Optimasi LAN (Local Area Network) dengan Teknologi FDDI (Fiber Distributed-Data Interface)

Jaringan Komputer adalah himpunan “interkoneksi” antara dua hardware atau lebih (baik personal computer(PC), laptop, printer dan peralatan lainnya) sehingga menjadi satu kesatuan dan membentuk suatu sistem tertentu yang terhubung oleh media transmisi baik berupa kabel (wireline) maupun tanpa kabel (wireless).

Local Area Network biasa disingkat LAN, adalah jaringan komputer yang jaringannya hanya mencakup wilayah kecil, seperti jaringan komputer kampus, gedung, kantor, dalam rumah(pribadi), sekolah atau yang lebih kecil. LAN sering digunakan untuk menghubungkan komputer-komputer pribadi dan workstation dalam kantor atau perusahaan untuk pemakaian bersama dan saling bertukar informasi. Dengan adanya sistem LAN ini maka beberapa PC yang tadinya bekerja sendiri-sendiri, pada akhirnya dapat bekerja sama dalam batas-batas tertentu, bahkan juga dengan sistem komputer yang lebih besar. Kerjasama yang dapat dilakukan juga semakin berkembang dari hanya pertukaran data sampai saling memakai peralatan yang dihubungkan dengan salah satu sistem komputer.

Gambar 1. Ilustrasi LAN (sumber : http://www.mysecurecyberspace.com)

Sesuai dengan namanya, LAN hanya bisa menjangkau daerah yang areanya terbatas (local), seperti misalnya dalam satu gedung, satu departemen ataupun satu kampus (saat ini pengertian terbatas diartikan tidak lebih dari 20 km). Dikarenakan jaraknya jangkauannya sempit, maka kecepatan transmisi data menjadi sangat tinggi. Karena tuntutan kebututuhan aktivitas dalam komunikasi data menggunakan LAN saat ini, diperlukan suatu jaringan yang memiliki kinerja yang tinggi, kecepatan akses yang tinggi, jarak jangkauan luas, dan kehandalan yang tinggi. Untuk itu dikembangkanlah beberapa teknologi jaringan untuk meningkatkan kinerja LAN menjadi lebih tinggi salah satunya FDDI (Fiber Distributed-Data Interface).

---

– PENGERTIAN FDDI (Fiber Distributed-Data Interface)

FDDI (Fiber Distributed-Data Interface) adalah standar komunikasi data menggunakan fiber optic pada Local Area Network (LAN) yang menghubungkan antara dua atau lebih jaringan dan mendukung transmisi data antar jaringan untuk jarak jauh. Metode akses yang digunakan FDDI seperti model token namun memiliki dua arah yang berlawanan (disebut counter-rotating). FDDI menggunakan dua buah topologi secara fisik (dual ring). Proses transmisinya biasanya menggunakan satu buah ring (Primary Ring), namun jika ada masalah, maka sistem akan secara otomatis menggunakan ring kedua (Secondary Ring). FDDI kebanyakan digunakan sebagai teknologi backbone kecepatan tinggi oleh karena dukungannya untuk penyediaan bandwidth yang lebih besar daripada kabel tembaga biasa.

Gambar 2. Arsitektur Sederhana FDDI (source : http://www.mcmcse.com)

Gambar 3. Tampilan Konfigurasi MAC Address dari Sebuah Stasiun FDDI Board dan Nama dari Interface FDDI

Standards FDDI dikembangkan oleh American National Standards Institute (ANSI) X3T9.5 pada pertengahan tahun 1980-an, dan diadopsi oleh International Organization for Standardization (ISO).

---

– MEDIA TRANSMISI PADA FDDI (Fiber Distributed-Data Interface)

Gambar 4. Serat Optik

FDDI menggunakan serat optik sebagai media transmisi utamanya, yang mana serat optik merupakan salah satu media transmisi yang digunakan untuk mentransmisikan sinyal yang memiliki frekuensi sangat tinggi (besaran THz), atau panjang gelombang yang sangat kecil (ukuran μm) dan juga mempunyai kelebihan bisa mengirimkan sinyal dengan kecepatan kirim yang tinggi (higher date rate) dikarenakan lebar pita (bandwidth) di tempat cukup lebar. Hebatnya lagi serat optik memiliki konstanta peredaman yang rendah, jauh lebih rendah dibandingkan media transmisi lain sehingga dapat menghubungkan kota-kota yang berjauhan[2].

FDDI mendefinisikan dua tipe kabel serat yang dapat digunakan, yaitu Single-Mode dan Multi-Mode. Kabel serat single-mode memungkinkan hanya satu mode cahaya untuk penghantaran melalui serat sedangkan kabel serat multimode memungkinkan beberapa mode cahaya yang dirambatkan melalui kabel serat. Sebuah mode adalah sebuah cahaya yang masuk dalam fiber pada sudut pantulan tertentu. Gambar di bawah ini menunjukkan single-mode fiber menggunakan sebuah sumber cahaya laser dan multimode fiber menggunakan sumber cahya LED.

Gambar 5. Perbedaan Single-Mode dan Multi-Mode pada Serat Optik

Perbandingan antara Single Mode dan Multimode Fiber yaitu Serat Single-mode menyediakan kapasitas lepar pita transmisi yang lebih besar dan rentang panjang kabel serat yang lebih jauh daripada multimode fiber. Hal ini disebabkan oleh adanya beberapa mode perambatan cahaya pada kabel serat yang dapat menghantarkan pada jarak yang berbeda-beda. (tergantung pada besarnya sudut pantulan). Dengan adanya kondisi tersebut menyebabkan setiap cahaya datang di tujuan pada waktu yang berbeda. (Keadaan ini disebut dengan modal dispersion.) Kabel serat single-mode seringkali digunakan untuk menghubungkan antar gedung, sedangkan kabel serat multimode sering kali digunakan untuk menghubungkan ruang atau lantai dalam satu gedung. Kabel serat multimode menggunakan Light-Emitting Diodes (LEDs) sebagai alat untuk menghasilkan cahaya, sedangkan single-mode secara umum menggunakan sinar laser.

---

– SPESIFIKASI FDDI

Standar spesifikasi FDDI didefinisikan dalam 4 spesifikasi, yaitu:

1. Media Access Control (MAC) mendefinisikan bagaimana suatu media transmisi diakses, termasuk definisi format frame, penanganan token, pengalamatan, algoritma perhitungan cyclic redundancy check (CRC), dan mekanisme error recovery.
2. Physical Layer Protocol (PHY) mendefinisikan prosedur encoding / decoding data, kebutuhan clock, framing dan fungsi lainnya.
3. Physical Medium Dependent (PMD) karakteristik media transmisi, termasuk sambungan serat kaca, besarnya daya yang diperlukan, bit error rates, komponen optik, dan konektor yang dibutuhkan.
4. Station Management (SMT) mendefinisikan konfigurasi stasiun FDDI, konfigurasi ring, dan kontrol terhadap ring, termasuk penambahan dan pengurangan stasiun baru, inisialisasi, perlindungan terhadap kegagalan dan recovery, penjadwalan, dan koleksi data statistik tentang jaringan FDDI.
   

FDDI menyerupai dengan IEEE 802.3 Ethernet dan IEEE 802.5 Token Ring dalam hubungannya dengan model OSI. Tujuan utamanya adalah untuk menyediakan konektivitas antara lapisan OSI atas protokol umum dan media yang digunakan untuk menghubungkan antar perangkat jaringan.

Gambar 6. Standar Spesisifikasi FDDI dan Hubungannya dengan Model Referensi OSI

Gambar di atas menggambarkan hubungan ke-empat spesifikasi FDDI satu sama lain dan hubungannya terhadap sub layer IEEE-defined Logical Link Control (LLC). Sub layer LLC adalah komponen dari Layer 2, lapisan MAC, dari model referensi OSI.

---

– JENIS-JENIS PERANGKAT FDDI

Berikut ini peralatan/perlengkapan FDDI berdasarkan jenisnya, yaitu:

1. Station
   Standar FDDI mendefinisikan dua jenis station yaitu:
   1. Single-Attachment Station (SAS)
      Single-Attachment Station (SAS) adalah sebuah station yang dipasangkan hanya ke salah satu ring FDDI melalui sebuah concentrator. Sebuah Single-Attachment Station (SAS) memiliki sebuah port single slave (S) yang menempel ke ring melalui sebuah port master (M) pada concentrator. Concentrator menyalurkan sinyal dari ring yang berfungsi pada setiap SAS terhubung ke konsentrator itu.
      
      Gambar 7. Fiber Single Attach Station Model 8800-FSS (sumber : http://www.acttechnico.com)
   2. Dual-Attachment Station (DAS) (SAS)
      Dual-Attachment Station (DAS) adalah Setiap FDDI DAS memiliki 2 port, ditentukan dengan A dan B. Port-port tersebut menghubungkan DAS ke dual ring FDDI. Oleh karena itu, setiap port menyediakan sebuah koneksi untuk kedua ring, baik primer maupun sekunder. DAS dapat digambarkan sebagai berikut.
      
      Gambar 8. Koneksi Port DAS dengan Primary Ring dan Secondary Ring
      Ketika terhubung ke dual ring, masing-masing port terhubung ke kedua primary ring dan secondary ring (seperti yang ditunjukkan pada Gambar di atas). Hubungan ganda dikenal dalam jargon FDDI sebagai b”connecting to the dual ring”. Stasiun-stasiun SMT menjamin bahwa stasiun dapat terus mengirim dan menerima data bahkan ketika cincin primer mengalami “break”. (“break” di atas ring ini terjadi ketika sinyal tidak dapat membuat perjalanan dengan lengkap di sekitar ring yang dapat disebabkan oleh sebuah stasiun gagal atau kabel yang rusak.)
      Ketika terhubung ke concentrator, dua port masing-masing dapat terhubung ke salah satu port M concentrator ini. Sebuah stasiun DAS dapat berperilaku sebagai stasiun melampirkan tunggal (SAS) jika dikonfigurasi untuk melakukannya, dalam hal ini hanya salah satu port yang terhubung ke concentrator dan port lainnya tidak digunakan.
      
      Gambar 9. Fiber Dual Attach Station Model 8800-FSS (sumber : http://www.acttechnico.com)
2. Concetrator
   Sebuah konsentrator memungkinkan banyak perangkat single-attachment FDDI untuk mendapatkan koneksi mereka ke ring FDDI melalui satu perangkat concentrator. Concentrator memiliki satu atau lebih port Master (M), yang masing-masing menerima koneksi dari satu perangkat single-attachment.
   Standar FDDI mendefinisikan dua jenis concentrator yaitu:
   1. Single-Attached Concentrator (SAC)
      single-attached concentrator (SAC) adalah concentrator yang menempel ke ring FDDI melalui konsentrator lain.
   2. Dual-Attached Concentrator (DAC)
      Dual-attached concentrator (DAC) adalah Concentrator terpasang langsung pada dua ring baik dengan primary ring maupun secondary ring, dan menyakinkan bahwa kegagalan atau listrik mati pada sembarang SAS tidak menjadikan ring mati. Hal ini akan sangat bermanfaat ketika peralatan yang dipasang adalah peralatan yang sering dimatikan atau dihidupkan, contohnya adalah PC. Gambar berikut menunjukkan terpasangnya SAS, DAS dan concentrator pada ring FDDI.
      
      Gambar 10. Ilustrasi Penggunaan Concentrator pada Ring FDDI
3. Optical Bypass Switch (OBS)
   Optical bypass switch (OBS) adalah perangkat opsional yang dapat dilampirkan antara sebuah dual ring dan sebuah DAS atau DAC. optical bypass switch memungkinkan sebuah perangkat dual-attachment untuk menjadi dis-fungsional tanpa membungkus ring.
   
   Gambar 11. Optical Bypass Switch Product dari Luxlink (sumber : http://www.luxlink.com)

---

– TOLERANSI KEGAGALAN FDDI

Pada teknologi FDDI menyediakan beberapa mekanisme untuk mendukung toleransi kegagalan pada jaringan FDDI antara lain :

1. Dual Ring
   Dual Ring adalah konfigurasi utama untuk toleransi kegagalan untuk semua jaringan FDDI. Dual ring adalah kemampuan utama dari FDDI untuk menangani kegagalan pada jaringannya. Jika sebuah stasiun pada dual ring gagal atau mati, atau kabel rusak, konfigurasi dual ring secara otomatis melakukan “wrapped” (kembali ke dirinya sendiri) menjadi satu ring. Ketika ring di “wrapped”, topology dual-ring menjadi topology single-ring. Data terus ditransmisikan pada ring FDDI tanpa dampak kinerja selama kondisi “wrapped”.
   – Ring Recovery after a Station Failure
   Ketika sebuah stasiun mengalami kegagalan, perlengkapan yang berada di kedua sisinya akan di “wrap” membentuk ring tunggal. Operasi jaringan akan dilanjutkan kembali untuk stasiun yang masih terhubung pada ring.
   
   Gambar 12. Sebuah Ring Memperbaiki dari Station yang Gagal dengan Cara “Wrapping”
   – Ring Recovery after a Cable Failure
   Ketika kabel mengalami kegagalan, peralatan yang berada di kedua ujungya akan melakukan “wrap”. Dan kemudian jaringan beroperasi kembali.
   
   Gambar 13. Sebuah Ring juga Melakukan Wrapping untuk Menahan Kegagalan pada Sebuah Kabel
   – Recovery after Multiple Faults
   Ketika dua atau lebih kegagalan terjadi, ring FDDI dibagi (ter-fragmentasi) menjadi dua atau lebih ring(atau dinamakan fragment) yang independen yang tentu saja tidak memungkinkan satu fragment dengan fragment lainnya saling terinterkoneksi seperti gambar berikut.
   
   Gambar 14. Proses Fragmentasi Ring FDDI
   Tool manajemen FDDI seperti smtstat dan smtring (atau produk grafis, FDDI Visualyzer) dapat digunakan untuk mengidentifikasi masalah dengan ring tersebut.
   – Optical Bypass Switch
   Optical Bypass Switch dapat memberikan service dual-ring dapat ber-operasi terus menerus jika perangkat pada dual ring gagal. Hal ini sangatlah baik digunakan untuk mencegah segmentasi pada ring dan untuk menghilangkan kegagalan ring akibat station gagal. Optical Bypass Switch melakukan fungsi ini menggunakan cermin optik yang melewati cahaya dari ring langsung ke perangkat DAS selama operasi normal. Jika kegagalan perangkat DAS terjadi (seperti aliran listrik), Optical Bypass Switch akan melewati cahaya melalui dirinya sendiri dengan menggunakan cermin internal dan dengan demikian akan menjaga integritas ring tersebut. Manfaat dari kemampuan ini adalah bahwa ring tersebut tidak akan memasuki suatu kondisi wrapped dalam kasus kegagalan perangkat.
   Gambar di bawah menunjukkan fungsi dari Optical Bypass Switch di jaringan FDDI. Ketika menggunakan OB (Optical Bypass), Anda akan melihat sebuah penyimpangan yang luar biasa dari jaringan Anda sebagai paket yang dikirim melalui unit OB (Gambar Sebelah Kanan).
   
   Gambar 15. Optical Bypass Switch Menggunakan Mirror Internal untuk Menjaga Jaringan
2. Dual Homing
   Dual homing menyediakan sebuah konfigurasi yang redundan untuk perangkat yang kritis pada jaringan FDDI. Perlengkapan penting seperti router atau mainframe dapat menggunakan teknik dua-homing yang menyediakan tambahan perlengkapan yang serupa untuk mendukung operasi yang kritis. Dalam situasi dual-homing, perlengkapan yang kritis dihubungkan ke dua konsentrator. Satu pasang sambungan konsentrator dinyatakan sebagai sambungan aktif, dan pasangan lainnya dinyatakan sebagai pasif.
   Gambar di bawah menunjukkan konfigurasi dual-homed untuk perangkat seperti file server dan router.
   
   Gambar 16. Model Dual-Homing
   Satu pasang link konsentrator dinyatakan link aktif, pasangan lainnya dinyatakan pasif. Link pasif tetap dalam mode cadangan sampai link utama (atau konsentrator yang terpasang) yang dinyatakan gagal. Ketika ini terjadi, link pasif otomatis mengaktifkan.

---

FORMAT FRAME FDDI

Format frame FDDI mirip dengan format sebuah frame token ring. Bebarapa area pada format frame FDDI meniru dari teknologi sebelumnya yaitu Token Ring namun frame FDDI lebih besar 4,500 byte dari frame Token Ring

Adapun Format Frame FDDI dapat diambarkan seperti gambar di bawah ini:

Gambar 17. Perbandingan Format Frame FDDI dan Format Frame Token Ring

Keterangan bidang pada Format Frame FDDI :

• Preamble : Memberikan urutan unik yang menyiapkan setiap stasiun untuk frame urutan kemudian.
• Start Delimiter : Menunjukkan awal sebuah frame dengan menggunakan pola sinyal yang menggunakan sisa dari frame untuk membedakannya.
• Frame Control : Menunjukkan ukuran dari bidang alamat dan apakah frame berisi data asinkron atau sinkron, di antara informasi kontrol lainnya.
• Destination address : terdiri dari unicast (tunggal), multicast (group), atau broadcast (setiap stasiun) address. Seperti Ethernet dan alamat Token Ring, panjang destination address FDDI adalah 6 byte.
• Source address : Mengidentifikasi stasiun tunggal yang dikirimkan frame. Seperti Ethernet dan alamat Token Ring, panjang source address FDDI adalah 6 byte.
• Data : berisikan informasi yang digunakan sebagai sebuah protokol lapisan atas atau control informasi.
• Frame check sequence (FCS) : Diajukan oleh stasiun sumber dengan pengecekan nilai sebuah perhitungan cyclic redundancy tergantung pada isi frame (seperti Token Ring dan Ethernet). Nilai Alamat tujuan dihitung kembali untuk menentukan apakah frame yang rusak dalam perjalanan. Jika ya maka frame akan dibuang.
• End delimiter : Berisi simbol yang unik yang menunjukkan akhir dari frame.
• Frame status : Memungkinkan stasiun sumber untuk menentukan apakah terjadi kesalahan, mengidentifikasi apakah frame diakui dan disalin oleh stasiun penerima.

---

-KESIMPULAN

• Teknologi Fiber Distributed Data Interface (FDDI) merupakan salah satu teknologi yang dapat digunakan untuk meng-optimasi jaringan Local Area Network (LAN) karena dukungan bandwidth tinggi dan jarak yang lebih besar.
• Teknologi Fiber Distributed Data Interface (FDDI) memiliki kemampuan bit rate hingga 100-Mbps token-passing karena didukung kabel serat optik sebagai media transmisi dengan spesifikasi dual-ring arsitektur LAN sebagai toleransi adanya kegagalan.

---

FIBER DISTRIBUTED INTERFACE (FDDI)

FDDI adalah interface jaringan menggunakan kabel serat optic dengan kapasitas sampai 100Mbps, FDDI kebanyakan digunakan sebagai teknologi backbone kecepatan tinggi oleh karena dukungannya untuk penyediaan bandwidth yang lebih besar daripada kabel tembaga biasa. Berbasis token passing (seperti pada token ring) dengan menggunakan arsitektur dual cincin LAN. Traffic FDDI pada dual cincin tersebut bergerak saling berlawanan arah (sering disebut juga counter rotating ring). Cincin tersebut terdiri dari cincin primer dan sekunder. Selama beroperasi, cincin primer digunakan untuk transmisi data dan cincin sekunder berada dalam keadaan ‘idle’ atau tidak bekerja. Jika cincin primer mengalami masalah, maka cincin sekunder dipergunakan untuk menggantikan cincin primer. Fungsi utama dari penggunaan dua ring ini adalah untuk mendapatkan reliabilitas yang lebih tinggi bila terjadi diskoneksi pada cincin primer.
Gambar dasar Dual Ring pada FDDI:

FDDI didefinisikan dalam 4 spesifikasi :

• Media Access Control (MAC) – Spesifikasi MAC mendefinisikan bagaimana suatu media transmisi diakses, termasuk definisi format frame, penanganan token, pengalamatan, algoritma perhitungan cyclic redundancy check (CRC), dan mekanisme error recovery.

• Physical Layer Protocol (PHY) – Spefisikasi PHY mendefinisikan prosedur enkoding/dekoding data, kebutuhan clock, framing dan fungsi lainnya.

• Physical Medium Dependent (PMD) — PMD mendefinisikan karakteristik media tarnsmisi, termasuk sambungan serat kaca, level listrik, bit error rates, komponen optik, dan konektor yang dibutuhkan.

• Station Management (SMT) — Spesifikasi SMT mendefinisikan konfigurasi stasiun FDDI, konfigurasi ring, dan kontrol terhadap ring, termasuk penambahan dan pengurangan stasiun baru, inisialisasi, perlindungan terhadap kegagaan dan recovery, penjadwalan, dan koleksi data statistik tentang jaringan FDDI.

Spesifikasi FDDI dan model OSI:

FDDI mendefinisikan spesfikasi fisik dan media-access dari model Open System Interconnection (OSI). FDDI serupa dengan IEEE 802.3 Ethernet dan IEEE 802.5 Token Ring dalam relasinya dengan model OSI.

Gambar berikut menunjukkan spesfikasi FDDI dan hubungannya dengan model OSI:

 

Gambar FDDI Frame Format: