Protokol Komunikasi Komputer Terapan Jaringan

Protokol Komunikasi Komputer Terapan Jaringan

Memahami protokol komunikasi komputer terapan jaringan

A. Protokol RS232

Protokol RS232 merupakan protokol serial yang digunakan untuk berkomunikasi antara perangkat/instrumen dengan komputer melalui Port COMM.

Untuk melakukan komunikasi melalui protokol ini, diperlukan sebuah serial driver. Ketika menggunakan driver ini, ada beberapa informasi dari perangkat yang harus diketahui oleh driver. Informasi itu adalah Nomor Port Comm, Baud Rate, parity, data bits, dan stop bits.

-       Nomor Port COMM

Pada jenis komputer desktop terbaru, umumnya hanya memiliki 1 buah atau maksimal 2 buah Port Comm. Port COMM ini harus sesuai dengan pengaturan yang dilakukan oleh serial driver.

-       Baud Rate

Baud Rate merupakan laju pengiriman data antara perangkat dengan komputer. 1 baud merupakan 1 buah karakter yang dikirim. Besaran baud rate ini ada beberapa: !!0, 1200 2400, 9600 19200, 38400, 57600, 115200. Satuan bau rate adalah bps, yang berarti baud per second. Sebagai contoh, jika baud rate yang digunakan adalah 9600 bps, berarti data yang dikirim memiliki laju 9600 karakter per detik.

-       Data Bits

Data bits merupakan jumlah bit yang dikirim per 1 baud. Jumlah data bits ini hanya dapat dipilih antara 7 atau 8 bits. Pada umumnya, perangkat/instrumen menggunakan 8 bits data.

-       Parity
Parity merupakan metode sederhana untuk mengetahui ada tidaknya kesalahan pengiriman data, yaitu dengan menghitung jumlah data “1” yang dikirim oleh perangkat ataupun komputer.

-       Start dan Stop Bits

Komunikasi menggunakan protokol RS232 merupakan komunikasi asinkron, yang mana masing-masing komputer dan perangkat harus mengetahui kapan data mulai dikirim, dan kapan data selesai dikirim.

Secara umum, jika menggunakan protokol RS232, pengaturan komunikasi yang digunakan adalah: 9600, 8, N, 1, yang artinya: menggunakan baud rate 9600, 8 data bits, tanpa parity, dan stop bits 1.

B. Protokol RS 485

1.  Pengertian RS 485

RS485 atau EIA (Electronic Industries Association) RS485 adalah jaringan balanced line dan dengan sistem pengiriman data secara half-duplex. RS485 bisa digunakan sebagai jaringan transfer data dengan jarak maksimal 1,2 km. Sistem transmisi saluran ganda yang dipakai oleh RS485 ini juga memungkinkan untuk digunakan sebagai saluran komunikasi multi-drop dan multipoint ( party line ). Saluran komunikasi multipoint ini dapat dihubungkan sampai dengan 32 driver/generator dan 32 receiver pada single ( two wires ) bus. Dengan perkenalan terhadap repeater ‘ otomatis ‘ dan driver / receiver high – impedance, keterbatasan ini dapat diperluas sampai ratusan ( bahkan ribuan ) titik pada jaringan.

2.  Pengertian Half Duplex

Half duplex adalah sistem dimana antara beberapa transmitter (pembicara) dapat berkomunikasi dengan satu atau banyak receivers (pendengar) dengan hanya satu transmitter yang aktif berkomunikasi dengan receiver dalam satu siklus waktu (waktu komunikasi). Sebagai contoh, pembicaraan dimulai dengan sebuah pertanyaan, orang yang bertanya tersebut kemudian akan mendengarkan jawaban atau menunggu sampai dia mendapat jawaban atau sampai dia memutuskan bahwa orang yang ditanya tidak menjawab pertanyaan tersebut. Dalam jaringan RS485, “master” akan memulai “pembicaraan” dengan sebuah “Query” (pertanyaan) yang dialamatkan pada salah satu “slave”, “master” kemudian akan mendengarkan jawaban dari “slave”. Jika “slave” tidak merespon dalam waktu yang ditentukan, (diseting oleh kontrol software dalam “master”), “master” akan memutus pembicaraan.

3.  RS485 dan Komunikasi Multipoint

Saluran RS232 hanya dipakai untuk menghubungkan DTE dengan DCE dalam jarak pendek, untuk jarak lebih jauh bisa dipakai saluran arus (current loop) tapi tidak untuk kecepatan transmisi tinggi. RS485 bisa dipakai untuk saluran sampai sejauh 4000 feet dan kecepatan lebih dari 1 Megebit/detik.

Standard RS485 ditetapkan oleh Electronic Industry Association dan Telecomuni­cation Industry Association pada tahun 1983. Nama lengkapnya adalah EIA/TIA-485 Standard for Electrical Characteristics of Generators and Receivers for use in a Balanced Digital Multipoint System. Standard RS485 hanya membicarakan karakteristik sinyal dalam transmisi data secara Balanced Digital Multipoint System, jadi jauh lebih sederhana dibanding dengan stadard RS232 yang mencakup ketentuan tentang karakteristik sinyal, macam-macam sinyal dan konektor yang dipakai, serta konfigurasi sinyal pada kaki-kaki di konektor dan juga penentuan tata cara pertukaran informasi antara komputer dan alat-alat pelengkapnya. Standard RS232 dan RS485 keduanya sama sekali tidak membicarakan protokol (tata cara) transmisi data. Ditinjau dari standard electonic, dewasa ini dikenal dua macam saluran data, yang pertama adalah transmisi saluran tunggal (single-ended/unbalanced data transmission) yang dipakai RS232, saluran data yang kedua adalah saluran ganda (diffrential-balanced data transmission) yang dipakai RS485. Dalam saluran jenis pertama, satu sinyal dikirim dengan satu utas kabel ditambah kabel ground, atau 4 sinyal dikirim dengan 4 utas kabel ditambah kabel ground. Sedangkan dalan jenis saluran kedua, setiap sinyal dikirim dengan dua utas kabel atau 4 sinyal dikirim dengan 8 utas kabel, belum termasuk ground. Meskipun balanced data transmission lebih rumit, tapi mempunyai sifat yang sangat kebal terhadap gagguan listrik, sehingga bisa dipakai untuk menyalurkan data lebih jauh dengan kecepatan lebih tinggi.

Transmisi saluran tunggal Transmisi saluran tunggal (Single-ended/unbalanced transmission) memakai satu utas kabel untuk mengirim satu sinyal, informasi logika ditafsirkan dari beda tegangan terhadap ground. Dengan cara ini, untuk pengiriman banyak sinyal cukup dipakai kabel sebanyak jumlah sinyal yang dikirim plus satu utas kabel untuk ground yang dipakai bersama.

4.  Saluran komunikasi multi-drop

Saluran komunikasi multi-drop adalah sepasang kabel yang panjangnya tidak lebih dari 4000 feet, pada kedua ujung saluran masing-masing dipasang resistor 120 Ohm yang menghubungkan kedua kabel. Resistor tersebut dimaksud untuk mengurangi terjadinya gelombang pantul dalam saluran, yang sering terjadi pada transmisi dengan kecepatan tinggi. Selanjutnya pada saluran tersebut bisa dipasangkan sebanyak-banyaknya 32 chip SN75176 Multi-drop RS485 Tranceiver, kaki A (kaki nomor 6) dari masing-masing IC harus dihubungkan pada seutas kabel pembentuk saluran yang sama, dan kaki B (kaki nomor 7) dihubungkan ke kabel yang lain. Karena saluran dipakai bersama oleh banyak transceiver, agar output  Line Generator dari masing-masing tranceiver tidak berbenturan, dalam rangkaian saluran komunikasi multidrop ditentukan semua output Line Generator harus dalam keadaan non-aktip (GE=0, meng-ambang – high impedance state), kecuali Line Generator dari tranceiver yang berfungsi sebagai induk (Master) yang boleh aktip (GE=1). Saat beroperasi Master secara bergilir menghubungi Slave, setelah itu Master me-nonaktip-kan Line Generatornya, Slave yang terpanggil akan meng-aktip-kan Line Generatornya dan mengirimkan informasi kesaluran, setelah itu Slave tersebut me-nonsktip-kan kembali Line Generatornya dan kembali Master meng-aktipkan generator untuk menghubungi Slave yang lain. Dengan demikian Master berfungsi untuk mengendalikan saluran, dan komunikasi yang terjadi di saluran adalah komunikasi half-duplex, yakni komunikasi dua arah secara bergantian. Pada saat pergantian aktivitas Line Generator Master dan Slave, bisa terjadi satu saat secara bersamaan semua Line Generator tidak aktip, akibatnya saluran menjadi mengambang dan keadaan logika dari saluran tidak menentu. Untuk mencegah terjadinya hal tersebut, pada saluran ditambahkan 2 buah resistor masing-masing bernilai 82 Ohm, resistor yang terhubung ke A dihubungkan ke +5 Volt dan resistor yang terhubung ke B dihubungkan ke ground, dengan cara begini kalau semua Line Generator tidak aktip bisa dipastikan saluran dalam keadaan ‘1’. Meskipun kerja dari Line Receiver tidak memerlukan ground, tapi untuk menjamin agar pertukaran sinyal antara tranceiver bisa terjadi dengan baik, biasanya disamping  sepasang kabel saluran multidrop ditambah lagi seutas kabel ground. Mengingat masing-masing tranceiver letaknya bisa berjauhan satu sama lain, bisa mendapat catu daya dari instalasi jala-jala listrik yang berlainan, sehingga antara tranceiver satu dengan yang lainnya bisa mempunyai selisih potensial listrik yang cukup besar, untuk mencegah aliran arus besar yang bisa merusak transceiver, ground tranceiver biasanya tidak dihubungkan langsung ke kabel ground, tapi dipasang seri resistor sebesar 100 Ohm.

C.  Protokol USB

Universal Serial Bus (USB) adalah standar bus serial untuk perangkat penghubung, biasanya kepada komputer namun juga digunakan di peralatan lainnya seperti konsol permainan, ponsel dan PDA. Sistem USB mempunyai desain yang asimetris, yang terdiri dari pengontrol host dan beberapa peralatan terhubung yang berbentuk pohon dengan menggunakan peralatan hub yang khusus. Desain USB ditujukan untuk menghilangkan perlunya penambahan expansion card ke ISA komputer atau bus PCI, dan memperbaiki kemampuan plug-and-play (pasang-dan-mainkan) dengan memperbolehkan peralatan-peralatan ditukar atau ditambah ke sistem tanpa perlu mereboot komputer. Ketika USB dipasang, ia langsung dikenal sistem komputer dan memroses device driver yang diperlukan untuk menjalankannya.USB dapat menghubungkan peralatan tambahan komputer seperti mouse, keyboard, pemindai gambar, kamera digital, printer, hard disk, dan komponen networking. USB kini telah menjadi standar bagi peralatan multimedia seperti pemindai gambar dan kamera digital. Versi terbaru (hingga Januari 2005) USB adalah versi 2.0. Perbedaan paling mencolok antara versi baru dan lama adalah kecepatan transfer yang jauh meningkat.

Kecepatan transfer data USB dibagi menjadi tiga, antara lain:

-          High speed data dengan frekuensi clock 480.00Mb/s dan tolerasi pensinyalan data pada ± 500ppm.

-          Full speed data dengan frekuensi clock 12.000Mb/s dan tolerasi pensinyalan data pada ±0.25% atau 2,500ppm.

-      Low speed data dengan frekuensi clock 1.50Mb/s dan tolerasi pensinyalan data pada ±1.5% atau 15,000ppm.

Mentransfer data adalah sebuah proses besar sebelum tahun 1998 bahkan untuk menyimpan sejumlah kecil data. Ada beberapa penelitian yang sedang berlangsung di Amerika Serikat dalam rangka untuk mengetahui media untuk transfer data. Setelah beberapa penelitian dan pengembangan terlibat oleh satu set teknisi yang sangat antusias dan kreatif dalam menemukan perangkat kecil dalam ukuran pena yang dapat mobile dan disimpan di saku dan dapat menyimpan sejumlah besar data. Kemudian munculnya drive USB yang digunakan untuk menghubungkan mereka ke sumber eksternal seperti perangkat penyimpanan atau gadget elektronik atau komputer lain yang didukung perangkat tambahan.

D. Protokol Jaringan Ethernet

Protocol Ethernet adalah yang paling banyak digunakan sejauh ini, metode akses yang digunakan Ethernet disebut CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection). Sistem ini menjelaskan bahwa setiap komputer memperhatikan ke dalam kabel dari network sebelum mengirimkan sesuatu ke dalamnya. Jika dalam jaringan tidak ada aktifitas atau bersih komputer akan mentransmisikan data, jika ada transmisi lain di dalam kabel, komputer akan menunggu dan akan mencoba kembali transmisi jika jaringan telah bersih. kadangkala dua buah komputer melakukan transmisi pada saat yang sama, ketika hal ini terjadi, masing-masing komputer akan mundur dan akan menunggu kesempatan secara acak untuk mentransmisikan data kembali. metode ini dikenal dengan koalisi, dan tidak akan berpengaruh pada kecepatan transmisi dari network.

Protokol Ethernet dapat digunakan pada topologi jaringan komputer model Garis lurus, Bintang, atau Pohon. Data dapat ditransmisikan melewati kabel twisted pair, coaxial, ataupun kabel fiber optic pada 10 Mbps adalah spesifikasi kecepatan Protokol jaringan ethernet

Protokol perlu diutamakan pada penggunaan standar teknis, untuk menspesifikasi bagaimana membangun komputer atau menghubungkan peralatan perangkat keras. Protokol secara umum digunakan pada komunikasi real-time dimana standar digunakan untuk mengatur struktur dari informasi untuk penyimpanan jangka panjang.

Sangat susah untuk menggeneralisir protokol dikarenakan protokol memiliki banyak variasi di dalam tujuan penggunaanya. Kebanyakan protokol memiliki salah satu atau beberapa dari hal berikut:

a.    Melakukan deteksi adanya koneksi fisik atau ada tidaknya komputer atau mesin lainnya. 

b.    Melakukan metode "jabat-tangan" (handshaking).

c.     Negosiasi berbagai macam karakteristik hubungan. 

d.    Bagaimana mengawali dan mengakhiri suatu pesan. 

e.     Bagaimana format pesan yang digunakan.

f.      Yang harus dilakukan saat terjadi kerusakan pesan atau pesan yang tidak sempurna.

g.     Mendeteksi rugi-rugi pada hubungan jaringan dan langkah-langkah yang dilakukan selanjutnya 

h.    Mengakhiri suatu koneksi.

Untuk memudahkan memahami Protokol, kita mesti mengerti Model OSI. Dalam Model OSI terdapat 7 layer dimana masing-masing layer mempunyai jenis protokol sesuai dengan peruntukannya.

E.  Protokol TCP/IP

TCP/IP (singkatan dari Transmission Control Protocol/Internet Protocol) adalah standar komunikasi data yang digunakan oleh komunitas internet dalam proses tukar-menukar data dari satu komputer ke komputer lain di dalam jaringan Internet. Protokol ini tidaklah dapat berdiri sendiri, karena memang protokol ini berupa kumpulan protokol (protocol suite). Protokol ini juga merupakan protokol yang paling banyak digunakan saat ini. Data tersebut diimplementasikan dalam bentukperangkat lunak (software) di sistem operasi. Istilah yang diberikan kepada perangkat lunak ini adalah TCP/IP stack

Protokol TCP/IP dikembangkan pada akhir dekade 1970-an hingga awal 1980-an sebagai sebuah protokol standar untuk menghubungkan komputer-komputer dan jaringan untuk membentuk sebuah jaringan yang luas (WAN). TCP/IP merupakan sebuah standar jaringan terbuka yang bersifat independen terhadap mekanisme transport jaringan fisik yang digunakan, sehingga dapat digunakan di mana saja. Protokol ini menggunakan skema pengalamatan yang sederhana yang disebut sebagai alamat IP (IP Address) yang mengizinkan hingga beberapa ratus juta komputer untuk dapat saling berhubungan satu sama lainnya di Internet. Protokol ini juga bersifat routable yang berarti protokol ini cocok untuk menghubungkan sistem-sistem berbeda (seperti Microsoft Windows dan keluarga UNIX) untuk membentuk jaringan yang heterogen.

Protokol TCP/IP selalu berevolusi seiring dengan waktu, mengingat semakin banyaknya kebutuhan terhadap jaringan komputer dan Internet. Pengembangan ini dilakukan oleh beberapa badan, seperti halnya Internet Society (ISOC), Internet Architecture Board (IAB), dan Internet Engineering Task Force (IETF). Macam-macam protokol yang berjalan di atas TCP/IP, skema pengalamatan, dan konsep TCP/IP didefinisikan dalam dokumen yang disebut sebagai Request for Comments (RFC) yang dikeluarkan oleh IETF.

TCP/IP pun mempunyai beberapa layer, layer-layer itu adalah :

IP (internet protocol) yang berperan dalam pentransmisian paket data dari node ke node. IP mendahului setiap paket data berdasarkan 4 byte (untuk versi IPv4) alamat tujuan (nomor IP). Internet authorities menciptakan range angka untuk organisasi yang berbeda. Organisasi menciptakan grup dengan nomornya untuk departemen. IP bekerja pada mesin gateaway yang memindahkan data dari departemen ke organisasi kemudian ke region dan kemudian ke seluruh dunia.

TCP (transmission transfer protocol) berperan didalam memperbaiki pengiriman data yang benar dari suatu klien ke server. Data dapat hilang di tengah-tengah jaringan. TCP dapat mendeteksi error atau data yang hilang dan kemudian melakukan transmisi ulang sampai data diterima dengan benar dan lengkap.

Sockets yaitu merupakan nama yang diberikan kepada subrutin paket yang menyediakan akses ke TCP/IP pada kebanyakan sistem.

F.  IEEE 802.11

IEEE 802.11 merupakan standart untuk penerapan jaringan wireless dengan band (Frekuensi) 2,4 3,6 dan 5 Ghz. Hal tersebut dibentuk dan di pantau oleh IEEE LAN/MAN Standart Committee (IEEE 802). Versi dasar dari IEEE 802-2007 telah memiliki perubahan dan modifikasi selanjutnya. Standar inilah yang menjadi dasar jaringan wireless dengan produk WIFI.

Sejarah Singkat:

Teknologi 802.11 ini berasal dari keputusan US Federal Communications Commission yang memutuskan ISM band untuk penggunaan tanpa izin pada tahun 1985. Pada tahun 1991 NCR Corporation / AT & T (Sekarang Alcatel Lucent & LSI corporation) menemukan prekursor 802.11 Nieuwegein, Belanda. Hal tersebut awalnya ditujukan untuk penggunaan sistem kasir, produk wireless pertama dibawa ke masyarakat dibawah nama WaveLAN dengan kecepatan data 1 Mbit/s dan 2 Mbit/s. Vic hayes disebut sebagai ayah dari WiFi yang karena dedikasi nya pada IEEE 802.11 selama 10 Tahun dan terlibat langsung dalam perancangan sistem 802.11b dan 802.11a yang merupakan standar awal dalam IEEE. Pada tahun 1999, Wi-Fi Alliance dibentuk sebagai asosiasi perdagangan untuk memegang merk dagang Wi-Fi dimana produk tersebut paling banyak terjual.

Protocol IEEE :

- 802.11-1997 (IEEE Awal)

Versi Asli dari IEEE 802.11 dirilis pada tahun 1997 dan dijelaskan pada tahun 1999. tetapi hal ini sudah usang. Dengan sistem perhitungan 2 bit rate dikurangi 1 atau 2 megabit per detik (Mbit/s), ditambah kode koreksi kesalahan didepannya.

- 802.11a tahun 1999

Standar 802.11a menggunakan data protokol berlapis (layer) yang sama dengan format frame sebagai standar asli, tetapi OFDM berbasis Air Interface (Physical Layer). Standar ini beroperasi pada band 5 Ghz dengan kecepatan data maksimumnya 54 Mbit/s, ditambah dengan kode koreksi kesalahan yang dapat menghasilkan troughput yang realistis pada pertengahan 20 Mbit/s. Karena band 2,4 Ghz telah banyak digunakan, penggunaan band 5 Ghz jadi tidak terpakai yang banyak memberikan keuntungan pada protokol 802.11a. Namun transmisi tinggi pun memberikan kerugian dikarenakan efektifitas dari 802.11a lebih rendah daripada 802.11b/g. Secara teori, sinyal 802.11a lebih mudah diserap oleh dinding atau benda padat lainnya. hal itu terjadi karena panjang gelombang yang lebih kecil pada hasilnya tidak dapat menembus sejauh sinyal 802.11b. Dalam prakteknya sinyal 802.11b memiliki jangkauan yang lebih tinggi pada kecepatan rendah (802.11b akan mengurangi kecepatan sampai 5 Mbit/s atau bahkan 1 Mbit/s pada transmisi rendah) . 802.11a sering sekali mengalami interferensi walaupun hanya sedikit sinyal yang dapat menghambatnya, sehingga sinyal 802.11a memiliki interferensi yang rendah dan troughput yang lebih baik.

- 802.11b tahun 1999

802.11b memiliki maksimum data rate 11 Mbit/s dan menggunakan metode akses yang sama dengan dengan standar aslinya. Produk 802.11b muncul di pasar pada awal tahun 2000, karena 802.11b merupakan perpanjangan langsung dari teknik modulasi dari standar asli. Peningkatan Troughput yang tinggi 802.11b (dibandingkan dengan standar aslinya) bersamaan dengan penurunan harga yang substansial menyebabkan penerimaan yang cepat 802.11b sebagai teknologi wireless yang definitif. Permasalahan interferensi pada perangkat ini disebabkan oleh dari perangkat lainnya yang memiliki band yang sama, seperti microwave oven, Perangkat Bluetooth, dan telepon tanpa kabel.

- 802.11g tahun 2003

Pada bulan Juni 2003, modulasi dari ketiga tipe standar sebelumnya diratifkasi sehingga menghasilkan 802.11g. Sistem ini bekerja pada band 2,4 Ghz (band yang sama dengan 802.11b), tetapi menggunakan skema OFDM yang sama dengan 802.11a . Yang beroperasi pada tingkatan lapisan (layer) 54 Mbit/s dengan koreksi keselahan kedepan yang ekslusif atau rata - rata troughput sekitar 22 Mbit/s. Hardware 802.11g sepenuhnya kompatibel dengan hardware 802.11b dan tetap memiliki masalah kurangnya troughput bila dibandingkan dengan 802.11a sebesar 21%. Standar 802.11g yang diusulkan langsung cepat di adopsi oleh konsumen mulai Januari 2003, bahkan sebelum diratifikasi karena kebutuhan kecepatan data yang lebih tinggi serta pengurangan biaya produksi. Pada tahun tersebut juga, sebagian produk menjual produk dual band 802.11a/b menjadi dualband/tri mode, yang support a, b dan g dalam satu mobile adapter. teknis pembuatan b dan g bekerja sama guna menyempurnakan mekanisme transmisinya, dan juga mengurangi penggunaan sinyal 802.11g secara keseluruhan. Seperti 802.11b, sinyal 802.11g juga menjadi masalah terhadap perangkat yang menggunakan band yang sama.

- 802.11 tahun 2007

Pada tahun 2003, kelompok TGma diberi wewenang untuk mengubah standar 802.11 ke versi 1999. REVma atau 802.11ma, kelompok tersebut menghasilkan satu dokumen yang tergabung dalam 8 amandemen (802.11a, b, d, e, g, h, i, j) dengan standar dasar. Setelah disetujui pada tanggal 8 Maret 2007, 802.11 REVma diubah namanya menjadi standar dengan Base Standart 802.11-2007.

- 802.11n tahun 2009

802.11n merupakan pengembangan dari versi 802.11 sebelumnya, dengan menambahkan teknologi multiple-input multiple-output (MiMo). 802.11n beroperasi pada band antara 2,4 ghz dan lebih rendah dari 5 Ghz. IEEE telah menyetujui amandemen tersebut dan diterbitkan pada tanggal Oktober 2009. Sebelum ratifikasi dirampungkan, perusahaan - perusahaan sudah mulai migrasi ke jaringan 802.11n berdasarkan sertifikasi Wi-Fi Alliance's sesuai dengan draft 2007 proposal 802.11n.

- 802.11ac

IEEE 802.11ac adalah standar yang dikembangkan yang memberikan troughput yang tinggi pada band 5 Ghz. Spesifikasi ini memungkinkan wireless multistation dengan troughput minimal 1 Gbit/s dan troughput link minimum 500 Mbit/s, dengan menggunakan RF bandwith yang lebih luas, Up Stream (Up To 8) dan High- Density Modulation (Up To 256 QAM)


NB : Jika ingin dapat file diatas file word yang lebuh tertata silahkan kilk gambar download dibawah ini :