IMPLEMENTASI CMTS PADA KOMUNIKASI DATA Oleh : Sulistiyono NPM : 2011 4350 1849 Program Study Teknik Informatika UNIVERSITAS INDRAPRASTA e-mail: listiy69@gmail.com ducaris69@yahoo.com ABSTRAK Cable Modem Termination System atau CMTS adalah sistem data switching dirancang khusus untuk rute data dari pengguna kabel modem lebih banyak multiplexing antarmuka jaringan. Demikian juga, CMTS menerima data dari internet dan menyediakan data switching diperlukan untuk rute data pada kabel modem pengguna. Data dari jaringan ke grup pengguna dikirim ke QAM 64/256 (Quadature Amplitudo Multiplexy) modulator. CMTS adalah elemen baru yang penting untuk mendukung penggabungan service komunikasi data pada saluran hulu (upstream) dan salura hilir (downstream) melalui jaringan kabel data. Jumlah saluran hulu dan hilir pada CMTS dapat direkayasa berdasarkan melayani area, jumlah pengguna, tingkatan data yang ditawarkan untuk setiap pengguna dan Spektrum yang tersedia. 1. Pendahuluan Cable modem adalah suatu perangkat yang memungkinkan akses berkecepatan tinggi ke internet melalui suatu jaringan CATV (Community Antenna Television or Cable TV System). Cable modem biasanya mempunyai dua sambungan, salah satunya ke outlet di dinding dan satunya lagi ke komputer (PC). Perangkat cable modem ini, sama seperti modem-modem WAN lainnya, juga mengikuti standar telekomunikasi dari ITU (International Telecommunication Organization). Beberapa perangkat modem yang telah menggunakan standar dari ITU dikategorikan ke dalam standar V, cable modem sendiri menggunakan standar V.10 dari ITU. Adapun beberapa standar untuk modem-modem WAN dapat dilihat pada tabel berikut : Standar Tipe Modem Kecepatan (bps) V.21 Dial-Up 300 V.22 Dial-Up 1200 V.23 Dial-Up 1200 V.32 2 Kawat leased 9,6 K V.34 4 Kawat leased 33,6 K V.90 Dial-Up 33,6 K Tabel 1 : Standar Modem Sebenarnya penggunaan kata "modem" untuk alat ini bisa menyesatkan karena dapat menimbulkan bayangan terhadap modem telepon biasa. Kesamaan antara cable modem dan modem biasa adalah bahwa kedua-duanya melakukan modulasi dan demodulasi terhadap sinyal. Akan tetapi cable modem jauh lebih kompleks dibandingkan pendahulunya yaitu modem dial-up untuk telepon. Cable modem dapat berperan sebagai modem, tuner, alat untuk encryption/decryption, bridge, router, ethernet hub dan sebagainya sesuai dengan layanan-layanan yang dikehendaki pelanggan. Teknologi kabel modem merupakan teknologi untuk memenuhi pengguna yang haus akan akses internet yang cepat, layanan informasi, aplikasi bisnis dan komunikasi kabel. Sehingga memicu perusahaan-perusahaan kabel operator untuk dapat menyediakan layanan yang lebih baik. Kecepatan cable modem ini berbeda-beda. Dalam arah downstream (dari network ke komputer) kecepatan dapat mencapai 36 Mbps. Hanya sedikit komputer yang mampu untuk disambungkan dengan kecepatan yang demikian tinggi sehingga nilai yang lebih realistis adalah antara 3 - 10 Mbps. Dalam arah sebaliknya, yaitu upstream, kecepatan dapat mencapai 10 Mbps, tetapi kebanyakan produsen modem akan memilih kecepatan lebih optimal antara 200 Kbps dan 2 Mbps. Pada awal pemakaian cable modem maka setup yang asimetris akan lebih banyak digunakan dimana downstream channel memiliki alokasi bandwidth yang lebih tinggi daripada upstream. Hal ini adalah karena aplikasi-aplikasi internet yang ada saat ini cenderung bersifat asimetris. Kegiatan-kegiatan yang bersifat downstream seperti World Wide Web (http) mengirim lebih banyak data ke komputer daripada ke network. 2. Perumusan Masalah Untuk memudahkan pemahaman terhadap permasalahan yang akan dibahas dan agar lebih terfokus, maka perumusan masalah ditekankan pada Implementasi CMTS untuk mendukung penggabungan layanan data komunikasi upstream dan downstream pada jaringan kabel. Perumusan masalah adalah sebagai berikut : a. Adakah kendala teknis dalam implementasi CMTS sebagai switching sistem telekomunikasi. b. Aplikasi apa saja yang dapat dilewatkan pada teknologi CMTS. c. Prinsip Kerja Kabel Modem Kabel modem bekerja seperti layaknya modem biasa, hanya saja tidak mendemodulasi sinyal tone analog, tetapi mendemodulasi sinyal RF yang datang dan menerjemahkannya kembali ke dalam paket IP yang dapat dimengerti oleh komputer menjadi sinyal informasi digital. Akses arus internet melalui modem 28.8, 33.6 atau 56 Kbps dikenal sebagai teknologi modem "voiceband". Seperti modem voiceband, kabel modem modulasi dan demodulasi data signal. Akan tetapi, kabel modem gabungan lebih fungsional untuk jasa internet dengan kecepatan tinggi. Pada jaringan kabel, data dari jaringan ke pengguna adalah sebagai "downstream", dimana data pengguna ke jaringan adalah sebagai "upstream". Dari pandangan pengguna, kabel modem adalah 64/256 QAM FM penerima mampu mengirimkan data lebih dari 30 - 40 Mbps dalam satu kabel 6 MHz. Hal ini lebih cepat 500 kali dari dari modem 56 Kbps. Data dari penguna ke jaringan dikirim secara fleksibel dan terprogram diawasi dari "headend". Modulasi data menggunakan pemancar QPSK/16 QAM dengan tingkatan data dari 320 Kbps - 10 Mbps. Tingkatan data upstream dan downstream mungkin dapat dikonfigurasikan secara fleksibel dengan menggunakan kabel modem. Para pelanggan dapat melanjutkan ke penerima televisi kabel ketika penerima data pada kabel modem diantar ke personal komputer (PC) dengan bantuan "simple one-to-two splitter". Service data yang ditawarkan oleh kabel modem mungkin dapat dibagi lebih dari 16 pengguna pada konfigurasi jaringan wilayah lokal (LAN). Kabel modem berkomunikasi dengan komputer pelanggan melalui 10 BaseT Ethernet Card. Sambungannya pada umumnya menggunakan kabel standar RJ 45, seperti yang digunakan pada Local Area Network, tetapi pelanggan terlebih dahulu harus sudah terpasang ethernet interface card untuk menggunakan modem. Karena beberapa jaringan kabel sangat baik untuk jasa siaran televisi lokal, kabel modem mungkin menggunakan jalur telepon standar atau QPSK/16 QAM modem menawarkan sistem kabel dua arah untuk mentransmisikan data upstream dari lokasi pengguna ke jaringan. Ketika jalur telepon menggunakan gabungan dengan jaringan siaran satu arah, sistem kabel data digunakan seperti sistem telephony return interface (TRI). Dalam jenis ini, satelit atau jaringan televisi tanpa kabel dapat juga digunakan sebagai jaringan data. Pada ujung-ujung kabel, data dari pengguna disaring oleh demodulasi upstream (atau telephone-return system) untuk diproses lebih lanjut oleh sistem akhir kabel modem (CMTS - Cable modem Termination System). CMTS adalah switching sistem, biasanya didesain untuk rute data dari sebagian besar pengguna kabel modem melalui jaringan multiplexed interface. CMTS menerima data dari internet dan provider untuk rute data pada pengguna kabel modem. Data dari jaringan ke grup pengguna dikirim ke modulasi 64/256 QAM. Hasilnya adalah para pengguna modulasi data lebih dari 6 MHz per channel yang mana pengalokasian spektrum untuk channel televisi kabel seperti untuk siaran TV di negara Amerika. Gambar 1 : Sistem Kabel Modem dan Transmisi Headend Kombinasi ujung-ujung kabel antara kanal data downstream dengan video, pay per-view, audio, dan program pemasangan iklan lokal yang akan diterima oleh televisi. Lalu kombinasi sinyal akan ditransmisikan jaringan distribusi kabel. Di tempat pengguna, sinyal televisi diterima oleh "set-stop- box", sementara data pengguna diterima secara terpisah oleh kotak kabel modem dan dikirimkan ke PC . 1) Alokasi Frekuensi Berdasarkan IEEE 802.14, Cable Modem beroperasi pada frekuensi 5 - 45 MHz untuk upstream (dari Cable Modem ke CMTS) dan 450 - 750 MHz untuk downstream (dari CMTS ke Cable Modem). Hubungan Cable Modem dengan CMTS tersebut dapat digambarkan sebagai berikut : Gambar 2 : Hubungan CMTS dari / ke kabel Modem Cable modem dalam pemilihan frekuensi bekerja dengan menggunakan prinsip frequency agile. Melalui frequency agile ini memungkinkan cable modem memilih frekuensi kerja untuk penerimaan maupun pengiriman frekuensi ke CMTS. Hal ini perlu dilakukan karena HFC adalah infrastruktur yang digunakan bersama-sama (share medium) ke dan dari beberapa pelanggan. Sehingga setiap Cable modem tetap harus dapat berkomunikasi dengan CMTS tanpa mengganggu cable modem lainnya, demikian juga CMTS dapat melakukan komunikasi dengan setiap cable modem yang dikehendaki tanpa mengganggu cable modem lainnya. Hal tersebut dapat dilakukan dengan mekanisme frequency agile, sehingga suatu cable modem dapat bekerja pada spektrum frekuensi yang dialokasikan. Berikut ini digambarkan spektrum frekuensi yang digunakan di HFC tersebut. 2) Arsitektur Perangkat CMTS Pada dasarnya semua jenis kabel modem adalah sama. Berikut ini arsitektur dasar dari kabel modem : Gambar 3 : Arsitektur Dasar Kabel Modem • Tuner sering disebut juga Channel Tuner atau RF Tuner: merupakan bagian yang langsung terhubung ke jaringan TV cable. Baik sinyal up Ethernetstream maupun sinyal downstream akan dilewatkan oleh tuner yang sama. Tuner dipakai untuk memilih channel yang digunakan untuk komunikasi dengan headend. Tunner harus mampu mengenai downstream data sebaik up streamnya. • Demodulator: dalam arah terima, mengubah sinyal RF menjadi sinyal digital. Biasanya terdiri dari AID converter, 64/256 QAM demodulator, MPEG frame synchronization, Reed Solomon error correction. • Burst modulator: dalam arah kirim, burst modulator melakukan enkode Reed Solomon dan mengubah sinyal digital menjadi sinyal analog RF. Modulasi yang digunakan, yaitu modulasi QPSK/QAM. • MAC: Media Access Control berada di antara hardware dan software. MAC sangat komplek dibandingkan dengan ethernet MAC, dan pada kenyataannya tidak ada MAC yang sanggup menangani semua fungsi layer MAC tanpa bantuan mikroprosesor. 22 • Interface: data yang lewat melalui MAC menuju interface kabel modem. Bisa berupa PCI, USB atau lainnya. Kabel modem yang memiliki Ethernet interface bisa saja berisi Ethernet controller atau bahkan Router kecil. • CPU: mikroprosesor secara tidak eksplisit ditunjukkan pada diagram. Untuk kabel modem eksternal dibutuhkan sebuah CPU. Hampir semua proses yang terjadi dilakukan oleh mikroprosesor. d. Analisa Implementasi Arsitektur Bridge CMTS dapat diimplementasikan ke dalam dua macam arsitektur, yaitu arsitektur bridge dan arsitektur router. CMTS, yang diimplementasikan ke dalam arsitektur bridge, dimaksudkan agar CMTS dapat mempunyai fungsi bridge atau fungsi di layer 2. Hubungan antara CMTS dengan Cable modem terjadi di layer 2, dan hubungan cable modem dengan perangkat pendukung yang di sisi headend, seperti router, DHCP server dan server-server pendukung lainnya menggunakan layer 3 (IP). Hirarki tersebut dapat digambarkan seperti ilustrasi di bawah ini. Gambar 4 : CMTS Yang Berfungsi Sebagai Bridge Seperti layaknya bridge, CMTS di sini hanya berfungsi untuk menangani komunikasi dari layer 1, yaitu physical layer sampai layer 2, yaitu data link layer. Sedangkan untuk layer 3, yaitu network layer, baik yang berupa routing protokol maupun routed protokol secara transparan akan didukung oleh CMTS, namun CMTS tidak mengolahnya dan hanya bersifat pass-through untuk komunikasi di layer 3 ini. Komunikasi di layer 3 ini hanya didukung oleh CMTS setelah proses komunikasi di layer 2 dan layer 1 terbentuk. Secara transparan proses komunikasi yang dilakukan dari CMTS yang berfungsi sebagai bridge dapat diilustrasikan seperti pada gambar di bawah ini. Gambar 5 : Hirarki Komunikasi dalam CMTS Layer 2 atau Data link layer ini menyediakan transit yang handal untuk data melalui link jaringan physical. Data link layer spesifikasi mendefinisikan jaringan dan karakteristik protokol, termasuk di dalamnya physical addressing, topologi jaringan, notifikasi error, urutan frame dan flow control Physical addressing (sebagai lawan dari network addressing) mendefinisikan bagaimana perangkat dialamati pada data link layer. Topologi jaringan terdiri dari spesifikasi-spesifikasi data link layer yang mendefinisikan bagaimana perangkat-perangkat dihubungkan physical, seperti topologi bus atau ring. Notifikasi error melakukan alert pada protokol layer di atasnya bahwa telah terjadi error transmisi, yang akan mengakibatkan urutan frame data berubah. Akhirnya, flow control menangani transmisi data sehingga perangkat penerima tidak akan menerima trafik melebihi dari kemampuan yang dapat diterimanya pada suatu saat. Sublayer Logical Link Control (LLC) dari data link layer melakukan manage komunikasi antara perangkat-perangkat pada sebuah link dari sebuah jaringan. LLC didefinisikan dalam IEEE 802.2, spesifikasi dan support baik untuk layanan-layanan connectionless dan connection oriented menggunakan protokol yang lebih tinggi. IEEE 802.2 mendefinisikan jumlah frame data link layer yang memungkinkan protokol-protokol layer yang lebih tinggi untuk bersama dalam sebuah physical data link. Media Access Control (MAC) sublayer dari data link layer melakukan manage terhadap protokol access ke physical network medium. IEEE spesifikasi MAC mendefinisikan multiple devices menjadi sesuatu yang unik pada data link layer. e. Analisa Implementasi Arsitektur Router CMTS yang diimplementasikan ke dalam arsitektur router, dimaksudkan agar CMTS dapat mempunyai fungsi router atau fungsi di layer 3. Semua hubungan terjadi di layer 3, baik hubungan antara CMTS dengan Cable modem maupun hubungan cable modem dengan perangkat pendukung yang di sisi headend, seperti DHCP server dan server-server pendukung lainnya. Seperti layaknya router, CMTS di sini dapat berfungsi untuk menangani komunikasi dari layer 1 yaitu physical, layer 2 yaitu data link layer, sampai dengan layer 3 yaitu network layer, baik yang berupa routing protokol maupun routed protokol. Secara transparan proses komunikasi yang dilakukan dari CMTS yang berfungsi sebagai router dapat diilustrasikan seperti pada gambar di bawah ini. Network layer menyediakan routing dan fungsi-fungsi yang terkait lainnya yang memungkinkan multiple data links digabungkan ke dalam sebuah internetwork. Hal ini dilakukan dengan logical addressing (pengalamatan logical ) (sebagai suatu lawan dari physical addressing) dari perangkat. Network layer mendukung layanan-layanan connection oriented dan connectionless dari protokol layer yang lebih tinggi. Network layer protokol umumnya adalah routing protocol tetapi tipe lain dari protokol juga diimplementasikan pada layer ini juga. Beberapa routing protokol yang umum mengandung : • Border Gateway Protokol (BGP), sebuah Internet inter domain routing protocol • Open Shortest Path First (OSPF), sebuah link-state, interior gateway protokol untuk jaringan TCP IP • Routing Information Protokol (RIP), adalah Internet Routing Protocol yang menggunakan perhitungan hop sebagai ukurannya. Contoh dari CMTS yang difungsikan untuk router adalah uBR 7200 Series dari Cisco Systems, yang mengkombinasikan fungsi dari CMTS (Cable Modem Termination System) dengan kegunaan router. Cisco uBR 7200 Series Universal Broadband Router memberikan layanan tunggal maupun multi service, scalable platform yang diberikan cable companies dan ISPs (Internet Service Providers), yang dapat melayani IP data maupun VoIP untuk DOCSIS atau Euro DOCSIS cable modem dan Set Top Box. Cisco uBR 7200 merupakan pendukung pelayanan komunikasi data, namun untuk mendukung VoIP diperlukan perangkat uBR yang sesuai dengan spesifikasi Docsis 1.1 yaitu Cisco UBR 7246 VXR. f. Kesimpulan 1) CMTS adalah komponen penting untuk mendukung layanan data yang terintegral baik untuk upstream maupun untuk downstream. 2) Alokasi frekuensi untuk CMTS berdasarkan IEEE 802.14 adalah 5 - 45 MHz untuk Upstream dan 450 – 750 MHz untuk downstream. g. Referensi 1) Arief Hamdani Gunawan ”Komunikasi Data Via Cable modem”, Salemba Teknika, 2004 2) Web Proforum,” Cable modem”,www.iec.org 3) Cable Television Laboratories, “Modular CMTS Interface”, www.cablemodem.com

JURNAL ABDUL MUIN RIANSYAH 2011 4350 1180

Tugas Komunikasi Data