ATM adalah
singkatan dari Asynchronous Transfer Mode (ATM) yaitu sebuah protokol
jaringan yang mentransmisikan pada kecepatan 155 Mbps atau lebih . ATM
mentarnsmisikan data kedalam satu paket dimana pada protokol yang lain
mentransfer pada besar-kecilnya paket. ATM mendukung variasi media seperti
video, CD-audio, dan gambar. 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.
Menurut de Prycker, cara kerja ATM dalam mentransfer informasi dari
satupemakai ke pemakai lainnya terbagi atas tiga tahap, yaitu; tahap
virtualconnection set-up, tahap transfer informasi, dan tahap virtual
connectionrelease. Proses pembentukan hubungan bergantung arsitektur jaringan
ATMyang digunakan.
Transfer
adalah istilah yang digunakan oleh ITU-T untuk menjelaskan suatu teknik yang
digunakan dalam suatu network telekomunikasi yang meliputi aspek-aspek yang
terkait dengan switching, multiplexing, dan transmisi. Pada ATM seluruh
informasi yang akan ditransfer akan dibagi menjadi slot-slot dengan ukuran
tetap yang disebut cell.
KARAKTERISTIK ATM
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
Standar ATM
Saat ini ada 2 badan yang menangani standarisasi ATM yaitu CCITT/ITU-T dan
ATM Forum. ITU-T lebih berkonsentrasi pada standardisasi ATM untuk public
B-ISDN network. Definisi ATM secara detail telah difinalisasi oleh ITU-T SGXVIII.
ITU-T telah menerbitkan beberapa rekomendasi yang terkait dengan ATM sebagai
berikut:
Pada tahun 1991, sejumlah vendor CPE (Customer Premises Equipment), vendor
Public Equipment, Operator Telekomunikasi, dan pemakai ATM membentuk ATM
Forum yang bertujuan untuk mempercepat pengembangan
dan implementasi produk-produk dan services
ATM di lingkungan private. ATM Forum
lebih berkonsentrasi dalam menentukan spesifikasi ATM
CPE dan ATM Private Switching yang antara lain telah berhasil menerbitkan :
- Private
User-Network Interface
: antara ATM User dengan Private
ATM Switch
- Public
User-Network Interface : antara ATM User dengan Public ATM Switch.
Selain itu, ATM Forum juga memproses
spesifikasi ATM di area operasi, signalling, NNI,
kontrol kongesti, managemen trafik, aplikasi dan Adaptation Layer yang
baru. Pada sistem telekomunikasi modern, model OSI telah digunakan untuk
menjelaskan organisasi dari seluruh fungsi-fungsi
komunikasi dengan pendekatan layer (layer
approach). Fungsi -fungsi dari layer dan hubungan layer satu dengan lainnya
dijelaskan dalam suatu Ptotocol Reference Model (PRM). ATM layer
digunakan untuk melakukan fungsi multiplexing dan
switching / routing ATM Adaptation Layer (AAL),
yang bertanggung jawab untuk melakukan adaptasi informasi service dari
layer yang lebih tinggi ke ATM stream.
Layer-layer tersebut kemudian dibagi lagi menjadi
sublayer-sublayer. Setiap sublayer melakukan sejumlah fungsi-fungsi
yang akan dijelaskan pada bagian berikut ini. Cell-cell tersebut ditempatkan
dalam sistem transmisi dengan mengacu pada metode mapping yang telah
distandardisasi. Sebagai tambahan, ATM Forum juga menambahkan FDDI (Fiber
Distributed Data Interface) sebagai option untuk user-network interface.
Melakukan suatu mekanisme yang memungkinkan receiver untuk memulihkan kembali
(recover) batas -batas cell (cell boundaries).
Membangkitkan HEC Sequence yang dilakukan pada arah kirim. HEC Sequence
disisipkan dalam salah satu field pada header ATM cell. Pada sisi terima, nilai
HEC dihitung kembali dan dibandingkan dengan nilai yang diterima, jika
memungkinkan maka error pada header akan dapat dikoreksi. Melakukan mekanisme
pada arah kirim dengan menyisipkan idle cell untuk
mengadaptasi rate dari ATM cell ke
kapasitas payload dari sistem transmisi. Pada
arah terima fungsi cell rate decoupling
akan menghilangkan seluruh idle cell yang ada sehingga hanya assigned
cell dan unassigned cell saja yang diteruskan ke ATM layer.
Kualitas Pelayanan (QoS) Jaringan ATM
Diperlukan kualitas pelayanan pada jaringan
Asynchronous Transfer Mode selanjutnya disebut
ATM karena ATM dapat digunakan untuk
menanganiberbagai macam pelayanan (multi service)
sehingga ATM merupakantransfer mode yang
direncanakan akan digunakan sebagai transfer modepada jaringan masa depan.
Jaringan ATM adalah jaringan Packet-switching karena konsep ATM miripdengan
konsep yang digunakan packet-switching yaitu transfer
informasidilakukan dalam format sel (informasi yang
akan dikirim dibagi menjadipotongan-potongan dengan ukuran tertentu) yang
sifatnya connection-oriented artinya sebelum transfer informasi dilakukan harus
dibangunhubungan terlebih dahulu atau definisikan
sebagai protokol yang berfungsisebagai interface
(baca antarmuka) untuk menghubungkan komputer
dengankomputer lainnya, membuat tiap komputer yang terintegrasi di
dalamnyadapat bercakap-cakap atau bertukar informasi
dengan kecepatan tinggi(sampai dengan 155Mbps).
Menurut De Prycker, cara kerja ATM dalam
mentransfer informasi dari satupemakai ke pemakai lainnya terbagi
atas tiga tahap, yaitu; tahap virtualconnection set-up, tahap transfer
informasi, dan tahap virtual connectionrelease. Proses pembentukan hubungan
bergantung arsitektur jaringan ATM yang digunakan.
Pada tahap virtual connection set-up dilakukan pemeriksaan
apakahresources (kapasitas saluran/bandwidth berupa virtual channel
connectionatau virtual path connection VCC/VPC)
yang
dibutuhkan tersedia, jikaresources tersedia maka dialokasikan resources
sebesaryang dibutuhkan.
Pada tahap transfer informasi dilakukan informasi berupa sel-sel dengan ukuran
yang konstan melalui hubungan logika yang telah dibangun pada tahap
sebelumnya.Setiap.sel memiliki memiliki header yang menunjukkanhubungan logika
mana yang dituju virtual channel identifier/virtual pathidentifier (VCI/VPI).
Transfer sel-sel akan melalui sejumlah switching node,pada switching node
tersebut terdapat tabel translasi
yang akanmenggantikan nilai VCI/VPI lama
menjadi nilai yang baru. Dengan prosestranslasi
ini sebenarnya telah dilakukan pula proses
routing. Apabila transfer informasi telah selesai dilakukan
maka akan dilakukan tahapvirtual connection release. Pada tahap ini
dilakukan penghilangan nilaiVCI/VPI (sehingga nilai
VCI/VPI bisa digunakan untuk transfer informasi yanglain) yang
berarti hubungan logika yang telah dibangun dan digunakan sebelumnya dapat
dibubarkan.Parameter kualitas pada pelayanan
ATM yaitu Control Call dan Transfer Informasi.
Reassembly delay adalah delay yang diperlukan untuk membentuk data aplikasi
dari sel-sel ATM pada node tujuan.
- Sejak
diperkenalkannya X.25 sebagai teknologi packet switching yang pertama,
telah terjadi banyak evolusi pada konsep
sistem untuk jaringan yang berbasis
packet switching.
- Alasan
yang mendasari perubahan konsep tersbut adalah kebutuhan fleksibilitas
yang lebih tinggi, kebutuhan untuk mengirimkan layanan selain data
(terutama high bit rate service) dan kemajuan teknologi yang memungkinkan
pengembangan sistem yang lebih cepat, berkualitas tinggi serta lebih rumit
tetapi dengan biaya yang lebih murah.
- Ide
dasar dari perubahan konsep tersebut di atas adalah adanya fakta beberapa
fungsi yang tidak perlu dilakukan berulangkali di dalam jaringan bila
suatu layanan masih dapat dijamin walaupun fungsi-fungsi
tersebut hanya diimplementasikan pada
boundary-of-network.
- Ide
dasar ini dapat diterapkan pada dua fungsi yang ditawarkan jaringan yaitu
: information (semantic) transparency, dan time transparency Information
(semantic) transparency.
- Information
transparency adalah fungsi yang menjamin pengiriman bit-bit data agar
sampai dengan benar di penerima Time transparency
Dengan demikian, rangkuman dari pengertian prinsip kerja Frame Relay adalah;
- Aliran data
pada dasarnya pengarahannya berbasis pada header yang memuat DLCI,
yang mendeskripsikan tujuan frame-nya. Jika
jaringan mempunyai masalah dalam menangani sebuah frame, baik
yang disebabkan oleh kesalahan jaringan atau kemacetan secara praktis ia
akan membuang frame tersebut.
- Frame Relay
membutuhkan jaringan dengan laju kesalahan yang rendah (low error
rate) untuk mencapai kinerja yang baik. Jaringannya
tidak mempunyai kemampuan untuk mengoreksi kesalahan, maka Frame Relay
tergantung pada protokol-protokol pada lapisan yang
lebih tinggi di dalam piranti-piranti
pengguna yang memiliki kecerdasan untuk
memulihkannya dengan mentransmisikan ulang frame-frame yang hilang.
- Pemulihan
kesalahan oleh protokol-protokol lapisan yang lebih tinggi, walaupun itu
otomatis dan andal, adalah tidak ekonomis dipandang dari sudut penundaan
pemrosesan dan lebarpita. Maka mau
tidak mau jaringannya harus meminimumkan terjadinya
pembuangan frame.
Keuntungan ATM
Keuntungan ATM adalah bandwidth yang lebih tinggi dan statistical multiplexing
dari paket-paket kecil dengan bandwidth terjamin dan latency dan jitter
minimal. Tidak seperti ISDN, range bandwidth
pada ATM cukup untuk seluruh aplikasi telemedicine, termasuk MPEG-2
video stream. Transfer citra yang besar
yaitu 250 Mb akan memerlukan 1,6 detik pada
kecepatan 155 Mbps tanpa kompresi dan
mengabaikan network overhead. Dengan kompresi 20:1
dan mengabaikan waktu kompresi dan dekompresi
citra, transfer ini akan memerlukan waktu 0,08 detik pada kecepatan 155 Mbps.
Sebagai tambahan, karena ATM connection yang memakai physical link secara
bersama (sharing) secara logika terpisah, ekses trafik dari satu connection
tidak akan mempengaruhi connection lain termasuk connection dengan sumber dan
tujuan yang sama.
ATM juga menawarkan “bandwidth on demand” yang memungkinkan sebuah
connection mengirimkan bandwidth yang lebih lebar hanya jika diperlukan.
Kerugian menggunakan ATM untuk telemedicine adalah biaya yang tinggi dan sulit
didapatkannya peralatan ATM dan saluran telekomunikasi yang diperlukan
khususnya untuk rural area. Kedua hal ini mulai dapat diatasi dengan
meningkatnya jumlah peralatan ATM dan saluran transmisi yang diharapkan
meningkat kualitasnya di masa depan. Biaya juga diharapkan menurun dengan
meningkatnya pasar ATM. Persyaratan networking untuk telemedicine bergantung
pada aplikasi yang digunakan. Dalam sebagian besar kasus, telemedicine tidak
terbatas pada teleconferencing. ISDN dapat digunakan pada low-end application,
tetapi BRI ISDN tidak mendukung kebutuhan bandwidth untuk aplikasi telemedicine
yang luas yang memerlukan multimedia bitstream yang simultan khususnya
diagnostic-quality, full motion video. Banyak aplikasi telemedicine yang
memerlukan bandwidth yang lebih besar dan kualitas yang terjamin, hal ini
dipenuhi oleh ATM.
TEKNOLOGI ATM
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 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.
- 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 berikut mengilustrasikan jaringan ATM
yang terdiri dari ATM switch dan ATM endpoint.
- 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.