ASYNCHRONUS TRANSFER MODE (ATM)

ASYNCHRONUS TRANSFER MODE (ATM)

A. Pengertian Asynchronus Transfer Mode (ATM)
Asynchronous Transfer Mode (ATM) adalah protokol jaringan yang berbasis sel, yaitu paket-paket kecil yang berukuran tetap (48 byte data + 5 byte header). Protokol lain yang berbasis paket, seperti IP dan Ethernet, menggunakan satuan data paket yang berukuran tidak tetap. Kata asynchronous pada ATM berarti transfer data dilakukan secara asinkron, yaitu masing-masing pengirim dan penerima tidak harus memiliki pewaktu (clock) yang tersinkronisasi. Metode lainnya adalah transfer secara sinkron, yang disebut sebagai STM (Synchronous Transfer Mode). Dengan kata lain ATM merupakan sebuah teknologi lapisan 2, yang dapat digunakan oleh siapa saja, namun sekaligus merupakan sebuah jaringan publik sebagaimana halnya Internet, dengan sistem pengalamatan yang dikelola secara rapi, sehingga setiap perangkat di dalam jaringan dapat memiliki sebuah identitas yang unik.
Teknologi yang dipilih untuk membawa layanan B-ISDN dan Teknologi Asyncronous Transfer Mode (ATM) saat ini memasuki operasional pelayanan secara penuh dan merupakan satu teknologi yang menjadi dasar pembuatan jaringan-jaringan yang baru. ATM menyediakan teknologinya untuk membangun jaringan yang cocok bagi kebutuhan konsumen mereka, kombinasi kemampuan, pengaturan dan kapasitas untuk membawa jalur lain seperti Frame Ralay atau X.25 dan segala protokol seperti Internet Protocol (IP). Ini merupakan berita baik untuk perusahaan besar dengan hubungan fiber yang langsung tetapi kantor cabang atau kantor kecil yang tergantung pada jasa kantor telepon yang selama ini kurang beruntung.
Sekarang dengan perpaduan ATM dengan asymmetric digital subscriber loop (ADSL) menjadi standart yang diakui, perusahaan kecil mempunyai prospek terhadap akses langsung ATM dan merupakan salah satu teknologi yang memberikan pelayanan yang sangat cepat melalui jalur kabel standart. Teknologi ini dapat menghubungkan banyak pelanggan yang berada di berbagai tempat.
B. Konsep Dasar Asynchronus Transfer Mode (ATM)
ATM adalah suatu mode transfer yang berorientasi pada bentuk paket yang spesifik, dengan panjang tetap, berdasarkan system Asynchronous Time Division Multiplexing (ATDM), menggunakan format dengan ukuran tertentu yang disebut sel.
Informasi yang terdapat didalam sel ditransmisikan dalam jaringan setelah Sebelumnya ditambahkan header diawal sel yang berfungsi sebagai routing dan control sel.
ATM bersifat service independence semua service (suara, data serta gambar/citra) dapat ditransmisikan melalui ATM dengan cara penetapan beberapa tipe ATM Adaptation Layer (AAL) . AAL berfungsi mengubah format informasi yang asli kedalam format ATM sehingga dapat ditransmisikan. ATM dapat diimplementasikan di jaringan yang ada sekarang dengan tiga cara, diurut dari yang paling mudah ke yang paling sukar adalah Native ATM APIs, Classical IP dan Address Resolution Protocol dan LANE Native ATM APIs.
Classical IP dibatasi untuk jaringan yang menggunakan protocol TCP/IP. Sedangkan LANE dapat menggunakan protokol apa saja. LANE beroperasi di lapisan kedua dari OSI, yaitu lapisan link data. LANE mengizinkan aplikasi dan protokol yang ada saat ini beroperasi tanpa perubahan saat diterapkan ATM. Ini berarti perusahaan tidak perlu membuang/mengganti aplikasi dan infrastruktur jaringan yang telah ada. Sedangkan kebanyakan jaringan memiliki beberapa protokol saat mengimplementasikan ATM. Akibatnya banyak perusahaan di Amerika Serikat yang menggunakan ATM.
Pada ATM seluruh informasi yang akan ditransfer akan dibagi menjadi slot-slot dengan ukuran tetap yang disebut cell. Ukuran cell pada ATM adalah 53 octet (1 octet = 8 bits) yang terdiri dari :
 48 octet untuk filed informasi
 5 octet untuk HEADER.

ATM memiliki karakteristik umum sebagai berikut :
Pada basis link demi link tidak menggunakan proteksi error dan flow control.
Pada ATM proteksi error dapat diabaikan karena didasarkan saat ini link demi link dalam network memiliki kualitas yang sangat tinggi, sehingga memiliki BER yang sangat kecil. Dan 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 paket loss 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.
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.
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.
C. 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.
Sel-sel ATM terdiri dari :
5 byte HEADER dan 48 byte INFORMASI
UNI cell ATM terdiri dari: GFC, VPI, VCI, PT, CLP, HEC dan informasi
NNI cell ATM terdiri dari: VPI, VCI, PT, CLP, HEC dan informasi
• GFC = Generic Flow Control (4 bits) (default : 4-bit nol) digunakan untuk mengontrol aliran sel dari user-jaringan
• VPI = Virtual Path Identifier (8 bit Uni) atau (12 bits NNI) merupakan bidang routing untuk jaringan
• VCI = Virtual channel identifier (16 bits) digunakan untuk routing ke dan dari pemakai ujung
• PT = Tipe payload (3 bits) menunjukkan jenis-jenis informasi
• CLP = Cell Loss Priority (1-bit) menyediakan bimbingan kepada jaringan saat terjadi kemacetan
• Hec = Header Error Control (8-bit CRC, jumlahnya banyak = X 8 + X 2 + X + 1)
digunakan untuk mendeteksi kesalahan. Dan membetulkan kode sehingga memberikan perlindungan terhadapkesalahan dalam jaringan.
Peralatan Asynchronus Transfer Mode (ATM)
Jaringan ATM terdiridari : switch ATM dan titik ujung ATM Switch ATM bertanggung jawab untuk transit sel melalui jaringan ATM. Tugas switch ATM : menerima sel dari titik ujung ATM atau switch ATM yang lain, membaca, meng-update informasi header dari sel dan men-switch ke arah tujuan.
Tugas titik ujung ATM : sebagai adapter bagi jaringanATM. Contoh: workstation, router, LAN switch, video CODEC, Digital Service Unit (DSU).
ATM Layer
ATM layer merupakan layer diatas physical layer yang memiliki karakteristik yang independent terhadap media fisik yang digunakan. ATM layer melakukan fungsi-fungsi utama sebagai berikut :
Cell multiplexing/demultiplexing, pada arah kirim cell-cell dari VP (Virtual Path) dan VC (Virtual Channel) individual akan dimultiplexing menghasilkan suatu cell stream. Pada sisi terima fungsi cell demultiplexing akan memisahkan cell stream yang diterima menjadi cell flow individual ke VP dan VC terkait.
Translasi VPI dan VCI. Translasi VPI (VP Identifier) dan VCI dilakukan di ATM switching node. Didalam VP node nilai dari VPI field dari setiap incoming cell akan ditranslasikan ke nilai VPI yang baru untuk outgoing cell. Pada VC switch baik nilai VPI maupun VCI akan ditranslasikan ke nilai VPI dan VCI yang baru.
Pembangkitan / pemisahan cell header, fungsi ini diterapkan pada titik-titik terminasi dari ATM layer. Pada arah kirim, pada field informasi yang telah diterima dari AAL ditambahkan ATM cell header (kecuali field HEC) dan nilai VPI serta VCI dari cell header dapat diperoleh dengan melakukan translasi dari SAP (Service Access Point) identifier. Pada arah terima, fungsi pemisahan cell header akan memisahkan cell header , dan hanya filed informasi saja yang diteruskan ke AAL.
Generic Flow Control (GFC). Fungsi GFC hanya digunakan pada BISDN UNI (User Network Interface) saja. GFC digunakan untuk mendukung kontrol dari ATM traffic flow dalam satu customer network dan dapat digunakan untuk mengurangi kondisi-kondisi overload pada UNI. Informasi GFC ditumpangkan dalam assigned cell dan unassigned cell.
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 diingini.
Model referensi protokol melibatkan tiga taraf yang berbeda:
Taraf pemakai: tersedia untuk transfer informasi pemakai, bersama-sama dengan kontrol-kontrol yang terkait.
Taraf kontrol: menampilkan fungsi-fungsi kontrol panggilan dan kontrol koneksi
Taraf manajemen: menampilkan fungsi-fungsi manajemen yang berkaitan dengan sistem secara keseluruhan

ATM Adaptation Layer (AAL)
 Untuk membentuk suatu sel ATM dari aplikasi pada lapisan (layer) yang lebih tinggi digunakan ATM Adaptation Layer (AAL).
 AAL diklasifikasikan ke dalam 5 (lima) kelas, yaitu; AAL1 samapai AAL5.
 AAL1 digunakan untuk trafik CBR, AAL3/4 untuk trafik VBR dan AAL5 untuk trafik VBR.
Layanan yang dapat disediakan AAL secara umum :
o Penanganan kesalahan transmisi
o Segmentation dan reassembly, sehingga blok data yang lebih besar dapat ditempatkan dalam informasi field dari sel ATM
o Penanganan terhadap kondisi loss dan uninserted cell
o Flow control dan timing control
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.
 Control Signaling - VCC
 Dilakukan dalam koneksi yang terpisah
 Semi-permanent VCC
 Meta-signaling channel, Digunakan sebagai saluran sinyal kontrol permanen
 User to network signaling virtual channel
 Untuk control signaling
 Digunakan untuk set up VCCs untuk membawa data user
 User to user signaling virtual channel
 Didalam VPC yang belum dibangun
 Digunakan oleh dua end users tanpaintervensi jaringan untuk membangun dan membebaskan user to user VCC
Mekanisme pengiriman data
 Data (jenis apa pun) dipotong-potong menjadi sejumlah ATM cell
 Sebuah virtual channel connection (VCC) dibangun secara end-to-end dengan suatu ATM address
 ATM address digunakan untuk pembangunan koneksi di dalam proses pensinyalan, tetapi tidak dipakai setelah koneksi terbentuk
 Ketika koneksi telah dibangun, sebuah route akan terdapat di dalam jaringan.
 Route tersebut tetap selama koneksi berlangsung
 Route tersebut dapat melalui beberapa switching nodes
 UNI: user network interface
 NNI: network network interface
 Networking Configuration