Standarisasi IEEE 802.4 Token Bus

Sejarah 802.x dan IEEE 

IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) adalah organisasi internasional, beranggotakan para insinyur, dengan tujuan untuk mengembangan teknologi untuk meningkatkan harkat kemanusiaan.

Sebelumnya IEEE memiliki kepanjangan yang dalam Indonesia berarti Institut Insinyur Listrik dan Elektronik (Institute of Electrical and Electronics Engineers). Namun kini kepanjangan itu tak lagi digunakan, sehingga organisasi ini memiliki nama resmi IEEE saja.

IEEE adalah sebuah organisasi profesi nirlaba yang terdiri dari banyak ahli di bidang teknik yang mempromosikan pengembangan standar-standar dan bertindak sebagai pihak yang mempercepat teknologi-teknologi baru dalam semua aspek dalam industri dan rekayasa (engineering), yang mencakup telekomunikasi, jaringan komputer, kelistrikan, antariksa, dan elektronika.

IEEE memiliki lebih dari 300.000 anggota individual yang tersebar dalam lebih dari 150 negara. Aktivitasnya mencakup beberapa panitia pembuat standar, publikasi terhadap standar-standar teknik, serta mengadakan konferensi.

Dan pada tahun 1980 bulan 2, IEEE membuat sebuah bagian yang mengurus standardisasi LAN (Local Area Network) dan MAN (Metropolitan Area Network). Bagian ini kemudian dinamakan sebagai 802. Angka 80 menunjukkan tahun dan angka 2 menunjukkan bulan dibentuknya kelompok kerja ini.
 

IEEE mempunyai banyak jenis tapi dalam artikel ini saya hanya akan membahas Standar IEEE 802.4 Token Bus.

Pengertian Token Bus Network (Jaringan Bus Kepingan)

Jaringan bus kepingan (Token Bus Network) adalah jaringan komputer yang menerapkan tata cara gelang kepingan (token ring protocol) pada "gelang maya" (virtual ring) dalam suatu kabel sepaksi (coaxial cable). Sebuah kepingan yang dikirimkan secara beranting dan bergantian dalam jaringan itu dipakai untuk menandai komputer mana yang berhak untuk mengirimkan bingkisan data (data packets). Masing-masing komputer (simpul atau node) harus tahu alamat dari simpul sebelahnya yang akan mendapat giliran dalam pengiriman data. Jika simpul tersebut tidak mempunyai data untuk dikirim, maka kepingan akan dikirimkan langsung ke simpul di sebelahnya.

Jenis tata cara bus kepingan dengan IEEE 802.4 banyak digunakan dalam aplikasi industri seperti pabrik moGM (General Motors) melalui sistem tata cara swaolah pabrikasi (Manufacturing Automation Protocol, MAP). Sistem tata cara bus kepingan yang sesuai dapat dipakai dalam jaringan dengan sistem pabrikasi supel (Flexible Manufacturing System, FMS). 

Prinsip kerja serta kabel yang digunakan pada 802.4 

Standard 802.4 ini menetapkan topologi bus secara fisik maupun logical dengan menggunakan kabel coaxial maupun serat optik serta metode akses media token passing. Secara fisik, token bus merupakan kabel linier atau berbentuk diagram pohon tempat stasiun-stasiun dihubungkan. Secara logika, stasiun-stasiun diorganisasi kedalam sebuah ring dimana masing-masing stasiun mengetahui alamat stasiun lainnya yang berada di sebelah kiri dan kanannya. Bila ring logika diinisialisasi, maka stasiun yang bernomor paling tinggi mempunyai kesempatan pertama untuk mengirim. Setelah dilaksanakan, stasiun tersebut memberikan kesempatan berikutnya jika stasiun tetangganya dengan cara mengrimkan frame kontrol khusus yang disebut token. Token berpropagasi mengelilingi Ring logic tersebut, dimana hanya pemegang token sajalah yang diijinkan untuk mentranmisikan frame. Karena pada suatu saat hanya terdapat sebuah stasiun saja yang memegang token, maka tidak akan terjadi tabrakan. 

Ciri-ciri Token Bus

• Secara fisik maupun logical dengan menggunakan kabel coaxial maupun serat optik serta metode akses media token passing.

• Sebuah token yang dikirimkan secara beranting dan bergantian dalam jaringan itu dipakai untuk menandai komputer mana yang berhak untuk mengirimkan paket data.

• Masing-masing komputer (node) harus tahu alamat dari node sebelahnya yang akan mendapat giliran dalam pengiriman data. Jika node tersebut tidak mempunyai data untuk dikirim, maka token akan dikirimkan langsung ke node di sebelahnya.

 Kelebihan IEE 802.4

• Menggunakan peralatan telesi kabel yang memiliki realibilitas. 

• Hemat kabel

• Layout kabel sederhana

• Serta mudah dikembangkan

Kekurangan IEE 802.4

• Sistem broadband banyak menggunakan rekayasa analog dan melibatkan modem serta amplifier pita lebar.

• Protokolnya sangat rumit dan memiliki delay pada keadaan beban rendah yang panjang.

• Sangat tidak cocok untuk implementasi serat las dan hanya dipakai oleh pengguna yang sedikit. 

• Deteksi dan isolasi kesalahan sangat kecil

• Kepadatan lalu lintas

• Bila salah satu client rusak, maka jaringan tidak bisa berfungsi.

• Diperlukan repeater untuk jarak jauh.

Token Bus MAC protokol lapisan 

Ketika cincin tersebut dijalankan, token dimasukkan ke dalamnya agar alamat stasiun, dimulai dengan yang tertinggi. Token itu sendiri dilewatkan dari tinggi ke alamat yang lebih rendah. Setelah stasiun aquires token, ia memiliki jangka waktu tetap selama mungkin mengirimkan frame, dan jumlah frame yang dapat ditularkan oleh setiap stasiun selama periode ini akan tergantung pada panjang setiap frame. 

Jika stasiun tidak memiliki data untuk mengirim, itu hanya melewati token ke stasiun berikutnya tanpa penundaan. Token Bus standar mendefinisikan empat kelas prioritas untuk lalu lintas - 0, 2, 4, dan 6 - dengan 6 mewakili prioritas tertinggi dan 0 paling rendah. Setiap stasiun mempertahankan empat antrian internal yang sesuai dengan empat tingkat prioritas.Sebagai bingkai diturunkan ke sublayer MAC dari protokol layer yang lebih tinggi, tingkat prioritas ditentukan, dan ditugaskan untuk antrian yang sesuai. Ketika stasiun memperoleh token, frame ditransmisikan dari masing-masing empat antrian dalam rangka ketat prioritas. Setiap antrian dialokasikan slot waktu tertentu, di mana frame dari antrian yang dapat ditularkan. Jika tidak ada frame menunggu dalam antrian tertentu, token segera menjadi tersedia untuk antrian berikutnya.

Jika token mencapai level 0 dan tidak ada frame menunggu, itu segera diteruskan ke stasiun berikutnya di ring logis. Seluruh proses dikendalikan oleh timer yang digunakan untuk mengalokasikan slot waktu untuk masing-masing tingkat prioritas. Jika antrian setiap kosong, slot waktu dapat dialokasikan untuk digunakan oleh antrian yang tersisa. Skema prioritas jaminan tingkat 6 Data sebagian kecil diketahui dari bandwidth jaringan, dan karena itu dapat digunakan untuk mengimplementasikan sistem kontrol real-time. Sebagai contoh, jika jaringan berjalan pada 10 Mbps dan memiliki lima puluh stasiun telah dikonfigurasi sehingga level 6 lalu lintas dialokasikan sepertiga dari bandwidth, setiap stasiun memiliki bandwidth dijamin dari 67 kbps untuk level 6 lalu lintas. Bandwidth yang tersedia prioritas tinggi dengan demikian bisa digunakan untuk melakukan sinkronisasi robot di jalur perakitan, atau untuk membawa satu kanal suara digital per stasiun, dengan beberapa bandwidth yang tersisa untuk informasi kontrol

Format frame Token Bus ditampilkan di atas. Preamble digunakan untuk menyinkronkan jam penerima. Start delimeter dan End delimeter bidang digunakan untuk menandai awal dan akhir dari frame, dan mengandung pengkodean analog dari simbol-simbol selain 0 dan 1 yang tidak dapat terjadi tanpa sengaja dalam frame data. Untuk alasan ini, bidang panjang tidak diperlukan. Frame Kontrol mengidentifikasi frame baik sebagai frame data atau bingkai kontrol. Untuk frame data, termasuk tingkat prioritas frame, dan bisa juga menyertakan indikator yang membutuhkan stasiun tujuan untuk mengakui penerimaan benar atau salah dari frame. Untuk frame kontrol, lapangan menentukan tipe frame. Destination dan Sumber bidang alamat berisi baik 2-byte atau alamat hardware 6-byte untuk tujuan dan sumber stasiun masing-masing (jaringan diberikan harus menggunakan baik 2-byte atau 6 alamat byte konsisten, bukan campuran dari dua). Jika alamat 2-byte yang digunakan, Bidang Data bisa sampai t0 8182 byte. Jika alamat 6-byte yang digunakan, itu terbatas untuk 8.174 byte. Checksum digunakan untuk mendeteksi kesalahan transmisi.