ATM

1. ANALISIS DAN DESAIN SISTEM JARINGAN
“ASYNCHRONOUS TRANSFER MODE (ATM)”
OLEH:
HASAN TARMIZI
1202209
PRODI PENDIDIKAN TEKNIK INFORMATIKA DAN
KOMPUTER
JURUSAN TEKNIK ELEKTRONIKA
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS NEGERI PADANG
2014

2. A. PENGERTIAN ASYNCHRONOUS TRANSFER MODE (ATM).
Asynchronous Transfer Mode (ATM) adalah teknologi switching dan multiplexing,
dimaksudkan untuk memindahkan berbagai jenis trafik (data, suara, video, audio) dengan cepat
dan efisien. Circuit switching umumnya mensyaratkan bahwa paket di set ke posisi dalam frame
berulang, misalnya sinkron dalam waktu, langkah, sesuai dengan aplikasi dan / atau jam
jaringan. Transmisi Asynchronous memungkinkan sel-sel yang akan diposisikan di mana saja
dalam data stream. ATM saat ini memiliki kecepatan 155Mbps (OC-3port), 622Mbps (OC-12
port), 1,2 Gbps dan 2,5 Gbps. Asynchronous Transfer Mode (ATM) merupakan protokol
jaringan yang berbasis sel, yaitu paket-paket kecil yang berukuran tetap (48 byte data + 5 byte
header) pada sirkuit virtual. Protokol lain yang berbasis paket, seperti IP dan Ethernet,
menggunakan satuan data paket yang berukuran tidak tetap.
Gambar 1. ATM Network.
Kata asynchronous pada ATM berarti transfer data dilakukan secara asinkron, yaitu masing-masing
pengirim dan penerima tidak harus memiliki pewaktu (clock) yang tersinkronisasi.
Metode lainnya adalah transfer secara sinkron, yang disebut sebagai STM (Synchronous Transfer
Mode). Dengan kata lain ATM merupakan sebuah teknologi lapisan 2, yang dapat digunakan
oleh siapa saja, namun sekaligus merupakan sebuah jaringan publik sebagaimana halnya
Internet, dengan sistem pengalamatan yang dikelola secara rapi, sehingga setiap perangkat di
dalam jaringan dapat memiliki sebuah identitas yang unik. Secara teknis, ATM dapat dianggap
suatu evolusi dari packet switching. Seperti transfer data pada packet switching ATM
mengintegrasikan fungsi multiplexing dan switching. Dengan ukuran sel data yang tetap dan
kecil, memungkinkan switching pada kecepatan dengan throughput tinggi. Dengan delay yang
sangat kecil dan waktu interval yang tetap antar sel data, memungkinkan aplikasi suara dan video
dikirim lewat LAN dan berbagai jenis tipe data yang berbeda digabungkan dalam network yang
sama. Walaupun ATM tidak mencapai kecepatan Gigabit di atas network, feature delay dan

3. waktu interval menjadikannya teknologi potensial untuk LAN kecepatan tinggi membawa
aplikasi multimedia.
Gambar 2. ATM sebagai Jaringan Kinerja Tinggi
ATM memungkinkan sirkuit dengan bandwidth terjamin dan persyaratan yang berbeda yang
akan dibentuk secara bersamaan Layanan. Kualitas (QoS) dapat diatur dan ditetapkan pada tahap
koneksi menggunakan parameter seperti delay, jitter delay dan tingkat kesalahan berdasarkan
aplikasi dan negara jaringan pada saat koneksi.Dua prioritas untuk lalu lintas didefinisikan;
prioritas tinggi dan prioritas rendah. lalu lintas rendah akan diabaikan jika ada masalah
kemacetan saklar. ATM Meskipun bukan jenis jaringan broadcast, multicast didukung untuk
aplikasi seperti suara dan video conferencing. ATM bekerja pada model topologi Bintang,
dengan menggunakan Kabel fiber optic ataupun kabel twisted pair. ATM pada umumnya
digunakan untuk menghubungkan dua atau lebih LAN. dia juga banyak dipakai oleh Internet
Service Providers (ISP) untuk meningkatkan kecepatan akses Internet untuk klien mereka.
Teknologi yang dipilih untuk membawa layanan B-ISDN dan Teknologi Asyncronous Transfer
Mode (ATM) saat ini memasuki operasional pelayanan secara penuh dan merupakan satu
teknologi yang menjadi dasar pembuatan jaringan-jaringan yang baru. ATM menyediakan
teknologinya untuk membangun jaringan yang cocok bagi kebutuhan konsumen mereka,
kombinasi kemampuan, pengaturan dan kapasitas untuk membawa jalur lain seperti Frame Ralay
atau X.25 dan segala protokol seperti Internet Protocol (IP). Ini merupakan berita baik untuk
perusahaan besar dengan hubungan fiber yang langsung tetapi kantor cabang atau kantor kecil
yang tergantung pada jasa kantor telepon yang selama ini kurang beruntung.
Sekarang dengan perpaduan ATM dengan asymmetric digital subscriber loop (ADSL) menjadi
standart yang diakui, perusahaan kecil mempunyai prospek terhadap akses langsung ATM dan
merupakan salah satu teknologi yang memberikan pelayanan yang sangat cepat melalui jalur
kabel standart. Teknologi ini dapat menghubungkan banyak pelanggan yang berada di berbagai
tempat.
B. KONSEP DASAR ASYNCHRONUS TRANSFER MODE (ATM)

4. ATM adalah suatu mode transfer yang berorientasi pada bentuk paket yang spesifik, dengan
panjang tetap, berdasarkan system Asynchronous Time Division Multiplexing (ATDM),
menggunakan format dengan ukuran tertentu yang disebut sel. Informasi yang terdapat didalam
sel ditransmisikan dalam jaringan setelah Sebelumnya ditambahkan header diawal sel yang
berfungsi sebagai routing dan control sel.
ATM bersifat service independence semua service (suara, data serta gambar/citra) dapat
ditransmisikan melalui ATM dengan cara penetapan beberapa tipe ATM Adaptation Layer
(AAL). AAL berfungsi mengubah format informasi yang asli kedalam format ATM sehingga
dapat ditransmisikan. ATM dapat diimplementasikan di jaringan yang ada sekarang dengan tiga
cara, diurut dari yang paling mudah ke yang paling sukar adalah Native ATM APIs, Classical IP
dan Address Resolution Protocol dan LANE Native ATM APIs.
Classical IP dibatasi untuk jaringan yang menggunakan protocol TCP/IP. Sedangkan LANE
dapat menggunakan protokol apa saja. LANE beroperasi di lapisan kedua dari OSI, yaitu lapisan
link data. LANE mengizinkan aplikasi dan protokol yang ada saat ini beroperasi tanpa perubahan
saat diterapkan ATM. Ini berarti perusahaan tidak perlu membuang/mengganti aplikasi dan
infrastruktur jaringan yang telah ada. Sedangkan kebanyakan jaringan memiliki beberapa
protokol saat mengimplementasikan ATM. Akibatnya banyak perusahaan di Amerika Serikat
yang menggunakan ATM. Pada ATM seluruh informasi yang akan ditransfer akan dibagi
menjadi slot-slot dengan ukuran tetap yang disebut cell. Ukuran cell pada ATM adalah 53 octet
(1 octet = 8 bits) yang terdiri dari :
48 octet untuk filed informasi.
5 octet untuk HEADER.
Sel-sel ATM terdiri dari: 5 byte HEADER dan 48 byte INFORMASI UNI cell ATM terdiri dari:
GFC, VPI, VCI, PT, CLP, HEC dan informasi. NNI cell ATM terdiridari: VPI, VCI, PT, CLP,
HEC dan informasi.
Gambar 3. Konsep dasar ATM Protocol.
C. CARA KERJA ATM

5. Cara kerja ATM adalah dengan memotong-motong dan menggabungkan kembali berbagai tipe
trafik informasi tersebut (voice, video dan data) dalam format sel berukuran 53 byte melalui
saluran fisik yang sama. Proses tersebut dinamakan statistical multiplexing. Masing sel terdiri
dari 48 byte payload (berisi informasi) dan 5 byte header (berisi alamat dan routing).
D. KARAKTERISTIK ATM
1. Pada basis link to link tidak menggunakan proteksi error dan flow control.
Pada ATM proteksi error dapat diabaikan karena didasarkan saat ini link-link dalam network
memiliki kualitas yang sangat tinggi, sehingga error control cukup dilakukan end to end saja.
Flow control juga tidak dilakukan dalam ATM network karena dengan pengaturan alokasi
resource dan dimensioning queue yang tepat maka kejadian queue overflow yang menyebabkan
hilangnya paket dapat ditekan. Sehingga probabilitas packet loss antara 10-8 sampai dengan 10-
12 dapat dicapai.
2. ATM beroperasi pada connection oriented mode
Sebelum informasi ditransfer dari terminal ke network, sebuah fase setup logical / virtual
connection harus dilakukan untuk menyediakan resource diperlukan. Jika resource tersedia tidak
mencukupi maka connection dari terminal akan dibatalkan. Jika fase transfer informasi telah
selesai, maka resource yang telah digunakan akan dibebabskan kembali. Dengan menggunakan
connection-oriented ini akan memungkinkan network untuk menjamin packet loss yang seminim
mungkin.
3. Pengurangan fungsi header
Untuk menjamin pemrosesan yang cepat dalam network, maka ATM header hanya memiliki
fungsi yang sangat terbatas. Fungsi utama dari header adalah untuk identifikasi virtual
connection (virtual connection identifier =VCI) yang dipilih pada saat dilakukan call setup dan
menjamin routing yang tepat untuk setiap paket didalam network serta memungkinkan
multiplexing dari virtual connection – virtual connection berbeda melalui satu link tunggal.
Selain fungsi VCI, sejumlah fungsi lain yang sangat terbatas juga dilakukan oleh header,
terutama terkait dengan fungsi pemeliharaan. Karena fungsi header diabatasi, maka implementasi
header processing dalam ATM node sangat mudah / sederhana dan dapat dilakukan pada
kecepatan yang sangat tinggi (150 Mbps sampai 2.5 Gbps) dan hal ini akan menyebabkan
processing delay dan queuing delay yang rendah.
4. Lapisan Protokol ATM
Lapisan tertinggi terdapat aplikasi tertentu seperti TCP di lapisan penghantaran dan IP di lapisan
rangkaian. Lapisan ATM Adaptation berfungsi sebagai penyesuai antara paket-paket data di
lapisan tertinggi dengan (Higher-layer) dengan lapisan ATM (ATM Layer). ATM Layer
merupakan lapisan digunakan untuk menyambungkan protokol. Lapisan Fisik melibatkan

6. spesifikasi media transmisi dan skema pengkodean sinyal. Rate data yang ditetapkan pada
lapisan fisik berkisar mulai dari 25,6 Mbps sampai 622,08 Mbps.
5. Panjang filed informasi dalam satu cell relatif kecil
Hal ini dilakukan untuk mengurangi ukuran buffer internal dalam switching node, dan untuk
membatasi queuing delay yang terjadi pada buffer tersebut. Buffer yang kecil akan menjamin
delay dan delay jitter rendah, hal ini diperlukan untuk keperluan service-service real time.
E. PROSES KERJA ATM PROTOKOL LAYER
Blok-blok data dengan berbagai ukuran yang dihantarkan oleh pengguna dari lapisan
tertinggi akan dihantar kembali ke ATM Adaptation Layer (AAL), dimana pada proses ini header,
trailer, padding octets, dan Cyclic Redundancy Check(CRC) bit bergantung pada syarat-syarat
tertentu pada tiap blok-blok data.
Setiap blok data akan dipecahkan ke dalam beberapa blok data yang lebih kecil yang
kemudiannya akan dikapsulkan kepada 53 sel oktet di lapisan ATM.Data inilah yang nantinya
akan dihantar ke destinasi yang diingini.
Model referensi protokol melibatkan tiga taraf yang berbeda:
— Taraf pemakai: tersedia untuk transfer informasi pemakai, bersama-sama dengan kontrol-kontrol
yang terkait.
— Taraf kontrol: menampilkan fungsi- fungsi kontrol panggilan dan kontrol koneksi
— Taraf manajemen: menampilkan fungsi-fungsi manajemen yang berkaitan dengan sistem
secara keseluruhan
F. KEUNTUNGAN ASYNCHRONUS TRANSFER MODE (ATM)
ATM mampu menangani semua jenis trafik komunikasi (voice, data, image, video, suara dengan
kecepatan tinggi, multimedia dans ebagainya) dalam satu saluran dan dengan kecepatan tinggi).
ATM dapat digunakan dalam Local Area Network dan Wide Area Network (WAN). Dalam
pembangunan LAN, penggunaan ATM dapat menghemat biaya karena Pemakai yang akan
menghubungkan dirinya dengan system ATM LAN dapat menggunakan adapter untuk
menyediakan kecepatan transmisi sesuai dengan bandwidth yang mereka butuhkan.
G. TERMINOLOGI SEL (CELL)

7. Pengertian sel menurut rekomendasi ITU-T I.113 adalah suatu blok dengan panjang yang tetap
(fixed length) dan diidentifikasi dengan suatu label pada ATM layer. Berikut adalah definisi
untuk jenis cell yang berbeda sesuai dengan rekomendasi ITU-T I.321
1. Idle Cell (physical layer), merupakan yang disisipkan / dipisahkan oleh physical layer
untuk mengadaptasi cell flow rate pada daerah batas (boundary) diantara ATM layer dan
physical layer ke kapasitas payload yang ada dari sistem transmisi yang digunakan.
2. Valid Cell (physical layer), suatu cell yang mana bagian headernya tidak memiliki error
atau belum dimodifikasi oleh proses verifikasi Header Error Control (HEC)
3. Assigned Cell (ATM layer), cell yang menyediakan suatu service ke satu aplikasi dengan
menggunakan ATM layer service.
4. Unassigned Cell (ATM layer), merupakan ATM layer cell yang bukan assign cell.
Hanya assigned cell dan unassigned cell saja yang diteruskan dari physical layer ke ATM layer,
sedangkan cell yang lainnya tidak membawa informasi yang terkait dengan ATM layer atau
layer yang lebih tinggi lagi dan cell ini hanya akan diprosesoleh physical layer saja.
H. TEKNOLOGI ATM DAN ATM LAYER
Pada jaringan ATM, semua informasi diformat ke dalam sel berukuran tetap yang terdiri dari 48
byte (8 bits per byte) berupa muatan/payload dan 5 byte berupa header. Ukuran sel tetap
menjamin bahwa kualitas data baik suara atau video tidak terpengaruh oleh data panjang frame
atau paket. Header ini disusun untuk efisiensi switching dalam kecepatan tinggi.
ATM layer merupakan layer diatas physical layer yang memiliki karakteristik yang independent
terhadap media fisik yang digunakan.
Gambar 4. Layer ATM
Tumpukan Lapisan protokol ATM terdiri dari 3 lapisan:

8. 1. Adaptasi layer (AAL)
Berinteraksi dengan lapisan yang lebih tinggi untukmendapatkan informasi pengguna yang dapat
dimasukkan/diekstrak kedari byte payload 48.
2. Lapisan ATM
Menambahkan/menghapus header 5 byte ke payload dan multiplexes semua sel dari berbagai
koneksi ke sungai sel tunggal untuklapisan fisik. Ini juga menerjemahkan arah untuk sel untuk
memungkinkan mereka beralih melalui hubungan virtual.c
3. Lapisan fisi
Mengubah sek ke format listrik atau optik yang sesuai,sambil mengontrol pengiriman dan
penerimaan bit pada medium fisik.Hal ini juga melacak batas-batas sel ATM dan paket ke jenis
frameyang sesuai dengan media fisik.Lapisan fisik lebih jauh dibagi lagi menjadi Transmisi
Konvergensi dan Fisiksub-lapisan menengah
ATM layer melakukan fungsi-fungsi utama sebagai berikut:
1. Cell multiplexing/demultiplexing, pada arah kirim cell-cell dari VP (Virtual Path) dan
VC (Virtual Channel) individual akan dimultiplexing menghasilkan suatu cell stream.
Pada sisi terima fungsi cell demultiplexing akan memisahkan cell stream yang diterima
menjadi cell flow individual ke VP dan VC terkait.
2. Translasi VPI dan VCI. Translasi VPI (VP Identifier) dan VCI dilakukan di ATM
switching node. Didalam VP node nilai dari VPI field dari setiap incoming cell akan
ditranslasikan ke nilai VPI yang baru untuk outgoing cell. Pada VC switch baik nilai VPI
maupun VCI akan ditranslasikan ke nilai VPI dan VCI yang baru.
3. Pembangkitan / pemisahan cell header, fungsi ini diterapkan pada titik-titik terminasi dari
ATM layer. Pada arah kirim, pada field informasi yang telah diterima ditambahkan ATM
cell header (kecuali field HEC) dan nilai VPI serta VCI dari cell header dapat diperoleh
dengan melakukan translasi dari SAP (Service Access Point) identifier. Pada arah terima,
fungsi pemisahan cell header akan memisahkan cell header, dan hanya filed informasi
saja yang diteruskan.
4. Generic Flow Control (GFC). Fungsi GFC hanya digunakan pada ATM UNI (User
Network Interface) saja. GFC digunakan untuk mendukung kontrol dari ATM traffic flow
dalam satu customer network dan dapat digunakan untuk mengurangi kondisi-kondisi
overload pada UNI. Informasi GFC ditumpangkan dalam assigned cell dan unassigned
cell.
ATM Adaption Layer:

9. AAL terbagi dari 5 tipe yaitu :
1. AAL type 1:
Fungsi-fungsi yang dilakukan oleh AAL tipe 1 untuk AAL user adalah sebagai berikut:
ü Transfer service data unit (SDU) dengan bit rate konstan
ü Transfer service informasi timing antara sumber dan tujuan
ü Tranfer informasi struktur data
ü Indikasi informasi yang hilang atau mengalami error yang tidak dapat diperbaiki oleh AAL
sendiri ke layer yang lebih tinggi.
2. AAL type 2:
pada tipe ini sumber membangkitkan suatu bit rate yang variabel akan memungkinkan cell-cell
yang membawa informasi tersebut tidak terisi penuh dan tingkat pengisian field informasi cell
berubah-ubah, untuk itu diperlukan fungsi yang lebih banyak dalam sub-layer SAR.
3. AAL type 3/4:
Pada AAL3/4 didefenisikan dua mode service yaitu :
ü Message mode, dapat digunakan untuk aplikasi framed data transfer(misalnya frame HDLC).
Pada message mode satu AAL-SDU dikirimkan dalam satu atau lebih CS-PDU, yang menyusun
satu atau lebih SAR_PDU.
ü Streaming mode, disediakan untuk transfer data kecepatan rendah dengan persyaratan delay
yang rendah.
4. AAL type 5:
Tujuan dari AAL5 adalah untuk memberikan service dengan overhead yang lebih kecil dan
deteksi error yang lebih baik dibawah CPCS layer.Pada layer CPCS, service yang diberikan
AAL 5 harus identik dengan service yang disediakan AAL3/4 kecuali fungsi multiplexing tidak
support sehingga pada AAL5 tidak ada field MID. AAL5 akan digunakan untuk aplikasi
signalling dan frame relay melalui ATM.
ATM Signaling
ü Koneksi logik ATM disebut “Virtual Channel Connection” (VVC) atau koneksi melalui
saluran maya.

10. ü Virtual Path Connection (VPC) adalah suatu logical group dari beberapa VCC yang memiliki
tujuan sama.
IP over ATM
IP over ATM pendekatan menawarkan beberapa keunggulan dibandingkan solusi Elan menarik.
Keuntungan yang paling jelas adalah kemampuannya untuk mendukung interface QoS, overhead
rendah (karena tidak memerlukan header MAC), dan kurangnya batas ukuran frame.
I. ATM DEVICES DAN THE NETWORK ENVIRONMENT
ATM adalah teknologi sel switching dan multiplexing yang menggabungkan kelebihan dari
circuit switching yang memiliki kapasitas dan delay transmisi konstan dengan packet switching
yang memiliki fleksibilitas dan efisiensi untuk lalu lintas yang berselang-seling.
1. ATM Devices
Jaringan ATM terdiri dari ATM switch dan ATM endpoint. ATM Switch bertanggung jawab
untuk transit sel melalui jaringan ATM, atau dapat didevinisikan bertugas menerima sel yang
masuk dari ATM endpoint atau switch ATM lain, kemudian membaca dan memperbarui
informasi di dalam header sel dan dengan cepat mengarahkan sel ke sebuah interface output ke
arah tujuan. ATM endpoint berisi ATM network interface adapter. Contoh dari ATM endpoint
adalah workstation, router, Digital Service Unit (DSU), LAN switch, dan Video CODEC.
Gambar 5. ATM Switch.
Gambar berikut mengilustrasikan jaringan ATM yang terdiri dari ATM switch dan ATM
endpoint.

11. Gambar 6. ATM Device dan ATM endpaints
2. ATM Network Interfaces
Jaringan ATM terdiri dari set ATM switch yang dihubungkan dengan interface Point-to-Point
ATM link. ATM Switch mendukung dua jenis interface yakni UNI (User to Network Interface)
dan NNI (Network to Network Interface). UNI menghubungkan end system (seperti host dan
router) ke ATM switch sedangkan NNI menghubungkan dua ATM switch.
Tergantung pada apakah sebuah switch terletak di tempat pelanggan atau ditempat umum dan
dioperasikan oleh perusahaan telepon, UNI dan NNI dapat dibagi lagi menjadi public dan
private. UNI private menghubungkan ATM endpoint dan ATM switch private. NNI private
menghubungkan dua switch ATM private di dalam organisasi yang sama sedangkan NNI public
menghubungkan dua ATM switch dalam organisasi publik yang sama.
Disamping itu terdapat spesifikasi tambahan yakni Broadband InterCarrier Interface (B-ICI),
dimana B-ICI dapat menghubungkan dua switch public dari penyedia layanan yang berbeda.
Gambar berikut mengilustrasikan spesifikasi inteface ATM untuk jaringan public dan private.
Gambar 7. Spesifikasi Inteface ATM
J. FORMAT HEADER SEL ATM
Terdapat dua format header sel ATM yaitu UNI atau NNI. UNI header digunakan untuk
komunikasi antara endpoint dengan ATM switch dalam jaringan Private ATM. NNI header yang

12. digunakan untuk komunikasi antar ATM switch. Gambar berikut mengilustrasikan format dasar
sel ATM, format header sel UNI, dan format header sel NNI.
Gambar 8. Format Dasar Sel ATM
ATM Cell Header Fields
Berikut adalah deskripsi dari beberapa field yang terdapat pada header sel ATM baik NNI
maupun UNI:
1. Generic Flow Control (GFC)
Menyediakan fungsi lokal, seperti mengidentifikasi multiple stations yang menggunakan satu
interface ATM. Field ini biasanya tidak digunakan dan diatur ke nilai default-nya 0 (biner 0000).
2. Virtual Path Identifier (VPI)
Berhubungan dengan VCI dan berfungsi mengidentifikasi path tujuan berikutnya dari sebuah sel
saat melewati serangkaian switch ATM menuju host tujuan.
3. Virtual Channel Identifier (VCI)
Berhubungan dengan VCI dan berfungsi mengidentifikasi path tujuan berikutnya dari sebuah sel
saat melewati serangkaian switch ATM menuju host tujuan.
4. Payload Type (PT)
Bit pertama menunjukkan apakah dalam sebuah sel berisi data pengguna atau kontrol data. Jika
sel berisi data pengguna, bit diatur ke 0. Jika kontrol berisi data, di set ke 1. Bit kedua
menunjukkan kongesti (0 = tidak ada kemacetan, 1 = kemacetan). Bit ketiga menunjukkan
apakah sel tersebut merupakan sel terakhir pada sebuah rangkaian sel.

13. 5. Cell Loss Priority (CLP)
Menunjukkan apakah sel harus dibuang jika menemukan kemacetan yang ekstrem ketika
bergerak melalui jaringan. Jika CLP bit sama dengan 1, sel harus dibuang dan sebaliknya
6. Header Error Control (HEC)
Menghitung checksum pada 4 byte pertama dari header. HEC dapat mengoreksi kesalahan bit
tunggal dalam byte, dengan demikian dapat mempertahankan sel daripada membuangnya.