

informasi yang hilang dalam perjalanan. Oleh karena itu, Transmission Control

Protocol/Internet Protocol (TCP/IP) dibuat untuk memastikan dan menjaga

integritas pada suatu jaringan. IP memegang peranan penting dalam TCP/IP karena

jangkauannya atas interkoneksi jaringan. Sebuah paket IP akan membawa data

aktual yang dikirimkan melalui jaringan dari satu titik ke titik lainnya. Seluruh data

yang berasal dari lapisan di atas IP harus dilewatkan, diolah dan dipancarkan oleh IP

sebagai paket IP, agar sampai ke tujuan. Dalam melakukan pengiriman informasi, IP

memiliki sifat yang dikenal dengan unreliable, connectionless, datagram delivery

service[2].

Unreliable (ketidakandalan) merupakan salah satu sifat IP yang berarti

bahwa IP tidak menjamin datagram yang dikirim pasti sampai ke tujuan. Jika di

perjalanan paket tersebut terjadi hal-hal yang tidak diinginkan (salah satu jalur putus,

router mengalami kemacetan, jaringan tujuan sedang down), IP hanya

memberitahukan ke pengirim paket melalui Internet Control Message Protocol

(ICMP), bahwa terjadi masalah dalam pengiriman paket IP ke tujuan. Layanan yang

lebih baik, disediakan oleh protokol yang berada di atas lapisan IP (TCP dan aplikasi

pengguna).

Connectionless berarti bahwa dalam megirim paket dari sumber ke tujuan,

pihak pengirim dan penerima paket IP sama sekali tidak mempunyai kesepakatan

terlebih dahulu. Sedangkan datagram delivery service berarti setiap paket data yang

Over Sdh), 2008.
7

dikirim adalah independen terhadap paket data yang lain. Akibatnya, jalur yang

ditempuh oleh masing-masing paket IP ke tujuannya dapat berbeda satu dengan yang

lainnya. Karena jalur yang ditempuh berbeda, kedatangan peket pun bisa jadi tidak

berurutan. Hal tersebut dapat dilihat pada Gambar 2.2[2], dimana paket 3, 4, 5

melalui jalur yang berbeda dengan 1 dan 2. Paket 3 ditransmisikan ulang karena

router 2 down, sehingga kedatangannnya tidak berurut seperti awalnya.

Gambar 2.2 Perjalanan IP

IP memberikan layanan lapisan jaringan terbaik untuk menghubungkan

komputer-komputer menjadi suatu jaringan komputer. IP melayani pengiriman

datagram antara node-node yang berhubungan dengan menggunakan perutean IP.

Jaringan untuk trafik IP biasanya menggunakan protokol routing dinamik dalam

menemukan jalur alternatif ketika suatu link tidak dapat dilalui. Karena itu, jaringan

ini tahan terhadap kegagalan pada setiap link atau router, tetapi tidak ada jaminan

terhadap suksesnya pengiriman. Beberapa aplikasi dapat menggunakan layanan

dasar ini dan menggunakan protokol transport yang dikenal dengan user datagram
Over Sdh), 2008.
8

protocol (UDP) untuk mengakses layanan yang lebih baik sesuai dengan yang

diharapkan.

Kebanyakan pengguna internet membutuhkan penambahan fungsi seperti

pengatur error end-to-end dan pengatur rangkaian untuk memberikan layanan yang

andal (sama dengan yang disediakan oleh virtual circuit). Kemungkinan ini dibentuk

oleh TCP yang digunakan dalam jaringan internet dari asal ke tujuan. Pada ruang

lingkup LAN (Local Area Network), protokol biasanya dibawa oleh ethernet, tapi

untuk link jarak jauh, protokol link yang biasa digunakan adalah link serat optik.

Protokol lain yang berhubungan dengan lapisan jaringan IP adalah ICMP dan

Address Resolution Protocol (ARP). Sekumpulan protokol ini berada pada lapisan

internet yang merupakan bagian dari lapisan-lapisan TCP/IP, sebagaimana yang

dimodelkan pada Gambar 2.3[2].

Lapisan Aplikasi
(SMTP, FTP, HTTP)

Lapisan Transport
(TCP, UDP)

Lapisan Internet
(IP, ICMP, ARP)

Lapisan Interface Jaringan
(Ethernet, X25, SLIP, PPP)

Jaringan Fisik

Gambar 2.3 Lapisan TCP/IP
Over Sdh), 2008.
9

2.2.1 Arsitektur IP

Paket-paket data dalam IP dikirimkan dalam bentuk datagram, yang terdiri

atas header IP dan muatan IP (payload). Header IP mempunyai ukuran yang

bervariasi, yakni berukuran 20 hingga 60 byte, dalam penambahan 4 byte. Header IP

menyediakan dukungan untuk memetakan jaringan, identifikasi IP, ukuran header IP

dan datagram IP, dukungan fragmentasi, dan juga IP options. Sedangkan muatan IP

juga mempunyai ukuran yang berbeda, yaitu berkisar dari 8 hingga 65515 byte.

Header
Version Type of Service Total Length of Datagram
Length

Identification Flags Fragment Offset

Header Checksum
Time to Live Protocol

Source IP address

Destination IP Address

Options
Strict Source Routing, Loose Source Routing

DATA

Gambar 2.4 Format datagram IP

Dari Gambar 2.4[2] yang merupakan format datagram IP dapat dilihat bahwa

setiap paket IP membawa data yang terdiri atas beberapa bagian, yaitu[2]:

a. Version, berisi versi dari protokol IP yang dipakai.

b. header length, berisi panjang dari header paket IP dalam hitungan 32 bit

word.
Over Sdh), 2008.
10

c. type of service, berisi kualitas layanan yang dapat mempengaruhi cara

penanganan peket IP ini.

d. total length of datagram, berisi panjang IP datagram total dalam ukuran byte.

e. identification, flags, fragment offset, berisi beberapa data yang berhubungan

dengan fragmentasi paket. Paket yang dilewatkan melalui berbagai jenis jalur

akan mengalami fragmentasi sesuai dengan besar data maksimal yang bisa

ditransmisikan melalui jalur tersebut.

f. time to live (TTL), berisi jumlah router/hop maksimal yang boleh dilewati

paket IP, setiap kali paket IP melewati satu router, isi dari field ini dikurangi

satu. Jika TTL telah habis dan paket tetap belum sampai ke tujuan, paket ini

akan dibuang dan router terakhir akan paket ICMP time excedeed. Hal ini

dilakukan untuk mencegah paket IP terus menerus berada di dalam jaringan.

g. Protocol, mengandung angka yang mengidentifikasikan lapisan protokol atas

pengguna isi data dari paket IP ini.

h. header checksum, berisi nilai checksum yang dihitung dari seluruh field dari

header paket IP. Sebelum dikirimkan, IP terlebih dahulu menghitung

checksum dari header paket IP tersebut untuk nantinya dihitung kembali

disisi penerima. Jika terjadi perbedaan, maka paket ini dianggap rusak dan

dibuang.

i. IP address pengirim dan penerima data, berisi alamat pengirim dan penerima

paket.

j. Options terdiri dari dua byte option, yaitu strick source router dan loose

source router. Strick source router, berisi daftar lengkap alamat IP dari router

Over Sdh), 2008.
11

yang harus dilalui oleh peket ini dalam perjalanannya ke host tujuan. Selain

itu paket balasan dari paket ini, yang mengalir dari host tujuan ke host

pengirim, diharuskan melaui router yang sama. Dengan mengatur option

loose source router, paket yang dikirim diharuskan singgah di beberapa

router seperti yang disebutkan dalam field option ini. Jika diantara kedua

router yang disebutkan terdapat router lain, paket masih diperbolehkan

melalui router tersebut.

2.2.2 Komponen-Komponen Jaringan untuk Trafik IP

Komputer pada jaringan IP dapat terhubung ke komputer atau jaringan lain

karena adanya bantuan peralatan jaringan komputer. Pada komputer itu sendiri

ditambahkan alat yang disebut network interface, yang dapat berupa card ethernet

atau modem. Card ethernet terhubung ke komputer lain via kabel RG-58 atau ke hub

ethernet via kabel UTP. Sedangkan modem terhubung ke jaringan melalui kabel

telepon. Selain peralatan tersebut, masih diperlukan beberapa peralatan lain untuk

membentuk jaringan komputer. Perangkat ini disebut sebagai perangkat penghubung

jaringan, yang terdiri dari repeater, bridge dan router[2]:.

2.2.2.1 Repeater

Repeater merupakan fasilitas yang paling sederhana dalam jaringan

komputer. Fungsi utamanya adalah menerima sinyal dari satu segmen kabel LAN

dan memancarkanya kembali dengan kekuatan yang sama dengan sinyal asli segmen

Over Sdh), 2008.
12

(satu atau lebih) kabel LAN yang lain, sehingga dapat menjangkau jarak yang jauh

diantara dua jaringan komputer.

2.2.2.2 Bridge

Bridge dapat meneruskan paket dari satu segmen LAN ke segmen lain, tetapi

bridge lebihi fleksibel dan lebih hebat bila dibandingkan dengan repeater. Bridge

bekerja dengan meneruskan paket ethernet dari satu jaringan ke jaringan lain. Tiap

card ethernet memiliki alamat ethernet yang unik. Beberapa bridge mempelajari

alamat ethernet setiap perangkat yang terhubung dengannya dan mengatur alur frame

berdasarkan alamat tersebut.

Bridge dapat menghubungkan jaringan yang menggunakan metode transmisi

berbeda dan/atau medium akses yang berbeda, misalnya menghubungkan ethernet

baseband dan broadband. Selain itu, bridge dapat juga menghubungkan LAN

ethernet dengan LA token ring. Untuk fungsi ini, bridge harus mampu mengatasi

perbedaan paket setiap frame di atas. Bridge mampu memisahkan sebagiabn trafik

karena mengimplementasikan mekanisme pemfilteran frame. Mekanisme ini

umumnya disebut store atau forward karena frame yang diterima disimpan

sementara di bridge dan kemudian diforward ke workstation di LAN lain. Walaupun

demikian broadcast traffic yang dibangkitkan dalam LAN tidak dapat difilter oleh

bridge.

Over Sdh), 2008.
13

2.2.2.3 Router

Router memiliki kemampuan melewatkan paket IP dari satu jaringan ke

jaringan yang lain yang mungkin memiliki banyak jalur diantara keduanya. Router-

router yang saling terhubung dalam jaringan internet turut serta dalam sebuah

algoritma routing terdistribusi untuk menentukan jalur terbaik yang dilalui paket

Ipdari satu sistem ke sistem lain. Router dapat digunakan untuk mennghubungkan

sejumlah LAN sehingga trafik yang dibangkitkan oleh suatu LAN terisolasi dengan

baik dari trafik yang dibangkitkan oleh LAN lain. Jika dua atau lebih LAN

terhubung oleh router, setiap LAN dianggap sebagai subnetwork yang berbeda.

Hampir sama dengan bridge, router dapat menghubungkan interface jaringan yang

berbeda.

Router yang umum dipakai terdiri atas dua jenis, yaitu router dedicated

(buatan pabrik) dan PC router. PC dapat difungsikan sebagai router sepanjang ia

memiliki lebih dari satu interface jaringan, mampu melewatkan paket IP, serta

menjalankan program untuk mengatur routing paket.

2.2.3 Prinsip Kerja Lapisan IP

Dalam mengirimkan paket menuju ke sasaran yang diinginkan, jaringan

internet umumnya memakai router. Agar mampu melewatkan paket data antar

jaringan, maka router harus memiliki minimal dua buah interface jaringan. Proses

routing dilakukan secara hop by hop. IP tidak mengetahui jalur secara keseluruhan

menuju tujuan setiap paket. IP routing hanya menyediakan alamat IP dari router

berikutnya (next hop router) yang menurutnya lebih dekat ke host tujuan. Untuk

Over Sdh), 2008.
14

lebih jelas, dapat dilihat contoh yang ada pada Gambar 2.5[2]:. Sistem hanya bisa

mengirim paket data pada perangkat lain yang terhubung ke dalam satu jaringan fisik

yang sama. Paket dari Host 1 dengan tujuan Host 2, dilewatkan melalui Router 1 dan

Router 2. Host 1 pertama kali mengirimkan paket ke Router 1 melalui jaringan A

(karena Router 1 terhubung ke tempat dimana Host 1 berada). Kemudian Router 1

mengirimkan paket ke Router 2 melalui jaringan B dam akhirnya Router 2 yang juga

terhubung ke jaringan C langsung meyampaikan paket ke alamat tujuan, yaitu Host

2[2]:.

Gambar 2.5 Paket Routing

2.3 Jaringan SDH

. SDH merupakan sistem hirarki digital yang didasarkan pada sistem

multipleks synchronous dengan laju bit yang tinggi. Tabel 2.1[1] dan 2.2[3]:

menunjukkan kecepatan transmisi pada SONET dan SDH serta pada VC dan VT.

Oleh karena itu, SDH menyediakan secara bertahap sistem transmisi dari sistem

jaringan pita lebar. SDH dirancang untuk dapat mengangkut sinyal-sinyal yang
Over Sdh), 2008.
15

berbeda laju bit dan strukturnya tanpa harus mengubah keseluruhan jaringan setiap

saat, ketika sebuah sinyal baru dimasukkan ke jaringan[3].

Tabel 2.1 Kecepatan Transmisi untuk SONET dan SDH

Sinyal SONET Sinyal SDH Kecepatan Bit
Level Optik
(elektrik) (elektrik) (Mbps)

(OC-1) STS-1 - 51,84

(OC-3) STS-3 STM-1 155,52

(OC-12) STS-12 STM-4 622,08

(OC-48) STS-48 STM-16 2.488,32

(OC-192) STS-192 STM-64 9.953,28

Tabel 2.2 Kecepatan pada VC dan VT

Jenis VC Kecepatan Bit Jenis VT Kecepatan Bit

(Mbps) (Mbps)

VC-11 1,728 VT-1,5 1,728

VC-12 2,304 VT-2 2,304

VC-3 48,960 VT-3 3,456

VC-4 150,336 VT-6 6,912

Over Sdh), 2008.
16

2.3.1 Arsitektur Jaringan SDH

Arsitektur jaringan SDH secara umum tidak berbeda dengan arsitektur

jaringan SDH yang terlihat pada Gambar 2.6[4], Level yang paling tinggi, jaringan

transport SDH adalah n x STM-1 (n x 155 Mbps), sedangkan pada SONET adalah s

x STS-1 (s x 51,84 Mbps), yang dihubungkan secara bersilangan oleh peralatan DXC

4/4 (Digital Cross Connect ). Penjelasan singkat mengenai DXC ini adalah sebagai

berikut, pada telekomunikasi digital, sinyal-sinyal digital diarahkan atau dirutekan ke

lokasi sentral-sentral telepon yang disebut DXC. DXC ini berfungsi untuk

menyediakan tempat bagi interkoneksi hubungan-hubungan jalur kawatnya

(hardwire) serta pemeliharaan rutin maupun troubleshooting-nya. Setiap tipe sinyal

digital ini memiliki penyakelar digitalnya sendiri-sendiri, misalnya pada sinyal

digital DS-1 pada 1,544 Mbps disebut DXC-1, DS-4 pada 274,176 Mbps disebut

DXC-4. DXC 4/4 berarti merupakan penghubung antar sesama jaringan pada

pemultipleksan hirarki ke 4.

Over Sdh), 2008.
17

4/4 4/4
STM-N Transport
Layer
STM-N
4/1 4/4

4/4
STM-N
4/4

STM-N1
4/1 4/1

A A A A
D D D D
M M M M

ADM ADM
Access Layer

Gambar 2.6 Arsitektur Jaringan SDH

Tugas utama jaringannya adalah menyediakan trunk kapasitas besar antara

sentral-sentral telepon dengan DXC 4/4 untuk memungkinkan restorasi yang cepat

terhadap koneksi-koneksi jika sebuah simpul jatuh atau gagal berfungsi (mengalami

gangguan). Dengan menggunakan DXC 4/4 dan peralatan terminal jalur untuk n x

STM-1 (n x 155 Mbps), lebar pita yang paling kecil ditangani oleh jaringan transport,

granularitasnya (salah satu bagian kanal sebelum pemultipleksan) adalah STM-1

(ekivalen dengan kanal-kanal 63 x 2 Mbps atau 1890 x 64 kbps). Hirarki jaringan

turun lebih bawah, DXC 4/1 (penghubung hirarki ke 4 dengan hirarki ke 1) memecah

lebarpita STM-1 menjadi level VC-12 (yang membawa E1 atau T1). Setiap VC-12

Over Sdh), 2008.
18

dapat dirutekan secara individual ke simpul DXC 4/1 lainnya atau ke dalam jaringan

akses.

Melalui suatu kombinasi DXC 4/4 dan 4/1, granularitas dari jaringan

transport menjadi E1 atau 2 Mbps (untuk Amerika T1 = 1,544Mbps). Sebuah DXC

4/1 digunakan untuk menyediakan granularitas VC-12 (E1) di antara lapisan-lapisan

transport dan lapisan akses. Jaringan akses SDH umumnya tersusun dalam ring-ring

(bentuk-bentuk cincin) STM-1. ADM 4/1 (Add and Drop Multiplexer) untuk

mendemultiplek aliran STM-1 ke aliran E1, atau memultipleks aliran E1 ke dalam

aliran STM-1 (hirarki ke 4 dengan hirarki ke 1).

Mengacu pada Gambar 2.6 tersebut, seperti telah disinggung di atas, jaringan

SONET dibagi menjadi dua lapisan (layer), lapisan transport dan lapisan akses.

Lapisan transport terdiri dari peralatan-peralatan DXC yang berlokasi di sentral-

sentral telepon serta koneksi-koneksi kapasitas tinggi di antara sentral-sentral

telepon. Sedang lapisan akses terdiri dari peralatan ADM yang berlokasi di sentral-

sentral telepon atau kabinet-kabinet di jalanan, yang merupakan penyedia lebarpita

saluran bagi para pengguna.

2.3.2 Komponen-Komponen Jaringan SDH

SDH dirancang untuk menampung berbagai sinyal yang berasal dari ketiga

hirarki yang digunakan oleh Amerika Serikat, Eropa dan Jepang. Untuk selanjutnya

ketiga hirarki ini disebut Pleisynchronous Digital Hierarchy (PDH). CCITT telah

menetapakan bahwa laju bit 155,52 Mbit/s digunakan sebagai laju bit tingkat

pertama untuk sistem SDH. Untuk tingkat-tingkat lain yang lebih tinggi, laju bitnya

Over Sdh), 2008.
19

merupakan kelipatan dari laju bit tingkat pertama, dengan faktor kelipatannya adalah

4 dan 16. Komponen-komponen yang terdapat dalam jaringan SDH adalah bingkai

STM-N, Virtual Container (VC), Tributary Unit (TU), Tributary Unit Group (TUG),

Administrative Unit (AU), Administrative Unit Group (AUG), Pointer dan

Overhead.

2.3.2.1 Bingkai STM-N

Bingkai STM level ke N (N menunjukkan orde dari SDH, N = 1, 4, 16)

merupakan sebuah bingkai dengan panjang N x 270 kolom (byte) dan 9 baris, seperti

pada Gambar 2.7. Panjang 270 kolom tersebut sama dengan 125 μs dengan setiap

byte mewakili satu kapasitas transmisi sebesar 64 kbit/s. Bingkai STM-N terdiri dari

tiga ruang utama yang masing-masing fungsinya adalah sebagai tempat Section

Overhead (SOH), Administrative Unit Pointer (AU Pointer) dan muatan informasi.

Ruang untuk muatan informasi terdiri dari 261 x N kolom dan 9 baris yang

dapat menampung N x AUG. AUG dapat berisi satu AU-4 dengan muatan satu VC-4

atau tiga AU-3 dengan muatan tiga VC-3. Dengan demikian, pada STM tingkat

pertama, bingkai STM-1 dapat menampung 1 x AUG, pada STM tingkat keempat,

bingkai STM-4 dapat menampung 4 x AUG. VC yang bersesuaian dengan AU tidak

memiliki phasa yang tetap terhadap bingkai STM-N, sehingga letak byte pertama

dari VC ditunjukkan oleh AU pointer yang memiliki tempat yang sudah ditentukan

dalam bingkai STM-N.

Over Sdh), 2008.
20

9 kolom 261 kolom
1
SOH
3
4 POINTER
5

SOH
9

Gambar 2.7 Bingkai STM-N

2.3.2.2 Virtual Container (VC)

VC merupakan suatu bingkai yang terdiri dari ruang untuk muatan informasi

dan Path Overhead (POH). VC terdiri dari dua jenis, yaitu lower order VC dan

higher order VC.

a. Lower Order VC (VC-n (n:1, 2)), bagian ini terdiri dari satu C-n (n:1, 2) dan

POH

b. Higher Order VC (VC-n (n:3, 4)), bagian ini terdiri dari satu C-n (n:3, 4) atau

beberapa TUG (TUG-2 atau TUG-3) dan POH.

2.3.2.3 Tributary Unit (TU) dan Tributary Unit Group (TUG)

TU merupakan suatu bagian sinyal transmisi yang terdiri dari VC dan TU

Pointer. TU merupakan VC yang telah disesuaikan dengan penambahan TU Pointer.

Pada TU-3 yang merupakan hasil penyesuaian VC-3, terjadi penambahan satu kolom

pada awal bingkai yang berisi TU Pointer sehingga bentuknya menjadi 86 kolom dan

9 baris. Pada TU-2 yang merupakan hasil penyesuaian VC-2, bentuknya adalah 12
Over Sdh), 2008.

kolom dan 9 baris dengan byte pertama merupakan TU Pointer. Pada TU-12 yang

merupakan hasil penyesuaian VC-12, bentuknya adalah 4 kolom dan 9 baris dengan

byte pertama merupakan TU Pointer. TUG nerupakan hasil dari multipleks beberapa

TU, pada proses ini TU memiliki phasa yang sama dengan TUG sehingga tidak

diperlukan byte-byte tambahan.

2.3.2.4 Administrative Unit (AU) dan Administrative Unit Group (AUG)

AU merupakan suatu bagian sinyal transmisi yang terdiri dari VC orde lebih

tinggi dan AU Pointer. AU merupakan hasil penyesuaian (aligning) dari VC dengan

penambahan AU Poiter untuk menentukan posisi muatan informasi pada bingkai

STM-N. Pada AU-4 yang merupakan hasil penyesuaian VC-4, bentuknya adalah 261

kolom dan 9 baris dengan penambahan 9 kolom pada awal bingkai dan hanya pada

baris keempat saja, kolom tambahan ini berisi AU Pointer.

Pada AU-3 yang merupakan hasil penyesuaian VC-3, bentuknya adalah 87

kolom dan 9 baris dengan penambahan 3 kolom pada awal bingkai dan juga hanya

pada baris keempat saja, yang berisi AU Pointer. Sedangkan AUG merupakan hasil

multipleks AU, pada proses ini AU memiliki phasa yang sama dengan AUG sehinga

tidak diperlukan byte-byte tambahan.

2.3.2.5 Overhead

Overhead terdiri dari SOH dan POH. SOH diberikan pada keadaan yang

tidak ada proses multipleks dan demultipleks. Sedangkan POH diberikan saat

muatan informasi dimultipleks ke dalam container dan tetap bersama container

Over Sdh), 2008.

sampai muatan informasi dimultipleks. SOH terdiri dar overhead bagian regenerator

(Regenerator Section Overhead (RSOH)) dan overhead bagian multipleks

(Multipleks Section Overhead (MSOH)) dimana tempat RSOH pada bingkai STM

berada pada baris ke 1 sampai ke 3 dan MSOH terletak pada baris ke 5 sampai 9.

Menurut CCITT, ada dua jenis POH, yang pertama POH pada VC orde lebih

rendah (VC-1 dan VC-2) dengan fungsi sebagai sinyal pemantau VC dan alarm dan

yang ke dua VC orde lebih tinggi (VC-3 dan VC-4) atau TUG dengan fungsi sebagai

sinyal pemantau, alarm dan tanda proses multipleks.

2.3.2.6 Pointer

Pointer diperlukan sebagai penyesuai phasa antara VC dengan AU atau TU

saat VC dimultipleks ke AU atau ke TU, sehingga pointer pada SDH memiliki

fungsi sebagai penunjuk posisi VC dalam AU atau TU dengan menyesuaikan laju bit

VC terhadap laju kanal transportasi (AU atau TU), dengan demikian dapat juga

dikatakan bahwa pointer digunakan untuk proses justifikasi.

2.3.3 Prinsip Kerja SDH

Prinsip kerja SDH tidak lepas dari proses multipleksingnya, proses tersebut
[5]
ditunjukkan dalam Gambar 2.8 , sinyal tributary yang berasal dari sistem

pleisynchronous ditampung dalam suatu elemen yang disebut Container (C). Jenis

container yang digunakan tergantung pada laju bit dan struktur sinyal tributary

tersebut. Container ini kemudian akan dimuat dalam sebuah subsinyal yang disebut

Path Overhead (POH). VC yang berisi sinyal plesynchronous ini disebut VC orde

Over Sdh), 2008.

lebih rendah (lower order VC, yaitu VC-1 dan VC-2). Muatan VC juga dapat berupa

sinyal-sinyal yang berasal dari VC orde lebih tinggi (higher order VC, yaitu VC-3

dan VC-4).

VC kemudian akan dikenakan proses penyesuaian. Pada VC orde lebih

rendah, penyesuaian dilakukan dengan pemberian Tributary Unit Pointer (TU

Pointer) untuk menentukan posisi muatan pada VC orde lebih tinggi, sehingga VC

menjadi Tributary Unit (TU) yang akan dimultipleks menjadi Tributary Unit Group

(TUG). Sedangkan pada VC orde lebih tinggi, penyesuaian dilakukan dengan

memberikan Administrative Unit Pointer (AU Pointer) untuk menentukan posisi

muatan pada bingkai STM, sehingga VC menjadi bentuk Administrative Unit Group

(AUG). Setelah AU dimultipleks ke AUG, sinyal dibawa oleh sebuah sinyal

pembawa yang disebut Synchronous Transport Module (STM) yang di dalamnya

terdapat bit-bit informasi, disebut Section Overhead (SOH).

T1 = 1,544 Mbps
C-11 VC-11 TU-11
x
4

E1 = 2,049 Mbps
x3 TUG-
C-12 VC-12 TU-12 VC-3 AU-3
3 x7

C-2 VC-2 TU-2 x1
x3

T2 = 6,912 Mbps
x7

AUG STM-N
94,369 Mbps/44,796 Mbps 155 x n Mbps
TUG-
C-3 VC-3 TU-3
2
x1
x1
x3

C-4 VC-4 AU-4
x1
139,968 Mbps

Gambar 2.8 Struktur Multiplexing Berdasarkan G.707
Over Sdh), 2008.

2.4 Pemodelan yang Digunakan dalam Jaringan IP Over SDH.

Ada beberapa parameter yang akan dipakai dalam optimasi pada jaringan IP

over SDH ini. Gambar 2.9[3] menunjukkan penggambaran dari permasalahan tentang

minimasi harga jaringan link yang diberikan demand volume antara node yang

berbeda yang dapat dirutekan melalui jalur yang berbeda. Gambar tersebut

merupakan contoh jaringan empat node dengan tiga node membangkitkan demand

antara satu dengan yang lain dan sisanya berfungsi sebagai tempat lintasan semata.

v=2

d=1
d=3

Demand
v=1 d=2 v=3

v=2

Network
e=2

e
=
1

v=4
e=
4

3
=
e

e=5
v=1 v=3

Gambar 2.9 Contoh Jaringan Empat Node

Struktur jaringannya ditunjukkan pada penggambaran grafik bagian bawah

dari gambar tersebut dan terdiri dari V = 4 node dan E = 5 link. Sebagaimana
Over Sdh), 2008.

ditunjukkan pada bagian atas gambar, terdapat D = 3 demand bi-directional. Node

(puncak) ditunjukkan dengan nama v (v = 1, 2, ..., V). Link ditunjukkan dengan nama

e ( e = 1, 2, ..., E ). Setiap link dihubungkan pada ujung node secara langsung, sebagai

contoh, link e = 1 dari bagian 2-3, disini node v = 2 dan v =3 adalah ujung node dari

link e = 1. Pada Gambar 2.9, demand d = 1 diperuntukkan untuk pasangan 1,2 ,

demand d = 2 diperuntukkan untuk pasangan 1,3 , dan demand d = 3 diperuntukkan

untuk pasangan 2,3 . Jadi, node v = 1 dan v = 2 adalah ujung node dari demand d =

1. Kapasitas dari link e ( e = 1, 2, ..., E ) akan ditulis dengan ce, pada saat kapasitas

diketahui. Dan jika kapasitas link masih berupa variabel, maka ditulis dengan ye.

Umumnya, dalam Tugas Akhir ini banyak menggunakan LCU untuk menunjukkan

kapasitas dari link. Satu satuan kapasitas (1 LCU) pada link e diberikan oleh satuan

harga ξ e (≥ 0). Setiap demand d ( d = 1, 2, ..., D ) dicirikan dengan demand volume

yang ditulis dengan hd. Demand volume disebut juga kelompok dalam aplikasi non-

telekomunikasi. Demand volume dinyatakan secara umum dengan demand volume

unit (DVU) [3].

Over Sdh), 2008.

v=2

h3 = 10
h1 = 15
Demand

v=1 v=3
h2 = 20

v=2

Network
ξ2 = 1 ξ1 = 2

P11
P32
P31

v=4

ξ4 = 3 ξ3
=1

P22 e=5

v=1 ξ5 = 1 P21 v=3

Gambar 2.10 Contoh Jaringan Empat Node: demand volume dan harga link

Pada Gambar 2.10[3] ditunjukkan harga satuan dan demand volume yang

diberikan berturut-turut pada link dan demand. Setiap demand d diberikan oleh

urutan dari jalur (disebut juga rute) yang dapat membawa aliran. Untuk demand d

jumlah jalur total yang diberikan ditulis dengan Pd dan semuanya dinamai dengan p

dari jalur pertama sampai dengan jumlah total jalur, yaitu p = 1, 2, ..., Pd , Persamaan

ini disebut dengan calon jalur. Demand volume direalisasikan dengan pengertian
Over Sdh), 2008.

aliran yang diberikan pada jalur dalam daftar routingnya, aliran yang merealisasikan

demand d pada jalur p ditulis dengan xdp ( p = 1, 2, ..., Pd ), seperti diperlihatkan pada

Gambar 2.11[3].

v=2

h3 = 10
h1 = 15

Demand

v=1 v=3
h2 = 20

v=2

Network
ξ2 = 1 ξ1 = 2

x11 = 15
x32 = 5
x31 = 5

v=4

ξ4 = 3 ξ3
=1

x22 = 5

ξ5 = 1
v=1 x21 = 15 v=3

Gambar 2.11 Contoh Jaringan Empat Node: alokasi

Over Sdh), 2008.

Sebagai contoh, P22, membawa aliran x22 = 5. jalur ini terdiri dari link e = 3

dan e = 4, dan mempunyai satuan harga yang sama dengan jumlah semua harga

satuan pada link, yaitu, ζ 22 = ξ3 + ξ 4 = 1 + 3 = 4 . Jalur lain yang dapat dilalui untuk

demand d adalah urutan jalur p = 1, P21, dengan ζ 21 = ξ5 = 1 [3].

Model yang ditunjukkan oleh Gambar 2.9, 2.10 dan 2.11 juga dapat

dikembangkan lagi dengan menambah beberapa node sebagai node perantara.

Demand pada model tersebut juga dapat ditambahkan lagi, yang tentu saja dengan

penambahan jumlah node utama dan node penghubung seperti pada Gambar dan

2.13.

Gambar 2.12 menunjukkan contoh jaringan lima node dengan tiga node

utama, yaitu node 1, 2 dan 3 dan dua node perantara, yaitu node 3 dan 4. Node-node

tersebut dihubungkan oleh delapan link. Sedangkan Gambar 2.13 menunjukkan

contoh jaringan lima node dengan empat node utama, yaitu node 1, 2, 3 dan 5 dan

satu node perantara, yaitu node 4. Node-node tersebut dihubungkan oleh tujuh link.

Tetapi pada Tugas Akhir ini penulis memilih model dengan 3 demand dan 3 node

utama seperti pada Gambar 2.9, 2.10 dan 2.11 karena tidak terlalu rumit dan tidak

terlalu sederhana untuk dipakai sebagai model.

Over Sdh), 2008.

v=2

h1 = 15

h3 = 10

Demand

v=1 h2 = 20 v=3

v=2

Network

e=2 e=7

x11
x31
x32

e=1
v=4

x33
e=4
e=3

x22 x 12

v=5
6 e
=8
e=
x23

e=5
v=1 x21 v=3

Gambar 2.12 Contoh Jaringan lima node dengan tiga node utama dan dua node

perantara

Over Sdh), 2008.

v=2

h3

h1
v=5
Demand

v=1 v=3
h4
h2

Network

v=2

e=2

x11
x31
x32
e=1
v=4

e=4
e=3
e=6
x42
x22

x21
v=5
5 e=
e= 7

x41
v=1 v=3

Gambar 2.13 Contoh Jaringan lima node dengan empat node utama dan satu node

perantara

Over Sdh), 2008.

2.5 Parameter-Parameter yang Digunakan Dalam Jaringan IP over SDH.

Optimasi pada jaringan IP over SDH dapat dilakukan dengan memodelkan

parameter kinerja jaringan trafik IP dan SDH, serta hal-hal yang mempengaruhinya

sesuai dengan pemodelan di atas, dimana parameter-parameternya diwakili oleh:

• V adalah node, dimana untuk lapisan IP diwakili oleh router, sedangkan

pada lapisan SDH adalah DCS.

• ce, yaitu kecepatan atau kapasitas link e yang tersedia untuk trafik IP

• δ edp adalah koefisien yang bernilai 1 jika jalur xdp pada jaringan trafik IP

melewati link e.

• γgeq adalah koefisien yang bernilai 1 jika jalur zeq melewati link g pada

jaringan SDH.

• ζ e , yaitu harga perbulan yang harus dibayar oleh provider IP kepada

penyedia layanan SDH. Karena semua harganya dianggap sama, maka

harga yang dipakai adalah 1.

• ξ e , harga nominal untuk 1 unit LCU sistem STM-1, karena harga untuk

setiap linknya dianggap sama, maka didalam perumusannya hanya

dipakai konstanta 1.

• cg , yaitu kapasitas dari link g pada SDH, ditempatkan dalam modul OC-

48.

• Demand d adalah urutan permintaan untuk penggunaan link.

• Demand volume hd, yaitu jumlah kapasitas yang diperlukan atau diminta

oleh user untuk masing-masing demand d pada jaringan trafik IP

Over Sdh), 2008.

• M, yaitu modularity untuk sistem STM-1 adalah 63, yang berarti bahwa 1

LCU (modul STM-1) dapat melewatkan 63 unit VC-12.

• N, yaitu modularity untuk sistem STM-64, dimana N=16M

Sedangkan faktor-faktor yang mempengaruhi kinerja parameter-parameter tersebut

adalah:

• xdp, yaitu kapasitas jalur ke p (banyaknya kapasitas link e yang akan

dipakai) untuk melayani demand d, dimana d = 1, 2 dan 3 dan p = 1, 2,

...., P.

• ye, yaitu kapasitas yang harus disediakan untuk masing-masing link e

oleh jaringan SDH untuk melayani jalur xdp, dalam optimasi ini berupa

penyediaan kapasitas dari VC-12.

Over Sdh), 2008.

BAB III

TEKNIK OPTIMASI DAN LINEAR PROGRAMMING

3.1. Teknik Optimasi

Optimasi merupakan teknik penting dalam penentuan ilmu pengetahuan dan

dalam analisa sistem fisika. Untuk menggunakannya, terlebih dahulu harus

ditentukan suatu objective, ukuran kuantitatif kinerja sistem yang dipelajari. Fungsi

tujuan ini dapat berupa keuntungan, waktu, energi potensial, atau beberapa kuantitas

atau kombinasi dari kuantitas yang dapat ditunjukkan sebagai jumlah tunggal. Fungsi

tujuan bergantung pada karakteristik tertentu dari sistem, yang disebut variabel.

Sasaran kita adalah untuk mendapatkan harga dari variabel yang mengoptimasi

fungsi tujuan tersebut. Kemudian variabel dibatasi dengan suatu jalur.

Proses pengidentifikasi fungsi tujuan, variabel, dan pembatas untuk masalah

yang diberikan dikenal dengan pemodelan. Konstruksi dari model yang cocok adalah

langkah pertama atau terkadang menjadi langkah terpenting dalam proses optimasi.

Apabila modelnya terlalu sederhana, tidak akan memberikan manfaat pada

permasalahan praktis, tetapi apabila modelnya terlalu rumit, akan menimbulkan

kesulitan dalam penyelesaiannya. Sekali lagi model harus dirumuskan, algoritma

optimasi dapat digunakan untuk menemukan penyelesaian tersebut.

Algoritma dan model yang cukup rumit terjadi ketika komputer

membutuhkan pengimplementasian proses ini. Untuk hal tersebut tidak ada

algoritma umum optimasi. Selain itu, terdapat algoritma numerik, setiap bagiannya

disesuaikan dengan tipe utama dari permasalahan optimasi. Hal ini dilakukan setelah

Over Sdh), 2008.

pengguna memilih algoritma yang cocok untuk aplikasi mereka yang spesifik.

Pilihan ini merupakan salah satu hal penting, ini dapat menentukan bagaimana

masalah diselesaikan secara cepat atau perlahan. Setelah algoritma optimasi

dipergunakan pada model, harus diketahui kapan ia berhasil dalam menemukan

penyelesaian.

Pada kebanyakan kasus, terdapat ekspresi matematis yang dikenal sebagai

kondisi optimal untuk memeriksa bahwa urutan dari variabel merupakan

penyelesaian dari masalah tersebut. Terakhir, model dapat digambarkan dengan

teknik aplikasi seperti analisa sensitivitas, yang menyatakan sensitivitas dari

penyelesaian untuk pemilihan model dan data[7]. Pada Tugas Akhir ini, model yang

digunakan adalah jaringan empat node dengan satu node sebagai perantara.

3.2. Teknik Optimasi Dalam Linier Programming

Program linear (linier programming yang disingkat LP) merupakan salah

satu teknik operational research yang paling banyak digunakan. Ia merupakan

teknik matematis dalam mengalokasikan sumber yang terbatas untuk mencapai suatu

tujuan seperti memaksimumkan keuntungan atau meminimumkan biaya. LP banyak

diterapkan dalam membantu menyelesaikan masalah ekonomi, industri, maupun

militer[8].

LP berkaitan dengan penjelasan suatu dunia nyata sebagai suatu model

matematis yang terdiri atas sebuah fungsi tujuan linier dan fungsi kendala linier.

George B. Dantzig dikenal sebagai pioner LP, karena jasanya dalam menemukan

metode pencarian solusi masalah LP dengan berbagai variabel keputusan. Dalam

Over Sdh), 2008.

penelitiannya ia dibantu oleh ahli-ahli lainnya seperti, J. Von Neumann, L. Hurwicz

dan T.C. koopmans. Nama asli teknik ini adalah program saling ketergantungan

kegiatan-kegiatan dalam suatu struktur linier yang kemudian disingkat menjadi linier

programming.

3.2.1 Formulasi Model LP

Hasil yang diinginkan dalam LP dapat ditunjukkan sebagai maksimisasi dari

beberapa ukuran seperti keuntungan, penjualan dan kesejahteraan, atau minimisasi

seperti pada biaya, waktu dan jarak. Setelah masalah diidentifikasikan, tujuan

ditetapkan, langkah selanjutnya adalah formulasi model matematik yang meliputi

tiga tahap berikut [7]:

a. Menetukan variabel yang tidak diketahui (variabel keputusan) dan

menyatakannya dalam simbol matematis.

b. Membentuk fungsi tujuan yang ditunjukkan sebagai suatu hubungan linier

(bukan perkalian) dari variabel keputusan.

c. Menentukan semua kendala masalah tersebut dan mengekspresikan dalam

persamaan atau pertidaksamaan yang juga merupakan hubungan linier dari

variabel keputusan yang mencerminkan keterbatasan sumber daya masalah itu.

3.2.2 Bentuk Umum Model LP

Pada setiap permasalahan LP, harus ditentukan variabel keputusan, fungsi

tujuan, dan sistem kendala, yang bersama-sama membentuk model matematik dari

Over Sdh), 2008.

dunia nyata. Bentuk umum model LP itu adalah seperti berikut dengan, yaitu dengan

fungsi tujuan Persamaan 3.1[7].

n
Maksimumkan (minimumkan) z = ∑ c j x j (3.1)
j =1

Kendala: aij x j (≤, =, ≥ ) bi

untuk semua i (i = 1, 2, ..., m) semua x j ≥ 0

Keterangan:

aij koefisien untuk variabel j dalam batas i

bi sisi kanan dari batas i (jumlah sumber daya)

cj koefisien harga dari variabel j

z nilai fungsi tujuan

xj variabel ke-j

Tanda pertidaksamaan tidak harus sama untuk setiap kendala. Harga dari

suatu kegiatan tidak dapat dinilai berdasarkan koefisien fungsi tujuan cj, pemakaian

sumber yang tersedia dari kegiatan yang bersangkutan juga merupakan faktor

penting. Karena semua kegiatan dalam model saling berebut sumber yang terbatas,

sehingga sumbangan relatif dari setiap kegiatan tergantung pada koefisien fungsi

tujuan cj maupun pemakaian sumber yang terbatas aij. Ini berarti suatu kegiatan

dengan keuntungan per-unit yang tinggi kemungkinan tidak dapat dijalankan karena

penggunaan terhadap sumber yang tersedia berlebihan.

Over Sdh), 2008.

3.2.3 Teknik Simplex

Karena kesulitan penggambaran grafik berdimensi banyak, maka

penyelesaian masalah LP yang melibatkan lebih dari dua variabel menjadi tidak

praktis atau tidak mungkin. Dalam keadaan ini kebutuhan metode solusi yang lebih

umum menjadi nyata, teknik umum ini dikenal dengan nama Algoritma Simplex

yang dirancang untuk menyelesaikan seluruh masalah LP, baik yang melibatkan dua

variabel maupun lebih dari dua variabel. Teknik ini menyelesaikan permasalahan LP

melalui perhitungan ulang (iterasi) dimana langkah-langkah perhitungan yang sama

diulang berkali-kali sebelum optimum dicapai. Algoritma Simplex diciptakan oleh

George B. Dantzig, mengharuskan program linier tersebut (dalam bentuk

sederhananya) dirumuskan dalam bentuk baku yang hanya memakai variable non-

negatif dan persamaan constraints[3].

Ciri-ciri dari bentuk baku model LP adalah:

a. Semua kendala (subject to) berupa persamaan atau pertidaksamaan dengan sisi

kanan non negatif.

b. Semua variabel non negatif.

c. Fungsi tujuan dapat berupa maksimum maupun minimum.

Variabel Keputusan

xj variabel ke-j

Fungsi Tujuan

minimize z = ∑ j c j xi

Over Sdh), 2008.

Kendala

∑ j aij x j ≤ bi i = 1, 2, ..., m

xj ≥ 0 j = 1, 2, ..., n

Dalam meyelesaikan permasalahan LP dengan grafis, telah dinyatakan bahwa

solusi optimum selalu terletak pada titik pojok ruang solusi. Teknik simplex

didasarkan pada gagasan ini, dengan langkah-langkah sebagai berikut[7]:

1. Dimulai pada suatu titik pojok yang layak, biasanya titik asal (yang disebut

sebagai solusi awal)

2. Bergerak dari satu titik pojok layak ke titik pojok layak lain yang berdekatan.

Pergerakan ini akan menghasilkan nilai fungsi tujuan yang lebih baik

(meningkat untuk masalah maksimisasi dan menurun untuk masalah

minimisasi). Jika solusi yang lebih baik telah diperoleh, prosedur simpleks

dengan sendirinya akan menghilangkan semua solusi-solusi lain yang kurang

baik

3. Proses ini diulang-ulang sampai suatu solusi yang lebih baik tidak dapat

ditemukan. Proses simplex kemudian berhenti dan solusi optimum diperoleh.

Metode simplex adalah sistematik, algoritma iteratif dari peninjauan solusi

layak yang berurutan mengurangi fungsi objektif diantara setiap iterasi, dan akhirnya

mengidentifikasi nilai minimum yang pernah dicapai. Pada praktek implementasi

simplex, variabel constraints non-negatif, sebaliknya implementasi simplex khusus

Over Sdh), 2008.

lebih efektif menggunakan variabel bebas. Variabel terbatas yang kemudian disebut

”simple upper bounding” juga diterapkan.

Di dalam Tugas Akhir ini penulis memakai program matlab untuk

menyelesaiakan permasalahan optimasi dengan menggunakan teknik simplex dan

interior point. Langkah-langkah penyelesaiannya yaitu:

a. Untuk teknik simplex, dalam matlab memakai perintah berikut sebagai

pembukanya[8]:

options = optimset('LargeScale', 'off', 'Simplex', 'on')

b. masukkan bentuk baku linear programming dengan format

- f mewakili fungsi sasaran

- Aeq merupakan matriks yang mewakili sisi kiri persamaan yang ada pada

bentuk LP

- beq mewakili sisi kanan dari persamaan tersebut

- A merupakan matriks yang mewakili sisi kiri pertidaksamaan yang ada pada

bentuk LP

- b merupakan matriks yang mewakili sisi kanan pertidaksamaan tersebut

- serta lb dan ub masing-masing merupakan batas bawah dan batas atas dari

bentuk LP untuk jaringan yang akan dioptimasi

- dan terakhir masukkan perintah untuk melakukan optimasi, yaitu:

[x,fval,exitflag,output,lambda] = linprog(f,Aeq,beq,A,b,lb,ub);

Untuk proses selengkapnya dapat dilihat pada lampiran penyelesaian.

Over Sdh), 2008.

3.2.4 Teknik Interior Point

Walaupun teknik simplex sangat efisien, pada kenyataannya menunjukkan

kasus eksponensial terburuk. Tingkatan utama dari permasalahan feasible hanya pada

perbaikan iterasi sebagai versi dasar dari Algoritma simplex. Ide umum pada teknik

interior point untuk LP sangat sederhana, dan pada kenyataannya sama dengan

metode optimisasi pada pemrograman convex., teknik ini mencari penyelesaiannya

di bagian dalam dari batasan yang diberikan. Saat ini, jalur pusat algoritma teknik

Interior Point primal-dual infeasibel dalam prakteknya lebih efisien[3].

Secara khusus, Algoritma interior point hanya pendekatan solusi optimal

yang bersifat asimtot. Jika solusi khusus (vertex) maka ia akan mengenalinya.

Bentuk baku dari teknik ini sama seperti bentuk baku LP yang telah disebutkan

sebelumnya. Namun demikian, kasusnya tidak selalu seperti ini, pada beberapa

kasus, teknik interior point berhubungan dengan penaksiran titik pusat secara analisis

pada rangkaian solusi optimal dari vertex optimal. Teknik ini juga dikenal dengan

large scale programming karena keandalannya dalam mengoptimasi jaringan dalam

skala yang besar.

Karena dalam pelaksanaan proses optimasi penulis menggunakan matlab

untuk memudahkan prosesnya, yang membedakan teknik simplex dan interior point

hanyalah pada perintah awal dan akhirnya dan perintah lainnya sama dengan perintah

yang ada pada teknik simplex. Untuk lebih jelasnya dapat dlihat pada lampiran

penyelesaian optimasi pada masing-masing jaringan dengan menggunakan teknik

interior point. Perintah pembukanya diubah menjadi seperti berikut[8]:

Over Sdh), 2008.

options = optimset('LargeScale', 'on', 'Simplex', 'off')

Teknik interior point, di dalam matlab memakai istilah large scale dan

perintah akhirnya adalah sebagai berikut:

[x,fval,exitflag,output] = linprog(f,A,b,Aeq,beq,lb,[],[],optimset('Display','iter'));

Over Sdh), 2008.

BAB IV

PERUMUSAN OPTIMASI JARINGAN IP Over SDH

4.1 Perumusan Optimasi Trafik pada IP

Routing pada internet terbagi kepada dua bagian yaitu, intra-domain dan

inter-domain. Secara khusus, jaringan intra-domain dijalankan oleh Internet Service

Provider (ISP) yang mengatur lokasi dari router dan link (dan kapasitas keduanya).

Tugas provider adalah membangun dan menjalankan jaringan dalam suatu jalur yang

paketnya (IP datagram) dapat berpindah secara efisien sampai akhir jaringannya,

apakah paket dibangkitkan oleh usernya sendiri atau transit dari daerahnya. Pada

jaringan ini, yang akan dioptimasi dalam tugas akhir ini adalah utilisasi link

maksimum pada routing trafik intra-domain[3].

Hubungan aliran pada jalur p untuk demand d yang disebabkan oleh sistem

link metric w dengan xdp (w) sangat penting untuk menunjukkan daerah cakupan dari

aliran w sesuai dengan aturan protokol. Hal ini dapat menunjukkan kuantitas aliran

xdp (w) pada jalur p untuk paket yang mengikuti jalur ini, karenanya ini akan cocok

dengan penempatan aliran trafik pada jalur yang ditetapkan oleh sistem link metric,

Persamaan 4.1[3] dapat dipakai untuk menunjukkan hubungan.

∑ p
xdp (w) = hd d =1, 2, ..., D (4.1)

Sebaliknya, kumpulan dari calon jalur dapat dibangkitkan sebagai kumpulan

dari shortest path pada urutan hop-nya (misalnya menggunakan algoritma k-shortest
Over Sdh), 2008.

path). Indikator link path δ edp bernilai 1 jika route p untuk demand d menggunakan

link e dan jika sebaliknya bernilai 0. Beban link (disebut juga aliran link) ye pada link

e, dipengaruhi oleh sistem link metric yang diberikan Persamaan 4.2[3]. Kemudian

alirannya dibatasi dengan kapasitas link, seperti Persamaan 4.3[3].

ye (w) = ∑ d ∑ p δ edp xdp (w) e = 1, 2, ..., E (4.2)

ye (w) ≤ ce , e = 1, 2, ..., E (4.3)

Utilisasi link pada setiap link berasal dari ye (w) / ce . Selanjutnya, utilisasi link

maksimum (link dengan kemacetan tertinggi) pada seluruh link ditunjukkan oleh

variabel r dalam persamaan 4.4[3]. Penurunan utilisasi link maksimum dapat

dirumuskan seperti pada Persamaan 4.5[3].

r = max e =1,..., E {y e (w) / ce } (4.4)

Minimize F = max e {ye (w) / ce } (4.5a)

Subject to ∑ p
xdp (w) = hd d =1, 2, ..., D (4.5b)

∑ d ∑ p δ edp xdp (w) = ye (w) e = 1, 2, ..., E (4.5c)

ye (w) ≤ ce , e = 1, 2, ..., E (4.5d)

we = integer non-negatif

Over Sdh), 2008.

Pada Persamaan 4.5[3], variabel yang belum diketahui (link metric)

diindikasikan dengan istilah minimize untuk menghindari kekacauan dengan

kuantitas yang sudah diketahui (vektor aliran jalur x dan vektor beban link y

seluruhnya ditentukan oleh w). Setelah dimasukkan variabel r dan mengisarkan

persamaan beban link, masalah di atas dapat ditulis dalam Persamaan 4.6[3]. Jika

pada optimum r<1 maka tidak ada link yang macet. Perumusan masalah tersebut

dapat membantu pengembangan algoritma yang menentukan sistem link metric

optimal w yang tepat. Pada prakteknya, suatu sistem off-line (ambil perhitungan

demand volume dan kapasitas) memperhitungkan sistem link metric dan

menyebarkan informasi in ke semua router[3].

Minimize F =r (4.6a)

Subject to ∑ p
xdp (w) = hd d =1, 2, ..., D (4.6b)

∑ d ∑ p δ edp xdp (w) ≤ ce r e = 1, 2, ..., E (4.6c)

r kontinu

we integer non-negatif

4.2 Perumusan Optimasi Jaringan SDH

Layanan khusus pada SDH yang membuat demand untuk pembangunan

hubungan adalah trunk untuk jaringan digital circuit-switch, interface dari linecard

ke IP, dan layanan private lise-line. Hal ini menunjukkan bahwa standard SONET

tidak hanya pengalamatan interface dengan router IP, tapi juga dapat digunakan

Over Sdh), 2008.

sebagai penghubung untuk link IP antara dua router melewati mekanisme interfacing

yang disebut packet over SDH (PoS).

Demand masukan dapat masuk ke dalam salah satu dari interface ini

tergantung pada tipe dari fungsi node yang tersebar pada jaringan. Contohnya,

dengan menganggap bahwa node SDH merupakan kemampuan DCS, yang berarti

bahwa mereka dapat menghubungkan sinyal ke subrate yang lain (yaitu, VT-1.5,

VT-3, VT-6, atau VC-12, VC-3, VC-4) [3].

Link yang menghubungkan node transport terdiri dari sistem transmisi optik

STS-n, dimana n=1, 3, 12, 48 dan 192 seperti pada Tabel 1, menggunakan serat

optik. Setiap modul STM-n dapat membawa 63 VC-12. Kapasitas ce (atau ye, apabila

kapasitasnya merupakan variabel) dari link transmisi e dinyatakan dalam LCU

menjadi modul STM-n (1 LCU sama dengan 63 DVU dan 1 DVU sama dengan 12

unit VC-12), dan itu sama dengan jumlah total modul STS-1 yang didapat dari semua

sistem transmisi pada link. Link (sistem transmisi) dihubungkan dengan node DCS

dan container pembawa VC-12 dalam modul STM-1 dikirim menuju port pada

matriks switching node. Dalam masalah ini, rancangan kapasitas jaringan transport

SDH dapat dirumuskan seperti pada Persamaan 4.7[3].

minimizex, y F = ∑ e ξ e ye (4.7a)

subject to ∑ p xdp = hd d = 1, 2, ..., D (4.7b)

∑ d ∑ p δ dp xdp ≤ Mye e = 1, 2, ..., E (4.7c)

Over Sdh), 2008.

Dimana M=63 dan ξ e adalah harga dari nominal untuk satu LCU (sistem

STS-3 atau sistem STM-1) pada link e. Masalah tersebut lebih sederhana karena

tidak membedakan harga pada modul STM yang ada pada sistem transmisi dari

kecepatan berbeda. Rumus yang lebih akurat menunjukkan harga dari satu sistem

transmisi STM-n yang ada pada link e adalah sama dengan ξ en dan Persamaan 4.7

dapat di ubah menjadi Persamaan 4.8 berikut[3].

minimizex, y F = ∑ e ∑ n ξ en yen (4.8a)

subject to ∑ p xdp = hd d = 1, 2, ..., D (4.8b)

∑ d ∑ p δ dp xdp ≤ ∑ n M n yen e = 1, 2, ..., E (4.8c)

xdp , ye , integer non-negatif

4.3 IP over SDH, Rancangan Gabungan Dua-Lapisan

Pada bagian ini akan dibahas tentang jaringan IP dengan menganggap bahwa

link IP yang menghubungkan router IP membutuhkan sarana fisik sebagai jalur

transmisi yang ada pada jaringan SDH menggunakan DCS. Jadi, kita akan

mendapatkan jaringan IP over SDH dengan sumber hirarki dua lapisan menggunakan

teknologi PoS. Rancangan dua lapisan yang ingin dibahas adalah, pemberian

jaringan trafik IP intra-domain yang link IP-nya berada pada kapasitas jaringan SDH.

Dengan menentukan kapasitas yang dibutuhkan oleh link IP, dan merutekan link ini

ke dalam jaringan SDH dengan cara integrasi untuk menurunkan biaya penggunaan

link IP.

Over Sdh), 2008.

Rancangan dua-lapisan hanya memungkinkan bagi provider yang mempunyai

keduanya, yaitu jaringan trafik IP dan jaringan SDH (lapisan bawah). Kapasitas yang

diberikan pada jaringan SDH terbatas, sedangkan untuk IP harus ditentukan kapasitas

link IP, alokasi alur (paket) dijalankan dengan shortest path routing. Demand volume

untuk IP diberikan dalam Mbps antara router yang berbeda. Dalam menghubungkan

router digunakan interface card OC-3. Ini berarti bahwa link IP adalah modular

dengan kecepatan 155,52 Mbps, sehingga LCU berada pada 155,52 Mbps. Sekarang

kapasitas link IP menjadi demand volume untuk lapisan SDH. Satu DVU untuk

lapisan bawah sama dengan OC-3. Demand ini kemudian dirutekan melalui jaringan

lapisan bawah menggunakan link transmisi SDH berkecepatan tinggi seperti OC-48

(atau OC-192). Sebaliknya satu LCU pada lapisan bawah N = 16 karena satu sistem

OC-48 (2.468,32 Mbps) dapat membawa 16 modul OC-3. Kapasitas link IP

dirutekan pada jalur menggantikan urutan pada node lanjutan DCS, DCS terakhir

akan dihubungkan dengan router IP terakhir pada link IP yang dibutuhkan.

Singkatnya, DVU demand IP sama dengan 1 Mbps, dan LCU dari jaringan IP

menjadi DVU untuk jaringan SDH pada arsitektur dua-lapisan, yaitu DVU untuk

jaringan SDH dapat dianggap sebagai OC-3. Anggap bahwa kapasitas link pada

jaringan SONET diberikan dalam perkalian OC-3, yang dinamakan OC-48 dengan

modulariti N = 2.488,32 Mbps.

Demand volume trafik jaringan IP sebagai hd untuk demand d, d = 1, 2, ..., D.

Aliran pada jalur yang dilalui p, untuk demand d pada lapisan IP yang tergantung

pada sistem panjang link (metric), w = (w1, w2, ..., wE) diberikan oleh xdp (w), seperti

sebelumnya diambil δ edp = 1 untuk menandakan bahwa jalur p untuk demand d, jika

Over Sdh), 2008.

jaringan IP menggunakan link e ( δ edp = 0 , dan sebaliknya), maka kapasitas modular

(untuk ditentukan) pada link lapisan IP e menjadi ye (dalam modul M), dapat dilihat

bahwa demand volume baru ini, ye, karena pada lapisan atas membutuhkan perutean

jaringan SDH menggunakan DCS.

Perutean dua lapisan IP adalah pada tingkatan frame SDH dan meningkat

secara permanen atau semi permanen berdasarkan pengaturannya, dapat disamakan

dengan δ edp , kita juga membutuhkan indikator lain untuk merutekan link SDH ke

jalur SDH yang tersedia pada link IP, jalur yang akan dipilih pada lapisan SDH untuk

link IP e dapat ditulis sebagai q = 1, 2, ..., Qe . Maka γgeq bernilai satu jika jalur q dalam

lapisan transport untuk demand e menggunakan link g dan bernilai 0, jika sebaliknya.

Kapasitas link g dalam jaringan SDH sebagai cg ditempatkan dalam modul OC-48

yang disebut dengan N. Jadi, permasalahan rancangan meliputi variabel w, y dan z,

dapat ditulis dalam perumusan link seperti pada Persamaan 4.9[3].

Minimizez, x, y ∑ e ξ e ye + ∑ e ∑ q ζ eq zeq

subject to ∑ p xdp (w) = hd d = 1, 2, ..., D

∑ d ∑ p δ dp xdp (w) ≤ ρMye e = 1, 2, ..., E (4.9)

∑ q ∑ c zeq = ye e = 1, 2, ..., E

M ∑ e ∑ q γ geq zeq ≤ Ncg g = 1, 2, ..., G

we , integer non-negatif

ye , zeq , integer non-negatif

Over Sdh), 2008.

Kapasitas ye, dari link lapisan IP e menjadi demand volume untuk lapisan

bawah dan membutuhkan perutean pada jalur dalam jaringan SDH. Koefisiennya

adalah ρ , (0 < ρ < 1) disebut sebagai koefisien utilisasi link, digunakan dalam

kapasitas terbatas link lapisan bawah yang dapat digunakan untuk membatasi

kemacetan link IP.

Disini.terdapat dua komponen harga, yang pertama adalah harga terminasi

link IP, ξ e , menurunkan harga dari interface OC-3 pada router terakhir dari link e.

Harga ke dua adalah harga perutean lapisan SDH, komponen ini dapat digunakan

untuk berbagai macam situasi. Dalam hal ini, jika kita menganggap ζ eq ≡ 1 maka kita

telah menaikkan kapasitas cadangan pada link SDH. Misalnya pada saat

ζ eq = ζ e, q = 1, 2, ..., Qe , maka kita dapat lukiskan ζ e sebagai tingkatan harga (seperti

harga per bulan atau per tahun) pada satu LCU dalam jaringan IP yang harus dibayar

oleh pengembang IP kepada operator jaringan SDH untuk pengadaaan kapasitas link.

4.4 Asumsi-asumsi yang Dipakai pada Masing-masing Jaringan.

Dalam proses optimasi pada kedua jaringan tersebut, ada beberapa asumsi

yang digunakan untuk mempermudah perhitungan. Beberapa asumsi tersebut adalah:

• ce, yaitu kecepatan atau kapasitas link e yang tersedia untuk jaringan IP

adalah 1,54 Mbps (kecepatan T1)

• δ edp adalah koefisien yang bernilai 1 jika jalur xdp melewati link e.

Over Sdh), 2008.

09 e00033

Recommended

Recommended

More Related Content

Viewers also liked

Viewers also liked (20)

Similar to 09 e00033

Similar to 09 e00033 (20)

09 e00033