Jaringan Komunikasi Data: Hulu ke Hilir dan Peluang Berkontribusi

Jaringan merupakan salah satu peminatan dan sekian banyak bidang keahlian di Departemen Teknik Elektro. Jaringan komunikasi data tidak hanya menjadi bahasan di Teknik Elektro, tetapi juga di Ilmu Komputer dan Teknologi Informasi, tentunya dengan penekanan yang berbeda. Tulisan ini akan mengulas sedikit mengenai jaringan komunikasi data, pemahaman bagian-bagian dan peluang kontribusi riset yang ditujukan untuk pembaca pemula. Banyak singkatan tidak dijabarkan, agar memicu keingintahuan.

Ada beberapa istilah yang dipakai selain frase jaringan komunikasi data: Jaringan telekomunikasi, Jaringan komputer, komunikasi komputer,  komunikasi data dan lain-lain. Tak ada satupun yang berhasil mewakili secara keseluruhan. Jaringan telekomunikasi cendrung membahas perangkat komunikasi, jaringan komputer sedikit ambigu dikarenakan perangkat yang terhubung tak hanya komputer, sementara kata “data” tidak representatif, karena trafik tidak hanya data, tetapi juga voice dan video. Namun demikian, kita asumsikan saja bahwa semua perangkat yang terhubung adalah berarsitektur komputer, dan data mewakili semua jenis trafik.

Jaringan Fisik

Jaringan fisik adalah seperangkat hardware, software, aturan, bentuk, serta representasi sinyal yang digunakan untuk mengirim data dari satu titik ke titik lain. Jaringan fisik mendukung penggunaan media kabel, media udara, serta media cahaya.

Pemahaman jaringan fisik dimulai dengan representasi data 0 dan 1. Baseband/line coding adalah proses pengkodean 0 dan 1, contoh, kode non-return to zero (NRZ) mengkodekan 0 ke +V dan 1 ke –V. Jika disalurkan melalui kabel tembaga, NRZ akan bertahan pada nilai bit rate tertentu, sehingga muncul penelitian yang bertujuan mencari kode lebih baik. Jika line coding mengirimkan data 0 dan 1 menggunakan beda tegangan, broadband coding menggunakan teknik modulasi. Teknik modulasi menumpangkan kode 0 dan 1 ke sinyal pembawa dengan mengubah salah satu karakteristik amplitudo, frekuensi atau fasa.

Untuk mengirimkan informasi dari sumber  yang berbeda menggunakan media yang sama, dibutuhkan teknik multiplexing. Sementara komunikasi dua arah dengan media yang sama membutuhkan teknik duplexing. Line coding, modulasi, multiplexing dan duplexing merupakan studi rutin bagi mereka yang mendalami ilmu telekomunikasi. Saat ini, penelitian telah dalam tahap modulasi adaptive, multiplexing OFDM, serta penggunaan antena MIMO.

Selain hal-hal di atas, jaringan fisik juga meliputi bentuk dan standar antar-muka kabel, level tegangan, level noise serta parameter-parameter terkait kondisi media. Jaringan fisik disebut sebagai PHY layer.

Link Komunikasi

Jika jaringan fisik terkait representasi 0 dan 1, link komunikasi terkait bagaimana pengiriman 0 dan 1 tersebut ke titik yang terhubung langsung. Misalkan, kode ASCII membantu mempresentasikan karakter dalam urutan 0 dan 1. Kemudian bagaimana memisahkan karakter satu dengan yang lain, serta berapa banyak kode 0 dan 1 dalam sekali pengiriman (satu frame). Untuk memproteksi data dari error, maka dibutuhkan kode cek kesalahan dan kode koreksi kesalahan yang disisipkan di setiap akhir frame. Jika sebahagian data hilang, dibutuhkan metode pengiriman ulang seperti ARQ.

Semua aturan pengiriman dalam link yang terhubung langsung dikemas dalam sebuah aturan yang disebut protokol medium. Beberapa contoh protokol link kabel koneksi tunggal: HDLC, PPP, dan SLIP. Sementara pemakai jamak dengan koneksi jamak menggunakan Ethernet 802.3. Pada media udara dengan user jamak terdapat 802.11, 802.16, teknologi seluler dan satelit. Sementara pada jaringan optik terdapat sistem SONET dan FDDI. Pemakaian jamak atau multi-connection membutuhkan tek

nologi multiple access, yaitu teknik akses bergantian.

Link komunikasi yang terhubung langsung dapat berbentuk Direct Cable Connection (DCC), menggunakan modem kabel, modem radio maupun modem satelit, ataupun melalui perangkat seperti hub dan switch. Terhubung langsung berarti tidak terdapat perubahan format data, baik urutan 0 dan 1 maupun representasi fisiknya. Setiap terminal membutuhkan alamat link atau alamat MAC. Link komunikasi digolongkan dalam MAC layer.

Jaringan dari jaringan

Jika sekelompok perangkat dapat berkomunikasi dengan cara terhubung langsung, maka perangkat-perangkat tersebut dikatakan berada dalam satu jaringan. Sebagai contoh, penggunakan protokol link 802.11 beberapa komputer yang terhubung secara wireless melalui sebuah access point(switch) dapat dikatakan adalah dalam satu jaringan. Untuk membatasi, menjembatani dan menghubungkan perangkat-perangkat dari jaringan berbeda dibutuhkan perangkat router.

Jika pada link komunikasi terdapat alamat link atau MAC, maka dibutuhkan model pengalamat baru di setiap jaringan, mengingat alamat MAC hanya diketahui perangkat dalam jaringan yang sama. Protokol jaringan yang populer adalah TCP/IP, sehingga pengalamatan yang umum digunakan adalah IP address. Konversi alamat MAC (Contoh dalam jaringan 802.11) dan IP addressmenggunakan protokol ARP. Saat data ditujukan ke perangkat ke jaringan lain, diperlukan protokol routing di router. Protokol routing telah menjadi objek penelitian bertahun-tahun. Pengkajian kinerja jaringan terhadap trafik yang berbeda juga menjadi objek penelitian yang menarik. Selain routing, load balancing juga merupakan issue penelitian tersendiri.

Komunikasi end to end

Terdapat dua jenis koneksi saat data dikirimkan dari satu perangkat ke perangkat lain, dengan TCP ataupun UDP. Dengan memakai TCP, untuk setiap data yang diterima harus dilakukan konfirmasi /pemberitahuan kepada pengirim bahwa data telah diterima. Sedangkan dengan UDP, data terus dikirim tanpa membutuhkan konfirmasi. Pemakaian UDP sesuai untuk tipe trafik video, sedangkan TCP untuk tipe data integral, seperti email.

Perbaikan protokol TCP dan UDP maupun pengajuan protokol baru seperti UDP-lite, RUDP, IR merupakan beberapa contoh penelitian komunikasi end to end atau yang disebut transport layer ini.

Aplikasi Jaringan

Aplikasi jaringan didesain dengan menggunakan salah satu metode pengiriman di transport layer. Aplikasi browsing internet, yang dikemas dalam protokol HTTP merupakan yang paling umum, disusul dengan aplikasi email. Keduanya sebahagian besar memakai protokol TCP. Sementara komunikasi chatting media social seperti BBM messenger menggunakan protokol UDP.

Model aplikasi dapat diterapkan dalam bentuk client server maupun peer to peer, sedangkan kepemilikan perangkat dapat berbentuk private ownership maupun menggunakan layanan Content Delivery Network.

 Mengingat resources yang terkoneksi tak terbatas, proses komputasi dapat dilakukan secara terdistribusi dengan sharing resourcing, yang metodenya berkembang dari model grid atau distributed computing ke cloud computing. Perkembangan dunia mobile communications, mobile operating systems juga memicu perkembangan content engineering.Issue penghematan energi juga memunculkan istilah baru green computing.

Aplikasi yang dipicu kebutuhan serta inovasi ini merupakan objek penelitian terbaru yang menggeser paradigma model business dan revenue. Bahagian ini disebut sebagai Application layer.

Teknik cross-layer

Terdapat kecendrungan penggunaan metode cross-layer pada dua dekade ini. Teknik cross-layer menggabungkan interaksi dua atau lebih layer komunikasi untuk meningkatkan kinerja. Seperti teknik peningkatan kualitas link komunikasi yang berubah sesuai parameter kualitas media (MAC-PHY cross-layer), teknik routing yang bergantung pada jenis link (Network-MAC cross-layer), transport layer yang berubah terhadap error link (Transport-MAC cross-layer), serta aplikasi yang mendapat perlakukan berbeda (Application-other cross-layer).

Teknik cross-layer menjadi menu terbaru dalam kontribusi penelitian di bidang jaringan. Namun demikian, meskipun jaringan TCP/IP telah mendominasi dunia, masih terbuka peluang kontribusi di setiap bahagian, maupun kontribusi yang dapat membuka opsi model jaringan baru. Hal ini dikarenakan jaringan komunikasi data saat ini masih merupakan hasil rintisan model jaringan abad 20. Mungkin abad yang akan datang akan terdapat model yang jauh lebih baik, hasil dari rintisan abad ini. Mungkin anda merupakan salah satu perintis.

Tentang Penulis

Suherman, Ph.D

Staf Pengajar Departemen Teknik Elektro, FT. USU

Bidang Keahlian Jaringan Telekomunikasi dan Komputer

Ketertarikan pada elektronika membawa Dr. Suherman, yang lahir dan besar di Tebing Tinggi melanjutkan pendidikan di Teknik Elektro USU pada tahun 1996. Putra almarhum Bapak Aman, seorang tukang becak dayung di Tebing Tinggi ini akhirnya menyelesaikan studinya pada tahun 2000.

Selama kurun waktu 2000-2003, beliau bekerja di perusahaan yang bergerak di industri elektronika dan jaringan telekomunikasi, yang memanfaatkan celah pasar, mengisi kekosongan produk di tengah gencarnya impor barang elektronika, dengan merancang dan memproduksi perangkat sendiri. Tahun 2003, beliau memutuskan bergabung sebagai staf pengajar di Politeknik Caltex Riau dan tahun 2004, menjadi staf pengajar di Departemen Teknik Elektro FT-USU.

Pada 8 Februari 2006 beliau lulus beasiswa DAAD untuk melanjutkan studi S2 di Jerman. Tepat 4 hari setelahnya, beliau juga diterima beasiswa Australia Development Scholarship (ADS). Akhirnya beliau memutuskan melanjutkan pendidikan S2 pada bidang Networked and Distributed Systems di Melbourne University dan Royal Melbourne Institute of Technology (2008-2009).

Pada kurun waktu Maret-Juni 2010, beliau mengikuti program Distant Learningin  Mobile Communication, TU-Ilmenau, dan lulus sebagai peserta Summer Academy di Ilmenau-Jerman pada Juli-Agustus 2010 melalui beasiswa DAAD. Sekembalinya dari Jerman, beliau melanjutkan pendidikan S3 di De Montfort University, UK, sejak Oktober 2010. Beliau juga pernah mengikuti program pendidikan Bioinformatics di European Bioinformatics Institute di Cambridge, Inggris pada 2011. Pada Juli 2013, beliau berhasil lulus viva PhD dan kembali mengajar di Departemen Teknik Elektro sejak Agustus 2013.

Share on Google Plus

About catatanbangriki.blogspot.com

This is a short description in the author block about the author. You edit it by entering text in the "Biographical Info" field in the user admin panel.