JATRA KURNIA ARDI

Interface Ethernet

DEFINISI:

Komunikasi ethernetEthernet adalah sistem jaringan yang dibuat dan dipatenkan perusahaan Xerox. Ethernet adalah implementasi metoda CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection) yang dikembangkan tahun 1960 pada proyek wireless ALOHA di Hawaii University diatas kabel coaxial. Standarisasi sistem ethernet dilakukan sejak tahun 1978 oleh IEEE. (lihat Tabel 2.) Kecepatan transmisi data di ethernet sampai saat ini adalah 10 sampai 100 Mbps. Saat in yang umum ada dipasaran adalah ethernet berkecepatan 10 Mbps yang biasa disebut seri 10Base. Ada bermacam-macam jenis 10Base diantaranya adalah: 10Base5, 10Base2, 10BaseT, dan 10BaseF yang akan diterangkan lebih lanjut kemudian.

     Pada metoda CSMA/CD, sebuah host komputer yang akan mengirim data ke jaringan pertama-tama memastikan bahwa jaringan sedang tidak dipakai untuk transfer dari dan oleh host komputer lainnya. Jika pada tahap pengecekan ditemukan transmisi data lain dan terjadi tabrakan (collision), maka host komputer tersebut diharuskan mengulang permohonan (request) pengiriman pada selang waktu berikutnya yang dilakukan secara acak (random). Dengan demikian maka jaringan efektif bisa digunakan secara bergantian.

    Untuk menentukan pada posisi mana sebuah host komputer berada, maka tiap-tiap perangkat ethernet diberikan alamat (address) sepanjang 48 bit yang unik (hanya satu di dunia). Informasi alamat disimpan dalam chip yang biasanya nampak pada saat komputer di start dalam urutan angka berbasis 16, seperti pada Gambar 3.

Gambar 3. Contoh ethernet address.

48 bit angka agar mudah dimengerti dikelompokkan masing-masing 8 bit untuk menyetakan bilangan berbasis 16 seperti contoh di atas (00 40 05 61 20 e6), 3 angka didepan adalah kode perusahaan pembuat chip tersebut. Chip diatas dibuat oleh ANI Communications Inc. Contoh vendor terkenal bisa dilihat di Tabel 3, dan informasi lebih lengkap lainnya dapat diperoleh di http://standards.ieee.org/regauth/oui/index.html

Tabel 3. Daftar vendor terkenal chip ethernet

NOMOR KODE	NAMA VENDOR
00:00:0C	Sisco System
00:00:1B	Novell
00:00:AA	Xerox
00:00:4C	NEC
00:00:74	Ricoh
08:08:08	3COM
08:00:07	Apple Computer
08:00:09	Hewlett Packard
08:00:20	Sun Microsystems
08:00:2B	DEC
08:00:5A	IBM

Dengan berdasarkan address ehternet, maka setiap protokol komunikasi (TCP/IP, IPX, AppleTalk, dll.) berusaha memanfaatkan untuk informasi masing-masing host komputer dijaringan.

1. 10Base5

Sistem 10Base5 menggunakan kabel coaxial berdiameter 0,5 inch (10 mm) sebagai media penghubung berbentuk bus seperti pad Gambar 4. Biasanya kabelnya berwarna kuning dan pada kedua ujung kebelnya diberi konsentrator sehingga mempunyai resistansi sebesar 50 ohm. Jika menggunakan 10Base5, satu segmen jaringan bisa sepanjang maksimal 500 m, bahkan jika dipasang penghubung (repeater) sebuah jaringan bisa mencapai panjang maksimum 2,5 km.

Seperti pada Gambar 5, antara NIC (Network Interface Card) yang ada di komputer (DTE, Data Terminal Equipment) dengan media transmisi bus (kabel coaxial)-nya diperlukan sebuah transceiver (MAU, Medium Attachment Unit). Antar MAU dibuat jarak minimal 2,5 m, dan setiap segment hanya mampu menampung sebanyak 100 unit. Konektor yang dipakai adalah konektor 15 pin. 

Gambar 4. Jaringan dengan media 10Base5.

Gambar 5. Struktur 10Base5.

2. 10Base2

Seperti pada jaringan 10Base5, 10Base2 mempunyai struktur jaringan berbentuk bus. (Gambar 6). Hanya saja kabel yang digunakan lebih kecil, berdiameter 5 mm dengan jenis twisted pair. Tidak diperlukan MAU kerena MAU telah ada didalam NIC-nya sehingga bisa menjadi lebih ekonomis. Karenanya jaringan ini dikenal juga dengan sebutan CheaperNet. Dibandingkan dengan jaringan 10Base5, panjang maksimal sebuah segmennya menjadi lebih pendek, sekitar 185 m, dan bisa disambbung sampai 5 segmen menjadi sekitar 925 m. Sebuah segmen hanya mampu menampung tidak lebih dari 30 unit komputer saja. Pada jaringan ini pun diperlukan konsentrator yang membuat ujung-ujung media transmisi busnya menjadi beresistansi 50 ohm. Untuk jenis konektor dipakai jenis BNC.

Gambar 6. Jaringan dengan media 10Base5.

Gambar 7. Struktur 10Base2.

3. 10BaseT

Berbeda dengan 2 jenis jaringan diatas, 10BaseT berstruktur bintang (star) seperti terlihat di Gambar 8. Tidak diperlukan MAU kerena sudah termasuk didalam NIC-nya. Sebagai pengganti konsentrator dan repeater diperlukan hub karena jaringan berbentuk star. Panjang sebuah segmen jaringan maksimal 100 m, dan setiap hub bisa dihubungkan untuk memperpanjang jaringan sampai 4 unit sehingga maksimal komputer tersambung bisa mencapai 1024 unit.

Gambar 8. Jaringan dengan media 10BaseT.

Gambar 9. Struktur 10BaseT.

Menggunakan konektor modular jack RJ-45 dan kabel jenis UTP (Unshielded Twisted Pair) seperti kabel telepon di rumah-rumah. Saat ini kabel UTP yang banyak digunakan adalah jenis kategori 5 karena bisa mencapai kecepatan transmisi 100 Mbps. Masing-masing jenis kabel UTP dan kegunaanya bisa dilihat di Table 4.

Tabel 4. Jenis kabel UTP dan aplikasinya.

KATEGORI	APLIKASI
Category 1	Dipakai untuk komunikasi suara (voice), dan digunakan untuk kabel telepon di rumah-rumah
Category 2	Terdiri dari 4 pasang kabel twisted pair dan bisa digunakan untuk komunikasi data sampai  kecepatan 4 Mbps
Category 3	Bisa digunakan untuk transmisi data dengan kecepatan sampai 10 Mbps dan digunakan  untuk Ethernet dan TokenRing
Category 4	Sama dengan category 3 tetapi dengan kecepatan transmisi sampai 16 Mbps
Category 5	Bisa digunakan pada kecepatan transmisi sampai 100 Mbps, biasanya digunakan untuk  FastEthernet (100Base) atau network ATM

D.     10BaseF

Bentuk jaringan 10BaseF sama dengan 10BaseT yakni berbentuk star. Karena menggunakan serat optik (fiber optic) untuk media transmisinya, maka panjang jarak antara NIC dan konsentratornya menjadi lebih panjang sampai 20 kali (2000 m). Demikian pula dengan panjang total jaringannya. Pada 10BaseF, untuk transmisi output (TX) dan input (RX) menggunakan kabel/media yang berbeda.

Gambar 10. Struktur 10BaseF.

Gambar 11. Foto NIC jenis 10Base5, 10Base2, dan 10BaseT.

E.      Fast Ethernet (100BaseT series)

Selai jenis NIC yang telah diterangkan di atas, jenis ethernet chip lainnya adalah seri 100Base. Seri 100Base mempunyai beragam jenis berdasarkan metode akses datanya diantaranya adalah: 100Base-T4, 100Base-TX, dan 100Base-FX. Kecepatan transmisi seri 100Base bisa melebihi kecepatan chip pendahulunya (seri 10Base) antara 2-20 kali (20-200 Mbps). Ini dibuat untuk menyaingi jenis LAN berkecepatan tinggi lainnya seperti: FDDI, 100VG-AnyLAN dan lain sebagainya.

[1]

 Kabel Ethernet

Ξ May 21st, 2006 | → | ∇ LAN, Technology |

Kode Warna

Kabel data ethernet terdiri dari 4 pasang kawat. Masing-masing mempunyai warna tertentu (solid) dengan pasangannya berwarnah putih bergaris-garis warna tertentu(solid), dipilin menjadi satu. Untuk performansi Ethernet yang baik, jangan membuka pilinan terlalu panjang (kira-kira ¼ inch).
Kode warna pada pasangan kabel

Pair 1 : putih-biru/biru (white-blue/blue)
Pair 2 : putih-orange/orange (white-orange/orange)
Pair 3 : putih-hijau/hijau (white-green/green)
Pair 4 : putih-coklat/coklat (white-brown/brown)
Desain untuk 10BaseT Ethernet adalah warna orange dan hijau. Dua pasang lainnya, coklat dan biru, tidak digunakan. Berikut konfigurasi kabel menggunakan RJ-45 :

Terdapat dua standard untuk kabel ethernet ini, yaitu T-568A dan T-568B. Gambar di atas memperlihatkan kedua standard tersebut. Standard T-568B, pasangan orange dan hijau diletakkan pada pin 1, 2 dan 3, 6. Standard T-568A membalikkan koneksi orange dan hijau, sehingga pasangan biru dan orange menjadi 4 pin yang berada di tengah, yang mebuat koneksi seperti ini lebih cocok untuk koneksi telco voice.
T-568A telah dijadikan sebagai standard instalasi, sedangkan T-568B hanya sebagai alternative saja.
Nomor Pin
Berikut nomor pin untuk kedua standard di atas:
T-568A

Pin	Color	Pair	Description
1	white/green	3	RecvData +
2	green	3	RecvData -
3	white/orange	2	TxData +
4	blue	1	Unused
5	white/blue	1	Unused
6	orange	2	TxData -
7	white/brown	4	Unused
8	brown	4	Unused

T-568B

Pin	Color	Pair	Descrtipion
1	white/orange	2	TxData +
2	orange	2	TxData -
3	white/green	3	RecvData +
4	blue	1	Unused
5	white/blue	1	Unused
6	green	3	RecvData -
7	white/brown	4	Unused
8	brown	4	Unused

Cross-over Cable (Kabel Silang) Ethernet
Kabel Ethernet/LAN mempunyai 8 buah kawat (4 pair). Untuk kebutuhan koneksi yang menggunakan Kabel Silang, Ethernet membutuhkan 2 pasang kawat, satu pasang berfungsi sebagai transmiter dan satu pasang lagi berfungsi sebagai receiver.
Berikut konfigurasi Kabel Cross-over menggunakan konektor RJ-45:

Konfigurasi Pin:
Pin 1 - Pin 3
Pin 2 - Pin 6
Koneksi seperti ini digunakan untuk menghubungkan :
1. Hub ke Hub.
2. Switch ke switch
3. Komputer ke komputer
4. Port Ethernet Router ke port Ethernte Router
5. Komputer ke Router
6.Komputer ke Modem IP (output modem berupa card Ethernet)
Koneksi yang menggunakan Kabel Cross-Over

Catatan : Koneksi antar Hub atau Switch dapat menggunakan kabel straight dengan memasang pada port uplink. Pada beberapa tipe Hub, terdapat tombol kecil yang dapat berfungsi menjadikan port sebagai UPLINK.
Kabel Straight-Through
Konfigurasi kabel “straight-through” untuk Ethernet adalah, pin 1 pada konektor terhubung dengan pin 1 pada ujung konektor lawan, begitu seterusnya untuk pin 2 sampai 8.
Koneksi kabel Straight-through digunakan untuk menghubungkan :
1. Antara Komputer ke Hub
2. Antara Komputer ke Switch
Koneksi yang menggunakan Kabel Straight-Through

Contoh pengaplikasian ethernet

Dalam merancang sistem Integrasi PLC hampir

sama dengan membuat integrasi jaringan komputer.

Tiap jaringan yang berbeda harus memiliki

identitas jaringan, agar komunikasi data dapat

berjalan semestinya tanpa adanya data yang hilang

atau tidak terkirim ketujuan. Didalam PLC untuk

memberikan identitas pada jaringan kita gunakan

aplikasi dari Omron yaitu CX-Integrator.

Kemudian desain routing table untuk kedua macam

jaringan diatas yaitu Ethernet dengan identitas

jaringannya adalah dua, dengan menggunakan CXIntegrator

dan routing table

Gambar 2.Jaringan Ethernet

Industrial Electronics Seminar 2011

Electronics Engineering Polytechnic Institute of Surabaya

Gambar 3. Routing Table Ethernet

Sedangkan untuk jaringan Controller Link memiliki routing table beridentitas satu. Untuk

melakukan setting routing table hampir sama

dengan Ethernet hanya saja system harus tergabung

dalam jaringan Controller Link. Secara garis besar

ditunjukan pada gambar dibawah ini.

Gambar 4. Jaringan Controller Link

Gambar 5. Routing Table Controller Link

Hal tersebut dilakukan pada tiap-tiap PLC yang

tergabung dalam suatu jaringan yang telah kita

desain sebelumnya.

Berikut ini adalah pembagian node dan identitas

serta parameter-parameter apa saja yang

dibutuhkan untuk membangun jaringan seperti

pada gambar 1. Untuk membangun jaringan

integrasi pemetaan jaringan harus terstuktur secara

mendetail dari masing-masing PLC tujuannya

adalah ketika terdapat integrasi lebih lanjut mudah

untuk melakukan routing table dan pembagian

node tiap jaringan

Spesifikasi dan parameter tiap komponen dilihat

dari masing-masing jaringan :

 PLC CJ1M

 Ethernet

Network #2

Unit No = 2

Node No = 01

IP = 192.168.1.1

Protokol : FINS.

 Controller Link

Network #1

Unit No = 1

Node No = 01

Baud rate : 2 Mbps

Protokol : FINS

 Serial

1:1

Baud rate = 9600 bps

Protokol : Hostlink

 PLC CS1G-H

 Ethernet

Network #2

Unit No = 0

Node No = 02

IP = 192.168.1.2

 PLC CS1H-H

 Controller Link

Network #1

Unit No = 2

Node No = 02

Baud rate = 2 Mbps

Protokol : FINS

 PC

 Ethernet

Network #2

Node No = 10

IP = 192.168.1.10

Protokol : FINS-TCP, FINS-UDP

 Touch Screen

 Serial

1:1

PORT A

Baud rate = 9600 bps

Industrial Electronics Seminar 2011

Electronics Engineering Polytechnic Institute of Surabaya

FINS Protokol

FINS adalah salah satu protokol yang dimiliki oleh

omron yang tidak dimiliki oleh merk PLC lain.

FINS protocol ini dapat digunakan di berbagai

media komunikasi yang terdapat pada PLC omron

diantaranya adalah Serial, Controler Link serta

Ethernet. Secara garis besar Protokol FINS terbagi

dalam dua jenis yaitu: Command Data Structure

dan Respon Data Structure.

Gambar 6. Command Data Structure FINS

Gambar 7. Response Data Structure FINS

Keterangan

 ICF

 RSV  00

 GCT 02

 DNA  Alamat Tujuan

00 : Jaringan Lokal

01-7F : Jaringan remote

 DA1  Node Tujuan

 DA2  Tujuan Alamat Unit

 SNA  Sumber alamat Jaringan

00 : Jaringan Lokal

01-7F : Jaringan Remote

 SA1  Sumber identitas node

 SA2  Sumber identitas unit

 SID  Identitas Jaringan

Dari desain jaringan yang telah kita buat maka kita

dapat menetukan FINS header untuk melakukan

komunikasi baik melalui controller link maupun

Ethernet, hasil dari FINS header dari jaringan yang

telah dipetakan sebagai berikut

 ICF = 0x80

 RSV = 0x00

 GCT = 0x02

 DNA = 0x00

 DA1 = 0x00

 DA2 = 0x00

 SNA = 0x02

 SA1 = 0x03

 SA2 = 0x00

 SID = 0x00

Sedangkan Untuk Command code dan text

tergantung pada apa yang kita perintahkan ke PLC.

Misalkan untuk menulis alamat memori pada PLC

atau juga membaca alamat dari PLC. Sedangkan

response code adalah kelanjutan dari respon PLC

terhadap command code yang diterima.

Hasil dan Analisa

Berikut ini adalah tampilan dari Remote screen yang

terhubung pada PLC server CJ1M melalui serial

dengan protokol hostlink

Gambar 8. Remote Screen

 9. Gambar Monitoring Screen

Touch screen tersebut berfungsi sebagai remote

secara lokal PLC CJ1M serta dapat meremote

seluruh PLC yang terintegrasi dengan cara

memerintahkan PLC server CJ1M untuk

berkomunikasi dengan PLC lain. PLC CJ1M berisi

program ladder diagram yang berfungsi sebagai

komunikasi jaringan Ethernet dan jaringan

controller link. Komunikasi antar PLC dengan PLC

menggunakan mekanisme komunikasi secara

pemrograman lader diagram dengan menggunakan

Function block SEND(090). Berikut ini adalah

salah satu lader Diagram untuk komunikasi antar

PLC

Gambar 10. Ladder diagram komunikasi

Pemetaan Port komunikasi pada PLC CJ1M untuk

Komunikasi PLC dengan PLC:

 Komunikasi Controller Link

Transmit  PORT 1

Receive  PORT 2

 Komunikasi Ethernet

Transmit  PORT 3

Receive  PORT 4

Pengujian Komunikasi PLC (Server)

dengan PC (Client)

Pengujian dilakukan dengan membuat program

pada PC yang berfungsi sebagai client dengan

software QT dan PLC berfungsi sebagai Server.

Protokol yang digunakan adalah TCP-FINS.

Tampilan pengujian dengan software QT adalah

sebagai berikut

Gambar 11. QT Socket Programming

Mekanisme handshaking PC dengan PLC hampir

sama dengan PC dengan PC. Ketika kita tekan

tombol “Connect to Host” maka PC dan PLC

melakukan mekanisme handshaking sampai

tercapai state connected.

Gambar 12. Mekanisme TCP-FINS

Hasil dari socket programming dengan QT, ketika

melakukan Handshaking PC (client) dengan PLC

(server) dilihat dengan Wire Shark

Gambar 13. Sniffing Handshaking PC-PLC

hasil dari wire shark adalah sebagai berikut

 50911 > micromouse-ncwp [SYN] seq=0

 micromuuse-ncwp > 50911 [SYN,ACK]

seq=0 Ack=1

 50911 > micromuuse-ncwp [ACK] seq=1

Ack=1

Gambar 14. GUI Remote PLC

Setelah tahap tersebut tercapai maka PLC dan PC

berada pada tahap connected dan komunikasi sudah

pada kondisi establish. Dan kemudian tahap

selanjutnya dari TCP-FINS adalah mengenalkan

Node PC pada PLC, Node PC sama seperti nilai IP

yaitu 10 dan port tujuan dari PLC adalah 9600.

Setelah kita kirim kan node PC maka PLC siap

untuk mengeksekusi FINS command dan kemudian

PLC mengirim balasan berupa FINS Response.

Command yang dikirimkan ke PLC adalah write

area memory pada PLC. Ketika kita telah Berhasil

mengirimkan suatu nilai tertentu pada area memori

PLC CJ1M maka PLC CS1GH akan melakukan

memulai untuk menjalankan program untuk

mengontrol sistem Factory Automation Module dan

ketika kita tekan tombol “FINS command” pada

QT dan hasilnya Factory Automation Module

mulai bekerja. Hal ini menunjukan keberhasilan

komunikasi antara PC dengan PLC.

Gambar 15. GUI Monitoring PLC

Berikut ini adalah hasil dari keseluruhan

komunikasi yang disniffing dengan wire shark

ketika kita melakukan komunikasi PC dengan PLC

dengan socket programming pada QT

Gambar 16. Sniffing komunikasi PC-PLC

[3]

Referensi:

[1]  http://fadel05.tripod.com/network/jaringan.html

[2]  http://mudji.net/press/?p=40

[3] http://materikuliah.info/makalah/perancangan-dan-pengkajian-uhf-spread-spectrum-     ethernet-radio.aspx