bab 2 landasan teori 2.1 communication, navigation...
Post on 02-Apr-2019
213 Views
Preview:
TRANSCRIPT
7
BAB 2
LANDASAN TEORI
2.1 Communication, Navigation, Surveillance System / Air Traffic Management
(CNS/ATM)
Seiring dengan pertumbuhan penumpang pesawat yang semakin pesat
sekarang ini, tentunya akan membuat pengatur lalu lintas udara harus bekerja
ekstra untuk menangani semua pesawat yang masuk atau keluar dari suatu
bandara atau yang berada di suatu wilayah informasi penerbangan (Flight
Information Region, FIR) yang dapat menimbulkan tekanan ke penyedia layanan
lalu lintas udara, wilayah udara yang semakin padat, dan sumber daya bandara
ketika mereka berjuang untuk memenuhi permintaan yang terus bertambah. Hasil
yang diperoleh adalah kepadatan yang terus bertambah dan penundaan yang
terjadi karena keterbatasan kapasitas sistem yang ada sekarang ini. Keterbatasan
yang ada saat ini juga disebabkan karena propagasi line-of-sight dari komunikasi,
navigasi, dan pemantauan sekarang ini, misalnya komunikasi high-frequency.
Keterbatasan lainnya juga dapat disebabkan oleh keterbatasan komunikasi suara
dan kurangnya sistem pertukaran data digital air-ground. Pemberian informasi
layanan lalu lintas udara saat ini juga disediakan secara inkonsisten dalam layanan
CNS dan manajemen lalu lintas udara (Air Traffic Management, ATM) karena
keterbatasan teknologi yang digunakan di belahan dunia yang berbeda. Transisi
menuju suatu sistem yang dapat digunakan secara global dan tidak bermacam-
macam diperlukan untuk menjamin konsistensi penyediaan layanan informasi lalu
lintas udara CNSATM.
8
Dengan teknologi yang ada sekarang ini, tentunya tidak cukup untuk dapat
mengatur pesawat yang melintas dalam suatu wilayah informasi penerbangan
(Flight Information Region, FIR). Agar sebuah pesawat dapat mencapai bandara
tujuannya dari bandara asalnya, diperlukan sebuah waypoint. Waypoint adalah
titik-titik navigas i yang tersebar di sepanjang rute, baik menuju bandara tujuan
maupun bandara asal. Tujuan waypoint ini untuk mengarahkan pesawat menuju
bandara tujuan. Setiap pesawat yang akan mengudara menuju bandara tujuannya
harus melewati waypoint-waypoint yang ada dalam setiap rute yang dilaluinya
untuk memastikan rute yang dilaluinya benar. Hal ini tentu membuat jarak dan
waktu tempuh yang dihabiskan pesawat untuk mencapai suatu tujuan bertambah,
karena kurangnya manajemen lalu lintas udara yang baik.
Untuk mendukung sistem penerbangan yang aman, efektif, dan efisien,
dibutuhkan sebuah sistem pemantauan pesawat yang baru dari segi Komunikasi,
Navigasi, dan Pemantauan (Communication, Navigation, and Surveillance)
dengan menggunakan teknologi satelit, yang disebut sebagai sistem CNS. Sistem
ini membawa dampak positif bagi dunia penerbangan karena CNS membantu
komunikasi antara pesawat dengan darat, optimalisasi rute penerbangan, dan
pemantauan posisi pesawat. Sehingga pada akhirnya, sistem CNS ini membentuk
dan mendukung sebuah layanan dasar dari manajemen lalu lintas udara (Air
Traffic Management) yang baru.
9
2.1.1 Komunikasi
Sistem komunikasi saat ini masih menggunakan komunikasi data suara.
Sistem ini memiliki kendala karena beberapa kru darat tidak menghubungi
pesawat yang terpisah oleh faktor geografis, misalnya bukit, gunung, dan lain-
lainnya. Dengan menggunakan teknologi satelit yang baru, komunikasi pesawat
dengan kru di darat dan sebaliknya dapat terjadi karena tidak terkendala dengan
masalah geografis. Dalam dunia penerbangan, ada dua cara komunikasi yang
dilakukan, yaitu komunikasi secara ground to ground dan air to ground.
Gambar 2.1 – Tampilan instrumen-instrumen penerbangan di kokpit pesawat.
Komunikasi ground to ground adalah komunikasi yang dilakukan antar
pengelola ruang udara di darat, di wilayah Indonesia. Ada beberapa jenis
komunikasi ground to ground, antara lain adalah Aeronautical Fixed
Telecommunication Network (AFTN), Common ICAO Data Interchange
Network (CIDIN), Aeronaitocal Telecommunication Network (ATN), dan IPv4.
10
Sedangkan, komunikasi air to ground adalah komunikasi yang dilakukan
dari pilot di pesawat dengan pengelola ruang udara di wilayah Indonesia.
Beberapa jenis komunikasi air to ground antara lain adalah Very High Frequency-
Extended Range (VHF-ER), Very High Frequency (VHF), dan Very High
Frequency Data Link (VDL), Regional and Domestic Air Route Area (RDARA),
Major World Air Route Area (MWARA). Komunikasi yang dilakukan sekarang
ini masih menggunakan komunikasi data suara pada frekuensi VHF. Dengan
jangkauan tertentu, VHF tidak dapat menjangkau seluruh wilayah tanggung jawab
udaranya. Oleh karena itu, VHF-ER berperan penting dalam melakukan
komunikasi air to ground dengan cara menambahkan jangkauan VHF yang
dipasang di suatu lokasi tertentu yang tidak terjangkau oleh gelombang VHF,
misalnya di pegunungan atau daerah dataran tinggi untuk menjangkau wilayah
udara yang sangat luas. VDL adalah komunikasi digital pada frekuensi VHF yang
digunakan pada subjaringan Aeronautical Telecommunication Network (ATN)
dengan menggunakan protokol Bit Oriented, model referensi OSI (Open System
Interconnection) untuk memenuhi kebutuhan Air Traffic Services (ATS) dan
Airline Operation Centre (AOC).
Peralatan transceiver (pemancar dan penerima) yang beroperasi
menggunakan frekuensi HF untuk komunikasi suara dari pilot di pesawat dengan
kru pengatur lalu lintas udara di darat. Wilayah pelayanan terbagi menjadi dua:
• Regional and Domestic Air Route Area (RDARA) untuk melayani
penerbangan domestik dengan menggunakan pemancar sebesar hingga
1kW.
11
• Major World Air Route Area (MWARA) untuk melayani penerbangan
internasional dengan kisaran pemancar 3 kW hingga 5 kW.
Dengan adanya sistem CNS/ATM ini, komunikasi data dapat dilakukan
secara otomatik tanpa harus berbicara secara langsung dengan kru di udara.
Gambar 2.2 – kiri: tampilan instrumen-instrumen penerbangan pada kokpit
pesawat. Kanan: tampilan informasi cuaca dan lokasi pesawat.
2.1.1.1 Aeronautical Fixed Telecommunication Network (AFTN)
Teknologi AFTN konvensional mewakili sebuah investasi yang besar
dalam peralatandan operasi. Namun demikian, AFTN konvensional hanya mampu
mendukung satu jenis aplikasi, contohnya yang dapat berkomunikasi melalui
transmisi pesan AFTN. Jenis aplikasi lainnya seperti:
• Aplikasi komputer yang interaktif (waktu respon dalam detik),
• Mode pembicaraan antara terminal (sesi hubungan antara
pengguna),
• Transmisi data faks (data biner, bukan karakter), dan
• Aplikasi file transfer (pesan yang besar dan volume data)
12
Tidak dapat didukung oleh AFTN walaupun lokasi dari aplikasi
aeronautical bertepatan dengan yang biasanya dilayani oleh stasiun AFTN.
Instalasi dan perawatan jaringan yang didedikasikan ke satu aplikasi
khusus adalah penggunaan yang tidak efektif dari sumber daya yang berharga
seperti switch, personil operasi, dan lain-lainnya.
CIDIN memungkinkan kemungkinan pertukaran data antara komputer dan
antara terminal dan komputer. Aplikasi yang termasuk dalam kategori ini adalah:
• Air Traffic Services,
• Aeronautical Information Service,
• Operational Meteorological Service dan
• Search and Rescue Service.
Secara signifikan, Implementasi CIDIN telah meningkatkan operasi Air
Navigation Services. Hal ini dimungkinkan CIDIN bahwa aplikasi yang belum
teridentifikasi akan diimplementasikan menggunakan layanan yang disediakan
CIDIN. Hingga saat ini, AFTN masih digunakan pada bandara-bandara di
Indonesia.
Arsitektur CIDIN - Referensi Model untuk Layer Protokol
Desain CIDIN mengikuti standar yang ada untuk komunikasi data dan
sesuai dengan model ISO 7 layer. Namun karena sejarah desain CIDIN, desainnya
mencakup dua layer model, contohnya layer 3 dan 4. Karena hal ini, layer 3
dibagi menjadi dua layer, yaitu layer 3 (network) dan layer 3b (CIDIN Network).
13
Pekerjaan standardisasi protokol komunikasiinternasional saat
inididasarkanpada ModelReferensi untukOpen System Interconnection. Konsep
Model Referensi tarkandung dalam Starndar ISO, ISO 7498 (dan berbagai
adendum) dan dalam rekomendasi CCITT X.200 yang sesuai.
Sebuah sistem, yang dapat berkomunikasi dengan sistem lainnya adalah
sebuah koleksi implementasi dari fungsi atau prosedur yang berbeda
(implementasi dapat terjadi dalam hardware, software, atau dalam prosedur
manual). Konsep dasar dari Model Referensi adalah untuk memisahkan fungsi
kedalam sejumlah kelompok atau layer. Model Referensi menjelaskan fungsi
komunikasi mana milik layer mana, tanpa menjelaskan prosedur komunikasi
spesifik untuk menjalankan fungsi-fungsi. Struktur ini, bagaimanapun juga
meletakkan framework atau arsitektur untuk definisi prosedur.
Set fungsi-fungsi, yang sebuah layer protokol siapkan untuk layer
diatasnya (penggunanya), disebut layer “service”. Addressing menurut Model
Referensi berlangsung antara points (“service access points”) pada interface
service. Secara umum, adalah tugas sebuah layer untuk mengambil layanan yang
disediakan ke layer tersebut oleh layer dibawah dan mengubahnya menjadi
layanan yang lebih berorientasi pada aplikasi untuk pengguna layer. Sebuah
service menurut Reference Model adalah, bagaimanapun juga hanya sebuah
konsep abstrak dan tidak ada persyaratan ketat untuk mengimplementasikan
interface service yang berhubungan dengan layer tertentu dan protokol.
Di sisi lainnya, protokol yang dijalankan antara dua bagian sebuah layer
pada sistem yang berbeda (contohnya “protokol peer-to-peer” atau protokol
14
antaradua “entitas peer”) harus mematuhi peraturan yang sama dalam
implementasi keduanya. Peraturan dinyatakan dengan cara pertukaran unit logical
data yang disebut “protocol data units”, PDU. PDU mengikuti dari prinsip dasar
model bahwa PDU dari satu layer dienkapsulasikan kedalam PDU di layer
bawahnya untuk transmisi. Hal ini menyebabkan nested structure untuk header
PDU. Ketika implementasi protokol diuji untuk kompabilitas, kepatuhan terhadap
peraturan protokol dan coding yang benar dari PDU harus diselidiki.
Dalam rangka menstrukturkan fungsi pada layer kedalam bentuk yang
lebih logical, Reference Model memungkinkan pemisahan sebuah layer menjadi
“sub-layer”. Contohnya, struktur network layer menurut ISO menunjukkan tiga
sub-layer dengan fungsi yang dijelaskan dengan baik. Prinsip yang dijelaskan
untuk layer Reference Model berlaku sejalan ke sub-layer juga. Konsep dasar
Reference Model diilustrasikan pada gambar dibawah ini.
Gambar 2.3 - Konsep yang digunakan dalam Hubungan dengan Reference Model
untuk Open System Interconnection (OSI).
15
Fungsi Layer-Layer
Application layer adalah layer tertinggi dan terdapat fungsi user yang
sistemnya dirancang untuk melakukan hal demikian. Fungsi layer lainnya adalah
turunan dari fungsi aplikasi.
• Layer presentation bertanggung jawab untuk negosiasi bentuk dimana data
aplikasi dinyatakan (sintaks data) dan memastikan bahwa aplikasi tersebut
berkomunikasi dalam “bahasa” yang sama.
• Layer session mengatur hubungan logical antar users over time
(“sessions”) bersamaan dengan sinkronisasi dan aspek dialog.
• Layer transport bertangguna jawab untuk transport data yang handal dari
end system ke end system secara independen dari sumber daya jaringan
yang digunakan.
• Layer network mengatur transmisi data melalui jaringan yang digunakan
dengan tugas-tugas terkait routing, flow control, error recovery, dan lain-
lain.
• Layer link memiliki tugas untuk mentransmisikan data di koneksi fisikal
individual dalam jaringan.
• Layer physical sebagai layer terrendah berkaitan dengan interface physical
(interchange circuits dan karakteristik kelistrikannya).
Dua jenis hubungan yang dikenal Reference Model antara user pada
beberapa layer adalah connection-oriented dan connectionless. Sebuah hubungan
connection-oriented melibatkan sebuah hubungan tetap antara partner yang
16
berhubungan dan dapat terdiri dari pembentukan koneksi, data transfer, dan fase
pemutusan. Sebuah hubungan connectionless tidak mempertahankan hubungan
tetap ini.
Dalam hal Reference Model, CIDIN menyediakan penggunanya dengan
layanan transport yang connectionless.
CIDIN tidak mempertahankan hubungan yang tetap antara penggunanya
sejak layanannya adalah connectionless. Untuk aplikasi seperti dialog interaktif,
sebuah hubungan session harus dibuat oleh pengguna (contohnya dalam sebuah
sesi protokol).
Gambar 2.4 – Struktur CIDIN User Data Field untuk Messages dalam Format
AFTN.
Berikut adalah penjelasan mengenai gambaran paket header CIDIN /
AFTN yang akan digunakan untuk komunikasi pada jalur AFTN sendiri ataupun
17
CIDIN. Pada gambar 2.5, Message segment adalah data-data dari modul
CNS/ATM yang dibuat oleh BPPT seperti
Gambar 2.5 – Struktur paket CIDIN
pada gambar 2.14 yang akan dikirimkan melalui CIDIN (Common ICAO Data
Interchange Network) yang ditempatkan pada gambar 2.4 bagian TEXT dan
ENDING. Adapun CIDIN packet header dan CIDIN transport header terletak
pada gambar 2.4 bagian Modified AFTN Heading yang mencakup MODIFIED
ADDRESS, adalah sebuah format alamat khusus untuk komunikasi dengan
AFTN, dan ORIGIN yang berisi informasi pengirim pesan, untuk pertukaran
informasi antara CIDIN dengan AFTN.
2.1.1.2 ATN (Aeronautical Telecommunication Network)
ATN adalah sebuah jaringan global yang menyediakan komunikasi
digital untuk memenuhi kebutuhan telekomunikasi yang bertambah dari
pelayanan komunikasi digital untuk memenuhi kebutuhan telekomunikasi
air to ground yang bertambah dari pelayanan komunikasi air traffic,
kontrol operasi penerbangan dan komunikasi administrasi penerbangan.
18
ATN digunakan untuk menggantikan sistem komunikasi yang lama, yaitu
AFTN (Aeronautical Fixed Telecommunication Network), yang
menyebabkan kurangnya tingkat efisiensi kru pengatur lalu lintas udara
atau pilot karena harus menggunakan format tertentu. Sedangkan dengan
menggunakan ATN ini, komunikasi air to ground dan ground to ground
akan dipermudah karena data-data informasi pesawat yang penting dapat
diberitakan secara otomatis tanpa harus melaporkan secara manual lewat
radio pesawat ke pengatur lalu lintas udara.
ATN ini akan menggunakan sistem COTS (Commercial Out of
The Shell) dimana penyedia layanan akan membebankan tarif tertentu
untuk mendapatkan layanan yang diinginkan, seperti penyediaan informasi
terkait penerbangan, dan lain-lainnya.
2.1.1.3IPv4
IPv4 adalah sebuah protokol internet yang dibuat menggunakan
model referensi OSI (Open System Interconnection) layer untuk
mengidentifikasi berbagai peralatan jaringan serta elektronik
menggunakan angka sebagai sebuah alamat dengan ukuran 32 bit. IPv4
dapat menampung hingga 4.29 miliar alamat. Namun dengan
berkembangnya internet dan teknologi komputer mengakibatkan
peningkatan penggunaan alamat IPv4, sedangkan kapasitas alamat IPv4
tidak bertambah. Untuk kedepannya, IPv4 akan digantikan oleh IPv6
untuk menampung lebih banyak pengguna internet dan peralatan
19
elektronik atau jaringan. Alamat IP terbagi menjadi public dan private.
Alamat IP public adalah alamat IP yang dapat diakses darimana saja,
sedangkan private IP adalah alamat IP yang tidak dapat diakses dari luar
jaringan. Informasi private IP adalah sebagai berikut:
Gambar 2.6 – Tabel Private IP
IPv4 memiliki 5 sub-kelas sebagai berikut:
Gambar 2.7 – Sub-kelas IPv4.
2.1.2 Navigasi
Dari segi navigasi, sistem sekarang ini masih menggunakan alat
bantu yang ada di darat, dan pesawat harus mendekati alat bantu navigasi
tersebut untuk meyakinkan bahwa rute penerbangan yang dilewatinya
benar. Hal ini menyebabkan berkurangnya tingkat optimalisasi rute
20
penerbangan dan menambah konsumsi bahan bakar avtur karena harus
mendekati alat bantu navigasi.
Dengan menggunakan sistem navigasi satelit GNSS (Global
Navigation Satellite System), salah satunya adalah GPS (Global
Positioning System), maka pesawat dapat melewati rute penerbangan yang
direncanakan dengan mulus karena tidak perlu mendekati secara langsung
alat bantu yang ada di sepanjang rute tersebut, namun dapat mendekatinya
alat bantu tersebut untuk menandakan bahwa pesawat tersebut dalam rute
yang benar, juga menghemat konsumsi bahan bakar.
2.1.2.1 Very High Frequency (VHF) Omnidirectional Radio Range (VOR)
VOR singkatan dari Very High Frequency (VHF) Omnidirectional
Radio Range, merupakan salah satu sistem navigasi yang menggunakan
gelombang radio VHF dan digunakan oleh pesawat terbang untuk
memberikan informasi navigasi pesawat. Frekuensi yang digunakan untuk
navigasi adalah mulai dari 108 MHz – 117.975 MHz.
Gambar 2.8 – Gambar VOR dan tampilan VOR pada layar.
21
Dalam prinsip dasar operasi VOR, stasiun radio memancarkan
sinyal navigasi pada frekuensi VHF yang disebut sebagai sinyal “radial”.
Setiap VOR memiliki identifier terdiri dari 3 huruf dengan frekuensi yang
telah ditetapkan untuk masing-masing VOR. Transponder di pesawat akan
memancarkan sinyal sesuai dengan frekuensi VOR yang dipilih. Setelah
diterima oleh stasiun radio VOR di darat, stasiun akan menjawab sinyal
tersebut dengan mengirimkan sinyal posisi pesawat terhadap VOR. Titik
referensi panduan pesawat adalah magnetic north pada VOR di pesawat.
Jika instrumen VOR di pesawat menunjukkan 360 radial, maka pesawat
berada di utara VOR. Apabila instrumen VOR menunjukkan 90 radial,
maka pesawat berada di sisi timur VOR. 180 radial menunjukkan posisi
pesawat berada di selatan VOR dan 270 radial menandakan pesawat
berada di sisi barat VOR. VOR digunakan untuk membantu pesawat
menuju tujuannya dalam sebuah realisasi perencanaan rute penerbangan.
2.1.2.2 Distance Measuring Equipment (DME)
DME (Distance Measuring Equipment) adalah alat navigasi udara
yang berfungsi memberikan informasi jarak kepada pesawat, jarak yang
diberikan adalah sudut miring antara pesawat dan transmiter dari DME ini,
dan bukan jarak sesungguhnya antara pesawat dan DME.
22
Gambar 2.9 – gambar DME dan tampilan DME pada layar.
DME beroperasi pada prinsip “line-of-sight”, DME melengkapi
informasi jarak dengan keakuratan tingkat tinggi. Sinyal yang dapat
diandalkan dapat diterima pada jarak hingga 199 Nautical Mile (NM) pada
ketinggian line-of-sight dengan akurasi yang lebih baik daripada 1/2 mil
atau3 persen jarak, tergantung mana yang lebih besar. Informasi jarak
yang diterima dari peralatan DME adalah jarak jangkauan miring dan
bukan jarak horizontal aktual.
Prinsip kerja DME adalah pesawat memberikan pertanyaan berupa
kode dan frekuensi yang diatur pada interogator pesawat oleh pilot ke
stasiun DME di darat. Apabila DME menerima sinyal yang sesuai dengan
frekuensi dan kode morse yang tepat, maka DME akan mengirimkan balik
balasan sinyal interogator ke pesawat. Untuk mengetahui jarak dari DME,
instrumen DME di pesawat akan menghitung perbedaan waktu antara
sinyal yang dikirim dengan sinyal yang diterima di pesawat. Jarak dari
DME tersebut dinyatakan dalam nautical miles. Misalkan, pesawat
23
menerima sinyal balasan dari pesawat dalam waktu 8 microsecond, berarti
jarak antara pesawat dan ground station adalah 8 x 6.173 = 49.384 NM
(Nautical Miles).
DME beroperasi pada frekuensi VHF sehingga pancarannya line of
sight. Ketika pesawat memilih frekuensi VOR atau ILS suatu bandara,
maka pesawat tersebut secara otomatis juga akan mendapatkan frekuensi
dari DME.
DME beroperasi dalam 252 channel dengan jangkauan frekuensi
962 sampai 1213 MHz. Channel-channel ini terdiri dari beberapa jenis
frekuensi dan pemisahan antara pasangan pulsa, yaitu pada 126
pasangfrekuensi terdapat “X” channel dan pada 126 pasangan frekuensi
lainnya terdapat “Y” channel. Lebar pulsa yang dipakai adalah 3,5
mikrodetik dengan efisiensi 0,5 mikrodetik. Pada “X” channel, jarak antar
pulsa adalah 12 mikrodetik, juga pada interogator dan pulsa jawaban. Pada
“Y” channel, jarak antara pulsa adalah 36 mikrodetik pada interogator dan
30 mikrodetik pada pulsa jawaban. Jarak antara frekuensi interogator
dengan pulsa jawaban adalah 63 MHz.
2.1.2.3 NMEA (Format Data GPS)
NMEA adalah akronim untuk National Marine Electronics
Association, yang didirikan pada tahun 1957 oleh sekelompok pedagang
elektronik. Pada tahun 1983, dengan masukan dari produsen dan
organisasi privat dan organisasi pemerintah, asosiasi mengadopsi NMEA
24
0183 sebagai format untuk melakukan interface peralatan elektronik laut.
Standar NMEA 0183 adalah aliran data dalam format ASCII, yang
ditransmisikan pada kecepatan 4800 bps, dari talker ke listener, dimana
talker adalah sebuah perangkat yang mengirim data ke perangkat lainnya
(misalnya GPS Receiver) dan listener adalah sebuah perangkat yang
menerima data dari perangkat lainnya (misalnya, komputer laptop yang
dihubungkan dengan penerima GPS).
Beberapa talker ID umum antara lain:
- GP Penerima Global Positioning System
- LC Penerima Loran-C
- OM Penerima Omega Navigation
- II Integrated Instrumentation
GPS dirancang harus memenuhi standar NMEA. Dapat digunakan
dengan port komputer serial, menggunakan protokol RS232. Namun
secara tegas standar NMEA tidak dengan RS232. Mereka
merekomendasikan kesesuaian ke EIA-422. Kecepatan interface dapat
disesuaikan pada beberapa model. Tetapi, standar NMEA adalah 4800 b/s
(bit per detik) dengan delapan bit data, tidak ada parity, dan satu stop bit.
Format data navigasi yang digunakan di seluruh dunia adalah
NMEA. Perangkat antarmuka standar NMEA 0183 menjelaskan
kebutuhan sinyal listrik, data protokol transmisi dan waktu, dan format
kalimat khusus untuk sebuah serial data bus dengan kecepatan 4800 baud.
25
Setiap bus hanya memiliki satu pembicara (talker) tetapi banyak
pendengar (listener). Standar ini dimaksudkan untuk mendukung transmisi
data serial satu arah dari pembicara tunggal ke satu atau lebih pendengar.
Data dimuat dalam bentuk ASCII (ditmbah carriage return dan line feed)
yang dapat dicetak dan dapat memasukkan informasi seperti posisi,
kecepatan, kedalaman, alokasi frekuensi, dan lain-lainnya.
Data dikirim dalam bentuk “kalimat”. Setiap kalimat diawali
dengan “$”, diikuti oleh lima huruf alamat yang terdiri atas dua huruf
talker identifier dan tiga huruf data identifier, diikuti oleh sejumlah data
field yang dipisahkan dengan tanda koma (data field delimiter), dan
diakhiri dengan cheksum (opsional), dan sebuah carriage return/line feed.
Sebuah kalimat maksimal dapat terdiri atas 82 karakter termasuk pembuka
“$” dan penutup <CR><LF>.
Jika data untuk sebuah field tidak tersedia, field tersebut
dihilangkan, tetapi tanda koma akan membatasi field tersebut masih
terkirim, dengan tanpa spasi diantaranya.
Karena beberapa field tergantung variabel, atau dapat dihilangkan
seperti dijelaskan diatas, penerima dapat menemukan data field yang
diinginkan dengan menghitung koma, daripada menghitung posisi karakter
dalam kalimat.
Field optional checksum terdiri atas sebuah “*” dan dua digit heksa
yang mewakili eksklusif OR dari antara semua karakter, tetapi tidak
26
termasuk “$” dan “*”. Beberapa kalimat NMEA membutuhkan sebuah
checksum.Format yang kami gunakan dalam skripsi ini adalah GPGSA.
$GPGSA,A,3,04,05,,09,12,,,24,,,,,2.5,1.3,2.1*39
Keterangan:
GSA : Status satelit
A : Pemilihan otomatis 2D atau 3D fix (M = manual)
3 : 3D fix – nilai yang termasuk: 1 = no fix
2 = 2D fix
3 = 3D fix
04,05… : PRN satelit yang digunakan untuk fix
2.5 : PDOP (Presisi Dilusi)
1.3 : Presisi dilusi horizontal (HDOP)
2.1 : Presisi dilusi vertika (VDOP)
*39 : checksum data, selalu dimulai dengan *
Kalimat GPGSA ini menyediakan detil tentang kebiasaan fix.
Termasuk jumlah satelit yang sedang digunakan pada solusi sekarang dan
DOP (dilution of precision). DOP adalah efek indikasi dari geometri
satelit pada akurasi fix. DOP tidak memiliki satuan dimana jika nilainya
lebih kecil maka lebih baik. Untuk 3D fix menggunakan 4 satelit dan
angka yang dianggap sempurna adalah 1.0.Bagaimanapun juga untuk
menunjukkan solusi yang lebih dalam lagi, memungkinkan untuk melihat
angka dibawah 1.0.
27
Dalam aplikasi yang kami gunakan, contoh format NMEA yang
sudah diproses adalah sebagai berikut:
Gambar 2.14 - Tampilan data yang dikirimkan dari modul CNS-ATM
Dari gambar 2.14 terdapat informasi berupa:
081313 : Waktu GPS (Realtime)
0632.1336 S : Koordinat latitude modul CNS-ATM (GPS)
10649.3798 E : Koordinat longitude modul CNS-ATM (GPS)
00 : PRN Satelit yang digunakan secara tetap
50.0 : Vertical Dilution of Precision (VDOP)
191.1 : Dilution of Precision (PDOP)
31.4 : Data sensor suhu
62.3 : Data sensor kelembaban
14 : Data sensor jarak
222 : Data warna Red
11 : Data warna Green
55 : Data warna Blue
28
Data yang diambil dari GPS termasuk geografis koordinat (bujur
dan lintang) dan ketinggian, digunakan untuk posisi penerima di
permukaan bumi.
2.1.3 Pemantauan
Dalam segi pemantauan sekarang ini, pemantauan dilakukan secara
manual, baik dengan menghubungi kru darat atau dengan melihat radar
yang ada. Pada sistem pemantauan menggunakan satelit, pesawat akan
mengtransmisikan informasi-informasi penting selain posisinya secara
otomatis melalui satelit ke sebuah unit Air Traffic Controller (ATC). Hal
ini akan membantu mengurangi beban kerja pengatur lalu lintas udara
karena data-data penting yang diperlukan sudah didapat secara otomatis
dari pesawat.
2.1.3.1 Radar
Pada saat ini terdapat beberapa perangkat surveillance yang dapat
digunakan, untuk perangkat radar:
• Primary Surveillance Radar (PSR) dan Secondary Surveillance
Radar (SSR) adalah sebuah radar yang memantau keberadaan dan
data target pesawat yang ada di sekelilingnya dalam radius
tertentu. Perbedaannya, PSR melakukan pemantauan secara pasif.
Informasi yang diberikan adalah berupa jarak dan posisi pesawat
dengan radar di darat. drjomhh sedangkan SSR melakukan
29
pemantauan secara aktif. Pada pemantauan dengan menggunakan
PSR, data yang diperoleh dari pesawat adalah data jarak dan posisi
pesawat. PSR tidak dapat menampilkan identitas pesawat tersebut,
sehingga dibutuhkan SSR untuk membantu pengenalan pesawat
yang terdeteksi di radar. SSR memberikan kelengkapan informasi
pesawat tersebut baik di udara maupun di darat. Informasi yang
diberikan oleh SSR adalah informasi jarak, posisi, kecepatan,
ketinggian, dan kode identifikasi pesawat. PSR dan SSR, yang
adalah bagian dari interrogator, akan memancarkan sebuah sinyal
dalam bentuk kode-kode pulsa. Alat penerima sinyal tersebut di
pesawat adalah transponder di pesawat tersebut. Sinyal yang
diterima akan dijawab dengan menggunakan kode pulsa.
Gambar 2.15 – Primary Surveillance Radar dan Secondary
Surveillance Radar
• Monopulse Secondary Surveillance Radar (MSSR) juga sama
seperti SSR, namun jenis kode pulsa yang digunakan untuk
berkomunikasi adalah kode pulsa mono. Dibandingkan dengan
30
SSR standar, MSSR tidak membutuhkan banyak jawaban dari
pesawat. SSR standar membutuhkan 20-30 jawaban per scan
dengan jarak keakuratan 230 m rms, sedangkan Monopulse SSR
hanya membutuhkan 4-8 jawaban per scan dengan jarak
keakuratan 13 m rms. MSSR akan menggantikan SSR pada
umumnya dan mengurangi jarak minimum pemisahan antar
pesawat yang semula 10 NM (19 Km) menjadi 5 NM (9.3 Km).
Gambar 2.16 – Radar MSSR yang dipasang diatas radar PSR
2.1.3.2 Automatic Dependent Surveillance (ADS)
Perangkat ADS pada umumnya adalah sebuah peralatan
pemantauan yang bergantung pada keakuratan sinyal Global Navigation
Satellite System (GNSS) untuk mendapatkan informasi data posisi
pesawat dan data-data pesawat lainnya yang berada dalam jangkauan
peralatan ADS tersebut, yang diberitahukan kepada pesawat-pesawat di
udara ataupun stasiun di darat yang diperlengkapi peralatan untuk
menerima kiriman data tersebut.
31
ADS terbagi dua, yaitu Automatic Dependent Surveillance
Broadcast (ADSB) dan Automatic Dependent Surveillance Contract
(ADSC). Keduanya memiliki fungsionalitas yang sama, namun memiliki
cara pengaksesan yang berbeda. ADSB adalah sebuah layanan penyedia
informasi yang gratis, sedangkan ADSC adalah informasi yang diberikan
berasal dari layanan sebuah perusahaan atau penyedia jasa informasi
secara kontrak kepada maskapai penerbangan yang membutuhkan
informasi data layanan tersebut. Di masa yang akan datang, peralatan
pemantauan di dunia yang semula menggunakan radar akan beralih untuk
menggunakan ADS (ADSC, ADSB)
Gambar 2.17 – Cara kerja ADS-B
2.1.4 Air Traffic Management (ATM)
Air Traffic Management (ATM) adalah sebuah sistem yang terdiri
dari proses, prosedur, dan sumber daya yang memiliki tujuan untuk
32
memastikan pesawat dipandu menuju tujuannya dengan aman, baik di
darat maupun di udara. Air Traffic Management terdiri dari beberapa
komponen yang membangunnya:
1. Airspace management (pengaturan wilayah udara),
2. Air traffic flow and capacity management (ATFCM, manajemen
kapasitas dan arus lalu lintas udara),
3. Air Traffic Control (ATC, pengendalian lalu lintas udara).
Airspace Management
Adalah sebuah sistem manajemen wilayah udara yang diatur oleh
badan atau instansi tertentu untuk melakukan pembagian atas wilayah
udara yang telah ditentukan. Manajemen wilayah udara yang ditentukan
adalah wilayah udara untuk penerbangan sipil dan penerbangan militer.
Manajemen wilayah udara memiliki kendali atas penentuan wilayah udara.
Airspace management juga bertugas untuk membuat desain wilayah udara,
mengkoordinasikan desain wilayah udara dan manajemennya untuk
membangun jalur udara yang aman dan efisien.
Air traffic flow and capacity management
Komponen unit ini mendukung manajemen pengaturan arus dan
kapasitas lalu lintas udara dalam suatu wilayah kendali yang berkontribusi
pada keamanan, keteraturan, dan perjalanan pesawat yang lancar dengan
memastikan kapasitas Air Traffic Controller dimanfaatkan hingga tingkat
33
maksimum. Setelah pilot membuat rencana penerbangan atas rute udara
yang akan dilaluinya, data tersebut akan dicocokkan dengan data kapasitas
rute yang akan dilalui apakah tersedia atau tidak. Rencana penerbangan ini
akan dikumpulkan ke sebuah tempat pengumpulan data, dimana rencana
penerbangan yang telah dibuat akan diproses dan dianalisa untuk
memastikan slot kapasitas rute penerbangan yang diinginkan.
Air Traffic Control
Air Traffic Control adalah sebuah unit yang bertugas untuk
menyediakan layanan pengaturan dan membantu pengarahan perjalanan
pesawat dari dan ke bandara yang berada dalam wilayah kendali sebuah
negara. Air traffic control memiliki tujuan untuk mencegah kecelakaan
pesawat di udara dengan melakukan pemantauan rute dan pesawat yang
bersimpangan dengan rute yang akan dilaluinya, mencegah kecelakaan
pesawat pada saat di darat dengan kendaraan di sekitar bandara, dan
memastikan efisiensi lalu lintas udara.
2.1.4.1 Flight Information Region (FIR)
Dalam lalu lintas udara, setiap negara diberikan kedaulatan untuk
mengelola wilayah udaranya sendiri. Masing-masing wilayah udara
memiliki sub-sub unit yang mendukung operasional lalu lintas udara. Sub-
sub unit ini ditempatkan berdasarkan wilayah udara yang telah ditetapkan.
Wilayah udara yang pada umumnya dimiliki adalahAerodrome Traffic
34
Zone (ATZ), Control Zone (CTR), Control Area (CTA) yang terdiri atas
TMA (Terminal Control Area) dan Airway (AWY), Flight Information
Region (FIR), Upper Information Region (UIR), dan Advisory Area
(ADA).
Wilayah udara ATZ adalah wilayah kendali udara yang paling
kecil dalam skala area yang dikendailkan. Wilayah udara ATZ dapat
berasal dapat menjangkau ketinggian dari darat hingga 1500 feet – 200
feet untuk menampung jaringan lalu lintas udara standar. Informasi yang
disediakan dari control towerpada wilayah udara ATZ adalahAir Traffic
Control Service(ATCS)yang menyediakan layanan pengaturan lalu lintas
udara danAerodrome Flight Information Services (AFIS)yang hanya
menyediakan informasi penerbangan berupa kondisi meteorologi, lalu
lintas udara.
Diatas ATZ kita memiliki Control Zone (CTR) yang diatur oleh
unit Approach Control (APP) dan menyediakan layanan ATCS dari darat
hingga ketinggian tertentu.CTR dapat terdiri dari satu atau lebih wilayah
udara ATZ. CTR dapat dibagi kedalam beberapa zona untuk
mempermudah pengaturan lalu lintas udara.
Selanjutnya adalah Terminal Control Area (TMA). Ekspansi
vertikal wilayah udara TMA ditentukan dari batas ketinggian tertentu
hingga flight level 195 (FL195). TMA memiliki beberapa wilayah udara
Control Zone (CTR) yang diatur oleh Area Control Center (ACC) dengan
layanan lalu lintas udara yang disediakan adalah ATCS.
35
Airways adalah wilayah udara yang memiliki lebar jalur sebesar 10 NM
(Nautical Miles) dengan batas bawah jalur yang diberikan oleh MEL
(Minimum Enroute Level), sementara batas atas adalah FL195. Layanan
pengaturan lalu lintas yang disediakan pada airway adalah ATCS. Pada
chart yang diberikan pada pilot, sebagian area pada chart ditandai dengan
segitiga yang kosong dan segitiga yang berisi. Ketika pesawat berada
dalam sebuah airways ditandai dengan segitiga yang kosong, maka pilot
tidak wajib melaporkan posisinya. Sedangkan ketika menyebrangi segitiga
yang terisi, pilot wajib melaporkan posisinya. Masing-masing segitiga ini
disebut FIX. Pada chart, diantara 2 fix, diberikan nama airway yang
berbentuk kode alphanumerik, jarak antara dua fix, minimum enroute level,
dan arah (heading). Diatas FL195, airway akan disebut rute.
Flight Information Region (FIR) adalah wilayah udara yang
membentang dibawah flight level 195. FIR dikelola oleh FIC (Flight
Information Center).Didalam FIR terdapat wilayah udara ATZ, CTR,
TMA, dan AWY. FIR adalah sebuah wilayah udara yang tidak diatur.
Dalam wilayah udara ini, layanan udara yang disediakan adalah FIS
(Flight Information Services) dan ALS (Alerting Service).
2.2 Performance Based Navigation (RNP, RNAV)
Salah satu bentuk pengembangan CNS/ATM dalam bidang navigasi
adalah PBN. Menurut ICAO, PBN diartikan sebagai navigasi area berdasarkan
kebutuhan kinerja untuk pesawat yang beroperasi sepanjang rute Air Traffic
36
System (ATS), pada sebuah prosedur pendekatan instrumen atau dalam wilayah
udara yang ditunjukkan. Kebutuhan kinerja ditunjukkan dalam spesifikasi
navigasi dalam hal keakuratan, integritas, kontinuitas, ketersediaan, dan
fungsionalitas yang dibutuhkan untuk operasi yang diusulkan dalam konteks
konsep ruang udara khusus.
Berdasarkan konteks tersebut, maka sistem navigasi yang ada sekarang ini
akan dipantau berdasarkan performanya, baik peralatan yang ada di pesawat
maupun infrastruktur navigasi yang ada. Seperti tampak pada gambar 2.18,
konsep PBN bergantung pada spesifikasi navigasi, yaitu Area Navigation
(RNAV) dan Required Navigation Performance (RNP) dan infrastruktur navaid
yang ada di rute tersebut untuk mendukung aplikasi navigasi yang ada didalam
pesawat.
Gambar 2.18 – konsep Performance Based Navigation (PBN)
Ada dua input komponen inti untuk aplikasi PBN, yaitu RNAV dan RNP.
37
RNAV adalah sebuah metode navigasi yang merupakan cakupan kerja
dari stasiun navigasi bumi (VOR, DME, ADF) dan tidak termasuk peringatan dan
pemantauan kinerja. RNAV hanya memastikan pesawat berada pada jalur yang
diinginkan, dengan cara memastikan pesawat berada dalam jangkauan
infrastruktur alat bantu navigasi yang ditentukan dengan simpangan yang
ditetapkan tanpa adanya peringatan keselamatan.
RNP adalah kemampuan pesawat untuk tetap berada dalam jalur yang
ditetapkan dengan memperhatikan faktor peringatan keselamatan. RNP ini akan
memberitahu kru pesawat apabila posisi aktual pesawat tersebut melebihi batas
simpangan yang ditetapkan dari posisi rute yang ingin dilaluinya.
Pada akhirnya, implementasi dari PBN dengan berbasiskan RNP dan
RNAV dapat berguna untuk membantu pesawat berada dalam rute yang
diinginkan secara aman.
2.3 Algoritma Djikstra
Algoritma djikstra ditemukan oleh Edsger W. Dijkstra pada tahun 1956
dan dipublikasikan pada tahun 1959. Algoritma djikstra adalah sebuah algoritma
yang digunakan untuk menentukan jarak terpendek dari sebuah node asal ke node
tujuan dengan menggunakan bobot terpendek dari hubungan setiap node lainnya
yang tersedia. Aplikasi atau implementasi dari penggunaan algoritma ini,
misalnya dalam hal jaringan adalah algoritma routing jaringan Open Shortest Path
First (OSPF) yang digunakan pada router untuk mencapai node tujuan dengan
bobot atau jarak terpendek.
38
Beberapa notasi yang digunakan untuk membantu penjelasan algoritma
djikstra adalah sebagai berikut:
I(i,j) : panjang sebuah link yang menghubungkan node i ke node j.
a : node yang jarak terpendeknya sedang diperiksa untuk kesemua
node lainnya.
dai : jarak terpendek yang diketahui node ‘a’ ke node ‘i’.
qi : node berikutnya yang terdekat dari node ‘a’ ke node ‘i’ pada jalur
terpendek yang sudah diketahui.
c : node terakhir yang dipindahkan untuk menjadi “closedstate”.
x : x = dai
y : y = qi.
Algoritma djikstra terdiri dari lima langkah berikut:
Langkah 1: Proses dimulai dari node. Karena panjang dari jarak terpendek
node A ke node A adalah 0, maka jarak terpendek node A ke node A yang
diketahui adalah 0. Node terdekat berikutnya dari node A akan dinotasikan oleh
simbol + sehingga qa = +. Sejak panjang jarak terpendek dari node ‘a’ ke semua
node lainnya pada jalur terpendek tidak diketahui, berikan qi = - untuk
semua . Node yang sekarang hanya berada dalam “closed state” adalah node
‘a’. Oleh karena itu, c = a.
Langkah 2: untuk mengtransformasikan beberapa label sementara menjadi
label permanen, periksa smua cabang (c,i) yang keluar dari node terakhir yang
39
berada dalam “closed state” (node c). Jika node i juga dalam keadaan “closed
state”, lanjutkan pemeriksaan pada node berikutnya. Jika node iberada dalam
keadaan “open state”, kita mendapatkan label pertama dai berdasarkan persamaan:
Yang berada pada sisi kiri persamaan adalah label baru dari node i.
Perhatikan bahwa dai muncul di sisi kanan persamaan adalah label lama untuk
node i.
Langkah 3: Untuk menentukan node mana yang akan dituju selanjutnya
dari keadaan “open state” menjadi “closed state”, kita membandingkan nilai dai
untuk semua node yang berada dalam keadaan “open state” dan pilih node dengan
nilai dai terkecil. Lakukan hal yang sama dengan node j. Node j berubah dari
keadaan “open” ke keadaan “closed” karena tidak ada jalur dari a ke j yang lebih
pendek dari daj. Jalur melalui node lainnya akan lebih panjang.
Langkah 4: kita telah memastikan bahwa j adalah node berikutnya untuk
berubah dari “open state” menjadi “closed state”. Kemudian kita tentukan node
terdekat berikutnya dari node j dan jalur terpendek yang mengarah dari node ‘a’
ke node j. Periksa panjang semua cabang (i,j) yang mengarah dari node “closed
state” ke node j hingga kita menyatakan bahwa persamaan berikut ini terpenuhi :
Persamaan diatas juga akan dipenuhi untuk beberapa node t. Ini berarti
bahwa node t adalah node terdekat dari node jpada jalur terpendek yang mengarah
dari node ‘a’ ke node j. Oleh karena itu, kita dapat menuliskan bahwa qj = t.
40
Langkah 5: node j berada dalam “closed state”. Ketika semua node dalam
jaringan berada dalam ”closed state”, kita telah menyelesaikan proses mencari
jalur terpendek. Jika ada node lainnya yang masih dalam keadaan “open state”,
kita kembali ke langkah 2.
2.4 Green Route
Latar belakang dari ICAO membuat green route adalah karena kurang
efektif dan efisiennya penerbangan yang dilakukan saat ini, terlebih lagi untuk
jarak yang sangat jauh, misalnya dari asia tenggara ke eropa. Rute penerbangan
yang telah dilakukan pada saat itu dirasa sudah optimal untuk pada jaman dahulu
kala. Namun, seiring pertumbuhan jumlah penumpang pesawat yang semakin
meningkat, maka faktor keselamatan penerbangan tidak dapat dijamin
sepenuhnya, baik karena keterbatasan kru pengatur lalu lintas maupun
keterbatasan teknologi pada jaman itu. ICAO bersama dengan perusahaan-
perusahaan penerbangan pada saat itu terus melakukan pengembangan dan
pembelajaran dari setiap kecelakaan pesawat yang terjadi agar tidak terulang
kembali di masa yang akan datang. Dengan didukung perkembangan teknologi
yang semakin pesat sekarang ini, maka pengembangan teknologi penerbangan
dapat dilakukan, sehingga keselamatan penerbangan dapat ditingkatkan.
Pengembangan teknologi yang dilakukan akan merubah sistem penerbangan yang
semula menggunakan peralatan-peralatan analog akan berubah menjadi
menggunakan peralatan-peralatan digital dengan didukung teknologi satelit untuk
41
cakupan yang lebih luas dan komunikasi yang lancar, kemudahan mendapatkan
informasi posisi pesawat, dan pencegahan terjadinya tabrakan pesawat di udara.
Dimulai dengan isu efek pemanasan global, ICAO dan perusahaan-
perusahaan penerbangan mulai memikirkan cara untuk dapat menekan emisi gas
karbon dioksida secara global. Oleh karena itu, pada tahun 2002, ICAO mulai
menyerukan pembuatan “green route” untuk semua rute penerbangan secara
global, yang ditugaskan kepada pihak berwenang masing-masing negara. Selain
masalah keselamatan penerbangan, sebagai penumpang pesawat terbang, tentunya
kita juga menginginkan jarak tempuh yang lebih singkat. Jarak tempuh yang lebih
singkat ini juga menjadi bahan pembuatan green route dengan memperhitungkan
jarak seminimum mungkin pada rute yang akan digunakan. Dengan menggunakan
rute yang jaraknya paling pendek, penghematan konsumsi bahan bakar avtur
dapat dilakukan sehingga dapat mengurangi efek pemanasan secara global yang
disebabkan karena peningkatan jumlah karbon dioksida.
Dengan semakin banyaknya pesawat yang menggunakan rute green route,
keselamatan penerbangan dapat ditingkatkan karena posisi pesawat akan terus
dipantau, konsumsi bahan bakar avtur dan waktu tempuh yang diperlukan untuk
mencapai tujuan dapat dikurangi, menjadikan lingkungan di sekitarnya lebih
ramah lagi.
2.4 NS-3 (Network Simulator 3)
NS-3 adalah sebuah program simulasi jaringan diskrit berbasis Linux yang
dikembangkan oleh Tom Henderson pada tahun 2005 untuk memperbaiki
42
program NS-2 (Network Simulator 2) sebelumnya karena kompleksitas dalam
permodelan dan membutuhkan waktu yang agak lama untuk menyelesaikan
sebuah pekerjaan. NS-3 dapat dijalankan pada platform Unix, Mac OS X,
Microsoft Windows menggunakan program Cygwin.
Pengembangan dari program ini dilakukan secara bersama oleh komunitas
pengguna program NS-3. Hingga kini, program NS-3 telah mengeluarkan versi
3.12.1, dan pada Desember 2011 akan dirilis versi 3.13 terbaru.
Program ini ditulis menggunakan bahasa C++ (core) dan Python
(bindings). Program NS-3 yang kami gunakan adalah versi 3.10 karena program
tersebut telah dikembangkan hingga mencapai level stabil. Berikut adalah hal-hal
atau istilah yang umum digunakan pada jaringan, namun memiliki pengertian
khusus pada NS-3.
Prosedur simulasi standar NS3 dan komponen-komponen yang digunakan
secara mendasar adalah sebagai berikut:
Gambar 2.19 – prosedur simulasi standar NS3.
Menyalakan Logging
Fungsi log: macro yang memperbolehkan pengembang untuk mengirim
informasi ke layar. Secara default, semua pesan log dimatikan. Untuk
Menyalakan logging
Membuat topologi jaringan
Membuat aplikasi (traffic)
Menjalankan simulator
43
menyalakannya gunakan fungsi ns3::LogComponentEnable atau NS_LOG
environment variabel.
Define log component:
NS_LOG_COMPONENT_DEFINE ( name )
Enable log component:
LogComponentEnable ( name, level )
Ada tujuh tingkat pesan logging, yaitu:
• NS_LOG_ERROR:
Mendata pesan error
• NS_LOG_WARN:
Mendata pesan peringatan
• NS_LOG_DEBUG:
Log ini jarang dipakai, mendata pesan ad-hoc debugging
• NS_LOG_INFO:
Mendata pesan yang bersifat informasi tentang kemajuan program
• NS_LOG_FUNCTION:
Mendata pesan yang menjelaskan setiap fungsi yang dipanggil.
• NS_LOG_LOGIC:
Mendata pesan yang menjelaskan alir logikal dalam sebuah fungsi.
• NS_LOG_ALL:
44
Mendata semua aktivitas program.
NS3 juga menyediakan tingkat logging tidak bersyarat yang selalu dimunculkan,
yaitu
NS_LOG_UNCOND – mendata pesan yang terkait tanpa bersyarat.
Membuat Topologi Jaringan:
Node
Node dalam pengertian NS-3 diartikan sebagai komputer yang terhubung
dengan jaringan, atau perangkat jaringan lainnya yang terhubung dengan jaringan.
Kelas Node ini menyediakan metode untuk perwakilan peralatan komputasi
dalam simulasi.
NS-3 menyediakan banyak topologi jaringan untuk membantu pemodelan
simulasi. Topologi jaringan ini akan digunakan untuk menghubungkan node yang
telah kita buat dengan topologi jaringan yang ingin kita gunakan. Beberapa
topologi jaringan yang digunakan antara lain sebagai berikut:
NodeContainer
NodeContainer ini adalah sebuah object Node yang mewakili sebuah
komputer dalam simulasi, namun belum berisi perangkat jaringan. NodeContainer
ini akan membantu kita untuk membuat, mengatur, dan mengakses objek Node
apapun yang sudah kita buat untuk simulasi ini. Sintaksnya adalah sebagai
berikut:
45
NodeContainer nodes;
nodes.Create (2);
Baris pertama sintaks diatas berarti membuat sebuah objek NodeContainer
bernama “nodes”, dan baris berikutnya untuk membuat dua buah objek node dari
NodeContainer yang kita deklarasikan.
PointToPointHelper:
PointToPointHelper adalah salah satu topology helper untuk membangun
sebuah koneksi poin dengan poin. Poin to poin memiliki dua abstrak, sebagai
kartu ethernet (NIC), dan kabel jaringan. Sintaksnya adalah sebagai berikut:
PointToPointHelper pointToPoint;
pointToPoint.SetDeviceAttribute (“DataRate”, StringValue (“5Mbps”));
pointToPoint.SetChannelAttribute (“Delay”, StringValue (“2ms”));
Baris pertama menjelaskan kita membuat objek dari PointToPointHelper
bernama pointToPoint dengan atribut perangkat, yaitu datarate sebesar 5
Mbps dan atribut channel (kabel), delay sebesar 2 ms.
NetDeviceContainer
NetDeviceContainer adalah sebuah objek yang akan melakukan pekerjaan
berupa membuat, mengatur, dan menginstal perangkat kita sesuai dengan atribut
yang sudah ditetapkan diatas. Sintaksnya adalah sebagai berikut:
46
NetDeviceContainer devices;
devices = pointToPoint.Install (nodes);
Sintaks diatas menjelaskan kita membuat sebuah objek dari
NetDeviceContainer bernama “devices”. Devices ini akan diinstal dengan
konfigurasi topology helper pointToPoint yang telah kita buat dan menginstallnya
pada node Nodes yang telah kita buat sebelumnya.
InternetStackHelper
InternetStackHelper adalah salah satu topology helper yang mengurusi
masalah stack protocol yang akan diinstal dalam node kita, yaitu protokol
internet.
InternetStackHelper stack;
stack.Install (nodes);
Sintaks diatas menjelaskan kita membuat sebuah objek dari
InternetStackHelper dengan nama “stack”, baris berikutnya adalah untuk
menginstal objek stack tersebut ke nodes yang telah kita buat. Ketika dijalankan
akan memasang sebuah Internet Stack (TCP, UDP, IP, dan lainnya) pada setiap
node dalam NodeContainer.
Ipv4AddressHelper
Ipv4AddressHelper akan membantu pemasangan IP address pada node
yang telah kita buat. Sintaksnya adalah sebagai berikut:
47
Ipv4AddressHelper address;
address.SetBase ("10.1.1.0", "255.255.255.0");
Ipv4InterfaceContainer interfaces = address.Assign (devices);
Sintak diatas menjelaskan kita membuat sebuah objek bernama address
dari Ipv4AddressHelper untuk menampung konfigurasi IP address yang
ditetapkan pada baris kedua, dengan network 10.1.1.0 dan subnet /24. Secara
default, alamat yang dialokasikan akan dimulai dengan satu dan bertambah secara
monoton, sehingga alamat pertama dari base IP tersebut adalah 10.1.1.1, diikuti
oleh 10.1.1.2, dan seterusnya. Pada baris ketiga, sintaks tersebut akan melakukan
pemasangan alamat IP yang sebenarnya.
Sampai disini, kita telah memiliki jaringan point-to-point yang telah
dibangun, dengan stack yang terinstall dan alamat IP yang terpasang. Selanjutnya
kita membutuhkan aplikasi untuk menghasilkan lalu lintas data.
Membuat Aplikasi:
Salah satu abstraksi inti NS-3 adalah Application. Contohnya dalam hal
ini adalah UdpEchoClientApplication dan UdpEchoServerApplication yang
diturunkan dari kelas Application.
UdpEchoServerHelper
48
UdpEchoServerHelper adalah sebuah aplikasi dimana server echo UDP
ditempatkan.
UdpEchoServerHelper echoServer (9);
ApplicationContainer serverApps = echoServer.Install (nodes.Get (1));
serverApps.Start (Seconds (1.0));
serverApps.Stop (Seconds (10.0));
Baris pertama adalah sebagai deklarasi objek echoServer dari
UdpEchoServerHelper dengan menggunakan port 9. Selanjutnya, echoServer
yang telah kita deklarasikan akan diinstal pada node ke 2, yang disimpan dalam
ApplicationContainer, bernama serverApps. Simulasi perlu pembatasan waktu,
sehingga baris ketiga dan keempat mengatur lamanya waktu simulasi yang akan
dijalankan. Ini berarti, simulasi akan dijalankan selama sepuluh detik. Aplikasi
yang dibuat akan menghasilkan dirinya sendiri dan menghancurkan dirinya
sendiri ketika simulasi dimulai dan diakhiri.
UdpEchoClientHelper:
UdpEchoClientHelper adalah sebuah kelas yang mengatur tentang klien
dari UdpEchoServerHelper. Sintaksnya adalah sebagai berikut.
UdpEchoClientHelper echoClient (interfaces.GetAddress (1), 9);
echoClient.SetAttribute ("MaxPackets", UintegerValue (1));
echoClient.SetAttribute ("Interval", TimeValue (Seconds (1.)));
echoClient.SetAttribute ("PacketSize", UintegerValue (1024));
49
ApplicationContainer clientApps = echoClient.Install (nodes.Get (0));
clientApps.Start (Seconds (2.0));
clientApps.Stop (Seconds (10.0));
Baris pertama akan mendeklarasikan dan memasang aplikasi echoClient
yang telah dibuat kedalam protokol stack IPv4 yang dipasang ke alamat pertama
dengan menggunakan port 9. Atribut dari echoClient yang harus kita atur adalah
jumlah maksimum paket yang dalam sintaks diatas berjumlah 1, atribut interval
antar paket untuk pengiriman paket selanjutnya sebesar 1 detik, dan atribut ukuran
paket yang ditetapkan, 1024 byte. Kemudian atribut-atribut tersebut akan diinstal
pada node ke 1 yang disimpan dalam objek ApplicationContainer bernama
clientApps. Dua baris terakhir memberikan batasan waktu simulasi yang akan
dilakukan oleh clientApps. clientApps akan dimulai pada detik ke dua dan
berhenti pada detik ke 10.
Menjalankan Simulasi:
Setelah mengatur logging, membuat topologi jaringan, dan membuat lalu
lintas, hal selanjutnya yang kita lakukan adalah menjalankan simulasi dengan
sintaks sebagai berikut. Untuk menjalankan codingan, ketikkan “./waf –-run
scratch/first“ pada terminal, dimana scratch adalah direktori file first.cc disimpan.
Simulator::Run ();
Simulator::Destroy ();
return 0;
50
Ketika kita menjalankan perintah diatas, kita telah memanggil metode ini
sebelumnya:
serverApps.Start (Seconds (1.0));
serverApps.Stop (Seconds (10.0));
clientApps.Start (Seconds (2.0));
clientApps.Stop (Seconds (10.0));
Maka, ketika simulasi dijalankan, pada detik pertama serverApps akan
dibuat dan dijalankan, kemudian pada detik ke dua clientApps akan dijalankan
dan mengirimkan paket data yang telah diatur ke server. Proses tersebut berjalan
hingga proses selesai dikirim dan pengirim menerima balik balasan dari server.
Jika tidak ada paket yang dikirim, clientApps dan serverApps akan berhenti dan
simulasi selesai. Pada detik ke 10, semua proses client dan server akan berakhir.
Ketika Simulator::Run (); telah selesai dilakukan, NS-3 akan memanggil fungsi
Simulator::Destroy (); untuk mengakhiri simulas i. Adapun hasil yang diberikan
adalah seperti berikut:
Sent 1024 bytes to 10.1.1.2
Received 1024 bytes from 10.1.1.1
Received 1024 bytes from 10.1.1.2
Ini menggambarkan klien berhasil mengirimkan 1024 bytes ke 10.1.1.2,
server menerima 1024 bytes dari 10.1.1.1, dan klien menerima pemberitahuan
dari server bahwa paket sebesar 1024 bytes telah diterima dari 10.1.1.2.
51
Application
Secara umum, software komputer dibagi kedalam dua kelas besar. Sistem
software mengatur beragam sumber daya komputer seperti memori, siklus
processor, disk, network, dan lain-lainnya menurut beberapa model komputer.
Sistem dari software umumnya tidak menggunakan sumber-sumber daya tersebut
untuk menyelesaikan tasks yang secara langsung menguntungkan pengguna.
Pengguna biasanya akan menjalankan sebuah aplikasi yang membutuhkan dan
menggunakan sumber daya yang diatur oleh sistem software untuk mencapai
beberapa target.
Seringkali, garis pemisah antara sistem dan aplikasi software dibuat pada
perubahan level privilege yang terjadi dalam operating system traps. Dalam ns-3
tidak ada konsep nyata dari operating system dan tidak ada konsep privilege level
secara khusus atau system calls. Bagaimanapun juga kita memiliki ide dari sebuah
aplikasi. Hanya sebagai aplikasi yang berjalan pada komputer untuk melakukan
tasks dalam “dunia nyata”, aplikasi NS-3 berjalan pada Nodes NS-3 untuk
menjalankan simulasi dalam dunia yang tersimulasi.
Dalam abstraksi dasar NS-3 untuk sebuah program pengguna yang
menghasilkan beberapa aktivitas untuk disimulasikan adalah aplikasi. Abstraksi
ini direpresentasikan dalam C++ oleh class Application. Application class
menyediakan metode untuk mengatur representasi aplikasi tingkat pengguna versi
kita dalam simulasi-simulasi. Pengembang diharapkan untuk mengspesialisasikan
52
Application class dalam pemograman berorientasi objek (OOP) untuk
menciptakan aplikasi baru.
Kelas aplikasi yang digunakan adalah UdpEchoClientApplication dan
UdpEchoServerApplication. Aplikasi ini adalah sebuah set aplikasi klien/server
yang digunakan untuk menghasilkan dan menyuarakan (echo) paket jaringan yang
disimulasikan.
Channel
Dalam dunia nyata, seorang dapat menghubungkan sebuah komputer ke
sebuah jaringan. Media yang digunakan sebagai tempat mengalirnya data dalam
jaringan ini disebut channels. Ketika kita menghubungkan kabel Ethernet ke
colokan di tembok, anda menghubungkan komputer anda ke sebuah channel
komunikasi Ethernet. Dalam dunia simulasi NS-3, penghubungan sebuah Node ke
sebuah objek yang merepresentasikan sebuah channel komunikasi. Abstraksi
komunikasi subjaringan dasar disini disebut channel dan direpresentasikan dalam
bahasa C++ oleh class Channel.
Channel class menyediakan metode untuk mengatur komunikasi objek
subjaringan dan menghubungkan Nodes kedalamnya. Channels juga dapat dibuat
khusus oleh pengembang dalam pemikiran object oriented programming.
Pengkhususan Channel juga dapat memodelkan hal-hal yang sulit sebagai switch
Ethernet yang besar, atau dalam kasus jaringan wireless 3 dimensi yang penuh
halangan.
53
Kita akan menggunakan versi khusus dari Channel, yaitu CsmaChannel,
PotintToPointChannel dan WifiChannel. Contoh CsmaChannel adalah
memodelkan sebuah versi komunikasi subjaringan yang mengimplementasikan
komunikasi medium carrier sense multiple access. Ini akan memberikan
fungsionalitas seperti Ethernet.
2.5 Wireshark
Wireshark adalah sebuah program penganalisa paket data yang gratis dan
bersifat open source yang digunakan untuk mengetahui permasalahan jaringan,
menganalisa, pengembangan program, protokol komunikasi, dan pendidikan.
Wireshark merupakan program lintas platform dengan menggunakan
GTK+ dan widget toolkit untuk mengimplementasikan user interface dan
menggunakan “pcap” untuk menangkap paket-paket data
Fitur dan kelebihan program wireshark antara lain :
• Dapat digunakan pada OS Linux dan Windows,
• Menangkap atau capture packetdata secara otomatis dari sebuah NIC
• Mampu menampilkan informasi yang sangat detil mengenai hasil capture
packet data
• Data hasil capture dapat diimpor dan diekspor dari atau ke komputer lainnya
• Mencari beragam paket data dengan fasilitas filter,
• Meringkas laporan atas paket data yang telah ditangkap, dan lain-lainnya
54
Adapun contoh penggunaan program ini, misalnya pada pengembangan
software yang menggunakan protokol jaringan, program ini dapat digunakan
sebagai media debug dari implementasi protokol jaringan dalam software mereka.
Berikut adalah tampilan program wireshark :
Gambar 2.20 - Interface program wireshark
top related