Asynchronous Transfer Mode (ATM) (Kelompok 5)

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.

CARA KERJA ATM

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).

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 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.

2.1  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 diinginkan.

Model referensi protokol melibatkan tiga taraf yang berbeda:

1.      Taraf pemakai: tersedia untuk transfer informasi pemakai, bersama-sama dengan kontrol-kontrol yang terkait.

2.      Taraf kontrol: menampilkan fungsi-fungsi kontrol panggilan dan kontrol koneksi

3.      Taraf manajemen: menampilkan fungsi-fungsi manajemen yang berkaitan dengan sistem secara keseluruhan

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

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.

a.       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.

b.   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 Inter Carrier Interface (B-ICI), dimana B-ICI dapat menghubungkan dua switch public dari penyedia layanan yang berbeda.

 

Lapisan ATM:

Tumpukan Lapisan protokol ATM terdiri dari 3 lapisan:

1. Adaptasi layer (AAL)

Berinteraksi dengan lapisan yang lebih tinggi untuk mendapatkan informasi pengguna yang dapat dimasukkan/diekstrak ke dari byte payload 48.

2. lapisan ATM

Menambahkan / menghapus header 5 byte ke payload dan multiplexes semua sel dari berbagai koneksi ke sungai sel tunggal untuk lapisan fisik. Ini juga menerjemahkan arah untuk sel untuk memungkinkan mereka beralih melalui hubungan virtual.c

3. Lapisan fisik

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 frame yang sesuai dengan media fisik.Lapisan fisik lebih jauh dibagi lagi menjadi Transmisi Konvergensi dan Fisiksub-lapisan menengah

ATM Adaption Layer:

 AAL terbagi dari 5 tipe yaitu : 

·         AAL type 1:Fungsi-fungsi yang dilakukan oleh AAL tipe 1 untuk AAL user adalah sebagai berikut:

-Transfer service data unit (SDU) dengan bit rate konstan

-Transfer service informasi timing antara sumber dan tujuan

-Transfer  informasi struktur data

-Indikasi informasi yang hilang atau mengalami error yang tidak dapat diperbaiki oleh AALsendiri ke layer yang lebih tinggi.

·         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.

·         AAL type 3/4:Pada  AAL3/4  didefenisikan  dua  mode  service yaitu : 

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.

Streaming mode 

, disediakan untuk transfer data kecepatan rendah dengan persyaratan delay yang rendah.

·         AAL type 5:Tujuan dari AAL5 adalah  untuk  memberikan service dengan overhead yang lebih kecildan 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:

-Koneksi logik ATM disebut “Virtual Channel Connection” (VVC) atau koneksi

melalui saluran maya.

-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.