BAB I
PENGANTAR DATA MINING:
MENAMBANG PERMATA PENGETAHUAN DI GUNUNG DATA
Abstrak :
Data Mining (DM) adalah salah satu bidang yang berkembang pesat
karena besarnya kebutuhan akan nilai tambah dari database skala besar
yang makin banyak terakumulasi sejalan dengan pertumbuhan teknologi
informasi. Definisi umum dari DM itu sendiri adalah serangkaian proses
untuk menggali nilai tambah berupa pengetahuan yang selama ini tidak
diketahui secara manual dari suatu kumpulan data. Dalam review ini,
penulis mencoba merangkum perkembangan terakhir dari teknik-teknik
DM beserta implikasinya di dunia bisnis.
Kata Kunci:
data mining, data warehouse, association rule mining, classification,
clustering
1.1 Pendahuluan
Perkembangan data mining(DM) yang pesat tidak dapat lepas dari
perkembangan teknologi informasi yang memungkinkan data dalam jumlah besar
terakumulasi. Sebagai contoh, toko swalayan merekam setiap penjualan barang
dengan memakai alat POS(point of sales). Database data penjualan tsb. bisa
mencapai beberapa GB setiap harinya untuk sebuah jaringan toko swalayan
berskala nasional. Perkembangan internet juga punya andil cukup besar dalam
akumulasi data.
Tetapi pertumbuhan yang pesat dari akumulasi data itu telah menciptakan
kondisi yang sering disebut sebagai “rich of data but poor of information” karena
data yang terkumpul itu tidak dapat digunakan untuk aplikasi yang berguna. Tidak
jarang kumpulan data itu dibiarkan begitu saja seakan-akan “kuburan data” (data
tombs). DM adalah serangkaian proses untuk menggali nilai tambah dari suatu
kumpulan data berupa pengetahuan yang selama ini tidak diketahui secara
manual. Patut diingat bahwa kata mining sendiri berarti usaha untuk mendapatkan
sedikit barang berharga dari sejumlah besar material dasar. Karena itu DM
sebenarnya memiliki akar yang panjang dari bidang ilmu seperti kecerdasan
buatan (artificial intelligent), machine learning, statistik dan database. Beberapa
teknik yang sering disebut-sebut dalam literatur DM antara lain : clustering,
classification, association rule mining, neural network, genetic algorithm dan lain-
lain.
Yang membedakan persepsi terhadap DM adalah perkembangan teknik-teknik DM untuk aplikasi pada database skala besar. Sebelum populernya DM
teknik-teknik tersebut hanya dapat dipakai untuk data skala kecil saja.
Di sini, penulis mencoba untuk memberi gambaran sekilas atas
perkembangan terakhir teknik-teknik DM sambil memberikan juga ilustras
pemakaian di dunia bisnis. Penulis juga menyajikan pengertian konfiguras
penyimpanan data yang memudahkan pemakai untuk melakukan DM yang umum
disebut dengan data warehouse.
Jumat, 16 Oktober 2009
SLDC, OOAD DAN UML
SDLC
adalah Software Development Life Cycle. Di dalamnya ditentukan fase-fase
pembangunan suatu software, mulai dari Initiation, Software Concept,
Planning, Requirements Analysis, Design, Development (Coding), Testing,
Implementation, Operation and Maintenance, dan Disposition (jika perlu).
Singkatnya, SDLC adalah sebuah metodologi.
OOAD
adalah Object Oriented Analysis and Design. OOAD juga sebuah metodologi
dan merupakan subset dari SDLC. Di dalam OOAD ditentukan metoda-
metoda yang harus dilakukan pada tahap Software Concept, Requirements Analysis, dan Design.
Sedangkan UML (Unified Modeling Language) adalah sebuah alat yang digunakan dalam menjalankan tahap-tahap yang
terdapat di dalam metodologi (SDLC, OOAD). UML digunakan untuk
melakukan pemodelan software pada tahap Software Concept (scope, business
process, boundary), Requirements Analysis, Design, dan Implementation.
adalah Software Development Life Cycle. Di dalamnya ditentukan fase-fase
pembangunan suatu software, mulai dari Initiation, Software Concept,
Planning, Requirements Analysis, Design, Development (Coding), Testing,
Implementation, Operation and Maintenance, dan Disposition (jika perlu).
Singkatnya, SDLC adalah sebuah metodologi.
OOAD
adalah Object Oriented Analysis and Design. OOAD juga sebuah metodologi
dan merupakan subset dari SDLC. Di dalam OOAD ditentukan metoda-
metoda yang harus dilakukan pada tahap Software Concept, Requirements Analysis, dan Design.
Sedangkan UML (Unified Modeling Language) adalah sebuah alat yang digunakan dalam menjalankan tahap-tahap yang
terdapat di dalam metodologi (SDLC, OOAD). UML digunakan untuk
melakukan pemodelan software pada tahap Software Concept (scope, business
process, boundary), Requirements Analysis, Design, dan Implementation.
MENENTUKAN JALUR TERPENDEK MENGGUNAKAN ALGORITMA SEMUT
Secara umum, pencarian jalur terpendek dapat dibagi menjadi dua
metode, yaitu metode konvensional dan metode heuristik. Metode konvensional
cenderung lebih mudah dipahami daripada metode heuristik, tetapi jika
dibandingkan dari hasil yang diperoleh, metode heuristik lebih variatif. Dalam
metode heuristik terdapat beberapa algoritma,salah satunya adalah algoritma
semut (AntCo).
Algoritma semut adalah algoritma yang diadopsi dari perilaku koloni
semut. Secara alamiah koloni semut mampu menemukan rute terpendek dalam
perjalanan dari sarang ke tempat-tempat sumber makanan. Koloni semut dapat
menemukan rute terpendek antara sarang dan sumber makanan berdasarkan
jejak kaki pada lintasan yang telah dilewati. Semakin banyak semut yang
melewati suatu lintasan, maka akan semakin jelas bekas jejak kakinya. Algoritma
Semut sangat tepat digunakan untuk diterapkan dalam penyelesaian masalah
optimasi, salah satunya adalah untuk menentukan jalur terpendek,dengan
menganalogikan titik awal sebagai sarang semut dan titik tujuan sebagai sumber Algoritma semut cukup efektif dalam penentuan jalur terpendek, karena
hasil perhitungan yang didapatkan cukup akurat. Namun demikian, semakin
banyak data yang diolah tingkat akurasi nya akan semakin menurun. Selain
jumlah kota, nilai parameter juga cukup mempengaruhi akurasi hasil
perhitungan.
Kata kunci: Pencarian jalur terpendek, Heuristik, Algoritma Semu, AntCo
metode, yaitu metode konvensional dan metode heuristik. Metode konvensional
cenderung lebih mudah dipahami daripada metode heuristik, tetapi jika
dibandingkan dari hasil yang diperoleh, metode heuristik lebih variatif. Dalam
metode heuristik terdapat beberapa algoritma,salah satunya adalah algoritma
semut (AntCo).
Algoritma semut adalah algoritma yang diadopsi dari perilaku koloni
semut. Secara alamiah koloni semut mampu menemukan rute terpendek dalam
perjalanan dari sarang ke tempat-tempat sumber makanan. Koloni semut dapat
menemukan rute terpendek antara sarang dan sumber makanan berdasarkan
jejak kaki pada lintasan yang telah dilewati. Semakin banyak semut yang
melewati suatu lintasan, maka akan semakin jelas bekas jejak kakinya. Algoritma
Semut sangat tepat digunakan untuk diterapkan dalam penyelesaian masalah
optimasi, salah satunya adalah untuk menentukan jalur terpendek,dengan
menganalogikan titik awal sebagai sarang semut dan titik tujuan sebagai sumber Algoritma semut cukup efektif dalam penentuan jalur terpendek, karena
hasil perhitungan yang didapatkan cukup akurat. Namun demikian, semakin
banyak data yang diolah tingkat akurasi nya akan semakin menurun. Selain
jumlah kota, nilai parameter juga cukup mempengaruhi akurasi hasil
perhitungan.
Kata kunci: Pencarian jalur terpendek, Heuristik, Algoritma Semu, AntCo
aplikasi wirilees
A. Latar Belakang Masalah
Kemajuan perkembangan teknologi informasi dan telekomunikasi adalah gerbang
awal menuju kehidupan manusia yang lebih baik dan efisien sebagai efek dari ilmu
pengetahuan yang dikembangkan oleh manusia. Dahulu untuk berkomunikasi saja
manusia masih kesulitan, namun dengan berkembangnya ilmu pengetahuan dan teknologi
masalah komunikasi sudah bukan menjadi masalah.
Ketika piranti komunikasi berupa telepon pertama kali ditemukan oleh Alexander
Graham Bell, hal tersebut belum disadari oleh kebanyakan umat manusia namun dengan
penemuan itu ternyata menjadi awal dari perkembangan telekomunikasi yang akhirnya menjadi berkembang pesat seperti sekarang. Piranti telekomunikasi pertama kali masih menggunakan kabel yang besar rumit dan
banyak, piranti kabel memang masih digunakan sampai sekarang namun para ahli masih
memikirkan untuk beralih ke telekomunikasi yang bersifat mobile dan praktis. Dan ha
tersebutlah yang menjadi landasan dan latar belakang bagi kemajuan pengembangan
telekomunikasi nirkabel (wireless / unguided). B. Perumusan Masalah
Contoh dari media unguided banyak sekali namun dalam hal ini akan difokuskan
mengenai transmisi wireless dalam bidang komunikasi data antar jaringan internet dan
komputer. Perkembangan aplikasi wireless untuk komputer dan internet sudah sedemikian
pesat antara lain dengan berkembang pesatnya aplikasi wireless misalnya hotspot area.
Karena perkembangan inilah media komunikasi menggunakan wireless akan dibahas
dalam makalah ini. C. Tujuan Penulisan Makalah
Tujuan dari makalah ini adalah untuk memahami sekilas tentang media unguided.
Setelah mengetahui sedikit mengenai media transmisi wireless diharapkan kita dapat
membudayakan penggunaan teknologi wireless untuk di berbagai bidang kehidupan.
Media unguided juga harus disosialisasikan sebagai teknologi masa depan pengganti media kabel yang masih menjadi tulang punggung dunia telekomunikasi saat ini.
Kemajuan perkembangan teknologi informasi dan telekomunikasi adalah gerbang
awal menuju kehidupan manusia yang lebih baik dan efisien sebagai efek dari ilmu
pengetahuan yang dikembangkan oleh manusia. Dahulu untuk berkomunikasi saja
manusia masih kesulitan, namun dengan berkembangnya ilmu pengetahuan dan teknologi
masalah komunikasi sudah bukan menjadi masalah.
Ketika piranti komunikasi berupa telepon pertama kali ditemukan oleh Alexander
Graham Bell, hal tersebut belum disadari oleh kebanyakan umat manusia namun dengan
penemuan itu ternyata menjadi awal dari perkembangan telekomunikasi yang akhirnya menjadi berkembang pesat seperti sekarang. Piranti telekomunikasi pertama kali masih menggunakan kabel yang besar rumit dan
banyak, piranti kabel memang masih digunakan sampai sekarang namun para ahli masih
memikirkan untuk beralih ke telekomunikasi yang bersifat mobile dan praktis. Dan ha
tersebutlah yang menjadi landasan dan latar belakang bagi kemajuan pengembangan
telekomunikasi nirkabel (wireless / unguided). B. Perumusan Masalah
Contoh dari media unguided banyak sekali namun dalam hal ini akan difokuskan
mengenai transmisi wireless dalam bidang komunikasi data antar jaringan internet dan
komputer. Perkembangan aplikasi wireless untuk komputer dan internet sudah sedemikian
pesat antara lain dengan berkembang pesatnya aplikasi wireless misalnya hotspot area.
Karena perkembangan inilah media komunikasi menggunakan wireless akan dibahas
dalam makalah ini. C. Tujuan Penulisan Makalah
Tujuan dari makalah ini adalah untuk memahami sekilas tentang media unguided.
Setelah mengetahui sedikit mengenai media transmisi wireless diharapkan kita dapat
membudayakan penggunaan teknologi wireless untuk di berbagai bidang kehidupan.
Media unguided juga harus disosialisasikan sebagai teknologi masa depan pengganti media kabel yang masih menjadi tulang punggung dunia telekomunikasi saat ini.
Abstrak Sudah banyak instansi-instansi yang memanfaatkan perangkat lunak dalam meningkatkan kinerja bisnis sejak dikenalnya b
Abstraksi
Keamanan pada komunikasi melalui jaringan komputer sekarang telah menjadi sebuah persoalan penting. Teknik
kriptografi diimplementasikan pada protokol komunikasi IPsec untuk mendapatkan aspek keamanan tersebut. IPsec
merupakan serangkaian protokol komunikasi yang menerapkan beberapa teknik kriptografi untuk menjamin keamanan
dalam komunikasi melalui jaringan komputer. IPsec merupakan solusi yang transparan terhadap pengguna karena
pengguna tidak perlu menyadari keberadaannya karena IPsec membungkus paket-paket IP dengan header yang pada
akhirnya ditransmisikan sebagai paket-paket IP biasa. Protokol Authentication Header (AH) menjamin data integrity
sedang protokol Encapsulating Security Payload (ESP) selain menjamin data integrity juga menjamin data
confidentiality. IPsec bukanlah protokol komunikasi yang sempurna. Kompleksitasnya yang tinggi, dokumentasinya
yang belum sempurna untuk sebuah standar, fitur yang tidak perlu (sehingga menambah kompleksitas) merupakan
beberapa kelemahan yang dimilikinya. Tetapi hingga kini, IPsec masih dianggap sebagai protokol keamanan yang
paling baik dibanding protokol keamanan IP yang lain. 1. Pendahuluan
Pada awal perkembangannya, jaringan komputer
digunakan hanya untuk pengiriman e-mail antar
perguruan tinggi untuk keperluan riset dan untuk
berbagi penggunaan printer dalam suatu
perusahaan. Untuk memenuhi tujuan tersebut,
aspek keamanan jaringan pada saat itu tidak
mendapat perhatian penting. Namun kini, saat
jaringan komputer juga telah digunakan untuk
berbagai aktivitas perbankan dan perdagangan, terutama melalui Internet, aspek keamanan
menjadi masalah yang harus mendapat perhatian
besar.
Kriptografi merupakan ilmu untuk menyamarkan
suatu pesan demi menjaga kerahasiaannya. Suatu
pesan (plain text) harus melalui proses enkripsi
terlebih dulu menjadi bentuk yang tidak berarti
(cipher text) sebelum dikirimkan ke penerimyang berhak. Hanya pihak yang berhak lah yang
dapat melakukan proses dekripsi, yaitu mengubah
kembali cipher text menjadi plain text memakai
suatu kunci yang rahasia. Plain text akan sulit
diturunkan dari cipher text-nya oleh orang yang
tidak berhak (yang tidak memiliki kunci yang
bersesuaian dengan cipher text tersebut).
Kriptografi menganut prinsip kerahasiaan melalui
ketidakjelasan (secrecy through obscurity).
Dalam makalah ini, IPsec akan dibahas sebagai
salah satu aplikasi teknik kriptografi untuk
keamanan jaringan komputer. Aspek keamanan
yang disediakan merupakan hasil dari teknik
kriptografi yang diimplementasikan dalam
rangkaian protokol IPsec. Sejak pendefinisiannya
dalam beberapa dokumen RFC (Request for
Comments), para ahli telah melakukan beberapa
analisis untuk mengidentifikasi kelebihan dan
kelemahan IPsec, serta memberikan beberapa
rekomendasi untuk perbaikan.
2. Keamanan Jaringan Komputer
Masalah keamanan jaringan komputer secara
umum dapat dibagi menjadi empat kategori yang
saling berkaitan
17)
:
1. Secrecy/Confidentiality
Informasi yang dikirimkan melalui jaringan
komputer harus dijaga sedemikian rupa
kerahasiaannya sehingga tidak dapat
diketahui oleh pihak yang tidak berhak
mengetahui informasi tersebut.
2. Authentication
Identifikasi terhadap pihak-pihak yang
sedang melakukan komunikasi melalui
jaringan harus dapat dilakukan. Pihak yang
berkomunikasi melalui jaringan harus dapat
memastikan bahwa pihak lain yang diajak berkomunikasi adalah benar-benar pihak
yang dikehendaki.
3. Nonrepudiation
Pembuktian korespondensi antara pihak yang
mengirimkan suatu informasi dengan
informasi yang dikirimkan juga perlu
dilakukan dalam komunikasi melalui jaringan
komputer. Dengan pembuktian tersebut,
identitas pengirim suatu informasi dapat
dipastikan dan penyangkalan pihak tersebut
atas informasi yang telah dikirimnya tidak
dapat dilakukan.
4. Integrity Control
Informasi yang diterima oleh pihak penerima
harus sama dengan informasi yang telah
dikirim oleh pihak pengirim. Informasi yang
telah mengalami perubahan dalam proses
pengiriman, misalnya diubah oleh pihak lain,
harus dapat diketahui oleh pihak penerima.
Dalam protokol stack OSI (Open Systems
Interconnection) Reference Model terdapat
beberapa kemungkinan penempatan aspek
keamanan jaringan. Terdapat pula kemungkinan
bahwa aspek keamanan jaringan tidak hanya
ditempatkan pada salah satu layer melainkan
dikombinasikan pada beberapa layer sekaligus
karena penempatan pada tiap layer memiliki
keunggulan masing-masing.
Pada physical layer, kabel transmisi dapat
diamankan dengan penggunaan tabung pelapis
yang berisi gas bertekanan tinggi. Pada data link layer, paket pada jalur point-to-point dapat
dienkripsi ketika meninggalkan sebuah mesin dan
didekripsi ketika masuk ke mesin yang lain. Pada
network layer, penggunaan firewall dan protokol
IPsec digunakan untuk menjamin keamanan.
Pada transport layer, koneksi dapat dienkripsi
untuk menjamin kemanan antarproses (end-to-end). Terakhir, pada application layer, aspek
autentikasi dan nonrepudiation dapat dijamin
dengan algoritma pada aplikasi yang digunakan. 3. IPsec (IP Security)
Sebagaimana telah dijelaskan sebelumnya,
masalah utama yang menjadi perhatian dalam
mengimplementasikan aspek keamanan dalam
jaringan komputer adalah di layer mana aspek
keamanan tersebut harus diimplementasikan.
Salah satu solusi yang menjamin tingkat
keamanan paling tinggi adalah dengan
mengimplementasikan aspek keamanan pada
application layer. Dengan implementasi aspek
keamanan pada layer ini maka keamanan data
dapat dijamin secara end-to-end (proses ke
proses) sehingga upaya apa pun untuk mengakses
atau mengubah data dalam proses pengiriman
data dapat dicegah. Namun, pendekatan ini
membawa pengaruh yang besar yaitu bahwa
semua aplikasi yang dibangun harus ditambahkan
dengan aspek keamanan untuk dapat menjamin
keamanan pengiriman data. Pendekatan lain didasarkan bahwa tidak semua
pengguna menyadari pentingnya aspek keamanan
sehingga mungkin menyebabkan mereka tidak
dapat menggunakan fitur keamanan pada aplikasi
dengan benar. Selain itu, tidak semua
pengembang aplikasi memiliki kemauan untuk
menambahkan aspek keamanan pada aplikasi
mereka. Oleh karena itu, aspek keamanan
ditambahkan pada network layer sehingga fitur
kemanan dapat dipenuhi tanpa campur tangan
pengguna atau pengembang aplikasi.
Pada akhirnya pendekatan kedua mendapat
dukungan lebih banyak daripada pendekatan
pertama sehingga dibuat sebuah standar
keamanan network layer yang salah satu desainnya yaitu IPsec.
Keamanan pada komunikasi melalui jaringan komputer sekarang telah menjadi sebuah persoalan penting. Teknik
kriptografi diimplementasikan pada protokol komunikasi IPsec untuk mendapatkan aspek keamanan tersebut. IPsec
merupakan serangkaian protokol komunikasi yang menerapkan beberapa teknik kriptografi untuk menjamin keamanan
dalam komunikasi melalui jaringan komputer. IPsec merupakan solusi yang transparan terhadap pengguna karena
pengguna tidak perlu menyadari keberadaannya karena IPsec membungkus paket-paket IP dengan header yang pada
akhirnya ditransmisikan sebagai paket-paket IP biasa. Protokol Authentication Header (AH) menjamin data integrity
sedang protokol Encapsulating Security Payload (ESP) selain menjamin data integrity juga menjamin data
confidentiality. IPsec bukanlah protokol komunikasi yang sempurna. Kompleksitasnya yang tinggi, dokumentasinya
yang belum sempurna untuk sebuah standar, fitur yang tidak perlu (sehingga menambah kompleksitas) merupakan
beberapa kelemahan yang dimilikinya. Tetapi hingga kini, IPsec masih dianggap sebagai protokol keamanan yang
paling baik dibanding protokol keamanan IP yang lain. 1. Pendahuluan
Pada awal perkembangannya, jaringan komputer
digunakan hanya untuk pengiriman e-mail antar
perguruan tinggi untuk keperluan riset dan untuk
berbagi penggunaan printer dalam suatu
perusahaan. Untuk memenuhi tujuan tersebut,
aspek keamanan jaringan pada saat itu tidak
mendapat perhatian penting. Namun kini, saat
jaringan komputer juga telah digunakan untuk
berbagai aktivitas perbankan dan perdagangan, terutama melalui Internet, aspek keamanan
menjadi masalah yang harus mendapat perhatian
besar.
Kriptografi merupakan ilmu untuk menyamarkan
suatu pesan demi menjaga kerahasiaannya. Suatu
pesan (plain text) harus melalui proses enkripsi
terlebih dulu menjadi bentuk yang tidak berarti
(cipher text) sebelum dikirimkan ke penerimyang berhak. Hanya pihak yang berhak lah yang
dapat melakukan proses dekripsi, yaitu mengubah
kembali cipher text menjadi plain text memakai
suatu kunci yang rahasia. Plain text akan sulit
diturunkan dari cipher text-nya oleh orang yang
tidak berhak (yang tidak memiliki kunci yang
bersesuaian dengan cipher text tersebut).
Kriptografi menganut prinsip kerahasiaan melalui
ketidakjelasan (secrecy through obscurity).
Dalam makalah ini, IPsec akan dibahas sebagai
salah satu aplikasi teknik kriptografi untuk
keamanan jaringan komputer. Aspek keamanan
yang disediakan merupakan hasil dari teknik
kriptografi yang diimplementasikan dalam
rangkaian protokol IPsec. Sejak pendefinisiannya
dalam beberapa dokumen RFC (Request for
Comments), para ahli telah melakukan beberapa
analisis untuk mengidentifikasi kelebihan dan
kelemahan IPsec, serta memberikan beberapa
rekomendasi untuk perbaikan.
2. Keamanan Jaringan Komputer
Masalah keamanan jaringan komputer secara
umum dapat dibagi menjadi empat kategori yang
saling berkaitan
17)
:
1. Secrecy/Confidentiality
Informasi yang dikirimkan melalui jaringan
komputer harus dijaga sedemikian rupa
kerahasiaannya sehingga tidak dapat
diketahui oleh pihak yang tidak berhak
mengetahui informasi tersebut.
2. Authentication
Identifikasi terhadap pihak-pihak yang
sedang melakukan komunikasi melalui
jaringan harus dapat dilakukan. Pihak yang
berkomunikasi melalui jaringan harus dapat
memastikan bahwa pihak lain yang diajak berkomunikasi adalah benar-benar pihak
yang dikehendaki.
3. Nonrepudiation
Pembuktian korespondensi antara pihak yang
mengirimkan suatu informasi dengan
informasi yang dikirimkan juga perlu
dilakukan dalam komunikasi melalui jaringan
komputer. Dengan pembuktian tersebut,
identitas pengirim suatu informasi dapat
dipastikan dan penyangkalan pihak tersebut
atas informasi yang telah dikirimnya tidak
dapat dilakukan.
4. Integrity Control
Informasi yang diterima oleh pihak penerima
harus sama dengan informasi yang telah
dikirim oleh pihak pengirim. Informasi yang
telah mengalami perubahan dalam proses
pengiriman, misalnya diubah oleh pihak lain,
harus dapat diketahui oleh pihak penerima.
Dalam protokol stack OSI (Open Systems
Interconnection) Reference Model terdapat
beberapa kemungkinan penempatan aspek
keamanan jaringan. Terdapat pula kemungkinan
bahwa aspek keamanan jaringan tidak hanya
ditempatkan pada salah satu layer melainkan
dikombinasikan pada beberapa layer sekaligus
karena penempatan pada tiap layer memiliki
keunggulan masing-masing.
Pada physical layer, kabel transmisi dapat
diamankan dengan penggunaan tabung pelapis
yang berisi gas bertekanan tinggi. Pada data link layer, paket pada jalur point-to-point dapat
dienkripsi ketika meninggalkan sebuah mesin dan
didekripsi ketika masuk ke mesin yang lain. Pada
network layer, penggunaan firewall dan protokol
IPsec digunakan untuk menjamin keamanan.
Pada transport layer, koneksi dapat dienkripsi
untuk menjamin kemanan antarproses (end-to-end). Terakhir, pada application layer, aspek
autentikasi dan nonrepudiation dapat dijamin
dengan algoritma pada aplikasi yang digunakan. 3. IPsec (IP Security)
Sebagaimana telah dijelaskan sebelumnya,
masalah utama yang menjadi perhatian dalam
mengimplementasikan aspek keamanan dalam
jaringan komputer adalah di layer mana aspek
keamanan tersebut harus diimplementasikan.
Salah satu solusi yang menjamin tingkat
keamanan paling tinggi adalah dengan
mengimplementasikan aspek keamanan pada
application layer. Dengan implementasi aspek
keamanan pada layer ini maka keamanan data
dapat dijamin secara end-to-end (proses ke
proses) sehingga upaya apa pun untuk mengakses
atau mengubah data dalam proses pengiriman
data dapat dicegah. Namun, pendekatan ini
membawa pengaruh yang besar yaitu bahwa
semua aplikasi yang dibangun harus ditambahkan
dengan aspek keamanan untuk dapat menjamin
keamanan pengiriman data. Pendekatan lain didasarkan bahwa tidak semua
pengguna menyadari pentingnya aspek keamanan
sehingga mungkin menyebabkan mereka tidak
dapat menggunakan fitur keamanan pada aplikasi
dengan benar. Selain itu, tidak semua
pengembang aplikasi memiliki kemauan untuk
menambahkan aspek keamanan pada aplikasi
mereka. Oleh karena itu, aspek keamanan
ditambahkan pada network layer sehingga fitur
kemanan dapat dipenuhi tanpa campur tangan
pengguna atau pengembang aplikasi.
Pada akhirnya pendekatan kedua mendapat
dukungan lebih banyak daripada pendekatan
pertama sehingga dibuat sebuah standar
keamanan network layer yang salah satu desainnya yaitu IPsec.
BAB I. INTERNET
Sejarah Internet
INTERNET adalah jaringan komputer komputer yang ada di seluruh dunia dan
saling terhubung dengan alur telpon kabel maupun satelit.. Dalam hal ini komputer yang
dahulunya standalone dapat berhubungan langsung dengan host-host atau kompuer-
komputer yang lainnya.
Awalnya adalah Departemen Pertahanan Amerika pada tahun 1969 yang membuat
jaringan komputer yang tersebar untuk menghindarkan terjadinya informasi terpusat,
sebagai bagian dari strategi pertahanan, yang apabila terjadi perang dapat mudah
dihancurkan. Dengan sistem informasi yang tersebar bila satu bagian dari sambungan network terganggu akibat serangan musuh, jalur yang melalui sambungan itu secara
otomatis dipindahkan kesambungan lainnya.
Pemerintah Amerika Serikat sendiri baru memberikan izin ke arah komersial pada
awal tahun 1990. Internet pertama kali mulai digunakan diluar kalangan militer oleh
kalangan akademis (UCLA) untuk keperluan penelitian dan pengembangan teknologi.
Ringkasan sejarah:
1. 1960: Para saintis mulai meriset teknik untuk menghubungkan suatu sistem pada
suatu jaringan.
2. 1969: ARPANET (DoD Advanced Research Project Agency) menghubungkan
UCLA, University of California pada Santa Barbara, University of Utah, dan
Stanford Research Institute.
3. 1975: Manajemen Internet ditransfer ke U.S. Defense Communications Agency.
4. 1979: USENET mulai menawarkan worldwide broadcast conerencing system of
newsgroups.
5. 1981: BITNET (Because It’s Time Network) mulai menawarkan e-mail dan daftar
servers untuk distribusi informasi. CSNET (Computer Science Network)
menawarkan layanan dial-up untuk e-mail. Para pengguna Internet sekarang bisa
mengakses Internet dengan menggunakan komputer desktop. internet-intranet
Teknik Informatika UPN “Veteran” Yogyakarta 2
6. 1982: TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol) menjadi standar
untuk komunikasi jaringan pada ARPANET.
7. 1984: The Domain Name Server (DNS) system mulai diperkenalkan.
8. 1986: The Cleveland FreeNet memulai operasi.
9. 1987: The National Science Foundation (NSF) menanda tangani kontrak senilai 14
juta dolar, lima tahun perjanjian dengan IBM, MCI, dan Michigan Educational
Research Information Triad untuk mengatur jaringan.
10. 1988: Robert Morris, Jr. merilis a “worm” pada Internet.
11. 1990: CERN (the European Particle Physics Laboratory in Switzerland) membuat
World Wide Web.
12. 1993: President Clinton adalah kepala negara pertama kali yang menggunakan
Internet untuk e-mail. Dengan alamat e-mail: president@whitehouse.gov.
13. 1994: Digital video dan audio mulai di transmit melalui Internet.
14. 1995: DoDDS schools di Okinawa memulai koneksi Internet.
Internet bagaikan sebuah kota elektronik yang sangat besar di mana setiap
penduduk (komputer) memiliki alamat (IP: Internet Protocol Address) yang dapat untuk
berkirim surat atau tukar menukar informasi. Komputer berfungsi sebagai kendaraan dan
jaringan merupakan jalan yang bertumpu di atas media telekomunikasi. Jalur lambatnya
menggunakan line telepon (dial-up), dan jalur cepatnya bisa menggunakan Leased Line
atau Dedicated Lines. Karena sifatnya berupa ruang yang mirip dengan dunia kita sehari-
hari, maka Internet bisa kita sebut dengan ruang maya.
Keuntungan dari penggunaan internet Internet dapat terjadi dalam semua bidang
(bisnis, akademis, pemerintahan, organisasi dlsb), antara lain:
1. Informasi yang lebih cepat dan murah dengan aplikasi:
a. Email
b. WWW
c. NewsGroup
d. FTP
e. Gopher, dll. internet-intranet
Teknik Informatika UPN “Veteran” Yogyakarta 3
2. Mengurangi biaya kertas dan biaya distribusi, contoh:
a. Koran masuk Internet
b. Majalah, brosur, dsb
3. Sebagai media promosi, contoh:
a. Image Company
b. Pengenalan, dan pemesanan produk
4. Komunikasi Interaktif, dapat dilakuakn melalui :
a. Email
b. Dukungan Pelanggan dengan WWW
c. Video Conference
d. Internet Relay Chat
e. Internet Phone (IP Telephony)
5. Sebagai alat Research and Development
6. Pertukaran data Pertumbuhan Internet
Internet mempunyai pertumbuhan yang sangat baik dan sangat pesat saat ini. Dari
data statistik yang didapat, adalah sebagai berikut:
1. 3 juta host sudah terkoneksi diakhir tahun 1994
2. Populasi 30 juta pengguna (1995)
3. Pertumbuhan 10 % tiap bulan
4. 100 juta pengguna pada tahun 1998, diperkirakan tahun 2010 semua orang akan
terhubung ke Internet
5. Email mendominasi 75% hubungan bisnis.
Memulai Internet
Untuk memulai Internet minimal kita membutuhkan 1 komputer, modem dan line
telepon. dan supaya kita bisa berhubungan ke Internet kita perlu mendaftarkan diri ke ISP
(Internet Service Provider) untuk bisa mendapatkan akses ke Internet. Internet Service internet-intranet
Teknik Informatika UPN “Veteran” Yogyakarta 4
Provider adalah penyedia jasa layanan keinternet atau bisa disebut sebagai pintu gerbang ke
Internet. Jenis Koneksi yang diberikan oleh Internet Service Provider:
1. IP Connection
Kalau semua hardware dan sofware yang kita punya ingin secaralangsung
terkoneksi atau akses ke Internet, maka kita harus menggunakan IP (Internet
Protocol) address.
2. Dial UP Connection
Kalau kita menggunakan modem untuk dial ke ISP supaya mendapatkan koneksi ke
Internet, maka hal itu disebut Dial UP akses.
E-Mail
Electronic Mail adalah salah satu fasilitas atau aplikasi yang paling banyak
digunakan di Internet. Email merupakan alat komunikasi yang paling murah dan cepat.
Dengan Email kita dapat berhubungan dengan siapa saja yang terhubung ke Internet di
seluruh dunia dengan biaya pulsa lokal (bila kita menggunakan line telepon atau ISDN).
Email menggeser penggunaan telepon dan fax dimasa kini.
Konsep Email adalah seperti kita mengirim surat dengan pos biasa, dimana kita
mengirimkan ke kantor pos dengan dibubuhi alamat yang kita tuju. Dari Kantor Pos
tersebut akan disampaikan ke Kantor Pos yang terdekat dengan alamat yang dituju dan
akhirnya sam pai ke alamat tersebut. Dan si penerima hanya membuka kotak pos-nya saja
yang ada didepan rumah. Disini si Pengirim tidak tahu apakah si orang yang dituju tersebut
sudah menerima surat tersebut, sampai surat itu dibalas. Dengan Email data dikirim secara
elektronik sehingga sampai di tujuan dengan sangat cepat. Juga kita dapat mengirim file-
file berupa program, gambar, graphik dan lain sebagainya. Kita juga dapat mengirim ke
lebih dari satu orang sekaligus pada saat bersamaan.
WWW (World Wide Web)
WWW adalah aplikasi yang paling menarik di Internet dan seperti email aplikasi ini
sangat penting dan banyak digunakan. Aplikasi ini kadang disebut “The killer application”
atau “the world is in your fingertip” karena sedemikian mudahnya kita dapat mendapatkan internet-intranet
Teknik Informatika UPN “Veteran” Yogyakarta 5
informasi tidak hanya teks tetapi gambar (images), maupun multimedia. Dalam aplikasi ini
banyak fasilitas yang dapat dilakukan seperti:
1. memesan atau membeli suatu barang secara online
2. mendaftar secara online
3. mengakses multimedia, dsb.
Informasi yang diletakkan di WWW disebut “HomePage” dan setiap homepage
mempunyai alamatnya masing-masing. Untuk dapat menarik perhatian user sehingga
homepage dapat sering dikunjungi user, maka disain tampilan harus semenarik mungkin
dan banyak terdapat informasi yang jelas. Dalam hal ini bidang seni sangat dibutuhkan,
sehingga dunia periklanan dan dunia bisnis semakin semarak.
File Transfer Protocol (FTP): adalah salah satu aplikasi di Internet untuk mengambil
(download) dan meletakkan (upload) suatu file di FTP server. Dengan hal ini kita dapat
bertukar file dengan cepat. Pada saat ini banyak program atau software yang bebas untuk
di-download dari manapun di Internet.
Telnet: Dengan Telnet kita dapat mengakses komputer yang letaknya di tempat lain
yang jauh. Jadi yang dilihat di monitor komputer adalah isi dari komputer yang kita
hubungkan tersebut. Ini sering juga disebut “Remote Login”. Contoh-contoh yang dapat
dilakukan dengan Telnet:
1. Mencari katalog perpustakaan, kampus
2. Mengakses database
3. Mengakses Buletin Board Organisasi Pemerintahan, dll
Untuk menggunakan Telnet kita harus mempunyai IP Address atau domain-name,
dan juga kita harus mempunyai hak untuk mengakses yaitu dengan login name dan
password.
Gopher adalah aplikasi yang dapat mencari informasi yang ada di Internet, tetapi
hanya berbasis teks saja. Untuk mendapatkan informasi melalui Gopher, kita harus
menghubungkan diri dengan Gopher server yang ada di Internet.
Chat: Seperti artinya dalam bahasa Indonesia adalah “ngobrol” adalah program
aplikasi Internet yang memungkinkan kita berbicara secara langsung (on-line) dengan
lawan bicara kita (dengan mengetikkan kata pembicaraan) yang berada di tempat lain. internet-intranet
Teknik Informatika UPN “Veteran” Yogyakarta 6
Program aplikasi untuk chat ini seperti MIRC, Yahoo Messenger, MSN Messenger, ICQ
dan lain-lain.
Ping: adalah singkatan dari Packet Internet Gopher. Fungsi dari Ping adalah untuk
melihat apakah ada hubungan antara komputer yang satu dengan yang lainnya dengan cara
mengirimkan sejumlah packet data kecil.
Cara kerja internet
Dapatkah kita bayangkan bagaimana dunia Internet sebenarnya? Marilah kita urai
satu per satu. Dunia Internet juga memiliki daratan, kota, dan penduduk seperti halnya
dunia sungguhan. Pulau-pulau, daratan besar, dan benua di dunia Internet adalah ruangan-
ruangan NOC dan data center dari penyedia jasa backbone Internet di seluruh dunia atau
sering disebut dengan istilah Network Access Point (NAP) Provider. ISP-ISP yang berada
di bawah penyedia jasa backbone Internet ini adalah kota-kota besar dan kota
metropolitannya.ISP sebagai kota metropolitan isinya juga terdiri dari kota-kota kecil dan
area-area lainnya. Kota-kota kecil dan area lain, yaitu server-server dan perangkat jaringayang jumlahnya sangat banyak yang bertugas sebagai pelayan para pengguna. Point Of
Presence (POP) milik ISP yang tersebar di area sekitar ISP juga merupakan kota-kota kecil
di dalam ISP. Di dalam kota-kota kecil tersebut, terdapatlah penduduk yang beraktivitas di
dalamnya. Penduduk dari dunia Internet ini adalah Anda para pengguna Internet, yang
seluruhnya adalah juga penduduk dunia nyata.
Di dalam dunia Internet komunikasi antarpenduduk juga merupakan kebutuhan
vital. Bukan hanya vital, justru keperluan berkomunikasilah sumber dan cikal bakal dari
terciptanya dunia Internet. Untuk dapat melayani penduduknya berkomunikasi, dibuatlah
jalan-jalan penghubungnya. Jalan penghubung dunia Internet adalah media komunikasi data
yang jenisnya sangat banyak.
Sebuah jalan kecil dan setapak mungkin dapat dibentuk oleh sebuah line telepon
yang biasa ada di rumah-rumah Anda. Jalan yang agak besar mungkin dapat dibentuk oleh
koneksi leased line, ADSL, Cable, ISDN, dan banyak lagi. Jalan raya yang besar mungkin
bisa Anda bangun dengan koneksi E1 2 Mbps, Fiber Optic, koneksi Fast ethernet, dan banyak lagi
Sejarah Internet
INTERNET adalah jaringan komputer komputer yang ada di seluruh dunia dan
saling terhubung dengan alur telpon kabel maupun satelit.. Dalam hal ini komputer yang
dahulunya standalone dapat berhubungan langsung dengan host-host atau kompuer-
komputer yang lainnya.
Awalnya adalah Departemen Pertahanan Amerika pada tahun 1969 yang membuat
jaringan komputer yang tersebar untuk menghindarkan terjadinya informasi terpusat,
sebagai bagian dari strategi pertahanan, yang apabila terjadi perang dapat mudah
dihancurkan. Dengan sistem informasi yang tersebar bila satu bagian dari sambungan network terganggu akibat serangan musuh, jalur yang melalui sambungan itu secara
otomatis dipindahkan kesambungan lainnya.
Pemerintah Amerika Serikat sendiri baru memberikan izin ke arah komersial pada
awal tahun 1990. Internet pertama kali mulai digunakan diluar kalangan militer oleh
kalangan akademis (UCLA) untuk keperluan penelitian dan pengembangan teknologi.
Ringkasan sejarah:
1. 1960: Para saintis mulai meriset teknik untuk menghubungkan suatu sistem pada
suatu jaringan.
2. 1969: ARPANET (DoD Advanced Research Project Agency) menghubungkan
UCLA, University of California pada Santa Barbara, University of Utah, dan
Stanford Research Institute.
3. 1975: Manajemen Internet ditransfer ke U.S. Defense Communications Agency.
4. 1979: USENET mulai menawarkan worldwide broadcast conerencing system of
newsgroups.
5. 1981: BITNET (Because It’s Time Network) mulai menawarkan e-mail dan daftar
servers untuk distribusi informasi. CSNET (Computer Science Network)
menawarkan layanan dial-up untuk e-mail. Para pengguna Internet sekarang bisa
mengakses Internet dengan menggunakan komputer desktop. internet-intranet
Teknik Informatika UPN “Veteran” Yogyakarta 2
6. 1982: TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol) menjadi standar
untuk komunikasi jaringan pada ARPANET.
7. 1984: The Domain Name Server (DNS) system mulai diperkenalkan.
8. 1986: The Cleveland FreeNet memulai operasi.
9. 1987: The National Science Foundation (NSF) menanda tangani kontrak senilai 14
juta dolar, lima tahun perjanjian dengan IBM, MCI, dan Michigan Educational
Research Information Triad untuk mengatur jaringan.
10. 1988: Robert Morris, Jr. merilis a “worm” pada Internet.
11. 1990: CERN (the European Particle Physics Laboratory in Switzerland) membuat
World Wide Web.
12. 1993: President Clinton adalah kepala negara pertama kali yang menggunakan
Internet untuk e-mail. Dengan alamat e-mail: president@whitehouse.gov.
13. 1994: Digital video dan audio mulai di transmit melalui Internet.
14. 1995: DoDDS schools di Okinawa memulai koneksi Internet.
Internet bagaikan sebuah kota elektronik yang sangat besar di mana setiap
penduduk (komputer) memiliki alamat (IP: Internet Protocol Address) yang dapat untuk
berkirim surat atau tukar menukar informasi. Komputer berfungsi sebagai kendaraan dan
jaringan merupakan jalan yang bertumpu di atas media telekomunikasi. Jalur lambatnya
menggunakan line telepon (dial-up), dan jalur cepatnya bisa menggunakan Leased Line
atau Dedicated Lines. Karena sifatnya berupa ruang yang mirip dengan dunia kita sehari-
hari, maka Internet bisa kita sebut dengan ruang maya.
Keuntungan dari penggunaan internet Internet dapat terjadi dalam semua bidang
(bisnis, akademis, pemerintahan, organisasi dlsb), antara lain:
1. Informasi yang lebih cepat dan murah dengan aplikasi:
a. Email
b. WWW
c. NewsGroup
d. FTP
e. Gopher, dll. internet-intranet
Teknik Informatika UPN “Veteran” Yogyakarta 3
2. Mengurangi biaya kertas dan biaya distribusi, contoh:
a. Koran masuk Internet
b. Majalah, brosur, dsb
3. Sebagai media promosi, contoh:
a. Image Company
b. Pengenalan, dan pemesanan produk
4. Komunikasi Interaktif, dapat dilakuakn melalui :
a. Email
b. Dukungan Pelanggan dengan WWW
c. Video Conference
d. Internet Relay Chat
e. Internet Phone (IP Telephony)
5. Sebagai alat Research and Development
6. Pertukaran data Pertumbuhan Internet
Internet mempunyai pertumbuhan yang sangat baik dan sangat pesat saat ini. Dari
data statistik yang didapat, adalah sebagai berikut:
1. 3 juta host sudah terkoneksi diakhir tahun 1994
2. Populasi 30 juta pengguna (1995)
3. Pertumbuhan 10 % tiap bulan
4. 100 juta pengguna pada tahun 1998, diperkirakan tahun 2010 semua orang akan
terhubung ke Internet
5. Email mendominasi 75% hubungan bisnis.
Memulai Internet
Untuk memulai Internet minimal kita membutuhkan 1 komputer, modem dan line
telepon. dan supaya kita bisa berhubungan ke Internet kita perlu mendaftarkan diri ke ISP
(Internet Service Provider) untuk bisa mendapatkan akses ke Internet. Internet Service internet-intranet
Teknik Informatika UPN “Veteran” Yogyakarta 4
Provider adalah penyedia jasa layanan keinternet atau bisa disebut sebagai pintu gerbang ke
Internet. Jenis Koneksi yang diberikan oleh Internet Service Provider:
1. IP Connection
Kalau semua hardware dan sofware yang kita punya ingin secaralangsung
terkoneksi atau akses ke Internet, maka kita harus menggunakan IP (Internet
Protocol) address.
2. Dial UP Connection
Kalau kita menggunakan modem untuk dial ke ISP supaya mendapatkan koneksi ke
Internet, maka hal itu disebut Dial UP akses.
Electronic Mail adalah salah satu fasilitas atau aplikasi yang paling banyak
digunakan di Internet. Email merupakan alat komunikasi yang paling murah dan cepat.
Dengan Email kita dapat berhubungan dengan siapa saja yang terhubung ke Internet di
seluruh dunia dengan biaya pulsa lokal (bila kita menggunakan line telepon atau ISDN).
Email menggeser penggunaan telepon dan fax dimasa kini.
Konsep Email adalah seperti kita mengirim surat dengan pos biasa, dimana kita
mengirimkan ke kantor pos dengan dibubuhi alamat yang kita tuju. Dari Kantor Pos
tersebut akan disampaikan ke Kantor Pos yang terdekat dengan alamat yang dituju dan
akhirnya sam pai ke alamat tersebut. Dan si penerima hanya membuka kotak pos-nya saja
yang ada didepan rumah. Disini si Pengirim tidak tahu apakah si orang yang dituju tersebut
sudah menerima surat tersebut, sampai surat itu dibalas. Dengan Email data dikirim secara
elektronik sehingga sampai di tujuan dengan sangat cepat. Juga kita dapat mengirim file-
file berupa program, gambar, graphik dan lain sebagainya. Kita juga dapat mengirim ke
lebih dari satu orang sekaligus pada saat bersamaan.
WWW (World Wide Web)
WWW adalah aplikasi yang paling menarik di Internet dan seperti email aplikasi ini
sangat penting dan banyak digunakan. Aplikasi ini kadang disebut “The killer application”
atau “the world is in your fingertip” karena sedemikian mudahnya kita dapat mendapatkan internet-intranet
Teknik Informatika UPN “Veteran” Yogyakarta 5
informasi tidak hanya teks tetapi gambar (images), maupun multimedia. Dalam aplikasi ini
banyak fasilitas yang dapat dilakukan seperti:
1. memesan atau membeli suatu barang secara online
2. mendaftar secara online
3. mengakses multimedia, dsb.
Informasi yang diletakkan di WWW disebut “HomePage” dan setiap homepage
mempunyai alamatnya masing-masing. Untuk dapat menarik perhatian user sehingga
homepage dapat sering dikunjungi user, maka disain tampilan harus semenarik mungkin
dan banyak terdapat informasi yang jelas. Dalam hal ini bidang seni sangat dibutuhkan,
sehingga dunia periklanan dan dunia bisnis semakin semarak.
File Transfer Protocol (FTP): adalah salah satu aplikasi di Internet untuk mengambil
(download) dan meletakkan (upload) suatu file di FTP server. Dengan hal ini kita dapat
bertukar file dengan cepat. Pada saat ini banyak program atau software yang bebas untuk
di-download dari manapun di Internet.
Telnet: Dengan Telnet kita dapat mengakses komputer yang letaknya di tempat lain
yang jauh. Jadi yang dilihat di monitor komputer adalah isi dari komputer yang kita
hubungkan tersebut. Ini sering juga disebut “Remote Login”. Contoh-contoh yang dapat
dilakukan dengan Telnet:
1. Mencari katalog perpustakaan, kampus
2. Mengakses database
3. Mengakses Buletin Board Organisasi Pemerintahan, dll
Untuk menggunakan Telnet kita harus mempunyai IP Address atau domain-name,
dan juga kita harus mempunyai hak untuk mengakses yaitu dengan login name dan
password.
Gopher adalah aplikasi yang dapat mencari informasi yang ada di Internet, tetapi
hanya berbasis teks saja. Untuk mendapatkan informasi melalui Gopher, kita harus
menghubungkan diri dengan Gopher server yang ada di Internet.
Chat: Seperti artinya dalam bahasa Indonesia adalah “ngobrol” adalah program
aplikasi Internet yang memungkinkan kita berbicara secara langsung (on-line) dengan
lawan bicara kita (dengan mengetikkan kata pembicaraan) yang berada di tempat lain. internet-intranet
Teknik Informatika UPN “Veteran” Yogyakarta 6
Program aplikasi untuk chat ini seperti MIRC, Yahoo Messenger, MSN Messenger, ICQ
dan lain-lain.
Ping: adalah singkatan dari Packet Internet Gopher. Fungsi dari Ping adalah untuk
melihat apakah ada hubungan antara komputer yang satu dengan yang lainnya dengan cara
mengirimkan sejumlah packet data kecil.
Cara kerja internet
Dapatkah kita bayangkan bagaimana dunia Internet sebenarnya? Marilah kita urai
satu per satu. Dunia Internet juga memiliki daratan, kota, dan penduduk seperti halnya
dunia sungguhan. Pulau-pulau, daratan besar, dan benua di dunia Internet adalah ruangan-
ruangan NOC dan data center dari penyedia jasa backbone Internet di seluruh dunia atau
sering disebut dengan istilah Network Access Point (NAP) Provider. ISP-ISP yang berada
di bawah penyedia jasa backbone Internet ini adalah kota-kota besar dan kota
metropolitannya.ISP sebagai kota metropolitan isinya juga terdiri dari kota-kota kecil dan
area-area lainnya. Kota-kota kecil dan area lain, yaitu server-server dan perangkat jaringayang jumlahnya sangat banyak yang bertugas sebagai pelayan para pengguna. Point Of
Presence (POP) milik ISP yang tersebar di area sekitar ISP juga merupakan kota-kota kecil
di dalam ISP. Di dalam kota-kota kecil tersebut, terdapatlah penduduk yang beraktivitas di
dalamnya. Penduduk dari dunia Internet ini adalah Anda para pengguna Internet, yang
seluruhnya adalah juga penduduk dunia nyata.
Di dalam dunia Internet komunikasi antarpenduduk juga merupakan kebutuhan
vital. Bukan hanya vital, justru keperluan berkomunikasilah sumber dan cikal bakal dari
terciptanya dunia Internet. Untuk dapat melayani penduduknya berkomunikasi, dibuatlah
jalan-jalan penghubungnya. Jalan penghubung dunia Internet adalah media komunikasi data
yang jenisnya sangat banyak.
Sebuah jalan kecil dan setapak mungkin dapat dibentuk oleh sebuah line telepon
yang biasa ada di rumah-rumah Anda. Jalan yang agak besar mungkin dapat dibentuk oleh
koneksi leased line, ADSL, Cable, ISDN, dan banyak lagi. Jalan raya yang besar mungkin
bisa Anda bangun dengan koneksi E1 2 Mbps, Fiber Optic, koneksi Fast ethernet, dan banyak lagi
PENGUJIAN PERFORMANSI VoIP PADA JARINGAN WiMAX
ABSTRAK
Semakin berkembangnya teknologi, semua aplikasi akan berbasis Internet
Protokol (IP). Berbagai cara digunakan untuk melewatkan layanan melalui jaringan
IP. Jaringan IP sendiri adalah merupakan jaringan komunikasi data yang berbasis
packet-switch. Salah satu layanan yang bisa dilewatkan melalui jaringan IP adalah
layanan voice atau biasa disebut Voice over Internet Protocol (VoIP). VoIP adalah
teknologi yang mampu melewatkan trafik suara yang berbentuk paket melalui
jaringan IP.
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Pengintegrasian komunikasi suara dengan data masih mengalami beberapa
kendala antara lain dukungan jaringan akses yang masih berbasis analog voice. Hal ini
dikarenakan adanya perbedaan karakteristik jaringan yang digunakan untuk
komunikasi suara dan data. Teknik pengiriman suara atau telpon lebih dikenal sebagai
circuit switching. Pada dasarnya teknologi circuit switching akan mengalokasikan
satu jalur tertentu pada jaringan telpon secara dedicated untuk komunikasi antara
pengirim dan tujuan. Komunikasi suara membutuhkan jaringan circuit switching,
karena suara sangat rentan terhadap delay. Delay dapat dihilangkan apabila
komunikasi suara dilakukan diatas jaringan circuit switching yang akan selalu
mengalokasikan satu jalur khusus antara pengirim dan penerima. Sedangkan
komunikasi data lebih disebut packet switching. Packet switching lebih efisien
dibandingkan dengan circuit switching karena teknik ini lebih didasarkan pada
penggunaan kanal untuk digunakan secara sharing. Hal ini dimungkinkan karena
secara statistik informasi data dapat dilayani dengan mekanisme antrian dengan
toleransi delay yang lebih besar daripada voice.
Dengan mengintegarasikan voice ke dalam jaringan data atau biasa disebut
voice over internet protocol (VoIP) diharapkan komunikasi akan menjadi lebih
efisien. Panggilan melalui jaringan internet memberikan biaya komunikasi yang lebih
murah, sehingga untuk hubungan Internasional dapat ditekan hingga 70%[2]
. Selain
itu, biaya investasi dapat di tekan karena voice dan data menggunakan jaringan yang
sama. Di samping itu pada jaringan paket IP terminal dapat dipasang di sembarang
port ethernet dan IP address, tidak seperti telepon tradisional yang harus mempunyai
port tersendiri di Sentral atau PBX.
[2]
Salah satu kendala dalam mengimplementasikan VoIP adalah pengaruh delay
yang bisa menyebabkan jitter dan packet loss pada jaringan data. Salah satu cara
untuk megukur performansi VoIP adalah dengan meninjau pada parameter QoS yang
meliputi parameter delay, jitter, bandwidth, packet loss, availibility dan security
[1]
.
Sebenarnaya QoS didesain untuk mengukur kualitas dari suara bukan pada jaringan
data. Untuk itu sekarang ini muncul suatu standard teknologi wireless yang disebut
WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access). WiMAX ini diklaim HALAMAN JUDUL
PENGUJIAN PERFORMANSI VoIP PADA JARINGAN WiMAX
(WORLDWIDE INTEROPERABILITY FOR MICROWAVE ACCESS)
STUDI KASUS BEBERAPA AREA DI KOTA BANDUNG
PERFORMANCE TEST OF VoIP OVER WiMAX (WORLDWIDE
INTEROPERABILITY FOR MICROWAVE ACCESS) NETWORK
CASE STUDY SOME AREA IN BANDUNG
TUGAS AKHIR
Diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik
pada Jurusan Teknik Elektro Sekolah Tinggi Teknologi Telkom
Disusun Oleh :
ADYOSO HERWIDYAWAN
111020083
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO
SEKOLAH TINGGI TEKNOLOGI TELKOM
BANDUNG
2007 LEMBAR PENGESAHAN
Tugas Akhir dengan judul:
PENGUJIAN PERFORMANSI VoIP PADA JARINGAN WiMAX
(WORLDWIDE INTEROPERABILITY FOR MICROWAVE ACCESS)
STUDI KASUS BEBERAPA AREA DI KOTA BANDUNG
(PERFORMANCE TEST OF VoIP OVER WiMAX NETWORK
CASE STUDY SOME AREA IN BANDUNG)
Telah diperiksa untuk disetujui sebagai salah satu syarat untuk
memperoleh gelar Sarjana Teknik pada Jurusan Teknik Elektro
Sekolah Tinggi Teknologi Telkom
Oleh,
Adyoso Herwidyawan
111020083
Bandung, 12 Februari 2007
Disahkan oleh,
Pembimbing I
Asep Mulyana, ST
NIK : 94570124-4
Pembimbing II
Gunadi Dwi Hantoro, ST
NIK : 720254
LEMBAR PERSEMBAHAN
gâztá T~{|Ü |Ç| ~âÑxÜáxÅut{~tÇ áxutzt| àtÇwt àxÜ|Åt ~tá|{~â
~xÑtwt `tÅt wtÇ ctÑt çtÇz àxÄt{ ÅxÅuxátÜ~tÇ~â wxÇztÇ
ÑxÇâ{ ~tá|{ átçtÇz
Percaya kita akan berhasil, maka kita pun akan berhasil....
Berpikirlah kalau kita akan gagal, maka kita pun akan selalu gagal...
Kita adalah apa yang kita pikirkan...
Tidak ada kesusksesan tanpa diraih dengan kerja keras dan berdoa
kepada-Nya...
“Wahai Tuhan Yang Mempunyai Kerajaan, Engkau Berikan Kerajaan
kepada orang-orang yang Engkau Kehendaki dan Engkau Cabut
Kerajaan dari orang yang Engkau Kehendaki. Engkau Muliakan orang
yang Engkau Kehendaki dan Engkau Hinakan orang yang Engkau
Kehendaki. Di Tangan Engkaulah segala kebajikan. Sesungguhnya
Engkau Maha Kuasa atas segala sesuatu. Engkau Masukkan malam ke
dalam siang dan Engkau Masukkan siang ke dalam malam. Engkau
Keluarkan yang mati dari yang hidup. Dan Engkau Beri Rezeki siapa
yang Engkau Kehendaki tanpa hisab.”
(Q.S: Ali Imran, 26-27)
iii
ABSTRAK
Semakin berkembangnya teknologi, semua aplikasi akan berbasis Internet
Protokol (IP). Berbagai cara digunakan untuk melewatkan layanan melalui jaringan
IP. Jaringan IP sendiri adalah merupakan jaringan komunikasi data yang berbasis
packet-switch. Salah satu layanan yang bisa dilewatkan melalui jaringan IP adalah
layanan voice atau biasa disebut Voice over Internet Protocol (VoIP). VoIP adalah
teknologi yang mampu melewatkan trafik suara yang berbentuk paket melalui
jaringan IP.
Komunikasi real time seperti voice merupakan layanan yang sangat rentan
terhadap delay sedangkan jaringan akses yang sudah ada memberikan delay yang
cukup besar untuk layanan ini. Salah satu alternatif jaringan yang dapat digunakan
adalah jaringan dengan teknologi WiMAX (Worldwide Interoperability for
Microwave Access) Teknologi ini mampu memberikan layanan data berkecepatan
hingga 70 Mbps dalam radius hingga 50 km[9]
. Radius yang cukup untuk menjadikan
WiMAX sebagai jaringan telekomunikasi broadband. Dengan teknologi WiMAX,
impian akan layanan informasi data yang murah dengan kecepatan tinggi akan segera
terwujud.
Tugas Akhir ini menguji performansi VoIP pada jaringan WiMAX. Parameter
yang diamati disini adalah one way delay, jitter dan packet loss yang terjadi mulai
dari source node sampai dengan destination node. Selain itu diuji juga mengenai
throughput untuk membuktikan konsistensi dari spek teknis atau teoritis dari WiMAX
itu sendiri. Dari hasil pengukuran diperoleh hasil bahwa nilai one way delay, jitter dan
packet loss masih berada pada range yang direkomendasikan oleh ITU, yaitu nilai
maksimum untuk one way delay adalah 116.399 ms, untuk jitter adalah 6,546 ms dan
untuk packet loss adalah 3,175 %. Sedangkan nilai maksimal throughput bisa
mencapai 1,91 Mbps untuk downlink dan 0,475 Mbps untuk uplink pada daerah
Rancaekek dan nilai maksimal yang terukur pada pengukuran sebesar 63,67 % dari
nilai spesifikasi perangkat atau teori. Pada lokasi Rancaekek, Bale Endah dan Seminar
Room nilai SNR yang didapat sekitar 30 dB sehingga modulasi yang digunakan
adalah 64 QAM. Nilai RSSI paling kecil adalah -120 dBm pada lokasi Jl. Sudirman
dan nilai RSSI terbesar adalah -93 dBm pada lokasi Bale Endah. Jarak terjauh sinyal
masih bisa diterima dengan baik adalah pada daerah Rancaekek dengan jarak 32,8
km.
iv
ABSTRACT
As technology expands day by day, all application will be based on Internet
Protocol (IP). Several methods used to transmit services over IP network. IP network
itself is data communication network which is packet-switch based. One of the
services that can be transmitting over IP network is voice services or called Voice
over Internet Protocol (VoIP). VoIP is a technology that is able to transfer voice
traffic in packet form through IP network.
Real time communication such as voice is a very susceptible to delay where as
access network that existing gives long delay for this service. One of the alternate
networks which can be used is WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave
Access). This technology gives data speed until 70 Mbps in radius 50 km [9]
. Radiuses
that make WiMAX become broadband telecommunication network replacing fixed
line technology. With WiMAX, the dream about cheap data information services with
high speed data will be come true.
This Final Project will analyze performance of VoIP over WiMAX network.
Parameters that will be analyzed are delay, jitter and packet loss that happens between
source node and destination node. Beside that, this Final Project will analyze about
the throughput to proof the consistency from technical spec or theoretical from
WiMAX itself.
Based on research, result of one way delay, jitter and packet loss are still on
range which is recommended by ITU, that is maximum result of one way delay is
116,399 ms, for jitter is 6.546 ms and for packet loss is 3.175%. Whereas maximum
throughput is 1.91 Mbps for downlink and 0.475 for uplink on Rancaekek and
maximum result that measured on research is 63.67% from spec equipment or
theoritic. On Rancaekek, Bale Endah and Seminar Room, SNR value obtain
approximately 30 dB, so modulation that used is 64 QAM. The lowest RSSI is -120
dBm on Jl. Sudirman and the biggest RSSI is -93 dBm on Bale Endah. The longest
distance where is signal stiil got properly is on Rancaekek with 32,8 km.
v
KATA PENGANTAR
Assalamu’alaikum, Wr, Wb.
Bismillaahirohmaanirrohiim,
Syukur Alhamdulillah, penulis persembahkan kehadirat Allah SWT yang
senantiasa mencurahkan taufik, hidayah, dan inayah-Nya, sehingga penulis dapat
menyelesaikan tugas akhir yang berjudul “Uji Performansi VoIP pada Jaringan
WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access)“. Tugas akhir ini
disusun untuk memenuhi salah satu syarat dalam menyelesaikan pendidikan pada
Program Sarjana Teknik Elektro STT Telkom.
Pada proses penyelesaian tugas akhir ini penulis telah banyak menerima
bantuan dan dukungan baik secara material maupun spiritual dari berbagai pihak.
Dengan segala kerendahan hati penulis menyampaikan rasa terima kasih yang
sebesar-besarnya dan setulus-tulusnya kepada semua pihak :
1. Papa dan Mama, terima kasih atas doa-doa yang telah dipanjatkan untukku. Papa,
Mama terima kasih atas segala didikan dan nasehat-nasehat yang telah diberikan
dalam hidup ini. Buku ini penulis persembahkan sebagai rasa terima kasih penulis
atas didikan dan dukungannya selama ini. Maafkan kalau penulis belum bisa
membahagiakan Mama, Papa.
2. Bapak Asep Mulyana, ST sebagai pembimbing I yang telah meluangkan banyak
waktunya untuk memberikan pengarahan kepada penulis sehingga dalam
pengerjaan tugas akhir ini selalu terjauhkan dari berbagai kendala dan
keterbatasan.
3. Bapak Gunadi Dwi Hantoro, ST sebagai pembimbing II yang bersedia
meluangkan waktu dan tempatnya dalam membantu penulis menyelesaikan Tugas
Akhir ini.
4. Nisa, my soulmate, karenamu aku dapat menyelesaikan Tugas Akhir, karenamu
kudapatkan ketenangan hati dan karena dukungan yang telah kau berikan
vi
kepadaku sehingga tiada terasa beban yang sedang kupikul, tak akan cukup terima
kasihku untuk membayarnya.
5. Buat Eyang Semarang dan Eyang Pekalongan, terima kasih atas doanya. Buat
Eyang Bagio di Bandung maaf kalau belum pernah maen ke rumah.
6. Mas Dito dan Dion, makasih atas doa-doanya. Buat Mas Dito semoga bisa dapat
pekerjaan yang diinginkan, buat Dion jangan nakal, patuh pada mama dan papa.
7. Terima kasih buat Ridwan. Temen seperjuangan dalam mengerjakan Tugas Akhir
ini dari awal hingga akhir.
8. Terima kasih kepada Melindha yang sudah membantu penulis dalam memberikan
saran dan nasehat. Terima kasih juga sudah mau membelikan kue pada saat
sidang.
9. Seluruh teman-teman sekelas penulis (TE-26-02) Fachri, ayo wisuda bareng,
Angger, Kris, semangat bikin TA-nya, Andreas, Awang, Hadi, Ali, Cicky, Takum,
Didit, Ivan, Iqbal dan teman-teman yang lain yang tidak bisa penulis sebutkan satu
persatu, yang selalu saling membantu dalam segala hal terutama dalam hal tugas-
tugas yang diberikan dosen. Tetap semangat bagi yang belum lulus.
10. Teman-teman kosan penulis di Anerfa dulu, Wahyu, Kiki, mbak Elza, mas Rama,
mas Hendri, mas Indra, mas Andi, Yudho, Komang, Rudi.
11. Teman-teman kosan penulis di Vila Permai yang aneh-aneh Dika bawah, Fai,
Daru, Berantakan, Mahbub, Arya, Willy yang sudah mau maen PES dengan
penulis. Erfan, yang sudah menemani penulis nonton Empat Mata selama
pengerjaan TA ini, Riki,makasih atas cemilannya, Reza, Pandu, Irman, Billy,
Fajar, Cuns, Hanafi, Dito, Adi, Bayu, Dias, Arif, Beni, Eki, Eko, Rama, mas Tala,
Teddy, Mas Epul yang sudah membersihkan lantai depan kamar penulis dan
menjaga kos, Helmi.
12. H 3883 ER yang selalu menemani kemanapun penulis pergi tanpa rewel dan H
3208 GZ yang sempat menemani penulis untuk waktu yang tidak lama. B 1543
0M yang sudah menemani penulis pergi disaat hujan.
13. My Acer, yang membantu penulis dalam penyelesaian Tugas Akhir ini.
14. Alifa, Mang Ubah, Mang Adun dan Dafi yang sudah membantu penulis
menyedakan makanan di saat wrung-warung yang lain tutup karena libur.
Penulis menyadari bahwa tugas akhir ini masih jauh dari kesempurnaan yang
disebabkan karena keterbatasan yang penulis miliki. Untuk itu saran dan kritik yang
vii
bersifat membangun dari pembaca sangat penulis harapkan demi perbaikan dimasa
yang akan datang.
Dengan segala kerendahan hati, penulis berharap semoga tugas akhir ini dapat
bermanfaat bagi pembaca dan penulis khususnya, serta bagi dunia pendidikan pada
umumnya.
Wassalamu’alaikum, Wr, Wb.
Bandung, 13 Februari 2007
Penulis
viii
DAFTAR ISI
LEMBAR PENGESAHAN .......................................................................................... i
LEMBAR PERSEMBAHAN ...................................................................................... ii
ABSTRAK .................................................................................................................. iii
ABSTRACT ................................................................................................................. iv
KATA PENGANTAR .................................................................................................. v
DAFTAR ISI............................................................................................................. viii
DAFTAR GAMBAR ................................................................................................... xi
DAFTAR TABEL ...................................................................................................... xii
DAFTAR ISTILAH ................................................................................................. xiii
DAFTAR SINGKATAN ........................................................................................... xvi
BAB I PENDAHULUAN ............................................................................................. 1
1.1 Latar Belakang ..................................................................................................... 1
1.2 Tujuan .................................................................................................................. 2
1.3 Rumusan Masalah ................................................................................................ 2
1.4 Batasan Masalah .................................................................................................. 2
1.5 Metodologi dan Penyelesaian Masalah ................................................................ 3
1.6 Sistematika Penulisan .......................................................................................... 3
BAB II DASAR TEORI .............................................................................................. 5
2.1 Worldwide Interoperability for Microwave Access (WiMAX) ........................... 5
2.1.1 Pengertian ................................................................................................. 5
2.1.2 Standard IEEE 802.16 ............................................................................... 6
2.1.3 Physical (PHY) Layer 802.16 ................................................................... 7
2.1.4 Medium Access Control (MAC) Layer 802.16 ......................................... 8
2.2 Voice over Internet Protocol (VoIP) .................................................................... 9
2.2.1 VoIP Overview ......................................................................................... 9
2.2.2 Format Paket VoIP .................................................................................. 10
2.2.3 Arsitektur Jaringan VoIP ........................................................................ 11
2.3 H.323 .................................................................................................................. 12
2.3.1 Overview H.323 ...................................................................................... 12
2.3.2 Komponen Pendukung H.323 ................................................................. 13
2.3.2.1 Terminal (Endpoints) ....................................................................... 13
2.3.2.2 Gateway ........................................................................................... 13
2.3.2.3 Gatekeeper ....................................................................................... 13
2.3.2.4 Multipoint Control Unit (MCU) ...................................................... 13
2.3.3 Protokol-Protokol yang Terlibat pada H.323 .......................................... 13
2.3.4 Prosedur Call Setup pada H.323 ............................................................. 15
2.4 Perbandingan Protokol SIP dan H.323 .............................................................. 16
2.5 Metode Pengukuran Performansi VoIP ............................................................. 17
2.5.1 Parameter Objektif Kualitas VoIP .......................................................... 17
2.5.2 Parameter Subjektif Kualitas VoIP ......................................................... 19
ix
BAB III KONFIGURASI JARINGAN DAN PENGUKURAN PERFORMANSI ......... 21
3.1 Konfigurasi Jaringan .......................................................................................... 21
3.2 Metode Pengukuran ........................................................................................... 22
3.3 Kondisi Lapangan .............................................................................................. 23
3.4 Perangkat Sistem ................................................................................................ 24
3.4.1 Perangkat Keras (Hardware) ................................................................... 24
3.4.1.1 Internet backbone .............................................................................. 24
3.4.1.2 Base Station (BS) .............................................................................. 24
3.4.1.3 Customer Premises Equipment (CPE) .............................................. 25
3.4.1.4 Network Management System (NMS) ............................................... 25
3.4.1.5 Power over Ethernet (PoE) ............................................................... 26
3.4.1.6 Ethernet Switch ................................................................................. 26
3.4.2 Perangkat Lunak (Software) ....................................................................... 27
3.4.2.1 Netmeeting ........................................................................................ 27
3.4.2.2 Ethereal ............................................................................................. 27
3.4.2.3 Palm OS Emulator ............................................................................ 27
3.4.2.4 Local Craft Interface Indicator (LCID) ............................................ 28
3.5 Parameter Performansi Sistem ........................................................................... 28
3.5.1 Overview Loss Propagasi ........................................................................ 28
3.5.1.1 Propagasi LOS .................................................................................. 28
3.5.1.2 Propagasi NLOS ............................................................................... 29
3.5.2 Perhitungan Kualitas Sinyal Transmisi ................................................... 29
3.5.2.1 Signal to Noise Ratio ........................................................................ 30
3.5.2.2 SQI (Signal Quality Index) ............................................................... 30
3.5.2.3 RSSI (Receive Signal Strength Indicator) ........................................ 30
3.5.3 Delay ....................................................................................................... 31
3.5.4 Throughput .............................................................................................. 31
3.5.5 Mean Opinion Score (MOS) ................................................................... 32
BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISA PENGUKURAN ..................................... 36
4.1 Gambaran Analisa .............................................................................................. 36
4.2 Kualitas Transmisi Jaringan ............................................................................... 36
4.2.1 Kualitas SNR .......................................................................................... 36
4.2.2 Kualitas RSSI .......................................................................................... 38
4.3 Pengukuran dan Analisa Throughput................................................................. 40
4.3.1 Pengukuran Delay ................................................................................... 43
4.3.1.1 Tujuan Pengukuran ........................................................................... 43
4.3.1.2 Sistematika Pengukuran .................................................................... 43
4.3.1.3 Analisa Hasil Pengukuran dan Perhitungan ...................................... 43
4.3.2 Pengukuran Jitter .................................................................................... 46
4.3.2.1 Tujuan Pengukuran ........................................................................... 46
4.3.2.2 Sistematika Pengukuran .................................................................... 46
4.3.2.3 Analisa Hasil Pengukuran ................................................................. 47
4.3.3 Pengukuran Packet Loss ......................................................................... 47
4.3.3.1 Tujuan Pengukuran ........................................................................... 47
4.3.3.2 Sistematika Pengukuran .................................................................... 47
4.3.3.3 Analisa Hasil Pengukuran ................................................................. 47
4.4 Estimasi Parameter Hasil Pengukuran ke MOS......................................... 48
x
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ..................................................................... 51
5.1 Kesimpulan ........................................................................................................ 51
5.2 Saran .................................................................................................................. 52
DAFTAR PUSTAKA ................................................................................................. 51
LAMPIRAN A ............................................................................................................ 53
LAMPIRAN B ............................................................................................................ 58
LAMPIRAN C .................................................................................................................................... 63
xi
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Jaringan WiMAX 6
Gambar 2.2 Struktur layer 802.16 8
Gambar 2.3 Format VoIP Packet 10
Gambar 2.4 Hubungan PC ke PC 11
Gambar 2.5
Hubungan dari PC ke Phone
12
Gambar 2.6 Hubungan antar phone dengan menggunakan jaringan
internet
12
Gambar 2.7 Arsitektur Protokol H.323 14
Gambar 2.8 Arsitektur Jaringan H.323 15
Gambar 2.9 Call Setup pada H.323 16
Gambar 3.1 Konfigurasi Jaringan pada sisi Base Station 20
Gambar 3.2 Konfigurasi Jaringan pada sisi Subscriber Station 20
Gambar 3.3 Flow Chart Umum Penelitian 21
Gambar 3.4 BTS ABS 4000 24
Gambar 3.5 CPE SSU 500 24
Gambar 3.6 NMS 8000 25
Gambar 3.7 Power over Ethernet 25
Gambar 3.8 Ethernet Switch WES 800 26
Gambar 3.9 Tampilan Palm OS Emulator 27
Gambar 3.10 Tampilan LCID 27
Gambar 3.11 Kondisi Propagasi LOS 28
Gambar 3.12 Kondisi propagasi NLOS 29
Gambar 3.13 Throughput dan QOS untuk beberapa contoh aplikasi (ETSI TR
101 856)
32
Gambar 3.14 Korelasi antara E – Model (ITU G.107) dengan MOS (ITU
P.800)
33
Gambar 4.1 Grafik Pengukuran Jarak terhadap nilai SQI 35
Gambar 4.2 Grafik Pengukuran Jarak terhadap nilai SNR 35
Gambar 4.3 Grafik Pengukuran Jarak terhadap RSSI 37
Gambar 4.4 Download file untuk mengukur Throughput 38
Gambar 4.5 Grafik Pengukuran Throughput 39
Gambar 4.6 Topologi perhitungan one way delay 42
xii
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Tipe Akses dan Standart yang digunakan pada Jaringan
WiMAX
5
Tabel 2.2 Fitur pada layer PHY 7
Tabel 2.3 Fitur layer MAC 9
Tabel 2.4 Header Size 11
Tabel 2.5 Voice Payload Size 11
Tabel 2.6 Perbedaan antara Protokol SIP dan H.323 16
Tabel 2.7 Jenis-jenis Delay 18
Tabel 2.8 Rekomendasi ITU-T G.114 untuk delay 18
Tabel 2.9 Rekomendasi ITU-T P.800 untuk nilai kualitas berdasarkan
MOS
19
Tabel 3.1 Koordinat Lokasi CPE 22
Tabel 3.2 Parameter Base Station WiMAX 23
Tabel 4.1 Hasil Pengukuran SNR 35
Tabel 4.2 Perbandingan Nilai SNR dan Jenis Modulasi 36
Tabel 4.3 Hasil Pengukuran RSSI 37
Tabel 4.4 Throughput downlink dan uplink hasil pengukuran 38
Tabel 4.5 Pengukuran delay network di tiap-tiap lokasi 41
Tabel 4.6 Hasil Perhitungan One Way Delay 43
Tabel 4.7 Hasil Pengukuran Jitter 45
Tabel 4.8 Hasil Pengukuran Packet Loss 46
Tabel 4.9 Perhitungan Perhitungan Nilai Id 47
Tabel 4.10 Hasil Perhitungan Nilai Ief 47
Tabel 4.11 Hasil Perhitungan Nilai R Factor 48
Tabel 4.12 Konversi Nilai R Factor ke Nilai MOS 48
xiii
DAFTAR ISTILAH
Automatic Repeat
Request
Backhaul
Bit Rate
Broadband
Burst
Burst Profile
Carier Class Service
Capture
Client-Server
Conection Oriented
Delay
DL MAP
Difraksi
:
:
:
:
:
:
:
:
:
:
:
:
:
Fitur yang melakukan pengiriman ulang
(retransmisi) terhadap frame atau blok data yang
rusak
konfigurasi point to point, menghubungkan antara
base station dengan base station
Ukuran kecepatan penyaluran data yang
menyatakan
jumlah bit data yang disalurkan dalam suatu selang
waktu
layanan atau sistem yang membutuhkan kanal
transmisi yang mampu mendukung kecepatan lebih
besar dari kecepatan primer ISDN yaitu sebesar
2,048 Mbps [ITU-T I.113]
pengiriman data secara bersamaan atau serentak
parameter-parameter fisik suatu burst seperti jenis
modulasi , pengkodean yang digunakan, dsb
suatu aturan hubungan untuk membedakan layanan
berdasar tingkat performansi yang tinggi dan
reliabel (sesuai untuk provider dengan jumlah
pelanggan rumah maupun bisnis yang banyak)
untuk layanan dengan tingkat jaminan performansi
yang rendah
proses penangkapan paket data yang lewat pada
jaringan
suatu mode komunikasi dimana suatu entiti
bertindak sebagai pihak yang meminta suatu
layanan dan pihak lain bertindak sebagai penyedia
layanan
mode koneksi yang membutuhkan proses
handshaking antara pengirim dengan penerima
waktu yang dibutuhkan data untuk sampai di tujuan
xiv
Efisiensi bandwidth
Fixed Wireless Access
Handshaking
Iperf
Last Mile
OFDM
Polling
QoS
Refleksi
Roll of factor
Scatering
Service Flows
Throughput
UL MAP
:
:
:
:
:
:
:
:
:
:
:
:
:
:
MAC Management Message yang berfungsi
mengumumkan peta downlink subframe untuk satu
waktu berikutnya
propagasi melewati objek yang cukup besar
sehingga seolah-olah menghasilkan sumber
sekunder, seperti puncak bukit
kemampuan skema modulasi untuk
mengakomodasikan data dalam bandwidth yang
terbatas
aplikasi wireless akses dimana lokasi terminal
pelanggan dan jaringan akses point fixed / tetap
proses pembangunan hubungan yang ditandai
dengan pertukaran MAC Management Message
suatu program yang berfungsi sebagai trafik
generator dan network analyzer
konfigurasi point to multipoint, menghubungkan
antara pelanggan dengan base station
suatu modulasi multicarier, dimana data serial
berkecepatan tinggi akan dikonversi menjadi data
pararel dengan kecepatan yang lebih rendah
mekanisme di mana base station secara aktif
menawarkan penambahan bandwidth kepada user
terminologi yang digunakan untuk mendefinisikan
kemampuan suatu jaringan untuk menyediakan
tingkat jaminan layanan yang berbeda
terdapat sinyal tak langsung yang datang di receiver
setelah mengalami pantulan terhadap suatu objek
faktor pelebaran terhadap kanal Nyquist akibat
ketidak idealan sistem
propagasi sinyal melalui objek yang kecil dan atau
kasar yang menyebabkab banyak pantulan untuk
arah yang berbeda-beda
aliran paket yang mempunyai jaminan QOS,
xv
WiMAX Forum :
merupakan ciri dari jaringan broadband
jumlah paket data yang berhasil didapatkan
(berhasil sampai tujuan) pada suatu titik pada
selang waktu tertentu
MAC Management Message yang berfungsi
mengumumkan peta uplink subframe untuk satu
waktu berikutnya
organisasi non–profit yang mempromosikan
pengembangan jaringan FWA dan memberi
sertifikat pada produk yang sesuai dengan standar
IEEE 802.16
xvi
DAFTAR SINGKATAN
BS Base Station
BTS Base Transceiver Station
BWA Broadband Wireless Access
CAP Carrierless Amplitude Phase
CINR Carrier to interference -plus- noise ratio
CPE Costumer Promises Equipment
DSL Digital Subscriber Line
FDD Frequency Division Multiplex
FWA Fixed Wireless Access
EIRP Effective Isotropically Radiated Power
ETSI European Telecommunication Standard Institute
FDMA Frequency Division Multiple Access
FEC Forward Error Control
FWA Fixed Wireless Access
FHSS Frequency Hopping Spread Spectrum
IEEE International of Electrical and Electronics Engineer
IP Internet Protocol
ISP Internet Service Provider
LOS Line Of Sight
MPQM Moving Picture Quality Metric
NLOS Non Line Of Sight
NMS Network Management Service
OFDM Orthogonal Frequency Division Multiplexing
PMTP Point to Multipoint
xvii
PoE Power of Ethernet
PTP Point to Point
QAM Quadratur Amplitudo Modulation
QoS Quality of Service
QPSK Quadrature Phase Shift Keying
RSL Receive Signal Level
RSSI Received signal strength indicator
RTT Round Time Trip
SNR Signal Noise Ratio
SQI Signal Quality Index
SS Subscriber Station
TDD Time Division Duplexing
VoIP Voice over Internet Protocol
WLAN Wireless Local Area Network
WiMAX Worldwide Interoperability for Microwave Access
WMAN Wireless Metropolitan Area Network BAB I Pendahuluan
Pengujian Performansi VoIP pada Jaringan WiMAX 2
mampu memberikan layanan data berkecepatan hingga 70 Mbps dalam radius hingga
50 km[9]
. WiMAX juga sudah meliputi fitur QoS yang memungkinkan layanan
termasuk voice dan video dengan delay rendah.
1.2 Tujuan
Tujuan penulisan Tugas Akhir ini adalah untuk menganalisa performansi
sistem jaringan yang berbasis IP seperti WiMAX dalam mendukung layanan real time
seperti voice. Pada Tugas Akhir ini akan digunakan parameter delay, jitter, dan packet
loss untuk menganalisa performansi VoIP pada jaringan WiMAX. Dan mengukur
throughput untuk membuktikan konsistensi dari spek teknis atau teoritis dari WiMAX
itu sendiri.
Sehingga dari analisa ini akan diperoleh data keunggulan dan kelemahan
sistem agar dapat memberikan kualitas layanan yang optimal. Hasil penelitian
diharapkan dapat membantu penyedia layanan VoIP untuk mengimplementasikan
teknologi ini ke dalam jaringan WiMAX.
1.3 Rumusan Masalah
Dalam tugas akhir ini akan dilakukan analisa VoIP pada jaringan WiMAX.
Maka rumusan masalah yang terkait dengan hal diatas adalah sebagai berikut:
1. Parameter apa saja yang dapat digunakan untuk mengukur kualitas VoIP?
2. Bagaimana desain arsitektur jaringan yang akan diimplentasikan pada jaringan
WiMAX dalam mendukung layanan voice agar diperoleh hasil analisa yang
optimal?
3. Bagaimana performansi jaringan WiMAX dalam mendukung layanan VoIP?
1.4 Batasan Masalah
Pada penulisan Tugas Akhir ini dilakukan pembatasan-pembatasan agar
masalah yang dibahas menjadi lebih terarah. Antara lain:
a. Penilitian dilakukan dilingkungan TELKOM Risti.
b. Parameter yang diukur untuk analisa VoIP adalah delay, jitter dan packet
loss . Parameter throughput digunakan untuk mengetahui konsistensi dari
spek teknis yang digunakan.
c. Parameter secara subyektif menggunakan Mean Opinion Score (MOS).
d. Komunikasi suara hanya terjadi didalam jaringan WiMAX saja. BAB I Pendahuluan
Pengujian Performansi VoIP pada Jaringan WiMAX 3
e. Teknologi WiMAX yang digunakan pada standard 802.16d.
f. Mekanisme pemrosesan sinyal dan modulasi tidak dikutsertakan dalam
pembahasan.
g. Tidak membahas proses keamanan jaringan.
1.5 Metodologi dan Penyelesaian Masalah
Metode yang digunakan dalam penilitian ini adalah observasi lapangan dan
didukung dengan studi literature. Adapun prosesnya adalah sebagai berikut:
1. Studi literature dari referensi yang ada
Berisikan pembahasan teoritis melalui studi literatur dari buku-buku atau
jurnal ilmiah yang berkaitan dengan teknologi WiMAX dan VoIP.
2. Melakukan pengamatan dan pengumpulan data di lapangan
Bertujuan untuk mengumpulkan informasi dan data-data parameter yang
berhubungan dengan teknologi WiMAX dan VoIP.
3. Mengolah dan menganalisa data yang diperoleh
Nilai-nilai parameter yang didapat dari lapangan akan dianalisa. Hasil akhir
analisa tersebut diharapkan dihasilkan suatu kesimpulan, rekomendasi teknis
yang dapat digunakan pada saat pengimplementasiannya, dan penelitian
selanjutnya.
1.6 Sistematika Penulisan
Penulisan tugas akhir ini akan dibagi dalam beberapa bagian sebagai berikut :
1. Bab I, Pendahuluan
Berisi tentang latar belakang pembuatan tugas akhir, tujuan pembuatan tugas
akhir, pembatasan masalahnya, metodologi penulisan serta sistematika yang
digunakan dalam penulisan laporan tugas akhir ini.
2. Bab II, Dasar Teori
Berisi tentang penjelasan teoritis dalam berbagai aspek yang akan mendukung ke
arah analisis tugas akhir yang dibuat.
3. Bab III, Desain dan Konfigurasi Sistem
Pada bagian ini akan dijelaskan proses desain sampai konfigurasi untuk
implementasi dari sistem.
BAB I Pendahuluan
Pengujian Performansi VoIP pada Jaringan WiMAX 4
4. Bab IV, Analisis Hasil Implementasi
Pada bab ini, dilakukan beberapa analisa hasil implementasi sistem sesuai
skenario yang telah dirancang dan sesuai standar.
5. Bab V, Kesimpulan & Saran
Pada bab ini, kesimpulan yang diperoleh dari serangkaian kegiatan terutama pada
bagian analisis pengujiannya diungkapkan. Selain itu saran-saran pengembangan
lebih lanjut dari tugas akhir yang telah dibuat dituliskan pada bab ini.
5
BAB II
DASAR TEORI
2.1 Worldwide Interoperability for Microwave Access (WiMAX)
2.1.1 Pengertian
WiMAX adalah teknologi berstandard dasar IEEE 802.16 yang
memungkinkan pengiriman data untuk akses wireless broadband sebagai alternatif
dari akses cable atau DSL. WiMAX dapat menyediakan tipe akses fixed, nomadic,
portable dan mobile wireless broadband untuk kondisi LOS dan NLOS. Hanya
dengan satu Base Station, secara teori cakupan dari radius selnya bisa mencapai 50
km, WiMAX Forum menyatakan, sistem dapat mengirimkan data dengan kecepatan
sampai 75 Mbps per carrier untuk tipe akses fixed dan portable. Pada jaringan dengan
tipe akses mobile berdasarkan spesifikasinya dapat menghasilkan kecepatan lebih dari
15 Mbps dengan radius hingga 3 km. Hal ini menunjukan bahwa teknologi WiMAX
dapat digunakan melalui notebook dan PDA yang selanjutnya dapat
diimplementasikan pada telepon seluler.
Untuk memenuhi dua kebutuhan tipe akses yang berbeda, maka dua versi dari
WiMAX telah dikeluarkan. Yang pertama didasarkan pada IEEE 802.16-2004 yang
dikhususkan untuk tipe akses fixed dan portable. Versi terakhir untuk tipe akses ini
disebut juga 802.16d. Sedangkan yang kedua dikhususkan untuk tipe akses mobile
menggunakan standard 802.16e. Berikut tabel rekomendasi standardas-based untuk
berbagasi tipe akses pada jaringan WiMAX.
Tabel 2.1 Tipe Akses dan Standart yang digunakan pada Jaringan WiMAX
Selanjutnya pada Tugas Akhir ini hanya akan dibahas jaringan WiMAX
dengan standard base 802.16-2004 atau 802.16d. WiMAX juga mendukung berbagai BAB II Dasar Teori
Pengujian Performansi VoIP pada Jaringan WiMAX 6
range frekuensi. Standart 802.16 yang pertama menggunakan frekuensi antara 10-66
GHz, sedangkan untuk 802.16a dan 802.16d pada frekuensi antara 2-11 GHz.
WiMAX untuk komersial menggunakan frekuensi 2-11GHz.
Gambar 2.1 Jaringan WiMAX
2.1.2 Standart IEEE 802.16
IEEE merupakan badan internasional yang mendokumentasikan riset-riset
teknologi oleh para ahli yang kemudian dijadikan standar internasional. Dalam
kerjanya IEEE mengeluarkan salah satu standar internasional untuk Local Area
Network (LAN) dan Metropolitan Area Network (MAN) dengan nama IEEE 802.
IEEE 802 membuat standar jaringan untuk komponen fisik dari jaringan yang terletak
pada lapis fisik dan data link pada model OSI.
IEEE 802.16 adalah sebuah standard Broadband Wireless Access (BWA) atau
beberapa orang menyebutnya Wireless MAN, yang mampu untuk mengirimkan data
dengan kecepatan beberapa megabit dan mendukung untuk tipe akses fixed, portable,
dan mobile. Standart ini menawarkan fleksisbilitas untuk mendukung band frekuensi
licensed dan unlicensed. 802.16 dioptimalkan untuk mengirimkan dengan cepat data
bursty ke Subscriber Station (SS) dan Medium Access Control (MAC) dapat BAB II Dasar Teori
Pengujian Performansi VoIP pada Jaringan WiMAX 7
mendukung layanan real-time multimedia dan Voice over IP (VoIP) dengan kualitas
yang baik. Hal ini berarti bahwa IEEE 802.16 diposisikan sebagai broadband wireless
untuk mendukung keterbatasan sistem Wi-Fi dan mendukung aplikasi yang
membutuhkan jaminan QoS (Quality of Service) seperti VoIP, streaming video, dan
game on-line.
Versi terakhir dari IEEE 802.16, adalah 802.16-2004 dulu disebut revisi D
atau 802.16d. 802.16d meliputi versi sebelumnya (802.16-2001, 802.16c dan 802.16a)
dan mendukung untuk kondis LOS dan NLOS pada frekuensi 2-66GHz. 802.16-2004
difokuskan pada aplikasi fixed dan nomadic. Seperti standard IEEE 802 lainnya.
Standart ini hanya menspesifikasikan perubahan pada layer Physical (PHY) dan
Media Access Control (MAC).
2.1.3 Physical (PHY) Layer 802.16
Karakteristik layer PHY 802.16d adalah didesain untuk kondisi NLOS
menggunakan frekuensi 2-11 GHz, sedangkan untuk kondisi LOS menggunakan
frekuensi 11-66GHz, kanal broadband mencapai 20 MHz, akses jamak menggunakan
TDM/TDMA sedangkan dupleks menggunakan TDD dan FDD, adaptif burst profile
untuk arah uplink dan downlink. Fitur yang ada di layer PHY dapt dilihat di table
berikut:
Tabel 2.2 Fitur pada layer PHY
No Fitur Keuntungan
1 Menggunakan sistem
signaling 256 point FFT
OFDM
Mendukung system multipath untuk
memungkinkan diaplikasikan pada area terbuka
dengan kondisi LOS dan NLOS
2 Didesain untuk mendukung
sistem smart antenna
Dengan menggunakan smart antenna interferansi
dapat ditekan dan gain dapat ditingkatkan
3 Mendukung TDD dan FDD Menangani masalah bervariasinya regulasi
diseluruh dunia
4 Sistem modulasi yang
fleksible dengan system
error correction yang
bervariasi untuk setiap RF
burst
Memungkinkan terjalinnya koneksi yang
reliable, memberikan transfer rate yang
maksimal kepada setiap pengguna yang
terhubung dengannya BAB II Dasar Teori
Pengujian Performansi VoIP pada Jaringan WiMAX 8
2.1.4 Medium Access Control (MAC) Layer 802.16
Karena PHY 802.16 adalah layer fisik wireless maka tujuan utama MAC layer
untuk mengatur resources yang ada di udara agar dapat diatur seefisisen mungkin.
Protokol IEEE 802.16 didesain untuk aplikasi Point-to-Multipoint Broadband
Wireless Access (BWA). Untuk mendukung layanan ini, 802.16 MAC harus
mendukung trafik continue dan bursty. Selain itu, layanan ini diharapkan dapat
menjamin Quality of Service (QoS) pada berbagai tipe trafik.
Karakteristik layer MAC adalah mendukung berbagai macam servis atau
layanan yang bersifat connection oriented, mendukung berbagai mcam backhaul
seperti ATM, IPv4, IPv6, VLAN, dan Ethernet. Untuk arah downlink BS
mengirimkan frame dengan mode TDM sedangkan arah uplink dengan menggunakan
TDMA.
Services Specific Convergence Sublayer
MAC Sublayer Common Part
Security Sublayer
Physical Layer
MAC PHY
Link Logic Control
Data Link
Gambar 2.2 Struktur layer 802.16
MAC layer terdiri dari tiga sub layer, yaitu:
a. Service Specific Convergence Sublayer
Merupakan antarmuka dengan layer diatasnya, yaitu network layer
b. MAC Sublayer Common Part
Merupakan inti dari fungsi MAC, yaitu fungsi uplink scheduling, bandwidth
request, kontrol koneksi dan ARQ
c. Security Sublayer
Sublayer ini mengatur enkripsi, dekripsi, dan key management
Tabel 2.3 Fitur layer MAC
No Fitur Keuntungan
1 Connection oriented Proses routing dan paket forwading yang lebih
reliable
BAB II Dasar Teori
Pengujian Performansi VoIP pada Jaringan WiMAX 9
No Fitur Keuntungan
2 Automatic retransmisi
request (ARQ)
Meningkatkan performance end to end dengan
menyembunyikan error pada layer RF yang dibawa
dari layer diatasnya
3 Automatic power control Memungkinkan pembuatan topologi seluler dengan
power yang dapat terkontrol secara otomatis
4 Security dan encription Melindungi privacy pengguna
5 Mendukung sistem
modulasi adaptif
Memungkinkan data rate yang tinggi
6 Scalability yang tinggi
hingga mendukung 100
pengguna
Biaya penggunaan lebih efektif karena mampu
menampung pengguna atau user lebih banyak
7 Mendukung sistem QOS Dapat memberikan latency rendah untuk aplikasi
yang delay sensitive seperti VoIP dan video
streaming
2.2 Voice over Internet Protocol (VoIP)
2.2.1 VoIP Overview
Pada dasarnya, telephony adalah teknologi yang berhubungan dengan
transmisi elektronik suara yang disampaikan pada dua tempat yang mempunyai jarak
yang jauh melalui telepon. Dengan hadirnya komputer dan perangkat transmisi digital
yang berbasiskan sistem telepon serta pengguaan radio unuk mengirim dan menerima
sinyal telepon, maka perbedaan antara telephony dan telekomunikasi menjadi sulit
ditemukan.
Voice over Internet Protocol dikenal juga dengan sebutan IP Telephony.
Secara umum, VoIP dedefinisikan sebagai suatu sistem yang menggunakan jaringan
internet untuk mengirimkan data paket suara dari suatu tempat ke tempat lainnya
menggunakan perantara protokol IP. VoIP mentransmisikan sinyal suara dengan
mengubahnya ke dalam bentuk digital, dan dikelompokkan menjadi paket–paket data BAB II Dasar Teori
Pengujian Performansi VoIP pada Jaringan WiMAX 10
yang dikirim dengan menggunakan platform IP (Internet Protocol). Jaringan IP
sendiri adalah merupakan jaringan paket berbasis protokol IP.
Standard komunikasi VoIP yang umum digunakan pada saat ini adalah H.323
yang dikeluarkan oleh ITU pada bulan Mei 1996 dan SIP (Session Initiation Protocol)
yang dikeluarkan oleh IETF pada bulan Maret tahun 1999 melalui RFC-2543 dan
diperbaharui kembali pada bulan juni 2002 dengan RFC-3261 oleh MMUSIC
(Multiparty Multimedia Session Control), salah satu kelompok kerja IETF.
2.2.2 Format Paket VoIP
Tiap paket VoIP terdiri atas dua bagian, yakni header dan payload (beban).
Header terdiri atas IP header. Real-time Transport Protocol (RTP) header, User
Datagram Protocol (UDP) header, dan link header.
IP header bertugas menyimpan informasi routing untuk mengirimkan paket-
paket ke tujuan. Pada setiap header IP disertakan tipe layanan atau Type of Service
(ToS) yang memungkinkan paket tertentu seperti paket suara diperlakukan berbeda
dengan paket yang non real-time.
UDP header memiliki ciri tertentu yaitu tidak menjamin paket akan mencapai
tujuan sehingga UDP cocok digunakan pada aplikasi voice real time yang sangat
peka terhadap delay dan latency.
RTP header adalah header yang dapat dimanfaatkan untuk melakukan framing
dan segmentasi data real time. Seperti UDP, RTP juga tidak mendukung realibilitas
paket untuk sampai tujuan. RTP menggunakan protokol kendali yang disebut RTCP
(Real Time Control Protocol) yang mengendalikan QoS dan sinkroniasi media stream
yang berbeda.
Gambar 2.3 Format VoIP Packet
Untuk link header, besarnya sangat bergantung pada media yang digunakan. Table
berikut menunjukkan perbedaan ukuran header untuk media yang berbeda dengan
metode kompresi G.729
Tabel 2.4 Header Size BAB II Dasar Teori
Pengujian Performansi VoIP pada Jaringan WiMAX 11
Media Link Layer Header Size Bit Rate
Ethernet 14 Bytes 29.6 Kbps
PPP 6 Bytes 26.4 Kbps
Frame Relay 4 Bytes 25.6 Kbps
ATM 5 Byte tiap cell 42.2 Kbps
Sedangkan untuk voice payload, besarnya antara 14 Bytes sampai 160 Bytes. Tabel
berikut menunjukan perbedaan ukuran payload untuk berbagai jenis kompresi yang
digunakan.
Tabel 2.5 Voice Payload Size
Encoding/Compression Result Bit Rate Voice Payload
G.711 PCM 64 Kbps 160 Bytes
G.726 AD-PCM 16, 24, 32, 40 Kbps 40/60/80/100 Bytes
G.729 CS-ACELP 8 Kbps 20 Bytes
G.728 LD-CELP 16 Kbps 40 Bytes
G.723.1 CELP
6.4/5.3 Kbps
16/14 Bytes
Variable
2.2.3 Arsitektur Jaringan VoIP
Saat ini, VoIP tidak hanya digunakan untuk komunikasi suara antar komputer
yang terhubung pada jaringan IP, namun juga diintegrasikan dengan PSTN. VoIP
yang diimplementasikan di kehidupan nyata adalah sebagai berikut :
1. Dari PC ke PC melewati jaringan internet
Gambar 2.4 Hubungan PC ke PC
2. Dari PC ke Phone dan sebaliknya
Hubungan ini memerlukan sebuah gateway yang berfungsi untuk melakukan
penyesuaian standar antar media termasuk penyesuaian kanal kontrol dan
kontrol pensinyalan antar media. Gateway ini bisa berupa PC atau router. BAB II Dasar Teori
Pengujian Performansi VoIP pada Jaringan WiMAX 12
Gambar 2.5 Hubungan dari PC ke Phone
3. Dari Phone ke Phone melewati jaringan internet
Gambar 2.6 Hubungan antar phone dengan menggunakan jaringan internet
Pada hubungan ini, protokol yang sama digunakan antar interface masing-
masing terminal, namun pada link digunakan protokol yang berbeda, sehingga
keberadaan gateway tetap dibutuhkan. Komponen protokol yang umum
digunakan pada standard VoIP sendiri ada dua, yaitu H.323 dan SIP. Pada
Tugas Akhir ini hanya menggunakan protokol H.323.
2.3 H.323
2.3.1 Overview H.323
H.323 merupakan standar komunikasi untuk VoIP menurut rekomendasi ITU-
T. Tujuan desain dan pengembangan H.323 adalah untuk memungkinkan
interoperabilitas dengan tipe terminal multimedia lainnya. Terminal dengan standar
H.323 dapat berkomunikasi dengan terminal H.320 pada N-ISDN, terminal H.321
pada Asynchronous Transfer Mode (ATM), dan terminal H.324 pada Public Switched
Telephone Network (PSTN). Terminal H.323 memungkinkan komunikasi real time
dua arah berupa suara, video dan data. H.323 merupakan kumpulan dari beberapa
komponen, protokol, dan prosedur yang menyediakan komunikasi multimedia melalui
jaringan packet-based. H.323 dapat digunakan untuk layanan – layanan multimedia
seperti komunikasi suara (IP telephony), komunikasi video dengan suara (video
telephony), dan gabungan suara, video dan data. BAB II Dasar Teori
Pengujian Performansi VoIP pada Jaringan WiMAX 13
2.3.2 Komponen Pendukung H.323
2.3.2.1 Terminal (Endpoints)
Dalam sebuah Local Arena Network, terminal dikatakan sebagai klien
endpoint yang menyediakan komunikasi dua arah secara real-time. Semua terminal
H.323 harus memiliki System Control Unit, layer H.225, Network Interface dan sebuh
unit audio codec. Unit video codec dan Aplikasi User Data adalah opsional..
2.3.2.2 Gateway
Komponen gateway menghubungkan jaringan H.323 dengan jaringan berbeda.
Fungsi dasar entitas ini menyambungkan terminal H.323 dengan terminal non H.323.
2.3.2.3 Gatekeeper
Gatekeeper merupakan komponen yang paling penting dalam sistem H.323.
Entitas ini merupakan komponen opsional. Gatekeeper menyediakan layanan call
control, bekerja sama dengan terminal, MCU, Gateway atau MC. Komponen ini juga
dapat melakukan fungsi opsional seperti Call Control Signalling, Call Authorization,
Bandwidth Management dan Call Management.
2.3.2.4 Multipoint Control Unit (MCU)
Entitas MCU adalah sebuah endpoint pada LAN, mendukung konferensi point-to-
point dan multipoint. Terdiri dari Multopoint Controller atau MC dan opsional
Multipoint Processor atau MP. Multipoint Controller bertanggung jawab atas
determinasi kapabilitas umum untuk audio dan video processing antara semua
terminal, menyediakan fungsi kontrol untuk endpoint dalam sebuah konferensi
multipoint dan membawa pargantian kapabilitas, serta mengatur mode operasi umum
untuk transmisi stream multimedia antara endpoint.
2.3.3 Protokol-Protokol yang Terlibat pada H.323
Pada H.323 terdapat beberapa protokol dalam pengiriman data yang
mendukung agar data terkirim real-time. Protokol – protokol tersebut tidak semuanya
merupakan rekomendasi ITU-T tapi ada juga yang merupakan rekomendasi IETF.
BAB II Dasar Teori
Pengujian Performansi VoIP pada Jaringan WiMAX 14
Gambar 2.7 Arsitektur Protokol H.323
Dibawah ini dijelaskan beberapa protokol pada layer network dan transport:
1. H.26x codec’s
Rekomendasi mengenai proses digitalisasi sinyal video analog. Contohnya :
H.261 dan H.263
2. G.7xx codec’s
Rekomendasi - rekomendasi ini mendefinisikan mengenai coding dan
decoding sinyal suara analog ke format digital beserta dengan format
kompresinya. Contohnya : G.711, G.729, G.722, G.723 dan lain-lain.
3. T.120
Protokol untuk mengatur pertukaran data pada saat terjadi panggilan
multimedia. Misalnya white boarding, chat, dan lain-lain.
4. H.245
Protokol ini berfungsi untuk membangun kanal logikal (logical channel) yang
akan menjadi kanal transmisi media. Setelah proses setup hubungan antara dua
endpoint berhasil dilakukan menggunakan H.225.0 dan Q.931.
5. H.225.0
Jika gatekeeper terdapat dalam suatu network maka H.225.0 mengatur proses
registrasi terminal ke gatekeeper tersebut dan mengatur pula proses admisi di
jaringan tersebut. Jika gatekeeper tidak ada maka H.225 digunakan untuk
proses setup dan cleardown panggilan, bekerja sama dengan protokol Q.931.
BAB II Dasar Teori
Pengujian Performansi VoIP pada Jaringan WiMAX 15
6. Q.931
Q.931 digunakan bersama H.225.0 untuk membangun hubungan H.323.
H.225.0 di sisipkan dalam pesan UUIE (User to User Information Element)
dari Q.931 untuk menyediakan informasi tambahan yang tidak tersedia dalam
format Q.931 misalnya informasi mengenai IP address.
7. RTP (Real Time Transport Protocol)
RTP merupakan protokol yang digunakan untuk mendapatkan transmisi
multimedia (suara dan video) secara real time. Pada saat ditransmisikan
melalui jaringan IP, RTP menempati layer di atas UDP.
8. RTCP (RTP Control Protocol)
Merupakan suatu protocol yang biasanya digunakan bersama-sama dengan
RTP. RTCP mirip dengan RTP, RTCP digunakan untuk mengirimkan paket
control setiap terminal yang berpartisipasi pada percakapan yang digunakan
sebagai informasi untuk kualitas transmisi pada jaringan.
Gambar 2.8 Arsitektur Jaringan H.323
2.3.4 Prosedur Call Setup pada H.323
Berikut adalah prosedur call setup pada H.323 hingga terjadinya hubungan
komunikasi VoIP. BAB II Dasar Teori
Pengujian Performansi VoIP pada Jaringan WiMAX 16
Gambar 2.9 Call Setup pada H.323
2.4 Perbandingan Protokol SIP dan H.323
Adapun perbandingan antara protokol SIP dan H.323 dalam hal fitur dan
fungsinya akan dijabarkan pada Tabel 2.6 berikut ini:
Tabel 2.6 Perbedaan antara Protokol SIP dan H.323
Fitur H.323 SIP
Protokol Transport Menggunakan TCP dan UDP Cukup menggunakan TCP
atau UDP saja
Format Pengalamatan Atribut alamat ditentukan oleh
gatekeeper
Alamat diberi atribut SIP
URL yang berbentuk
seperti alamat email.
Multicast Harus didukung oleh
perangkata H.323 lainnya
Caller dapat mengndang
called party untuk join
multicast
Topology Menggunakan gatekeeper
routing
Mendukung penuh mash
dan multicast BAB II Dasar Teori
Pengujian Performansi VoIP pada Jaringan WiMAX 17
Fitur H.323 SIP
Kompleksitas Call setup lebih rumit Call setup sederhana
Protokol Pengkodean Menggunakan Q.931 dan
ASN.1 PER
SIP menggunakan text
based seperti HTTP
Connection State H.323 dapat terputus secara
eksplisit atau ketika H.245
memutuskan percakapan.
Gatekeeper harus selalu
mengawasi status selama
komunikasi dibangun.
SIP server hanya dipakai
pada saat pembentukan
hubungan. Pesan BYE
secara eksplisit
memutuskan komunikasi.
2.5 Metode Pengukuran Performansi VoIP
Di dalam jaringan VoIP, tingkat penurunan kualitas yang diakibatkan oleh
transmisi data memegang peranan penting terhadap kualitas suara yang dihasilkan, hal
yang menjadi penyebab penurunan kualitas suara ini diantaranya adalah delay , paket
loss dan jitter.
2.5.1 Parameter Objektif Kualitas VoIP
Secara umum, penghematan bandwidth dan biaya percakapan yang murah
diusahakan masih dapat memenuhi standar Quality of service (QoS). Performansi
mengacu ke tingkat kecepatan dan keandalan penyampaian berbagai jenis beban data
di dalam suatu komunikasi, baik voice maupun video. Performansi merupakan
kumpulan dari beberapa parameter besaran teknis, yaitu :
1. Availability , yaitu persentase hidupnya sistem atau subsistem telekomunikasi.
Idealnya, availability harus mencapai 100 %. Nilai availability yang diakui
cukup baik adalah 99,9999 % (six nines), yang menunjukkan tingkat
kerusakan sebesar 2,6 detik per bulan.
2. Throughput, yaitu kecepatan (rate) transfer data efektif, yang diukur dalam
bps. Header dalam paket data mengurangi nilai ini.
3. Packet Loss, adalah jumlah paket hilang. Umumnya perangkat jaringan
memiliki buffer untuk menampung data yang diterima. Jika terjadi kongesti
yang cukup lama, buffer akan penuh, dan data baru tidak akan diterima.
4. Delay (latency), adalah waktu yang dibutuhkan data untuk menempuh jarak
dari asal ke tujuan. BAB II Dasar Teori
Pengujian Performansi VoIP pada Jaringan WiMAX 18
Tabel 2.7 Jenis-jenis Delay
Jenis Delay Keterangan
Algorithmic
delay
Delay ini disebabkan oleh standar codec yang digunakan.
Contohnya, Algorithmic delay untuk G.723.1 adalah 7.5 ms
Packetization
delay
Delay yang disebabkan oleh peng-akumulasian bit voice
sample ke frame. Seperti contohnya, standar G.711 untuk
payload 160 bytes memakan waktu 20 ms.
Serialization
delay
Delay ini terjadi karena adanya waktu yang dibutuhkan
untuk pentransmisian paket IP dari sisi originating
(pengirim).
Propagation
delay
Delay ini terjadi karena perambatan atau perjalanan. Paket
IP di media transmisi ke alamat tujuan. Seperti contohnya
delay propagasi di dalam kabel akan memakan waktu 4
sampai 6 µs per kilometernya.
Component
Delay.
Delay ini disebabkan oleh banyaknya komponen yang
digunakan di dalam sistem transmisi.
5. Jitter, atau variasi kedatangan paket, hal ini diakibatkan oleh variasi-variasi
dalam panjang antrian, dalam waktu pengolahan data, dan juga dalam waktu
penghimpunan ulang paket-paket di akhir perjalanan.
Rekomendasi ITU G.114 merekomendasikan standar delay, bahwa ada 3 kualifikasi
yang ditunjukkan oleh ITU-T untuk delay :
Tabel 2.8 Rekomendasi ITU-T G.114 untuk delay
Range in Milisecon Description
0 – 150 msec Acceptable for most user application
150 – 400 msec Acceptable provided that administrators
are aware of the transmission time and
it’s impact on transmission quality of
user application
> 400 msec Unacceptable for general network
planning purpose, it is recoqnized that
in some exceptional cases this limit will
be exceeded.
BAB II Dasar Teori
Pengujian Performansi VoIP pada Jaringan WiMAX 19
2.5.2 Parameter Subjektif Kualitas VoIP
Untuk mementukan kualitas layanan suara dalam jaringan IP dapat digunakan
beberapa parameter subjektif, salah satunya adalah dengan metode Mean Opinion
Score (MOS). Metode ini merupakan metode yang digunakan untuk menentukan
kualitas suara dalam jaringan IP berdasar kepada standard ITU-T P.800.
Metode ini bersifat subjektif, karena berdasarkan pendapat orang-perorangan.
Untuk menentukan nilai MOS terdapat dua cara pengetesan yaitu, conversation
opinion test dan listening test. Rekomendasi nilai ITU-T P.800 untuk nilai MOS
adalah sebagai berikut :
Tabel 2.9 Rekomendasi ITU-T P.800 untuk nilai kualitas berdasarkan MOS
Nilai MOS Opini
5 sangat baik
4 baik
3 cukup baik
2 tidak baik
1 buruk
21
BAB III
KONFIGURASI JARINGAN DAN PENGUKURAN PERFORMANSI
3.1 Konfigurasi Jaringan
Pada uji coba dan pengukuran ini dilakukan beberapa prosedur pengujian
untuk mengetahui performansi perangkat WiMAX dalam mendukung layanan VoIP,
yaitu:
1. Menguji kestabilan perangkat yang akan digunakan meliputi pengukuran
throughput dan kualitas pnerimaan sinyal pada jarak-jarak yang sudah
ditentukan.
2. Menguji kemampuan perangkat dalam membuktikan kemampuan feature atau
spesifikasi perangkat yang dimiliki.
3. Penyesuaian dan penggabungan perangkat dengan jaringan lokal yang ada.
4. Menguji performansi VoIP pada jaringan WiMAX yang meliputi parameter
delay, jitter, dan packet loss pada jarak-jarak yang suda ditentukan.
Pengujian dan pengukuran performansi VoIP pada jaringan WiMAX menggunakan
konfigurasi sebagai berikut:
RisTiNET
IP : 176.16.200.4
Netmask : 255.255.255.248
Base Stattion
Ethernet
Switch
PC NMS
Public IP :
203.130.204.231
Gambar 3.1 Konfigurasi Jaringan pada sisi Base Station
Gambar 3.2 Konfigurasi Jaringan pada sisi Subscriber Station BAB III Konfigurasi Jaringan dan Pengukuran Performansi
Pengujian Performansi VoIP pada Jaringan WiMAX 22
3.2 Metode Pengukuran
Dalam melakukan pengukuran dan analisa akan lebih mudah jika kita
tuangkan ke dalam bentuk flow chart. Selain itu penelitian akan lebih terstruktur
sehingga proses penelitian akan mengacu pada tujuan akhirnya.
Gambar 3.3 Flow Chart Umum Penelitian
Pada uji coba teknologi WiMAX ini, BS (base station) dan server dipasang
pada area RisTi sedangkan client yaitu pelanggan (subscriber station) terdapat pada
area outdoor dengan jarak bervariasi dari base station. Pengukuran dilakukan
menggunakan notebook yang dihubungkan dengan perangkat BS sebagai server dan
SSs sebagai client (CPE). Pengukuran disisi client berupa pengukuran :
1. Stabilitas dan konektivitas sistem, menggunakan perintah Ping. Perintah Ping
akan mengirim satu paket data ke salah satu alamat , kemudian alamat tersebut
akan membalas dengan lamanya waktu
2. Level SNR antara BS dan SS
3. Level RSL (daerah jangkauan)
4. Throughput sinyal
5. Parameter performansi seperti delay, jitter, dan packet loss BAB III Konfigurasi Jaringan dan Pengukuran Performansi
Pengujian Performansi VoIP pada Jaringan WiMAX 23
3.3 Kondisi Lapangan
Pengukuran performansi VoIP pada jaringan WiMAX ini dilakukan di 7 titik
di kota Bandung dan sekitarnya. CPE diletakan di 6 titik yang berada pada daerah luar
TELKOMRisTi dan 1 titik yang ditempatkan di ruang seminar laboratorium wireless
TELKOMRisTi. Sedangkan lokasi CPE yang berada di luar TELKOMRisTi terdapat
di Bale Endah, Pintu Tol Cileuyi dan Rancaekek. Base Station (BS) ditempatkan pada
laboratorium wireless dan antena BS dipasang di tower yang terletak diatas
laboratorium wireless. Masing-masing titik pengukuran memiliki jarak dari BS yang
berbeda dan tinggi dari permukaan air laut yang berbeda.
Tabel 3.1 Koordinat Lokasi CPE
No Lokasi Altitude Azimuth Jarak
1 Ruang Seminar 879 m - 0 km
2 Pajajaran 766 m 332 ° 4,35 km
3 Jl. Sudirman 733 m 272 ° 5,32 km
4 Astana Anyar 732 m 262 ° 5,82 km
5 Bale Endah 902 m 346 ° 15,5 km
6 Pintu Tol Cileunyi 811 m 293 ° 20 km
7 Rancaekek 794 m 295 ° 32,8 km
Kondisi link propagasi tiap titik pengukuran berbeda tergantung pada keadaan
sekitar titik pengukuran. Untuk kondisi NLOS terdapat pada daerah Ruang Seminar,
Pajajaran, Jl. Sudirman, Astana Anyar dan Pintu Tol Cileunyi dan Pintu Tol Cileunyi.
Sedangkan untuk kondisi LOS terdapat pada daerah Bale Endah dan Rancaekek.
Alokasi frekuensi yang digunakan perangkat dalam uji coba teknologi
WiMAX ini mengacu pada tetapan IEEE yang digunakan di wilayah Asia Pasifik
yaitu 3,5 GHz. Frekuensi 3,5 GHz merupakan frekuensi berlisensi yang dialokasikan
untuk aplikasi BWA terutama di wilayah Eropa dan digunakan pada konfigurasi
point-to-multipoint. Frekuensi yang digunakan pada perangkat untuk uplink adalah
3526 MHz sedangkan untuk downlink adalah 3426 MHz.
Pada frekuensi 3,5 GHz besarnya bandwidth kanal yang digunakan adalah 1
MHz dengan teknik dupleks FDD. Berikut merupakan parameter Base Station
WiMAX yang digunakan untuk pngukuran.
BAB III Konfigurasi Jaringan dan Pengukuran Performansi
Pengujian Performansi VoIP pada Jaringan WiMAX 24
Tabel 3.2 Parameter Base Station WiMAX
Parameter Nilai
Frekuensi 3,5 GHz
Bandwidth kanal 1 MHz
Gain 14 dBi
Tx Power 34,55 dBm
Rx sensitivity -114 dBm
3.4 Perangkat Sistem
Pada pengukuran performansi VoIP pada jaringan WiMAX ini, digunakan
WiMAX dengan standard IEEE 802.16d untuk tipe akses fixed wireless. Secara
umum terdapat tiga komponen utama dalam sistem, yaitu sisi server atau dalam
pengukuran kali ini disebut sebagai sisi Base Station (BS), sisi client atau sisi
Subscriber Station (SS) dan media akses.
3.4.1 Perangkat Keras (Hardware)
3.4.1.1 Internet backbone
Internet merupakan sekumpulan jaringan yang tersebar di seluruh dunia yang
saling terhubung satu sama lain sehingga akan membentuk suatu jaringan yang sangat
besar. Layanan yang disediakn oleh jaringan internet antara lain FTP, email, Chat, dan
lain-lain.
3.4.1.2 Base Station (BS)
Base Station merupakan perangkat transceiver (transmitter-receiver) yang
terhubung dengan internet backbone. Base Station berfungsi sebagai receiver, buffer,
dan transmitter untuk tiap data yang dikirimkan dalam infrastruktur jaringan internet
baik kabel mauopun wireless. Base station yang digunakan dalam pengujian WiMAX
adalah VistaMAX seri ABS 4000 dengan jangkauan tiap sektornya sebesar 60o
.
Gambar 3.4 BTS ABS 4000 BAB III Konfigurasi Jaringan dan Pengukuran Performansi
Pengujian Performansi VoIP pada Jaringan WiMAX 25
Jenis duplexing yang digunakan pada BTS tersebut adalah Frequency Division
Duplexing (FDD) dengan skema akses Radio Frequency-nya dengan teknologi
OFDM 256 FFT. BTS ABS 4000 bekerja pada range frekuensi 3300-3800 MHz dan
ukuran bandwidth yang digunakan mulai 1,75 MHz, 3,5 MHz dan 7 MHz. Akan
tetapi dalam pengukuran kali ini range frekuensi yang digunakan adalah pada
frekuensi 3,5 GHz, dengan lebar bandwith sebesar 1 MHz.
3.4.1.3 Customer Premises Equipment (CPE)
CPE merupkan perangkat pada sisi pelanggan yang berfungsi untuk
melakukan proses decoding serta demodulasi pada data-data yang diterima dari Base
Station, sehingga menjadi suatu informasi yang dapat dibaca oleh pelanggan. Dalam
percobaan yang dilakukan dilapangan jenis perangkat subcriber station adalah SSU
500. Jenis CPE ini merupakan sektoral antena dengan berbentuk flat-panel antena.
Gambar 3.5 CPE SSU 500
Perangkat SS ini bekerja pada range frekuensi 3300-3800 MHz. Dengan
sumber catuan diperoleh dari power of ethrnet yang berupa kabel UTP sebagai
sumber dayanya. Adapun jenis bandwidth yang dapat diatur mulai dari 1,75 MHz, 3,5
MHz hingga 7 MHz. Tipe duplexing yang digunakan adalah FDD ( Frequency
Division Duplexing).
3.4.1.4 Network Management System (NMS)
Protokol manajemen yang digunakan berbasiskan protocol SNMP (Simple
Network Management Protocol) dan menggunakan software LCID. Dalam pengujian
ini menggunakan NMS8000. NMS ini berbasis web, jadi bisa di buka melalui browser
internet seperti internet explorer atau mozilla firefox. BAB III Konfigurasi Jaringan dan Pengukuran Performansi
Pengujian Performansi VoIP pada Jaringan WiMAX 26
Gambar 3.6 NMS 8000
3.4.1.5 Power over Ethernet (PoE)
Merupakan catu daya pada CPE dan BS yang menggunakan interface RJ-45.
PoE adalah LAN yang menggunakan kabel untuk mengalirkan arus listrik yang
diperlukan untuik pengoperasian peralatan yang yang dialirkan melalui kabel data.
Dengan adanya PoE ini mampu meminimalkan jumlah kabel yang harus digunakan
untuk menginstal jaringan.
Gambar 3.7 Power over Ethernet
Ada dua buah komponen dasar pada sebuah PoE (IEEE 802.3af) yaitu yaitu
alat yang mensuplai daya atau PSE (Power Source Equipment) dan alat yang
mengkonsumsi daya atau PD (Power Device). Fungsi utama pada PSE adalah
menyediakan daya untuk link segment jika PD telah terdeteksi, memonitor daya pada
link, dan mematikan daya jika daya terlampaui atau sudah berakhir koneksi. PSE
mampu menyediakan daya sampai 15,4 watt pada kabel plant 48 volt.
3.4.1.6 Ethernet Switch
Jenis Ethernet yang dipergunakan adalah WES 800 yang didalamnya
mengakomodasi Base Station PoE yang dalam kapasitasnya mampu menghandle
sampai 8 sektor BTS WiMAX. Selain itu WES 800 juga memiliki fitur 8-port layer 3
switch yang berfungsi sebagai point of termination antara antena BTS ABS 4000 dan
router atau perangkat jaringan lainnya yang terkait untuk uplink. Kempuan uplink BAB III Konfigurasi Jaringan dan Pengukuran Performansi
Pengujian Performansi VoIP pada Jaringan WiMAX 27
tersebut didukung dengan fitur GigE Router uplink yang mampu mengirimkan sinyal
uplink dalam orde Gbps.
Gambar 3.8 Ethernet Switch WES 800
3.4.2 Perangkat Lunak (Software)
3.4.2.1 Netmeeting
Software ini digunakan sebagai endpoint dari VoIP. Software ini merupakan
software yang sudah termasuk satu produk dengan Operating System Windows.
Software selain bias digunakan untuk komunkasi voice juga bisa digunakan untuk
komunikasi video call.
3.4.2.2 Ethereal
Ethereal adalah perangkat lunak yang dapat menganalisa paket-paket yang
beredar dalam sebuah jaringan. Perangkat lunak ini dapat menangkap paket-paket
dalam jaringan dan kemudian menampilkannya dengan detail-detail yang ada.
3.4.2.3 Palm OS Emulator
Software ini berfungsi untuk mengetahui nilai parameter transmisi seperti SQI
(Signal Quality Index), RSSI (Receive Signal Strength Indicator), SNR (Signal to
Noise Ratio) dan C/I (Carrier to Interference). Dari parameter-parameter ini nanti
akan digunakan untuk megetahui kualitas sinyal yang dapat ditangkap CPE.
Gambar 3.9 Tampilan Palm OS Emulator BAB III Konfigurasi Jaringan dan Pengukuran Performansi
Pengujian Performansi VoIP pada Jaringan WiMAX 28
3.4.2.4 Local Craft Interface Indicator (LCID)
Software ini digunakan untuk mengukur frame transmit (Tx) maupun receive
(Rx). Selain itu software ini dapat untuk mengetahui jenis modulasi apa yang paling
bagus digunakan pada CPE berdasarkan nilai frame Tx atau Rx yang paling bagus.
Gambar 3.10 Tampilan LCID
3.5 Parameter Performansi Sistem
Untuk mendapatkan sistem komunikasi yang baik perlu dilakukan perhitungan
link budget dan perhitungan kualitas sinyal dari sistem tersebut. Perhitungan link
budget merupakan perhitungan level daya yang dilakukan untuk memastikan bahwa
level daya penerimaan lebih besar atau sama dengan level daya threshold (RSL ≥
Rth). Tujuannya untuk menjaga keseimbangan gain dan loss untuk mencapai SNR
yang diinginkan di receiver. Perhitungan link budget juga berguna untuk menghitung
luas daerah jangkauan sinyal dari base station , seberapa jauh sinyal masih dapat
diterima oleh pelanggan dengan baik.
Beberapa parameter yang perlu diperhitungkan diantaranya perhitungan loss
(redaman), dan RSSI (Receive Signal Strength Indicatorl). Sedangkan perhitungan
kualitas sinyal meliputi perhitungan SNR (Signal to Noise Ratio). Sedangkan untuk
mengukur performansi parameter yang diukur adalah delay, jitter, packet loss dan
throughput.
3.5.1 Overview Loss Propagasi
3.5.1.1 Propagasi LOS
Kanal radio untuk sistem komunikasi wireless dibedakan untuk kondisi LOS
dan NLOS. Pada keadaan LOS, sinyal merambat langsung melalui udara tanpa
melewati suatu obstacle atau hambatan (rumah, kayu, gunung, gedung, dll) dari BAB III Konfigurasi Jaringan dan Pengukuran Performansi
Pengujian Performansi VoIP pada Jaringan WiMAX 29
pengirim ke penerima. Kriteria untuk keadaan LOS adalah bebasnya daerah Fresnel
dari hambatan yang bisa mengganggu sinyal yang melalui udara tersebut. Daerah
Fresnel tergantung dari frekuensi operasi dan jarak antara pengirim (transmitter)
dengan penerima (receiver).
Gambar 3.11 Kondisi Propagasi LOS
Redaman ruang bebas atau free space loss merupakan penurunan daya
gelombang radio selama merambat di ruang bebas. Redaman ini dipengaruhi oleh
besar frekuensi dan jarak antara titik pengirim dan penerima.
3.5.1.2 Propagasi NLOS
Pada kondisi kanal NLOS, sinyal yang ditangkap di penerima (receiver)
adalah sinyal yang telah mengalami proses refleksi, scattering dan difraksi. Sinyal
datang yang ditangkap penerima merupakan gabungan dari sinyal langsung, multi
pantulan, energi hamburan dan sinyal propagasi yang telah terdifraksi. Sinyal ini
mempunyai delay pola sebaran yang berbeda, redaman, polarisasi dan kestabilan
relatif dari sinyal langsung .
Gambar 3.12 Kondisi propagasi NLOS
3.5.2 Perhitungan Kualitas Sinyal Transmisi
Modulasi yang digunakan merupakan modulasi adaptif dimana sistem
modulasi yang digunakan dapat menyesuaikan dengan keadaan lingkungan. Ada 4 BAB III Konfigurasi Jaringan dan Pengukuran Performansi
Pengujian Performansi VoIP pada Jaringan WiMAX 30
jenis modulasi yang digunakan yaitu BPSK, QPSK, QAM 16 dan QAM 64. Jenis
modulasi dapat digunakan untuk menghitung nilai BER (Bit Error Rate) dan
menentukan spektral efisiensi. Spektral efisiensi merupakan kemampuan skema
modulasi untuk mengakomodasikan data dalam bandwidth yang terbatas.
3.5.2.1 Signal to Noise Ratio
S/N merupakan perbandingan antara daya sinyal dengan daya noise pada
kanal .
Nilai S/N dapat diperoleh dengan rumus :
¾ ⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
+ ⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
=
Bw
BR
No
Eb
SNR ................................................................................(3.5)
dimana :
BR = bit rate
Bw = bandwidth kanal
¾
Ts
Ct
bm Nused rate bit × × = …………………………………………...….(3.6)
dimana :
Nused = 192 (data)
bm = jumlah bit per modulasi
Ct = coding rate
Ts = periode symbol
3.5.2.2 SQI (Signal Quality Index)
SQI adalah suatu parameter yang menunjukan indeks dari level sensitifitas
kualitas sinyal. SQI digunakan untuk menentukan threshold pada data. Dengan
kualitas sinyal terbaik bernilai 100% sedangkan nilai kualitas sinyal terburuk adalah
0. Level sensitifitas tertinggi adalah pada modulasi 64 QAM ¾ dengan nilai level
sensitifitasnya adalah -97 dBm dan nilai level sensitifitas terendah adalah pada
modulasi BPSK ½ dengan nilai level sensitifitasnya adalah -117 dBm. Standart
referensi SQI yang ditetapkan adalah nilai maksimum pada RSSI perangkat. Jika
level daya yang diterima lebih besar dari RSSI referensi maka level indikator SQI-nya
akan menunjukan nilai 100%. Sedangkan apabila nilai level sensitifitas kurang dari
-117 dBm atau batas minimum RSSI referensi maka akan menunjukan nilai 0.
3.5.2.3 RSSI (Receive Signal Strength Indicator)
RSSI (Receive Signal Strength Indicatorl) adalah level sinyal yang diterima di
penerima dan nilainya harus lebih besar dari sensitivitas perangkat penerima (RSSI ≥ BAB III Konfigurasi Jaringan dan Pengukuran Performansi
Pengujian Performansi VoIP pada Jaringan WiMAX 31
Rth). Sensitivitas perangkat penerima merupakan kepekaan suatu perangkat pada sisi
penerima yang dijadikan ukuran threshold. Nilai RSL dapat dihitung dengan
persamaan berkut :
RSL = EIRP – Lpropagasi + Grx – Lrx ......................................... (3.7)
EIRP merupakan besaran yang menyatakan kekuatan daya pancar dari suatu
antena di bumi. Atau dapat dikatakan EIRP itu merupakan perkalian antara daya RF
dengan gain suatu antena. Dimana EIRP dapat dihitung dengan rumus berikut :
EIRP = Ptx + GRX - (LKT + LCT) ......................................................... (3.8)
Keterangan :
EIRP = Effecive Isotropic Radiated Power (dBm)
Ptx = daya kirim (dB)
GRX = Gain antena (dB)
LK = Redaman feeder transmitter (kabel)
LC = Redaman branching transmitter (konektor)
Lpropagasi = rugi-rugi gelombang saat berpropagasi (dB)
Lrx = rugi-rugi saluran penerima (dB)
3.5.3 Delay
Delay adalah waktu yang dibutuhkan data untuk menempuh jarak dari titik
asal sampai ke titik tujuan. Parameter delay disebabkan oleh beberapa komponen
delay yang secara garis besar yaitu delay coder (processing), delay serialization,,
delay packetization, delay dejitter buffer dan delay network.
3.5.4 Throughput
Throughput merupakan suatu ukuran yang menyatakan berapa banyak bit
sukses yang diterima di tujuan dibandingkan dengan lamanya waktu yang dibutuhkan
untuk mengirimkan bit-bit tersebut.
Pengamatan Waktu Σ
) bps ( 8 ) Bytes ( diterima yang Paket
) (
× Σ
= γ Throughput ..……………………(3.9)
Pada kondisi nyata besarnya throughput tergantung dari protokol yang
digunakan dalam transmisi (seperti TCP, UDP, dll) dan tipe data yang akan dikirim
(FTP, HTTP, SMTP, VoIP, dll). BAB III Konfigurasi Jaringan dan Pengukuran Performansi
Pengujian Performansi VoIP pada Jaringan WiMAX 32
Gambar 3.13 Throughput dan QOS untuk beberapa contoh aplikasi (ETSI TR 101 856)
3.5.5 Mean Opinion Score (MOS)
MOS merupakan parameter subjektif untuk mengukur kualitas suara pada
VoIP. Selain mengambil data langsung melalui pendapat perorangan, nilai MOS juga
dapat ambil melalui pendekatan matematis. Pendekatan matematis yang digunakan
untuk menentukan kualitas suara berdasarkan penyebab menurunnya kualitas suara
dalam jaringan VoIP dimodelkan dengan E – Model yang distandardkan kepada ITU–
T G.107.
Nilai akhir estimasi E–Model disebut dengan R faktor . R faktor didefinisikan
sebagai faktor kualitas transmisi yang dipengaruhi oleh beberapa parameter seperti
signal to noise ratio dan echo perangkat, codec dan kompresi, packet loss, dan delay.
R Faktor ini didefinisikan sebagai berikut :
R = 94,2 - Id - Ief
..................................................................................(3.10)
dengan :
Id = Faktor penurunan kualitas yang disebabkan oleh pengaruh one way delay
Ief = Faktor penurunan kualitas yang disebabkan oleh teknik kompresi dan packetloss
yang terjadi
Nilai Id ditentukan dari persamaan berikut ini :
Id = 0.024 d + 0.11(d – 177.3) H(d – 177.3) ........................................(3.11) BAB III Konfigurasi Jaringan dan Pengukuran Performansi
Pengujian Performansi VoIP pada Jaringan WiMAX 33
Nilai Ief tergantung pada metoda kompresi yang digunakan. Untuk teknik kompresi
sesuai dengan rekomendasi G.107 nilai Ief sesuai dengan persamaan berikut ini
:
Ief = 7 + 30 ln (1 + 15 e)......................................................................(3.12)
Maka secara umum persamaan nilai estimasi R Faktor menjadi :
R = 94,2 – [0.024 d + 0.11(d – 177.3) H(d – 177.3)] – [7 + 30 ln (1 + 15 e)]............(3.13)
Dengan :
R = faktor kualitas transmisi
d = one way delay (milli second)
H = fungsi tangga ; dengan ketentuan
H(x) = 0 jika x < 0, lainnya
H(x) = 1 untuk x >= 0
e = persentasi besarnya paket loss yang terjadi (dalam bentuk desimal)
Nilai R faktor mengacu kepada standar MOS , hubungannya dapat dilihat pada
gambar dibawah ini:
Gambar 3.14 Korelasi antara E – Model (ITU G.107) dengan MOS (ITU P.800)
Untuk mengubah estimasi dari nilai R kedalam MOS (ITU – P.800) terdapat
ketentuan sebagai berikut :
1.Untuk R < 0 : MOS = 1.........................................................................(3.14)
2.Untuk R > 100 : MOS = 4.5......................................................................(3.15)
3.Untuk 0 < R < 100 : MOS = 1 + 0.035 R + 7x10-6
R(R-60)(100-R)............(3.16)
36
BAB IV
PENGUJIAN DAN ANALISA PENGUKURAN
4.1 Gambaran Analisa
Pada bab ini akan dianalisa hasil pengukuran yang telah diakukan. Dari
pengukuran yang telah dilakukan, diperoleh data-data parameter yang mempengaruhi
performansi VoIP pada jaringan WiMAX.
Data diperoleh dengan melakukan pengukuran di wilayah Bandung dengan
konfigurasi yang telah ditentukan sebelumnya. Ada 7 lokasi berbeda yang telah
ditentukan dalam melakukan pengukuran dengan konfigurasi pengukuran untuk tiap
lokasi adalah sama. Skenario untuk pengukuran hanya ditentukan oleh perbedaan
jarak antara CPE dan BS dan kondisi daerah di tiap titik pengukuran (LOS dan
NLOS). Codec yang digunakan dalam pengukuran adalah G.711 dengan bit rate 64
Kbps dan G.723.1 dengan bit rate 6,3 Kbps.
Pertama kali yang dilakukan dalam pengukuran adalah menguji kestabilan dan
konektivitas sistem. Untuk mengukur konektivitas dapat menggunakan perintah ping
sedangkan untuk kualitas sinyal dan kestabilan digunakan software Palm OS
Emulator. Dari software ini didapat parameter transmisi seperti SQI (Signal Quality
Index), RSSI (Received Signal Strength Indicator), dan SNR (Signal to Noise Ratio).
Setelah sistem dapat dikatakan stabil selanjutnya dengan menggunakan software
ethereal didapatkan parameter-parameter seperti delay network, jitter dan packet loss.
Parameter yang telah didapat tersebut kemudian dianalisa dengan mengacu pada
parameter standar. Dari data-data tersebut ditentukan R factor yang kemudian dapat
ditentukan pula nilai MOS (Mean Opinion Score).
4.2 Kualitas Transmisi Jaringan
4.2.1 Kualitas SNR
Parameter SNR menunjukkan kuat daya sinyal dibandingkan dengan daya
noise pada kanal transmisi. Standar IEEE 802.16 yang menggunakan adaptive
modulation membuat perangkat mampu memilih jenis modulasi terhadap nilai SNR
yang diterima. Berikut adalah tabel hasil pengukuran SNR untuk tujuh titik
pengukuran.
BAB IV Pengujian dan Analisa Pengukuran
Pengujian Performansi VoIP pada Jaringan WiMAX 37
Tabel 4.1 Hasil Pengukuran SNR
No. Location
Altitude
(m)
Distance
(Km)
Description SQI
(%)
SNR
(dB)
Modulation
LOS NLOS Uplink Downlink
1 Bale Endah 902 15,5 √ - 100 30 64QAM 64QAM
2 Rancaekek 794 32,8 √ - 83 30 64QAM 64QAM
3 Pajajaran 766 4,35 - √ 37 23 16QAM 64QAM
4 Jl.Sudirman 733 5,32 - √ 0 18 16QAM 16QAM
5
Pintu Tol
Cileunyi
811 20 - √ 42 24 64QAM 64QAM
6 Astana Anyar 732 5,82 - √ 21 23 8QAM 16QAM
7
Seminar
Room
879 0 - √ 100 31 64QAM 64QAM
Grafik Jarak terhadap SQI
0
20
40
60
80
100
120
0 4,35 5,32 5,82 15,5 20 32,8
Jarak (km)
SQI (%) SQI Standart (%)
Gambar 4.1 Grafik Pengukuran Jarak terhadap nilai SQI
Grafik Jarak terhadap SNR
0
5
10
15
20
25
30
35
0 4,35 5,32 5,82 15,5 20 32,8
Jarak (km)
SNR (dB)
Gambar 4.2 Grafik Pengukuran Jarak terhadap nilai SNR
Dari Tabel 4.2 didapat nilai SNR terbesar didapat pada lokasi Seminar Room
yaitu sebesar 31 dB dengan modulasi 64 QAM. Sedangkan nilai SNR terkecil didapat
pada lokasi Jl.Sudirman dengan modulasi 16 QAM. Nilai SNR dipengaruhi oleh nilai
SQI yang berdasarkan standard perangkat sebesar 50%. SQI adalah indikator yang
menunjukan kualitas dari suatu sinyal. Untuk lokasi Seminar Room, Bale Endah dan
Rancaekek nilai SQI mencapai 100% sehingga nilai SNR-nya tinggi. BAB IV Pengujian dan Analisa Pengukuran
Pengujian Performansi VoIP pada Jaringan WiMAX 38
Nilai SNR ditentukan juga oleh lingkungan propagasi antara BS dan CPE, jika
kondisi LOS maka SNR pun makin besar. Untuk pengukuran kondisi LOS pada
lokasi Bale Endah dan Rancaekek, nilai SNR besar karena kondisi propagasi antara
BS dan CPE adalah LOS. Berbeda dengan kondisi dimana antara BS dan CPE banyak
terhalang oleh obstacle seperti pepohonan dan bangunan, nilai SNR yang diperoleh
lebih kecil.
Teknologi IEEE 802.16d menggunakan modulasi adaptif yang secara efektif
dapat mengatur keseimbangan kualitas sambungan atau biasanya diukur dengan
Signal to Noise Ratio (SNR)
[17]
. Apabila kualitas sinyal cukup baik, maka digunakan
modulasi yang lebih tinggi untuk memberikan kapasitas bandwidth yang lebih besar,
sedangkan apabila kualitas link menurun, sistem modulasinya digeser menjadi lebih
rendah untuk menjaga kesatabilan dan kualitas sambungan[17]
.
Tabel 4.2 Perbandingan Nilai SNR dan Jenis Modulasi
Jenis Modulasi
SNR Lower
Threshold
64 QAM 22.0
16 QAM 16.0
8 QAM 12.5
QPSK 9.5
BPSK 3.0
Sedangkan pada lokasi Astana Anyar walaupun nilai SNRnya lebih besar
daripada nilai SNR pada Jl. Sudirman modulasinya menggunakan 8 QAM karena
untuk menjaga kestabilan link propagasi antara BS dan SS yang tidak stabil. Karena
pada saat pengukuran kondisi propagasi pada kedua lokasi tersebut berubah-ubah
yang menyebabkan modulasi yang digunakan juga berganti-ganti. Nilai SNR
sebanding dengan dengan bit rate modulasi, semakin besar nilai bit rate modulasi
maka nilai SNR akan semakin besar.
4.2.2 Kualitas RSSI
RSSI (Received Signal Strength Indicator) adalah indicator kekuatan sinyal
yang diterima oleh penerima. Nilai RSSI harus lebih besar dari nilai Rx sensitivity
(RSSI > Rx sensitivity) yang telah ditetapkan oleh perangkat sebesar -114 dBm.
BAB IV Pengujian dan Analisa Pengukuran
Pengujian Performansi VoIP pada Jaringan WiMAX 39
Tabel 4.3 Hasil Pengukuran RSSI
No. Location
Altitude
(m)
Distance
(Km)
Description SQI
(%)
RSSI
(dBm)
Modulation
LOS NLOS Uplink Downlink
1 Bale Endah 902 15,5 √ - 100 -93 64QAM 64QAM
2 Rancaekek 794 32,8 √ - 83 -103 64QAM 64QAM
3 Pajajaran 766 4,35 - √ 37 -111 16QAM 64QAM
4 Jl.Sudirman 733 5,32 - √ 0 -120 16QAM 16QAM
5
Pintu Tol
Cileunyi
811 20 - √ 42 -110 64QAM 64QAM
6 Astana Anyar 732 5,82 - √ 21 -115 8 QAM 16QAM
7 Seminar Room 879 0 - √ 100 -94 64QAM 64QAM
Grafik Jarak terhadap RSSI
-140
-120
-100
-80
-60
-40
-20
0
0 4,35 5,32 5,82 15,5 20 32,8
Jarak (km)
RSSI (dBm) Rx Sensitivity (dBm)
Gambar 4.3 Grafik Pengukuran Jarak terhadap RSSI
Nilai RSSI terbesar terdapat pada lokasi Bale Endah sebesar -93 dBm dengan
kondisi propagasi adalah LOS dan modulasi yang digunakan adalah 64 QAM. Nilai
RSSI terbesar ini juga dipengaruhi oleh nilai SQI sebesar 100 %. Sedangkan nilai
RSSI terkecil terdapat lokasi Jl. Sudirman sebesar -120 dBm, yaitu berada dibawah
nilai standard RSSI perangkat sebesar -114 dBm dengan kondisi propagasi adalah
NLOS dan modulasi yang digunakan adalah 16 QAM. Kondisi lingkungan Jl.
Sudirman yang banyak sekali gedung-gedung bertingkat dan ketinggian antena yang
rendah mempengaruhi nilai RSSI dan SQI. Kualitas sinyal yang diterima, selain
ditentukan oleh RSSI juga ditentukan oleh nilai SQI. Semakin besar nilai SQI maka
semakin besar pula nilai RSSI yang menunjukan semakin bagus pula kualitas sinyal
yang diterima oleh CPE.
Jarak pengukuran terjauh dengan kondisi propagasi LOS dimana sinyal masih
diterima dengan baik adalah pada daerah Rancaekek dengan jarak 32.8 Km.
Sedangkan untuk kondisi NLOS sinyal terjauh yang masih bisa diterima dengan baik
adalah pada daerah Pintu Tol Cileunyi dengan jarak 20 Km. Untuk daerah-daerah
kondisi NLOS pada jarak sekitar 4-5 Km, sinyal yang diterima tidak bagus Hal ini BAB IV Pengujian dan Analisa Pengukuran
Pengujian Performansi VoIP pada Jaringan WiMAX 40
dimungkinkan kondisi daerah-daerah tersebut yang banyak sekali gedung-gedung
bertingkat. Faktor lingkungan berpengaruh sekali terhadap nilai RSSI.
4.3 Pengukuran dan Analisa Throughput
Throughput menunjukkan perbandingan antara paket data yang berhasil
sampai tujuan dengan waktu pengamatan. Konfigurasi pengukuran mengikuti
perencanaan di awal. Pengukuran throughput dilakukan dengan melakukan transfer
data sebesar 10 Mbps baik untuk downlink maupun uplink. Pengukuran dilakukan
pada 7 lokasi dengan jarak dan settingan grade of service yang berbeda sesuai
peruntukannya. Berikut capture pengukuran yang telah dilakukan.
Gambar 4.4 Download file untuk mengukur Throughput
Saat pengukuran downlink, FTP server mengirimkan paket ke SS, sedangkan
pada saat pengukuran uplink, SS mengirimkan paket ke FTP server. Berikut hasil
keseluruhan dari pengukuran throughput di 7 lokasi yang sudah ditentukan beserta
nilai Grade of Service masing-masing.
Tabel 4.4 Throughput downlink dan uplink hasil pengukuran
No Location
Altitude
(m)
Jarak
(Km)
Jenis GoS Type
on CPE
Throughput
(kbps)
LOS NLOS
DL UL
1 Bale Endah 902 15,5 √ - Platinum 1.520 385,58
2 Rancaekek 794 32,8 √ - Platinum 1.910 475,18
3 Pajajaran 766 4,35 - √ Platinum − −
4 Jl.Sudirman 733 5,32 - √ Platinum − −
5
Pintu Tol
Cileunyi
811 20 - √ Platinum 1.690 412,12
6 Astana Anyar 732 5,82 - √ Platinum − −
7 Seminar Room 879 0 - √ Platinum 1.850 469,95 BAB IV Pengujian dan Analisa Pengukuran
Pengujian Performansi VoIP pada Jaringan WiMAX 41
0
500
1000
1500
2000
Throughput (Kbps)
732 733 766 794 811 879 902
Altitude (m)
Grafik Throughput terhadap Altitude
Downlink (Kbps) Uplink (Kbps)
Gambar 4.5 Grafik Pengukuran Throughput
Dari data diatas, nilai throughput rata-rata untuk downlink adalah 0,99 Mbps
sedangkan untuk nilai uplink adalah 0,25 Mbps. Nilai terbesar baik downlink maupun
uplink terdapat pada titik lokasi Rancaekek dengan nilai sebesar 1,91 Mbps untuk
downlink dan 0,47 Mbps untuk uplink. Hal ini dikarenakan kondisi propagasi antara
BS dan SS adalah LOS dan modulasi yang digunakan adalah 64 QAM yang diukur
dengan menggunakan software LCID (Local Craft Interface Device) yang terdapat
pada perangkat. Sedangkan di beberapa daerah dengan kondisi propagasi NLOS
seperti Pajajaran, Jl. Sudirman dan Astana Anyar, nilai throughput tidak keluar karena
sinyal yang diterima pada derah tersebut sangat kecil Hal ini dapat dilihat dari Tabel
4.3 dimana nilai SQI untuk 3 lokasi tersebut jauh dari nilai standard SQI perangkat,
yaitu sebesar 50%.
Pada lokasi Jl. Sudirman, Pajajaran dan Astana Anyar ketinggian antenna CPE
dari permukaan air (altitude) rendah dan pada derah tersebut dikelilingi oleh
bangunan-bangunan bertingkat. Kondisi ini yang bisa menyebabkan kualitas sinyal
yang didapat pada 3 lokasi tersebut sangat buruk yang mengakibatkan antara BS dan
CPE tidak bisa terhubung dan mengakibatkan nilai throughput pada daerah tersebut
tidak bisa terukur. Untuk mengatasi keterbatasan ini bisa dilakukan dengan
menambah ketinggian antena atau diletakkan diatas gedung agar kualitas sinyal yang
didapat bisa lebih baik. Selain itu bisa juga dilakukan dengan menambah gain antena
CPE sehingga CPE bisa mendapatkan nilai SNR dan RSSI yang sesuai. Untuk
mendapatkan nilai SNR dan RSSI yang sesuai, selain dengan menambah gain antena
CPE bisa juga dengan menambah daya kirim antena BS. Sesuai dengan persamaan
(3.7) dan persamaan (3.8). Pada pengukuran daya kirim yang digunakan adalah 20 BAB IV Pengujian dan Analisa Pengukuran
Pengujian Performansi VoIP pada Jaringan WiMAX 42
dBm sedangkan berdasarkan spesifikasi perangkat daya kirim maksimal antena BS
adalah 31 dBm. Dengan mendapatkan nilai SNR dan RSSI yang sesuai maka
memungkinkan BS dan CPE bisa terhubung sehingga nilai throughput untuk ketiga
lokasi tersebut bisa diketahui.
Secara teori nilai throughput adalah sebesar 75%-85% dari data rate. Tetapi
berdasarkan pengukuran nilai throughput yang dihasilkan adalah 63,67% dari nilai
data rate yang disebutkan pada nilai teori atau nilai dari spek perangkat. Nilai teoritik
didapat dari persamaan (3.6), dengan diketahui parameter sebagai berikut:
BW = 1 MHz
Frekuensi Sampling =
7
8
(standard ETSI)
Bm = 6 untuk modulasi 64 QAM
Coding rate =
4
3
Ts = Tb + Tg =
4
Tb
Tb +
Tb = 224
8
7 256
= x
BW
Ts = 224 +
4
224
= 280
Bit rate = 3
280
4
3 6 192
≈
x x
Mbps
Presentase nilai throughput yang didapat adalah:
% 67 , 63 % 100
3
910 , 1
= x
Hal ini bisa dikarenakan pada pengukuran throughput menggunakan FTP
yang pada proses transmisinya menggunakan protocol transport TCP yang lebih
mementingkan keutuhan data.
Nilai throughput dipengaruhi oleh kondisi propagasi antara BS dan SS. Jenis
modulasi yang digunakan sangat berpengaruh terhadap nilai throughput. Karena
semakin tinggi nilai bit per modulasi maka bit rate-nya juga semakin tinggi sehingga
throughput-nya juga semakin besar.
BAB IV Pengujian dan Analisa Pengukuran
Pengujian Performansi VoIP pada Jaringan WiMAX 43
4.3 Pengukuran dan Analisa Performansi VoIP
4.3.1 Pengukuran Delay
4.3.1.1 Tujuan Pengukuran
Pengukuran ini bertujuan untuk mengevaluasi delay satu arah pada sistem end
to end hubungan antar user. Delay atau latency adalah waktu yang diperlukan oleh
suatu paket data dari source node hingga mencapai destination. Pengujian ini
dilakukan untuk mengetahui pengaruh jarak terhadap delay voice call dengan
menggunakan codec G.711 dan codec G.723.1.
4.3.1.2 Sistematika Pengukuran
Pengukuran dilakukan dengan melakukan pengujian pada proses end to end
antara user yang menggunakan laptop di setiap titik yang telah ditentukan dengan
konfigurasi tiap titik adalah sama. Karena pada lokasi Padjajaran, Jl. Sudirman dan
Astana Anyar kualitas sinyal buruk yang menyebabkan BS dan SS tidak bisa
terhubung maka pada pengukuran delay hanya 4 lokasi yang akan dijadikan tempat
pengukuran, yaitu Seminar Room, Bale Endah, Rancaekek, dan Pintu Tol Cileunyi.
Masing-masing titik akan dilakukan dua skenario pengukuran dengan skenario
pertama menggunakan codec G.711 dan skenario kedua menggunakan codec G.723.1.
Parameter delay, loss packet, dan jitter didapatkan dengan menggunakan software
Ethereal sebagai protocol analyzer. Berikut hasil pengukuran delay network di tiap-
tiap titik pengukuran:
Tabel 4.5 Pengukuran delay network di tiap-tiap lokasi
Lokasi Codec
Delay
Network
Seminar Room
G.711 38.509 ms
G.723.1 38.681 ms
Bale Endah
G.711 40.375 ms
G.723.1 41.046 ms
Pintu Tol
Cileunyi
G.711 42.782 ms
G.723.1 42.893 ms
Rancaekek
G.711 40.675 ms
G.723.1 42.045 ms
4.3.1.3 Analisa Hasil Pengukuran dan Perhitungan
Dalam teknologi VoIP, parameter delay disebabkan oleh beberapa komponen
delay yang secara garis besar yaitu delay coder (processing), delay serialization,
delay packetization, delay jitter buffer dan delay network. BAB IV Pengujian dan Analisa Pengukuran
Pengujian Performansi VoIP pada Jaringan WiMAX 44
Gambar 4.6 Topologi perhitungan one way delay
a. Processing Delay
Coder (Processing) = (Waktu kompresi ) + (Waktu dekompresi) +
Algorithmic delay.
- Untuk G.711 :
Waktu kompresi = 3 x frame size + look ahead
= 3 x 0,125 ms + 0 ms
= 0,375 ms
Waktu dekompresi = 10 % x waktu kompresi
= 0,1 x 0,375 = 0,0375 ms
Algorithmic delay (G.711) = 0 ms
Jadi, Coder (Processing) Delay = 0.4125 ms
- Untuk G.723.1 :
Waktu kompresi = 20 ms
Waktu dekompresi = 10 % x waktu kompresi
= 2 ms
Algorithmic delay (G.723.1) = 7,5 ms
Jadi, Coder (Processing) Delay = 29,5 ms
b. Packetization Delay
Untuk mencari delay paketisasi ini terlebih dahulu harus diketahui voice
payload yang dikirimkan. Untuk codec G.711, voice payloadnya adalah
160 Bytes, sedangkan untuk codec G.723.1, voice payloadnya adalah 24
Bytes. Packetization delay untuk G.711 dengan payload 160 Bytes adalah
20 ms sedangkan untuk packetization delay untuk G.723.1 dengan payload
24 Bytes adalah 24 ms.
BAB IV Pengujian dan Analisa Pengukuran
Pengujian Performansi VoIP pada Jaringan WiMAX 45
c. Serialization Delay
Serialization delay diperoleh dengan rumus:
Packet size (Bytes) x 8 = Serialization delay (ms)
Link Speed (kbps)
- Untuk G.711 :
= (214 Bytes x 8) / 100000 = 0,01712 ms
- Untuk G.723.1 :
= (78 Bytes x 8) / 100000 = 0,00624 ms
d. Delay Jitter Buffer
Untuk nilai delay jitter buffer telah dikonfigurasi dengan besar 20 ms
untuk masing-masing endpoint. Nilai jitter buffer diatur melalui NMS.
Berdasarkan data yang didapat dari hasil pengukuran tersebut maka one way
delay dapat dihitung dengan menjumlahkan coder processing delay, packetization
delay, serialization delay dan network delay.
Tabel 4.6 Hasil Perhitungan One Way Delay
Lokasi Codec
Delay
Network
(ms)
Process.
Delay
(ms)
Packet.
Delay
(ms)
Serialization
Delay (ms)
One
Way
Delay
(ms)
Seminar
Room
G.711 38.509 0.4125 20 0.01712 78.939
G.723.1 38.681 29.5 24 0.00624 112.187
Bale Endah
G.711 40.375 0.4125 20 0.01712 80.805
G.723.1 41.046 29.5 24 0.00624 114.552
Pintu Tol
Cileunyi
G.711 42.782 0.4125 20 0.01712 83.212
G.723.1 42.893 29.5 24 0.00624 116.399
Rancaekek
G.711 40.675 0.4125 20 0.01712 81.105
G.723.1 42.045 29.5 24 0.00624 115.551
Dari hasil pengukuran dan perhitungan dapat dilihat bahwa one way delay
masing-masing skenario masih dalam rentang delay yang dapat deterima untuk
aplikasi user. Merujuk pada rekomendasi G.114 mengenai one way delay pada delay
jaringan aplikasi voice, delay sistem termasuk pada range terbaik 0-150 ms, yang
artinya acceptable for most application.
Dilihat dari hasil pengukuran dan perhitungan pada Tabel 4.6, delay dengan
menggunakan codec G.723.1 menghasilkan delay yang lebih besar dibandingkan
dengan codec G.711. Hal ini dikarenakan processing delay dan packetization delay
pada codec G.723.1 lebih besar daripada codec G.711, yaitu 29.5 ms untuk processing BAB IV Pengujian dan Analisa Pengukuran
Pengujian Performansi VoIP pada Jaringan WiMAX 46
delay dan 24 ms untuk packetization delay. Bit rate yang dikirimkan pada codec
G.723.1 sebesar 6,4 Kbps sedangkan pada codec G.711, bit rate yang dikirimkan
sebesar 64 Kbps.
Melihat pada uji jarak hasil perbedaan delay masing-masing jarak tidak terlalu
signifikan. Memang variabel yang berpengaruh adalah delay propagasi. Menurut teori
delay propagasi adalah dalam hitungan microsecond per kilometer. Disini delay yang
berpengaruh adalah delay paketisasi dan delay coder. Dalam teknologi VoIP,
parameter delay disebabkan oleh beberapa komponen delay yang secara garis besar
yaitu delay kompresi, delay jitter buffer dan delay network.
4.3.2 Pengukuran Jitter
4.3.2.1 Tujuan Pengukuran
Jitter merupakan variasi kedatangan paket akibat lintasan tempuh data yang
berbeda dilihat dari sisi penerima. Jitter merupakan masalah yang masih ada dan terus
ada dalam jaringan data berbasis paket. Jika frame di transmisikan lewat jaringan IP,
tiap frame akan mengalami delay yang berbeda. Pengukuran ini dilakukan untuk
mengetahui besarnya interval waktu antar paket suara yang dikirimkan oleh entitas
originating ke destination terminal.
4.3.2.2 Sistematika Pengukuran
Konfigurasi pengukuran untuk perhitungan jitter sama seperti konfigurasi
pengukuran untuk one way delay. Filterisasi yang dilakukan pada network analyzer
hanyalah jitter yang terjadi pada saat terjadi pengiriman paket voice. Oleh karena itu
filter yang digunakan adalah filter untuk paket protokol RTP.
Jitter dapat disebabkan oleh lintasan tempuh dari paket yang berbeda-beda
atau bisa juga disebabkan karena collison pada jaringan, sehingga menyebabkan paket
memiliki waktu tempuh yang berbeda. Berikut adalah data hasil pengukuran jitter:
Tabel 4.7 Hasil Pengukuaran Jitter
Lokasi Codec Jitter
Seminar Room
G.711 6,546
G.723.1 6,231
Bale Endah
G.711 2,456
G.723.1 2,109
Pintu Tol
Cileunyi
G.711 4,160
G.723.1 3,828
Rancaekek
G.711 5,242
G.723.1 4,953 BAB IV Pengujian dan Analisa Pengukuran
Pengujian Performansi VoIP pada Jaringan WiMAX 47
4.3.2.3 Analisa Hasil Pengukuran
Jitter sangat erat kaitannya dengan delay. Jitter dapat disebabkan lintasan
tempuh paket yang berbeda-beda. Jitter akan terpengaruh oleh jitter buffer. Semakin
besar nilai buffer jitter maka akan semakin besar kemungkinan untuk dapat
mengakomodasi delay jitter untuk dapat disinkronisasi.
Dari pengukuran tersebut diperoleh jitter antara 2 hingga 7 ms dengan rataan
sebesar 4,441. Berdasarkan standar ITU-T, nilai jitter yang masih ditleransi adalah 30
ms. Dari hasil percobaan terlihat rata-rata jitter masih termasuk dalam rekomendasi.
Sehingga jitter masih dapat diterima.
4.3.3 Pengukuran Packet Loss
4.3.3.1 Tujuan Pengukuran
Dalam pengukuran ini, ingin diketahui berapa besar packet loss yang terjadi
antara originating ke destination terminal. Paket yang diamati khusus untuk
pengiriman paket RTP sebagai media stream yang membawa voice, sedangkan bila
terjadi packet loss maka tidak ada proses pengiriman ulang paket.
4.3.3.2 Sistematika Pengukuran
Konfigurasi yang digunakan untuk pengukuran packet loss sama seperti yang
digunakan untuk pengukuran one way delay dan jitter. Capture data dilakukan dengan
filter khusus paket RTP. Berikut hasil pengukuran packet loss:
Tabel 4.8 Hasil Pengukuran Packet Loss
Lokasi Codec
Packet Loss
(%)
Seminar Room
G.711 1.571
G.723.1 1.932
Bale Endah
G.711 0.080
G.723.1 0.268
Pintu Tol
Cileunyi
G.711 2.365
G.723.1 3.175
Rancaekek
G.711 0.000
G.723.1 0.000
4.3.3.3 Analisa Hasil Pengukuran
Berdasarkan rekomendasi ITU bahwa nilai packet loss yang masih bisa di
toleransi adalah 5%. Dari hasil pengukuran terlihat nlai packet loss masih termasuk
dalam rekomendasi, sehingga packet loss masih dapat diterima.
Secara teori, paket yang menggunakan RTP sebagai protokol transportnya
memiliki kemungkinan paket loss yang lebih besar karena karakteristik dari protokol BAB IV Pengujian dan Analisa Pengukuran
Pengujian Performansi VoIP pada Jaringan WiMAX 48
RTP yang tidak menjamin pengiriman paket-paket data untuk sampai pada tujuan. Hal
ini disebut dengan best effort delivery service. Namun tidak ada pengiriman ulang
untuk paket data yang hilang.
Demikian juga dengan sifat jaringan yang digunakan. Jaringan wireless
mempunyai sifat yang lebih rentan terhadap gangguan. Faktor multipath fading,
pantulan, dan fasa yang berubah setiap saat juga sangat berpengaruh pada keutuhan
paket yang diterima. Dari hasil pengukuran bisa dilihat bahwa jarak tidak terlalu
berpengaruh terhadap nilai packet loss. Kondisi propagasi antara BS dan SS yang
cukup berpengaruh terhadap nilai packet loss. Untuk kondisi NLOS seperti pada
lokasi Seminar Room dan Pintu Tol Cileunyi nilai packet loss-nya lebih besar
dibandingkan untuk lokasi dengan kondisi propagasi LOS seperti pada Bale Endah
dan Rancaekek.
4.4 Estimasi Parameter Hasil Pengukuran ke MOS
Untuk menentukan nilai akhir MOS, maka terlebih dahulu harus dilakukan
penentuan parameter dalam E-Model. E-Model didefinisikan dalam standar ITU
recommendation G.107. Dengan E-Model bisa dilakukan perhitungan kualitas layanan
dalam jaringan packet switch. Nilai akhir dari estimasi E-Model disebut dengan “R
factor”. R factor didefinisikan sebagai faktor kualitas transmisi dari beberapa
parameter yang mempengaruhi kualitas layanan suara di dalam jaringan. Persamaan
untuk R-factor dituliskan pada Persamaan 3.10.
Dari persamaan itu terdapat nilai Id dan Ief, maka dicari terlebih dahulu nilai Id
dan Ief.
™ Perhitungan nilai Id
Niali Id berkaitan dengan delay network yang terjadi. Nilai Id dapat diperoleh
dengan persamaan 3.11.
Id adalah faktor kerusakan yang disebabkan oleh delay.
Tabel 4.9 Perhitungan Perhitungan Nilai Id
Lokasi Codec
Delay
Network
(ms)
H(x) Id
Seminar
Room
G.711 38.509 0 0.924216
G.723.1 38.681 0 0.928344
Bale Endah
G.711 40.375 0 0.969
G.723.1 41.046 0 0.985104 BAB IV Pengujian dan Analisa Pengukuran
Pengujian Performansi VoIP pada Jaringan WiMAX 49
Lokasi Codec
Delay
Network
(ms)
H(x) Id
Pintu Tol
Cileunyi
G.711 42.782 0 1.026768
G.723.1 42.893 0 1.029432
Rancaekek
G.711 40.675 0 0.9762
G.723.1 42.045 0 1.00908
™ Perhitungan nilai Ief
Nilai Ief sangat erat kaitannya dengan packet loss, hal tersebut dapat dilihat
dari persamaan 3.12. Dengan e adalah nilai desimal dari packet loss. Dalam teknologi
VoIP nilai packet loss harusnya serendah mungkin, karena yang dikirim merupakan
paket suara yang dalam proses pengirimannya tidak ada proses retransmisi.
Dengan menggunakan persamaan tersebut maka nilai Ief dapat di lihat pada tabel di
bawah ini :
Tabel 4.10 Hasil Perhitungan Nilai Ief
Lokasi Codec Packet loss Ief
Seminar
Room
G.711 0.01571 13.34791
G.723.1 0.01932 14.63461
Bale Endah
G.711 0.00080 7.35786
G.723.1 0.00268 8.18239
Pintu Tol
Cileunyi
G.711 0.02365 16.10851
G.723.1 0.03175 18.6852
Rancaekek
G.711 0.00000 7
G.723.1 0.00000 7
™ Perhitungan Nilai R Factor
Perhitungan R faktor dapat dihitung dengan menggunakan persamaan 3.10.
Dengan memasukan nilai hasil pengukuran dari Id dan Ief pada persamaan di atas,
maka nilai R factor didapatkan sebagai berikut :
Tabel 4.11 Hasil Perhitungan Nilai R Factor
Lokasi Codec Id Ief R Factor
Seminar Room
G.711 0.92422 13.3479 79.92787
G.723.1 0.92834 14.6346 78.63705
Bale Endah
G.711 0.969 7.35786 85.87314
G.723.1 0.9851 8.18239 85.03251
Pintu Tol
Cileunyi
G.711 1.02677 16.1085 77.06472
G.723.1 1.02943 18.6852 74.48537
Rancaekek
G.711 0.9762 7 86.2238
G.723.1 1.00908 7 86.19092 BAB IV Pengujian dan Analisa Pengukuran
Pengujian Performansi VoIP pada Jaringan WiMAX 50
™ Konversi Nilai R Factor ke Nilai MOS
Nilai MOS (Mean Opinion Score) merupakan acuan yang digunakan untuk
mengetahui kualitas suara yang dihasilkan dari suatu pengujian. Nilai MOS ini
merupakan standarisasi dari ITU- P800. berdasarkan hasil perhitungan pada Tabel
4.11, Nilai R-factor yang dihasilkan berada para range 0 < R < 100. maka nilai MOS
diperoleh dari persamaan 3.16. Berikut adalah tabel hasil perhitungan MOS:
Tabel 4.12 Konversi Nilai R Factor ke Nilai MOS
Lokasi Codec R Factor MOS
Seminar Room
G.711 79.92787 4.021073
G.723.1 78.63705 3.971673
Bale Endah
G.711 85.87314 4.225229
G.723.1 85.03251 4.199069
Pintu Tol
Cileunyi
G.711 77.06472 3.908221
G.723.1 74.48537 3.799544
Rancaekek
G.711 86.2238 4.236037
G.723.1 86.19092 4.234771
Dari hasil perhitungan tersebut dapat dilihat bahwa hasil MOS yang diperoleh
dari pengujian berada pada berkisar antara angka 3,7 – 4,2. Berdasarkan nilai korelasi
antara R Factor dengan nilai MOS pada Gambar 3.14 maka bisa diambil pernyataan
bahwa nilai MOS ada pada kategori some user dissatisfied dan user satisfied. Hal ini
bisa diakibatkan karena untuk daerah dengan kondisi propagasi antara BS dan SS
yang NLOS memiliki nilai packet loss yang terjadi cukup besar.
51
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
1. Aplikasi VoIP layak dilewatkan melalui jaringan WiMAX, hal ini dapat
dilihat dari nilai MOS yang didapat berada pada kisaran 3,7 – 4,2.
2. Secara keseluruhan nilai one way delay, jitter dan packet loss pada
pengukuran baik dengan menggunakan codec G.711 maupun codec G.723.1
masih berada dalam kategori yang diperbolehkan untuk komunikasi VoIP,
untuk delay < 150 ms, jitter < 30 ms dan packet loss < 5 %.
3. Jarak pengukuran paling jauh dari base station dimana sinyal dapat diterima
dengan baik adalah 32,8 km di lokasi pengukuran Rancaekek dengan kondisi
propagasi antara BS dan SS adalah LOS
4. Nilai throughput bergantung terhadap jenis modulasi yang digunakan. Nilai
maksimal throughput bisa mencapai 1,90 Mbps untuk downlink dan 0,475
Mbps. Nilai yang terukur pada pengukuran hanya sebesar 63,67 % dari nilai
spesifikasi perangkat.
5. Nilai one way delay tidak terlalu dipengaruhi oleh jarak. Untuk codec G.723.1
nilai one way delay lebih besar dikarenakan nilai processing delay dan
packetization delay-nya lebih besar.
6. Nilai packet loss terbesar terjadi pada lokasi Pintu Tol Cileunyi, hal ini
dikarenakan kondisi propagasi antara BS dan SS adalah NLOS yang
memyebabkan keutuhan paket banyak yang hilang karena pengaruh multipath
fading dan pantulan.
7. Selain kondisi propagasi antara BS dan SS, nilai SQI berpengaruh terhadap
nilai SNR. Nilai SNR yang diterima oleh CPE menentukan jenis modulasi
yang akan digunakan. Nilai SQI berpengaruh terhadap nilai RSSI yang
diterima oleh CPE. Dari pengukuran didapat bahwa nilai SQI yang berada di
atas nilai standard akan memberikan nilai SNR yang cukup tinggi, sedangkan
semakin tinggi nilai SQI maka nilai RSSI-nya juga semakin besar.
BAB V Kesimpulan dan Saran
Pengujian Performansi VoIP pada Jaringan WiMAX 52
5.2 Saran
1. Untuk mengatasi masalah pada beberapa lokasi yang mendapatkan kualitas
sinyal yang rendah maka bisa dilakukan dengan menambah gain antena pada
CPE atau menambah daya pancar pada antena BS.
2. Untuk selanjutnya dapat dilakukan pengukuran dengan menambah jumlah titik
lokasi untuk posisi CPE dan menambah jumlah user agar bisa dilihat lebih
detail lagi performansi VoIP pada jaringan WiMAX.
3. Bisa dilakukan pengukuran untuk melihat performansi aplikasi video seperti
IPTV dan video conference pada jaringan WiMAX.
4. Pengukuran selanjutnya bisa digunakan standard IEEE 802.16e yang mampu
mendukung tipe akses mobile.
Semakin berkembangnya teknologi, semua aplikasi akan berbasis Internet
Protokol (IP). Berbagai cara digunakan untuk melewatkan layanan melalui jaringan
IP. Jaringan IP sendiri adalah merupakan jaringan komunikasi data yang berbasis
packet-switch. Salah satu layanan yang bisa dilewatkan melalui jaringan IP adalah
layanan voice atau biasa disebut Voice over Internet Protocol (VoIP). VoIP adalah
teknologi yang mampu melewatkan trafik suara yang berbentuk paket melalui
jaringan IP.
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Pengintegrasian komunikasi suara dengan data masih mengalami beberapa
kendala antara lain dukungan jaringan akses yang masih berbasis analog voice. Hal ini
dikarenakan adanya perbedaan karakteristik jaringan yang digunakan untuk
komunikasi suara dan data. Teknik pengiriman suara atau telpon lebih dikenal sebagai
circuit switching. Pada dasarnya teknologi circuit switching akan mengalokasikan
satu jalur tertentu pada jaringan telpon secara dedicated untuk komunikasi antara
pengirim dan tujuan. Komunikasi suara membutuhkan jaringan circuit switching,
karena suara sangat rentan terhadap delay. Delay dapat dihilangkan apabila
komunikasi suara dilakukan diatas jaringan circuit switching yang akan selalu
mengalokasikan satu jalur khusus antara pengirim dan penerima. Sedangkan
komunikasi data lebih disebut packet switching. Packet switching lebih efisien
dibandingkan dengan circuit switching karena teknik ini lebih didasarkan pada
penggunaan kanal untuk digunakan secara sharing. Hal ini dimungkinkan karena
secara statistik informasi data dapat dilayani dengan mekanisme antrian dengan
toleransi delay yang lebih besar daripada voice.
Dengan mengintegarasikan voice ke dalam jaringan data atau biasa disebut
voice over internet protocol (VoIP) diharapkan komunikasi akan menjadi lebih
efisien. Panggilan melalui jaringan internet memberikan biaya komunikasi yang lebih
murah, sehingga untuk hubungan Internasional dapat ditekan hingga 70%[2]
. Selain
itu, biaya investasi dapat di tekan karena voice dan data menggunakan jaringan yang
sama. Di samping itu pada jaringan paket IP terminal dapat dipasang di sembarang
port ethernet dan IP address, tidak seperti telepon tradisional yang harus mempunyai
port tersendiri di Sentral atau PBX.
[2]
Salah satu kendala dalam mengimplementasikan VoIP adalah pengaruh delay
yang bisa menyebabkan jitter dan packet loss pada jaringan data. Salah satu cara
untuk megukur performansi VoIP adalah dengan meninjau pada parameter QoS yang
meliputi parameter delay, jitter, bandwidth, packet loss, availibility dan security
[1]
.
Sebenarnaya QoS didesain untuk mengukur kualitas dari suara bukan pada jaringan
data. Untuk itu sekarang ini muncul suatu standard teknologi wireless yang disebut
WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access). WiMAX ini diklaim HALAMAN JUDUL
PENGUJIAN PERFORMANSI VoIP PADA JARINGAN WiMAX
(WORLDWIDE INTEROPERABILITY FOR MICROWAVE ACCESS)
STUDI KASUS BEBERAPA AREA DI KOTA BANDUNG
PERFORMANCE TEST OF VoIP OVER WiMAX (WORLDWIDE
INTEROPERABILITY FOR MICROWAVE ACCESS) NETWORK
CASE STUDY SOME AREA IN BANDUNG
TUGAS AKHIR
Diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik
pada Jurusan Teknik Elektro Sekolah Tinggi Teknologi Telkom
Disusun Oleh :
ADYOSO HERWIDYAWAN
111020083
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO
SEKOLAH TINGGI TEKNOLOGI TELKOM
BANDUNG
2007 LEMBAR PENGESAHAN
Tugas Akhir dengan judul:
PENGUJIAN PERFORMANSI VoIP PADA JARINGAN WiMAX
(WORLDWIDE INTEROPERABILITY FOR MICROWAVE ACCESS)
STUDI KASUS BEBERAPA AREA DI KOTA BANDUNG
(PERFORMANCE TEST OF VoIP OVER WiMAX NETWORK
CASE STUDY SOME AREA IN BANDUNG)
Telah diperiksa untuk disetujui sebagai salah satu syarat untuk
memperoleh gelar Sarjana Teknik pada Jurusan Teknik Elektro
Sekolah Tinggi Teknologi Telkom
Oleh,
Adyoso Herwidyawan
111020083
Bandung, 12 Februari 2007
Disahkan oleh,
Pembimbing I
Asep Mulyana, ST
NIK : 94570124-4
Pembimbing II
Gunadi Dwi Hantoro, ST
NIK : 720254
LEMBAR PERSEMBAHAN
gâztá T~{|Ü |Ç| ~âÑxÜáxÅut{~tÇ áxutzt| àtÇwt àxÜ|Åt ~tá|{~â
~xÑtwt `tÅt wtÇ ctÑt çtÇz àxÄt{ ÅxÅuxátÜ~tÇ~â wxÇztÇ
ÑxÇâ{ ~tá|{ átçtÇz
Percaya kita akan berhasil, maka kita pun akan berhasil....
Berpikirlah kalau kita akan gagal, maka kita pun akan selalu gagal...
Kita adalah apa yang kita pikirkan...
Tidak ada kesusksesan tanpa diraih dengan kerja keras dan berdoa
kepada-Nya...
“Wahai Tuhan Yang Mempunyai Kerajaan, Engkau Berikan Kerajaan
kepada orang-orang yang Engkau Kehendaki dan Engkau Cabut
Kerajaan dari orang yang Engkau Kehendaki. Engkau Muliakan orang
yang Engkau Kehendaki dan Engkau Hinakan orang yang Engkau
Kehendaki. Di Tangan Engkaulah segala kebajikan. Sesungguhnya
Engkau Maha Kuasa atas segala sesuatu. Engkau Masukkan malam ke
dalam siang dan Engkau Masukkan siang ke dalam malam. Engkau
Keluarkan yang mati dari yang hidup. Dan Engkau Beri Rezeki siapa
yang Engkau Kehendaki tanpa hisab.”
(Q.S: Ali Imran, 26-27)
iii
ABSTRAK
Semakin berkembangnya teknologi, semua aplikasi akan berbasis Internet
Protokol (IP). Berbagai cara digunakan untuk melewatkan layanan melalui jaringan
IP. Jaringan IP sendiri adalah merupakan jaringan komunikasi data yang berbasis
packet-switch. Salah satu layanan yang bisa dilewatkan melalui jaringan IP adalah
layanan voice atau biasa disebut Voice over Internet Protocol (VoIP). VoIP adalah
teknologi yang mampu melewatkan trafik suara yang berbentuk paket melalui
jaringan IP.
Komunikasi real time seperti voice merupakan layanan yang sangat rentan
terhadap delay sedangkan jaringan akses yang sudah ada memberikan delay yang
cukup besar untuk layanan ini. Salah satu alternatif jaringan yang dapat digunakan
adalah jaringan dengan teknologi WiMAX (Worldwide Interoperability for
Microwave Access) Teknologi ini mampu memberikan layanan data berkecepatan
hingga 70 Mbps dalam radius hingga 50 km[9]
. Radius yang cukup untuk menjadikan
WiMAX sebagai jaringan telekomunikasi broadband. Dengan teknologi WiMAX,
impian akan layanan informasi data yang murah dengan kecepatan tinggi akan segera
terwujud.
Tugas Akhir ini menguji performansi VoIP pada jaringan WiMAX. Parameter
yang diamati disini adalah one way delay, jitter dan packet loss yang terjadi mulai
dari source node sampai dengan destination node. Selain itu diuji juga mengenai
throughput untuk membuktikan konsistensi dari spek teknis atau teoritis dari WiMAX
itu sendiri. Dari hasil pengukuran diperoleh hasil bahwa nilai one way delay, jitter dan
packet loss masih berada pada range yang direkomendasikan oleh ITU, yaitu nilai
maksimum untuk one way delay adalah 116.399 ms, untuk jitter adalah 6,546 ms dan
untuk packet loss adalah 3,175 %. Sedangkan nilai maksimal throughput bisa
mencapai 1,91 Mbps untuk downlink dan 0,475 Mbps untuk uplink pada daerah
Rancaekek dan nilai maksimal yang terukur pada pengukuran sebesar 63,67 % dari
nilai spesifikasi perangkat atau teori. Pada lokasi Rancaekek, Bale Endah dan Seminar
Room nilai SNR yang didapat sekitar 30 dB sehingga modulasi yang digunakan
adalah 64 QAM. Nilai RSSI paling kecil adalah -120 dBm pada lokasi Jl. Sudirman
dan nilai RSSI terbesar adalah -93 dBm pada lokasi Bale Endah. Jarak terjauh sinyal
masih bisa diterima dengan baik adalah pada daerah Rancaekek dengan jarak 32,8
km.
iv
ABSTRACT
As technology expands day by day, all application will be based on Internet
Protocol (IP). Several methods used to transmit services over IP network. IP network
itself is data communication network which is packet-switch based. One of the
services that can be transmitting over IP network is voice services or called Voice
over Internet Protocol (VoIP). VoIP is a technology that is able to transfer voice
traffic in packet form through IP network.
Real time communication such as voice is a very susceptible to delay where as
access network that existing gives long delay for this service. One of the alternate
networks which can be used is WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave
Access). This technology gives data speed until 70 Mbps in radius 50 km [9]
. Radiuses
that make WiMAX become broadband telecommunication network replacing fixed
line technology. With WiMAX, the dream about cheap data information services with
high speed data will be come true.
This Final Project will analyze performance of VoIP over WiMAX network.
Parameters that will be analyzed are delay, jitter and packet loss that happens between
source node and destination node. Beside that, this Final Project will analyze about
the throughput to proof the consistency from technical spec or theoretical from
WiMAX itself.
Based on research, result of one way delay, jitter and packet loss are still on
range which is recommended by ITU, that is maximum result of one way delay is
116,399 ms, for jitter is 6.546 ms and for packet loss is 3.175%. Whereas maximum
throughput is 1.91 Mbps for downlink and 0.475 for uplink on Rancaekek and
maximum result that measured on research is 63.67% from spec equipment or
theoritic. On Rancaekek, Bale Endah and Seminar Room, SNR value obtain
approximately 30 dB, so modulation that used is 64 QAM. The lowest RSSI is -120
dBm on Jl. Sudirman and the biggest RSSI is -93 dBm on Bale Endah. The longest
distance where is signal stiil got properly is on Rancaekek with 32,8 km.
v
KATA PENGANTAR
Assalamu’alaikum, Wr, Wb.
Bismillaahirohmaanirrohiim,
Syukur Alhamdulillah, penulis persembahkan kehadirat Allah SWT yang
senantiasa mencurahkan taufik, hidayah, dan inayah-Nya, sehingga penulis dapat
menyelesaikan tugas akhir yang berjudul “Uji Performansi VoIP pada Jaringan
WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access)“. Tugas akhir ini
disusun untuk memenuhi salah satu syarat dalam menyelesaikan pendidikan pada
Program Sarjana Teknik Elektro STT Telkom.
Pada proses penyelesaian tugas akhir ini penulis telah banyak menerima
bantuan dan dukungan baik secara material maupun spiritual dari berbagai pihak.
Dengan segala kerendahan hati penulis menyampaikan rasa terima kasih yang
sebesar-besarnya dan setulus-tulusnya kepada semua pihak :
1. Papa dan Mama, terima kasih atas doa-doa yang telah dipanjatkan untukku. Papa,
Mama terima kasih atas segala didikan dan nasehat-nasehat yang telah diberikan
dalam hidup ini. Buku ini penulis persembahkan sebagai rasa terima kasih penulis
atas didikan dan dukungannya selama ini. Maafkan kalau penulis belum bisa
membahagiakan Mama, Papa.
2. Bapak Asep Mulyana, ST sebagai pembimbing I yang telah meluangkan banyak
waktunya untuk memberikan pengarahan kepada penulis sehingga dalam
pengerjaan tugas akhir ini selalu terjauhkan dari berbagai kendala dan
keterbatasan.
3. Bapak Gunadi Dwi Hantoro, ST sebagai pembimbing II yang bersedia
meluangkan waktu dan tempatnya dalam membantu penulis menyelesaikan Tugas
Akhir ini.
4. Nisa, my soulmate, karenamu aku dapat menyelesaikan Tugas Akhir, karenamu
kudapatkan ketenangan hati dan karena dukungan yang telah kau berikan
vi
kepadaku sehingga tiada terasa beban yang sedang kupikul, tak akan cukup terima
kasihku untuk membayarnya.
5. Buat Eyang Semarang dan Eyang Pekalongan, terima kasih atas doanya. Buat
Eyang Bagio di Bandung maaf kalau belum pernah maen ke rumah.
6. Mas Dito dan Dion, makasih atas doa-doanya. Buat Mas Dito semoga bisa dapat
pekerjaan yang diinginkan, buat Dion jangan nakal, patuh pada mama dan papa.
7. Terima kasih buat Ridwan. Temen seperjuangan dalam mengerjakan Tugas Akhir
ini dari awal hingga akhir.
8. Terima kasih kepada Melindha yang sudah membantu penulis dalam memberikan
saran dan nasehat. Terima kasih juga sudah mau membelikan kue pada saat
sidang.
9. Seluruh teman-teman sekelas penulis (TE-26-02) Fachri, ayo wisuda bareng,
Angger, Kris, semangat bikin TA-nya, Andreas, Awang, Hadi, Ali, Cicky, Takum,
Didit, Ivan, Iqbal dan teman-teman yang lain yang tidak bisa penulis sebutkan satu
persatu, yang selalu saling membantu dalam segala hal terutama dalam hal tugas-
tugas yang diberikan dosen. Tetap semangat bagi yang belum lulus.
10. Teman-teman kosan penulis di Anerfa dulu, Wahyu, Kiki, mbak Elza, mas Rama,
mas Hendri, mas Indra, mas Andi, Yudho, Komang, Rudi.
11. Teman-teman kosan penulis di Vila Permai yang aneh-aneh Dika bawah, Fai,
Daru, Berantakan, Mahbub, Arya, Willy yang sudah mau maen PES dengan
penulis. Erfan, yang sudah menemani penulis nonton Empat Mata selama
pengerjaan TA ini, Riki,makasih atas cemilannya, Reza, Pandu, Irman, Billy,
Fajar, Cuns, Hanafi, Dito, Adi, Bayu, Dias, Arif, Beni, Eki, Eko, Rama, mas Tala,
Teddy, Mas Epul yang sudah membersihkan lantai depan kamar penulis dan
menjaga kos, Helmi.
12. H 3883 ER yang selalu menemani kemanapun penulis pergi tanpa rewel dan H
3208 GZ yang sempat menemani penulis untuk waktu yang tidak lama. B 1543
0M yang sudah menemani penulis pergi disaat hujan.
13. My Acer, yang membantu penulis dalam penyelesaian Tugas Akhir ini.
14. Alifa, Mang Ubah, Mang Adun dan Dafi yang sudah membantu penulis
menyedakan makanan di saat wrung-warung yang lain tutup karena libur.
Penulis menyadari bahwa tugas akhir ini masih jauh dari kesempurnaan yang
disebabkan karena keterbatasan yang penulis miliki. Untuk itu saran dan kritik yang
vii
bersifat membangun dari pembaca sangat penulis harapkan demi perbaikan dimasa
yang akan datang.
Dengan segala kerendahan hati, penulis berharap semoga tugas akhir ini dapat
bermanfaat bagi pembaca dan penulis khususnya, serta bagi dunia pendidikan pada
umumnya.
Wassalamu’alaikum, Wr, Wb.
Bandung, 13 Februari 2007
Penulis
viii
DAFTAR ISI
LEMBAR PENGESAHAN .......................................................................................... i
LEMBAR PERSEMBAHAN ...................................................................................... ii
ABSTRAK .................................................................................................................. iii
ABSTRACT ................................................................................................................. iv
KATA PENGANTAR .................................................................................................. v
DAFTAR ISI............................................................................................................. viii
DAFTAR GAMBAR ................................................................................................... xi
DAFTAR TABEL ...................................................................................................... xii
DAFTAR ISTILAH ................................................................................................. xiii
DAFTAR SINGKATAN ........................................................................................... xvi
BAB I PENDAHULUAN ............................................................................................. 1
1.1 Latar Belakang ..................................................................................................... 1
1.2 Tujuan .................................................................................................................. 2
1.3 Rumusan Masalah ................................................................................................ 2
1.4 Batasan Masalah .................................................................................................. 2
1.5 Metodologi dan Penyelesaian Masalah ................................................................ 3
1.6 Sistematika Penulisan .......................................................................................... 3
BAB II DASAR TEORI .............................................................................................. 5
2.1 Worldwide Interoperability for Microwave Access (WiMAX) ........................... 5
2.1.1 Pengertian ................................................................................................. 5
2.1.2 Standard IEEE 802.16 ............................................................................... 6
2.1.3 Physical (PHY) Layer 802.16 ................................................................... 7
2.1.4 Medium Access Control (MAC) Layer 802.16 ......................................... 8
2.2 Voice over Internet Protocol (VoIP) .................................................................... 9
2.2.1 VoIP Overview ......................................................................................... 9
2.2.2 Format Paket VoIP .................................................................................. 10
2.2.3 Arsitektur Jaringan VoIP ........................................................................ 11
2.3 H.323 .................................................................................................................. 12
2.3.1 Overview H.323 ...................................................................................... 12
2.3.2 Komponen Pendukung H.323 ................................................................. 13
2.3.2.1 Terminal (Endpoints) ....................................................................... 13
2.3.2.2 Gateway ........................................................................................... 13
2.3.2.3 Gatekeeper ....................................................................................... 13
2.3.2.4 Multipoint Control Unit (MCU) ...................................................... 13
2.3.3 Protokol-Protokol yang Terlibat pada H.323 .......................................... 13
2.3.4 Prosedur Call Setup pada H.323 ............................................................. 15
2.4 Perbandingan Protokol SIP dan H.323 .............................................................. 16
2.5 Metode Pengukuran Performansi VoIP ............................................................. 17
2.5.1 Parameter Objektif Kualitas VoIP .......................................................... 17
2.5.2 Parameter Subjektif Kualitas VoIP ......................................................... 19
ix
BAB III KONFIGURASI JARINGAN DAN PENGUKURAN PERFORMANSI ......... 21
3.1 Konfigurasi Jaringan .......................................................................................... 21
3.2 Metode Pengukuran ........................................................................................... 22
3.3 Kondisi Lapangan .............................................................................................. 23
3.4 Perangkat Sistem ................................................................................................ 24
3.4.1 Perangkat Keras (Hardware) ................................................................... 24
3.4.1.1 Internet backbone .............................................................................. 24
3.4.1.2 Base Station (BS) .............................................................................. 24
3.4.1.3 Customer Premises Equipment (CPE) .............................................. 25
3.4.1.4 Network Management System (NMS) ............................................... 25
3.4.1.5 Power over Ethernet (PoE) ............................................................... 26
3.4.1.6 Ethernet Switch ................................................................................. 26
3.4.2 Perangkat Lunak (Software) ....................................................................... 27
3.4.2.1 Netmeeting ........................................................................................ 27
3.4.2.2 Ethereal ............................................................................................. 27
3.4.2.3 Palm OS Emulator ............................................................................ 27
3.4.2.4 Local Craft Interface Indicator (LCID) ............................................ 28
3.5 Parameter Performansi Sistem ........................................................................... 28
3.5.1 Overview Loss Propagasi ........................................................................ 28
3.5.1.1 Propagasi LOS .................................................................................. 28
3.5.1.2 Propagasi NLOS ............................................................................... 29
3.5.2 Perhitungan Kualitas Sinyal Transmisi ................................................... 29
3.5.2.1 Signal to Noise Ratio ........................................................................ 30
3.5.2.2 SQI (Signal Quality Index) ............................................................... 30
3.5.2.3 RSSI (Receive Signal Strength Indicator) ........................................ 30
3.5.3 Delay ....................................................................................................... 31
3.5.4 Throughput .............................................................................................. 31
3.5.5 Mean Opinion Score (MOS) ................................................................... 32
BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISA PENGUKURAN ..................................... 36
4.1 Gambaran Analisa .............................................................................................. 36
4.2 Kualitas Transmisi Jaringan ............................................................................... 36
4.2.1 Kualitas SNR .......................................................................................... 36
4.2.2 Kualitas RSSI .......................................................................................... 38
4.3 Pengukuran dan Analisa Throughput................................................................. 40
4.3.1 Pengukuran Delay ................................................................................... 43
4.3.1.1 Tujuan Pengukuran ........................................................................... 43
4.3.1.2 Sistematika Pengukuran .................................................................... 43
4.3.1.3 Analisa Hasil Pengukuran dan Perhitungan ...................................... 43
4.3.2 Pengukuran Jitter .................................................................................... 46
4.3.2.1 Tujuan Pengukuran ........................................................................... 46
4.3.2.2 Sistematika Pengukuran .................................................................... 46
4.3.2.3 Analisa Hasil Pengukuran ................................................................. 47
4.3.3 Pengukuran Packet Loss ......................................................................... 47
4.3.3.1 Tujuan Pengukuran ........................................................................... 47
4.3.3.2 Sistematika Pengukuran .................................................................... 47
4.3.3.3 Analisa Hasil Pengukuran ................................................................. 47
4.4 Estimasi Parameter Hasil Pengukuran ke MOS......................................... 48
x
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ..................................................................... 51
5.1 Kesimpulan ........................................................................................................ 51
5.2 Saran .................................................................................................................. 52
DAFTAR PUSTAKA ................................................................................................. 51
LAMPIRAN A ............................................................................................................ 53
LAMPIRAN B ............................................................................................................ 58
LAMPIRAN C .................................................................................................................................... 63
xi
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Jaringan WiMAX 6
Gambar 2.2 Struktur layer 802.16 8
Gambar 2.3 Format VoIP Packet 10
Gambar 2.4 Hubungan PC ke PC 11
Gambar 2.5
Hubungan dari PC ke Phone
12
Gambar 2.6 Hubungan antar phone dengan menggunakan jaringan
internet
12
Gambar 2.7 Arsitektur Protokol H.323 14
Gambar 2.8 Arsitektur Jaringan H.323 15
Gambar 2.9 Call Setup pada H.323 16
Gambar 3.1 Konfigurasi Jaringan pada sisi Base Station 20
Gambar 3.2 Konfigurasi Jaringan pada sisi Subscriber Station 20
Gambar 3.3 Flow Chart Umum Penelitian 21
Gambar 3.4 BTS ABS 4000 24
Gambar 3.5 CPE SSU 500 24
Gambar 3.6 NMS 8000 25
Gambar 3.7 Power over Ethernet 25
Gambar 3.8 Ethernet Switch WES 800 26
Gambar 3.9 Tampilan Palm OS Emulator 27
Gambar 3.10 Tampilan LCID 27
Gambar 3.11 Kondisi Propagasi LOS 28
Gambar 3.12 Kondisi propagasi NLOS 29
Gambar 3.13 Throughput dan QOS untuk beberapa contoh aplikasi (ETSI TR
101 856)
32
Gambar 3.14 Korelasi antara E – Model (ITU G.107) dengan MOS (ITU
P.800)
33
Gambar 4.1 Grafik Pengukuran Jarak terhadap nilai SQI 35
Gambar 4.2 Grafik Pengukuran Jarak terhadap nilai SNR 35
Gambar 4.3 Grafik Pengukuran Jarak terhadap RSSI 37
Gambar 4.4 Download file untuk mengukur Throughput 38
Gambar 4.5 Grafik Pengukuran Throughput 39
Gambar 4.6 Topologi perhitungan one way delay 42
xii
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Tipe Akses dan Standart yang digunakan pada Jaringan
WiMAX
5
Tabel 2.2 Fitur pada layer PHY 7
Tabel 2.3 Fitur layer MAC 9
Tabel 2.4 Header Size 11
Tabel 2.5 Voice Payload Size 11
Tabel 2.6 Perbedaan antara Protokol SIP dan H.323 16
Tabel 2.7 Jenis-jenis Delay 18
Tabel 2.8 Rekomendasi ITU-T G.114 untuk delay 18
Tabel 2.9 Rekomendasi ITU-T P.800 untuk nilai kualitas berdasarkan
MOS
19
Tabel 3.1 Koordinat Lokasi CPE 22
Tabel 3.2 Parameter Base Station WiMAX 23
Tabel 4.1 Hasil Pengukuran SNR 35
Tabel 4.2 Perbandingan Nilai SNR dan Jenis Modulasi 36
Tabel 4.3 Hasil Pengukuran RSSI 37
Tabel 4.4 Throughput downlink dan uplink hasil pengukuran 38
Tabel 4.5 Pengukuran delay network di tiap-tiap lokasi 41
Tabel 4.6 Hasil Perhitungan One Way Delay 43
Tabel 4.7 Hasil Pengukuran Jitter 45
Tabel 4.8 Hasil Pengukuran Packet Loss 46
Tabel 4.9 Perhitungan Perhitungan Nilai Id 47
Tabel 4.10 Hasil Perhitungan Nilai Ief 47
Tabel 4.11 Hasil Perhitungan Nilai R Factor 48
Tabel 4.12 Konversi Nilai R Factor ke Nilai MOS 48
xiii
DAFTAR ISTILAH
Automatic Repeat
Request
Backhaul
Bit Rate
Broadband
Burst
Burst Profile
Carier Class Service
Capture
Client-Server
Conection Oriented
Delay
DL MAP
Difraksi
:
:
:
:
:
:
:
:
:
:
:
:
:
Fitur yang melakukan pengiriman ulang
(retransmisi) terhadap frame atau blok data yang
rusak
konfigurasi point to point, menghubungkan antara
base station dengan base station
Ukuran kecepatan penyaluran data yang
menyatakan
jumlah bit data yang disalurkan dalam suatu selang
waktu
layanan atau sistem yang membutuhkan kanal
transmisi yang mampu mendukung kecepatan lebih
besar dari kecepatan primer ISDN yaitu sebesar
2,048 Mbps [ITU-T I.113]
pengiriman data secara bersamaan atau serentak
parameter-parameter fisik suatu burst seperti jenis
modulasi , pengkodean yang digunakan, dsb
suatu aturan hubungan untuk membedakan layanan
berdasar tingkat performansi yang tinggi dan
reliabel (sesuai untuk provider dengan jumlah
pelanggan rumah maupun bisnis yang banyak)
untuk layanan dengan tingkat jaminan performansi
yang rendah
proses penangkapan paket data yang lewat pada
jaringan
suatu mode komunikasi dimana suatu entiti
bertindak sebagai pihak yang meminta suatu
layanan dan pihak lain bertindak sebagai penyedia
layanan
mode koneksi yang membutuhkan proses
handshaking antara pengirim dengan penerima
waktu yang dibutuhkan data untuk sampai di tujuan
xiv
Efisiensi bandwidth
Fixed Wireless Access
Handshaking
Iperf
Last Mile
OFDM
Polling
QoS
Refleksi
Roll of factor
Scatering
Service Flows
Throughput
UL MAP
:
:
:
:
:
:
:
:
:
:
:
:
:
:
MAC Management Message yang berfungsi
mengumumkan peta downlink subframe untuk satu
waktu berikutnya
propagasi melewati objek yang cukup besar
sehingga seolah-olah menghasilkan sumber
sekunder, seperti puncak bukit
kemampuan skema modulasi untuk
mengakomodasikan data dalam bandwidth yang
terbatas
aplikasi wireless akses dimana lokasi terminal
pelanggan dan jaringan akses point fixed / tetap
proses pembangunan hubungan yang ditandai
dengan pertukaran MAC Management Message
suatu program yang berfungsi sebagai trafik
generator dan network analyzer
konfigurasi point to multipoint, menghubungkan
antara pelanggan dengan base station
suatu modulasi multicarier, dimana data serial
berkecepatan tinggi akan dikonversi menjadi data
pararel dengan kecepatan yang lebih rendah
mekanisme di mana base station secara aktif
menawarkan penambahan bandwidth kepada user
terminologi yang digunakan untuk mendefinisikan
kemampuan suatu jaringan untuk menyediakan
tingkat jaminan layanan yang berbeda
terdapat sinyal tak langsung yang datang di receiver
setelah mengalami pantulan terhadap suatu objek
faktor pelebaran terhadap kanal Nyquist akibat
ketidak idealan sistem
propagasi sinyal melalui objek yang kecil dan atau
kasar yang menyebabkab banyak pantulan untuk
arah yang berbeda-beda
aliran paket yang mempunyai jaminan QOS,
xv
WiMAX Forum :
merupakan ciri dari jaringan broadband
jumlah paket data yang berhasil didapatkan
(berhasil sampai tujuan) pada suatu titik pada
selang waktu tertentu
MAC Management Message yang berfungsi
mengumumkan peta uplink subframe untuk satu
waktu berikutnya
organisasi non–profit yang mempromosikan
pengembangan jaringan FWA dan memberi
sertifikat pada produk yang sesuai dengan standar
IEEE 802.16
xvi
DAFTAR SINGKATAN
BS Base Station
BTS Base Transceiver Station
BWA Broadband Wireless Access
CAP Carrierless Amplitude Phase
CINR Carrier to interference -plus- noise ratio
CPE Costumer Promises Equipment
DSL Digital Subscriber Line
FDD Frequency Division Multiplex
FWA Fixed Wireless Access
EIRP Effective Isotropically Radiated Power
ETSI European Telecommunication Standard Institute
FDMA Frequency Division Multiple Access
FEC Forward Error Control
FWA Fixed Wireless Access
FHSS Frequency Hopping Spread Spectrum
IEEE International of Electrical and Electronics Engineer
IP Internet Protocol
ISP Internet Service Provider
LOS Line Of Sight
MPQM Moving Picture Quality Metric
NLOS Non Line Of Sight
NMS Network Management Service
OFDM Orthogonal Frequency Division Multiplexing
PMTP Point to Multipoint
xvii
PoE Power of Ethernet
PTP Point to Point
QAM Quadratur Amplitudo Modulation
QoS Quality of Service
QPSK Quadrature Phase Shift Keying
RSL Receive Signal Level
RSSI Received signal strength indicator
RTT Round Time Trip
SNR Signal Noise Ratio
SQI Signal Quality Index
SS Subscriber Station
TDD Time Division Duplexing
VoIP Voice over Internet Protocol
WLAN Wireless Local Area Network
WiMAX Worldwide Interoperability for Microwave Access
WMAN Wireless Metropolitan Area Network BAB I Pendahuluan
Pengujian Performansi VoIP pada Jaringan WiMAX 2
mampu memberikan layanan data berkecepatan hingga 70 Mbps dalam radius hingga
50 km[9]
. WiMAX juga sudah meliputi fitur QoS yang memungkinkan layanan
termasuk voice dan video dengan delay rendah.
1.2 Tujuan
Tujuan penulisan Tugas Akhir ini adalah untuk menganalisa performansi
sistem jaringan yang berbasis IP seperti WiMAX dalam mendukung layanan real time
seperti voice. Pada Tugas Akhir ini akan digunakan parameter delay, jitter, dan packet
loss untuk menganalisa performansi VoIP pada jaringan WiMAX. Dan mengukur
throughput untuk membuktikan konsistensi dari spek teknis atau teoritis dari WiMAX
itu sendiri.
Sehingga dari analisa ini akan diperoleh data keunggulan dan kelemahan
sistem agar dapat memberikan kualitas layanan yang optimal. Hasil penelitian
diharapkan dapat membantu penyedia layanan VoIP untuk mengimplementasikan
teknologi ini ke dalam jaringan WiMAX.
1.3 Rumusan Masalah
Dalam tugas akhir ini akan dilakukan analisa VoIP pada jaringan WiMAX.
Maka rumusan masalah yang terkait dengan hal diatas adalah sebagai berikut:
1. Parameter apa saja yang dapat digunakan untuk mengukur kualitas VoIP?
2. Bagaimana desain arsitektur jaringan yang akan diimplentasikan pada jaringan
WiMAX dalam mendukung layanan voice agar diperoleh hasil analisa yang
optimal?
3. Bagaimana performansi jaringan WiMAX dalam mendukung layanan VoIP?
1.4 Batasan Masalah
Pada penulisan Tugas Akhir ini dilakukan pembatasan-pembatasan agar
masalah yang dibahas menjadi lebih terarah. Antara lain:
a. Penilitian dilakukan dilingkungan TELKOM Risti.
b. Parameter yang diukur untuk analisa VoIP adalah delay, jitter dan packet
loss . Parameter throughput digunakan untuk mengetahui konsistensi dari
spek teknis yang digunakan.
c. Parameter secara subyektif menggunakan Mean Opinion Score (MOS).
d. Komunikasi suara hanya terjadi didalam jaringan WiMAX saja. BAB I Pendahuluan
Pengujian Performansi VoIP pada Jaringan WiMAX 3
e. Teknologi WiMAX yang digunakan pada standard 802.16d.
f. Mekanisme pemrosesan sinyal dan modulasi tidak dikutsertakan dalam
pembahasan.
g. Tidak membahas proses keamanan jaringan.
1.5 Metodologi dan Penyelesaian Masalah
Metode yang digunakan dalam penilitian ini adalah observasi lapangan dan
didukung dengan studi literature. Adapun prosesnya adalah sebagai berikut:
1. Studi literature dari referensi yang ada
Berisikan pembahasan teoritis melalui studi literatur dari buku-buku atau
jurnal ilmiah yang berkaitan dengan teknologi WiMAX dan VoIP.
2. Melakukan pengamatan dan pengumpulan data di lapangan
Bertujuan untuk mengumpulkan informasi dan data-data parameter yang
berhubungan dengan teknologi WiMAX dan VoIP.
3. Mengolah dan menganalisa data yang diperoleh
Nilai-nilai parameter yang didapat dari lapangan akan dianalisa. Hasil akhir
analisa tersebut diharapkan dihasilkan suatu kesimpulan, rekomendasi teknis
yang dapat digunakan pada saat pengimplementasiannya, dan penelitian
selanjutnya.
1.6 Sistematika Penulisan
Penulisan tugas akhir ini akan dibagi dalam beberapa bagian sebagai berikut :
1. Bab I, Pendahuluan
Berisi tentang latar belakang pembuatan tugas akhir, tujuan pembuatan tugas
akhir, pembatasan masalahnya, metodologi penulisan serta sistematika yang
digunakan dalam penulisan laporan tugas akhir ini.
2. Bab II, Dasar Teori
Berisi tentang penjelasan teoritis dalam berbagai aspek yang akan mendukung ke
arah analisis tugas akhir yang dibuat.
3. Bab III, Desain dan Konfigurasi Sistem
Pada bagian ini akan dijelaskan proses desain sampai konfigurasi untuk
implementasi dari sistem.
BAB I Pendahuluan
Pengujian Performansi VoIP pada Jaringan WiMAX 4
4. Bab IV, Analisis Hasil Implementasi
Pada bab ini, dilakukan beberapa analisa hasil implementasi sistem sesuai
skenario yang telah dirancang dan sesuai standar.
5. Bab V, Kesimpulan & Saran
Pada bab ini, kesimpulan yang diperoleh dari serangkaian kegiatan terutama pada
bagian analisis pengujiannya diungkapkan. Selain itu saran-saran pengembangan
lebih lanjut dari tugas akhir yang telah dibuat dituliskan pada bab ini.
5
BAB II
DASAR TEORI
2.1 Worldwide Interoperability for Microwave Access (WiMAX)
2.1.1 Pengertian
WiMAX adalah teknologi berstandard dasar IEEE 802.16 yang
memungkinkan pengiriman data untuk akses wireless broadband sebagai alternatif
dari akses cable atau DSL. WiMAX dapat menyediakan tipe akses fixed, nomadic,
portable dan mobile wireless broadband untuk kondisi LOS dan NLOS. Hanya
dengan satu Base Station, secara teori cakupan dari radius selnya bisa mencapai 50
km, WiMAX Forum menyatakan, sistem dapat mengirimkan data dengan kecepatan
sampai 75 Mbps per carrier untuk tipe akses fixed dan portable. Pada jaringan dengan
tipe akses mobile berdasarkan spesifikasinya dapat menghasilkan kecepatan lebih dari
15 Mbps dengan radius hingga 3 km. Hal ini menunjukan bahwa teknologi WiMAX
dapat digunakan melalui notebook dan PDA yang selanjutnya dapat
diimplementasikan pada telepon seluler.
Untuk memenuhi dua kebutuhan tipe akses yang berbeda, maka dua versi dari
WiMAX telah dikeluarkan. Yang pertama didasarkan pada IEEE 802.16-2004 yang
dikhususkan untuk tipe akses fixed dan portable. Versi terakhir untuk tipe akses ini
disebut juga 802.16d. Sedangkan yang kedua dikhususkan untuk tipe akses mobile
menggunakan standard 802.16e. Berikut tabel rekomendasi standardas-based untuk
berbagasi tipe akses pada jaringan WiMAX.
Tabel 2.1 Tipe Akses dan Standart yang digunakan pada Jaringan WiMAX
Selanjutnya pada Tugas Akhir ini hanya akan dibahas jaringan WiMAX
dengan standard base 802.16-2004 atau 802.16d. WiMAX juga mendukung berbagai BAB II Dasar Teori
Pengujian Performansi VoIP pada Jaringan WiMAX 6
range frekuensi. Standart 802.16 yang pertama menggunakan frekuensi antara 10-66
GHz, sedangkan untuk 802.16a dan 802.16d pada frekuensi antara 2-11 GHz.
WiMAX untuk komersial menggunakan frekuensi 2-11GHz.
Gambar 2.1 Jaringan WiMAX
2.1.2 Standart IEEE 802.16
IEEE merupakan badan internasional yang mendokumentasikan riset-riset
teknologi oleh para ahli yang kemudian dijadikan standar internasional. Dalam
kerjanya IEEE mengeluarkan salah satu standar internasional untuk Local Area
Network (LAN) dan Metropolitan Area Network (MAN) dengan nama IEEE 802.
IEEE 802 membuat standar jaringan untuk komponen fisik dari jaringan yang terletak
pada lapis fisik dan data link pada model OSI.
IEEE 802.16 adalah sebuah standard Broadband Wireless Access (BWA) atau
beberapa orang menyebutnya Wireless MAN, yang mampu untuk mengirimkan data
dengan kecepatan beberapa megabit dan mendukung untuk tipe akses fixed, portable,
dan mobile. Standart ini menawarkan fleksisbilitas untuk mendukung band frekuensi
licensed dan unlicensed. 802.16 dioptimalkan untuk mengirimkan dengan cepat data
bursty ke Subscriber Station (SS) dan Medium Access Control (MAC) dapat BAB II Dasar Teori
Pengujian Performansi VoIP pada Jaringan WiMAX 7
mendukung layanan real-time multimedia dan Voice over IP (VoIP) dengan kualitas
yang baik. Hal ini berarti bahwa IEEE 802.16 diposisikan sebagai broadband wireless
untuk mendukung keterbatasan sistem Wi-Fi dan mendukung aplikasi yang
membutuhkan jaminan QoS (Quality of Service) seperti VoIP, streaming video, dan
game on-line.
Versi terakhir dari IEEE 802.16, adalah 802.16-2004 dulu disebut revisi D
atau 802.16d. 802.16d meliputi versi sebelumnya (802.16-2001, 802.16c dan 802.16a)
dan mendukung untuk kondis LOS dan NLOS pada frekuensi 2-66GHz. 802.16-2004
difokuskan pada aplikasi fixed dan nomadic. Seperti standard IEEE 802 lainnya.
Standart ini hanya menspesifikasikan perubahan pada layer Physical (PHY) dan
Media Access Control (MAC).
2.1.3 Physical (PHY) Layer 802.16
Karakteristik layer PHY 802.16d adalah didesain untuk kondisi NLOS
menggunakan frekuensi 2-11 GHz, sedangkan untuk kondisi LOS menggunakan
frekuensi 11-66GHz, kanal broadband mencapai 20 MHz, akses jamak menggunakan
TDM/TDMA sedangkan dupleks menggunakan TDD dan FDD, adaptif burst profile
untuk arah uplink dan downlink. Fitur yang ada di layer PHY dapt dilihat di table
berikut:
Tabel 2.2 Fitur pada layer PHY
No Fitur Keuntungan
1 Menggunakan sistem
signaling 256 point FFT
OFDM
Mendukung system multipath untuk
memungkinkan diaplikasikan pada area terbuka
dengan kondisi LOS dan NLOS
2 Didesain untuk mendukung
sistem smart antenna
Dengan menggunakan smart antenna interferansi
dapat ditekan dan gain dapat ditingkatkan
3 Mendukung TDD dan FDD Menangani masalah bervariasinya regulasi
diseluruh dunia
4 Sistem modulasi yang
fleksible dengan system
error correction yang
bervariasi untuk setiap RF
burst
Memungkinkan terjalinnya koneksi yang
reliable, memberikan transfer rate yang
maksimal kepada setiap pengguna yang
terhubung dengannya BAB II Dasar Teori
Pengujian Performansi VoIP pada Jaringan WiMAX 8
2.1.4 Medium Access Control (MAC) Layer 802.16
Karena PHY 802.16 adalah layer fisik wireless maka tujuan utama MAC layer
untuk mengatur resources yang ada di udara agar dapat diatur seefisisen mungkin.
Protokol IEEE 802.16 didesain untuk aplikasi Point-to-Multipoint Broadband
Wireless Access (BWA). Untuk mendukung layanan ini, 802.16 MAC harus
mendukung trafik continue dan bursty. Selain itu, layanan ini diharapkan dapat
menjamin Quality of Service (QoS) pada berbagai tipe trafik.
Karakteristik layer MAC adalah mendukung berbagai macam servis atau
layanan yang bersifat connection oriented, mendukung berbagai mcam backhaul
seperti ATM, IPv4, IPv6, VLAN, dan Ethernet. Untuk arah downlink BS
mengirimkan frame dengan mode TDM sedangkan arah uplink dengan menggunakan
TDMA.
Services Specific Convergence Sublayer
MAC Sublayer Common Part
Security Sublayer
Physical Layer
MAC PHY
Link Logic Control
Data Link
Gambar 2.2 Struktur layer 802.16
MAC layer terdiri dari tiga sub layer, yaitu:
a. Service Specific Convergence Sublayer
Merupakan antarmuka dengan layer diatasnya, yaitu network layer
b. MAC Sublayer Common Part
Merupakan inti dari fungsi MAC, yaitu fungsi uplink scheduling, bandwidth
request, kontrol koneksi dan ARQ
c. Security Sublayer
Sublayer ini mengatur enkripsi, dekripsi, dan key management
Tabel 2.3 Fitur layer MAC
No Fitur Keuntungan
1 Connection oriented Proses routing dan paket forwading yang lebih
reliable
BAB II Dasar Teori
Pengujian Performansi VoIP pada Jaringan WiMAX 9
No Fitur Keuntungan
2 Automatic retransmisi
request (ARQ)
Meningkatkan performance end to end dengan
menyembunyikan error pada layer RF yang dibawa
dari layer diatasnya
3 Automatic power control Memungkinkan pembuatan topologi seluler dengan
power yang dapat terkontrol secara otomatis
4 Security dan encription Melindungi privacy pengguna
5 Mendukung sistem
modulasi adaptif
Memungkinkan data rate yang tinggi
6 Scalability yang tinggi
hingga mendukung 100
pengguna
Biaya penggunaan lebih efektif karena mampu
menampung pengguna atau user lebih banyak
7 Mendukung sistem QOS Dapat memberikan latency rendah untuk aplikasi
yang delay sensitive seperti VoIP dan video
streaming
2.2 Voice over Internet Protocol (VoIP)
2.2.1 VoIP Overview
Pada dasarnya, telephony adalah teknologi yang berhubungan dengan
transmisi elektronik suara yang disampaikan pada dua tempat yang mempunyai jarak
yang jauh melalui telepon. Dengan hadirnya komputer dan perangkat transmisi digital
yang berbasiskan sistem telepon serta pengguaan radio unuk mengirim dan menerima
sinyal telepon, maka perbedaan antara telephony dan telekomunikasi menjadi sulit
ditemukan.
Voice over Internet Protocol dikenal juga dengan sebutan IP Telephony.
Secara umum, VoIP dedefinisikan sebagai suatu sistem yang menggunakan jaringan
internet untuk mengirimkan data paket suara dari suatu tempat ke tempat lainnya
menggunakan perantara protokol IP. VoIP mentransmisikan sinyal suara dengan
mengubahnya ke dalam bentuk digital, dan dikelompokkan menjadi paket–paket data BAB II Dasar Teori
Pengujian Performansi VoIP pada Jaringan WiMAX 10
yang dikirim dengan menggunakan platform IP (Internet Protocol). Jaringan IP
sendiri adalah merupakan jaringan paket berbasis protokol IP.
Standard komunikasi VoIP yang umum digunakan pada saat ini adalah H.323
yang dikeluarkan oleh ITU pada bulan Mei 1996 dan SIP (Session Initiation Protocol)
yang dikeluarkan oleh IETF pada bulan Maret tahun 1999 melalui RFC-2543 dan
diperbaharui kembali pada bulan juni 2002 dengan RFC-3261 oleh MMUSIC
(Multiparty Multimedia Session Control), salah satu kelompok kerja IETF.
2.2.2 Format Paket VoIP
Tiap paket VoIP terdiri atas dua bagian, yakni header dan payload (beban).
Header terdiri atas IP header. Real-time Transport Protocol (RTP) header, User
Datagram Protocol (UDP) header, dan link header.
IP header bertugas menyimpan informasi routing untuk mengirimkan paket-
paket ke tujuan. Pada setiap header IP disertakan tipe layanan atau Type of Service
(ToS) yang memungkinkan paket tertentu seperti paket suara diperlakukan berbeda
dengan paket yang non real-time.
UDP header memiliki ciri tertentu yaitu tidak menjamin paket akan mencapai
tujuan sehingga UDP cocok digunakan pada aplikasi voice real time yang sangat
peka terhadap delay dan latency.
RTP header adalah header yang dapat dimanfaatkan untuk melakukan framing
dan segmentasi data real time. Seperti UDP, RTP juga tidak mendukung realibilitas
paket untuk sampai tujuan. RTP menggunakan protokol kendali yang disebut RTCP
(Real Time Control Protocol) yang mengendalikan QoS dan sinkroniasi media stream
yang berbeda.
Gambar 2.3 Format VoIP Packet
Untuk link header, besarnya sangat bergantung pada media yang digunakan. Table
berikut menunjukkan perbedaan ukuran header untuk media yang berbeda dengan
metode kompresi G.729
Tabel 2.4 Header Size BAB II Dasar Teori
Pengujian Performansi VoIP pada Jaringan WiMAX 11
Media Link Layer Header Size Bit Rate
Ethernet 14 Bytes 29.6 Kbps
PPP 6 Bytes 26.4 Kbps
Frame Relay 4 Bytes 25.6 Kbps
ATM 5 Byte tiap cell 42.2 Kbps
Sedangkan untuk voice payload, besarnya antara 14 Bytes sampai 160 Bytes. Tabel
berikut menunjukan perbedaan ukuran payload untuk berbagai jenis kompresi yang
digunakan.
Tabel 2.5 Voice Payload Size
Encoding/Compression Result Bit Rate Voice Payload
G.711 PCM 64 Kbps 160 Bytes
G.726 AD-PCM 16, 24, 32, 40 Kbps 40/60/80/100 Bytes
G.729 CS-ACELP 8 Kbps 20 Bytes
G.728 LD-CELP 16 Kbps 40 Bytes
G.723.1 CELP
6.4/5.3 Kbps
16/14 Bytes
Variable
2.2.3 Arsitektur Jaringan VoIP
Saat ini, VoIP tidak hanya digunakan untuk komunikasi suara antar komputer
yang terhubung pada jaringan IP, namun juga diintegrasikan dengan PSTN. VoIP
yang diimplementasikan di kehidupan nyata adalah sebagai berikut :
1. Dari PC ke PC melewati jaringan internet
Gambar 2.4 Hubungan PC ke PC
2. Dari PC ke Phone dan sebaliknya
Hubungan ini memerlukan sebuah gateway yang berfungsi untuk melakukan
penyesuaian standar antar media termasuk penyesuaian kanal kontrol dan
kontrol pensinyalan antar media. Gateway ini bisa berupa PC atau router. BAB II Dasar Teori
Pengujian Performansi VoIP pada Jaringan WiMAX 12
Gambar 2.5 Hubungan dari PC ke Phone
3. Dari Phone ke Phone melewati jaringan internet
Gambar 2.6 Hubungan antar phone dengan menggunakan jaringan internet
Pada hubungan ini, protokol yang sama digunakan antar interface masing-
masing terminal, namun pada link digunakan protokol yang berbeda, sehingga
keberadaan gateway tetap dibutuhkan. Komponen protokol yang umum
digunakan pada standard VoIP sendiri ada dua, yaitu H.323 dan SIP. Pada
Tugas Akhir ini hanya menggunakan protokol H.323.
2.3 H.323
2.3.1 Overview H.323
H.323 merupakan standar komunikasi untuk VoIP menurut rekomendasi ITU-
T. Tujuan desain dan pengembangan H.323 adalah untuk memungkinkan
interoperabilitas dengan tipe terminal multimedia lainnya. Terminal dengan standar
H.323 dapat berkomunikasi dengan terminal H.320 pada N-ISDN, terminal H.321
pada Asynchronous Transfer Mode (ATM), dan terminal H.324 pada Public Switched
Telephone Network (PSTN). Terminal H.323 memungkinkan komunikasi real time
dua arah berupa suara, video dan data. H.323 merupakan kumpulan dari beberapa
komponen, protokol, dan prosedur yang menyediakan komunikasi multimedia melalui
jaringan packet-based. H.323 dapat digunakan untuk layanan – layanan multimedia
seperti komunikasi suara (IP telephony), komunikasi video dengan suara (video
telephony), dan gabungan suara, video dan data. BAB II Dasar Teori
Pengujian Performansi VoIP pada Jaringan WiMAX 13
2.3.2 Komponen Pendukung H.323
2.3.2.1 Terminal (Endpoints)
Dalam sebuah Local Arena Network, terminal dikatakan sebagai klien
endpoint yang menyediakan komunikasi dua arah secara real-time. Semua terminal
H.323 harus memiliki System Control Unit, layer H.225, Network Interface dan sebuh
unit audio codec. Unit video codec dan Aplikasi User Data adalah opsional..
2.3.2.2 Gateway
Komponen gateway menghubungkan jaringan H.323 dengan jaringan berbeda.
Fungsi dasar entitas ini menyambungkan terminal H.323 dengan terminal non H.323.
2.3.2.3 Gatekeeper
Gatekeeper merupakan komponen yang paling penting dalam sistem H.323.
Entitas ini merupakan komponen opsional. Gatekeeper menyediakan layanan call
control, bekerja sama dengan terminal, MCU, Gateway atau MC. Komponen ini juga
dapat melakukan fungsi opsional seperti Call Control Signalling, Call Authorization,
Bandwidth Management dan Call Management.
2.3.2.4 Multipoint Control Unit (MCU)
Entitas MCU adalah sebuah endpoint pada LAN, mendukung konferensi point-to-
point dan multipoint. Terdiri dari Multopoint Controller atau MC dan opsional
Multipoint Processor atau MP. Multipoint Controller bertanggung jawab atas
determinasi kapabilitas umum untuk audio dan video processing antara semua
terminal, menyediakan fungsi kontrol untuk endpoint dalam sebuah konferensi
multipoint dan membawa pargantian kapabilitas, serta mengatur mode operasi umum
untuk transmisi stream multimedia antara endpoint.
2.3.3 Protokol-Protokol yang Terlibat pada H.323
Pada H.323 terdapat beberapa protokol dalam pengiriman data yang
mendukung agar data terkirim real-time. Protokol – protokol tersebut tidak semuanya
merupakan rekomendasi ITU-T tapi ada juga yang merupakan rekomendasi IETF.
BAB II Dasar Teori
Pengujian Performansi VoIP pada Jaringan WiMAX 14
Gambar 2.7 Arsitektur Protokol H.323
Dibawah ini dijelaskan beberapa protokol pada layer network dan transport:
1. H.26x codec’s
Rekomendasi mengenai proses digitalisasi sinyal video analog. Contohnya :
H.261 dan H.263
2. G.7xx codec’s
Rekomendasi - rekomendasi ini mendefinisikan mengenai coding dan
decoding sinyal suara analog ke format digital beserta dengan format
kompresinya. Contohnya : G.711, G.729, G.722, G.723 dan lain-lain.
3. T.120
Protokol untuk mengatur pertukaran data pada saat terjadi panggilan
multimedia. Misalnya white boarding, chat, dan lain-lain.
4. H.245
Protokol ini berfungsi untuk membangun kanal logikal (logical channel) yang
akan menjadi kanal transmisi media. Setelah proses setup hubungan antara dua
endpoint berhasil dilakukan menggunakan H.225.0 dan Q.931.
5. H.225.0
Jika gatekeeper terdapat dalam suatu network maka H.225.0 mengatur proses
registrasi terminal ke gatekeeper tersebut dan mengatur pula proses admisi di
jaringan tersebut. Jika gatekeeper tidak ada maka H.225 digunakan untuk
proses setup dan cleardown panggilan, bekerja sama dengan protokol Q.931.
BAB II Dasar Teori
Pengujian Performansi VoIP pada Jaringan WiMAX 15
6. Q.931
Q.931 digunakan bersama H.225.0 untuk membangun hubungan H.323.
H.225.0 di sisipkan dalam pesan UUIE (User to User Information Element)
dari Q.931 untuk menyediakan informasi tambahan yang tidak tersedia dalam
format Q.931 misalnya informasi mengenai IP address.
7. RTP (Real Time Transport Protocol)
RTP merupakan protokol yang digunakan untuk mendapatkan transmisi
multimedia (suara dan video) secara real time. Pada saat ditransmisikan
melalui jaringan IP, RTP menempati layer di atas UDP.
8. RTCP (RTP Control Protocol)
Merupakan suatu protocol yang biasanya digunakan bersama-sama dengan
RTP. RTCP mirip dengan RTP, RTCP digunakan untuk mengirimkan paket
control setiap terminal yang berpartisipasi pada percakapan yang digunakan
sebagai informasi untuk kualitas transmisi pada jaringan.
Gambar 2.8 Arsitektur Jaringan H.323
2.3.4 Prosedur Call Setup pada H.323
Berikut adalah prosedur call setup pada H.323 hingga terjadinya hubungan
komunikasi VoIP. BAB II Dasar Teori
Pengujian Performansi VoIP pada Jaringan WiMAX 16
Gambar 2.9 Call Setup pada H.323
2.4 Perbandingan Protokol SIP dan H.323
Adapun perbandingan antara protokol SIP dan H.323 dalam hal fitur dan
fungsinya akan dijabarkan pada Tabel 2.6 berikut ini:
Tabel 2.6 Perbedaan antara Protokol SIP dan H.323
Fitur H.323 SIP
Protokol Transport Menggunakan TCP dan UDP Cukup menggunakan TCP
atau UDP saja
Format Pengalamatan Atribut alamat ditentukan oleh
gatekeeper
Alamat diberi atribut SIP
URL yang berbentuk
seperti alamat email.
Multicast Harus didukung oleh
perangkata H.323 lainnya
Caller dapat mengndang
called party untuk join
multicast
Topology Menggunakan gatekeeper
routing
Mendukung penuh mash
dan multicast BAB II Dasar Teori
Pengujian Performansi VoIP pada Jaringan WiMAX 17
Fitur H.323 SIP
Kompleksitas Call setup lebih rumit Call setup sederhana
Protokol Pengkodean Menggunakan Q.931 dan
ASN.1 PER
SIP menggunakan text
based seperti HTTP
Connection State H.323 dapat terputus secara
eksplisit atau ketika H.245
memutuskan percakapan.
Gatekeeper harus selalu
mengawasi status selama
komunikasi dibangun.
SIP server hanya dipakai
pada saat pembentukan
hubungan. Pesan BYE
secara eksplisit
memutuskan komunikasi.
2.5 Metode Pengukuran Performansi VoIP
Di dalam jaringan VoIP, tingkat penurunan kualitas yang diakibatkan oleh
transmisi data memegang peranan penting terhadap kualitas suara yang dihasilkan, hal
yang menjadi penyebab penurunan kualitas suara ini diantaranya adalah delay , paket
loss dan jitter.
2.5.1 Parameter Objektif Kualitas VoIP
Secara umum, penghematan bandwidth dan biaya percakapan yang murah
diusahakan masih dapat memenuhi standar Quality of service (QoS). Performansi
mengacu ke tingkat kecepatan dan keandalan penyampaian berbagai jenis beban data
di dalam suatu komunikasi, baik voice maupun video. Performansi merupakan
kumpulan dari beberapa parameter besaran teknis, yaitu :
1. Availability , yaitu persentase hidupnya sistem atau subsistem telekomunikasi.
Idealnya, availability harus mencapai 100 %. Nilai availability yang diakui
cukup baik adalah 99,9999 % (six nines), yang menunjukkan tingkat
kerusakan sebesar 2,6 detik per bulan.
2. Throughput, yaitu kecepatan (rate) transfer data efektif, yang diukur dalam
bps. Header dalam paket data mengurangi nilai ini.
3. Packet Loss, adalah jumlah paket hilang. Umumnya perangkat jaringan
memiliki buffer untuk menampung data yang diterima. Jika terjadi kongesti
yang cukup lama, buffer akan penuh, dan data baru tidak akan diterima.
4. Delay (latency), adalah waktu yang dibutuhkan data untuk menempuh jarak
dari asal ke tujuan. BAB II Dasar Teori
Pengujian Performansi VoIP pada Jaringan WiMAX 18
Tabel 2.7 Jenis-jenis Delay
Jenis Delay Keterangan
Algorithmic
delay
Delay ini disebabkan oleh standar codec yang digunakan.
Contohnya, Algorithmic delay untuk G.723.1 adalah 7.5 ms
Packetization
delay
Delay yang disebabkan oleh peng-akumulasian bit voice
sample ke frame. Seperti contohnya, standar G.711 untuk
payload 160 bytes memakan waktu 20 ms.
Serialization
delay
Delay ini terjadi karena adanya waktu yang dibutuhkan
untuk pentransmisian paket IP dari sisi originating
(pengirim).
Propagation
delay
Delay ini terjadi karena perambatan atau perjalanan. Paket
IP di media transmisi ke alamat tujuan. Seperti contohnya
delay propagasi di dalam kabel akan memakan waktu 4
sampai 6 µs per kilometernya.
Component
Delay.
Delay ini disebabkan oleh banyaknya komponen yang
digunakan di dalam sistem transmisi.
5. Jitter, atau variasi kedatangan paket, hal ini diakibatkan oleh variasi-variasi
dalam panjang antrian, dalam waktu pengolahan data, dan juga dalam waktu
penghimpunan ulang paket-paket di akhir perjalanan.
Rekomendasi ITU G.114 merekomendasikan standar delay, bahwa ada 3 kualifikasi
yang ditunjukkan oleh ITU-T untuk delay :
Tabel 2.8 Rekomendasi ITU-T G.114 untuk delay
Range in Milisecon Description
0 – 150 msec Acceptable for most user application
150 – 400 msec Acceptable provided that administrators
are aware of the transmission time and
it’s impact on transmission quality of
user application
> 400 msec Unacceptable for general network
planning purpose, it is recoqnized that
in some exceptional cases this limit will
be exceeded.
BAB II Dasar Teori
Pengujian Performansi VoIP pada Jaringan WiMAX 19
2.5.2 Parameter Subjektif Kualitas VoIP
Untuk mementukan kualitas layanan suara dalam jaringan IP dapat digunakan
beberapa parameter subjektif, salah satunya adalah dengan metode Mean Opinion
Score (MOS). Metode ini merupakan metode yang digunakan untuk menentukan
kualitas suara dalam jaringan IP berdasar kepada standard ITU-T P.800.
Metode ini bersifat subjektif, karena berdasarkan pendapat orang-perorangan.
Untuk menentukan nilai MOS terdapat dua cara pengetesan yaitu, conversation
opinion test dan listening test. Rekomendasi nilai ITU-T P.800 untuk nilai MOS
adalah sebagai berikut :
Tabel 2.9 Rekomendasi ITU-T P.800 untuk nilai kualitas berdasarkan MOS
Nilai MOS Opini
5 sangat baik
4 baik
3 cukup baik
2 tidak baik
1 buruk
21
BAB III
KONFIGURASI JARINGAN DAN PENGUKURAN PERFORMANSI
3.1 Konfigurasi Jaringan
Pada uji coba dan pengukuran ini dilakukan beberapa prosedur pengujian
untuk mengetahui performansi perangkat WiMAX dalam mendukung layanan VoIP,
yaitu:
1. Menguji kestabilan perangkat yang akan digunakan meliputi pengukuran
throughput dan kualitas pnerimaan sinyal pada jarak-jarak yang sudah
ditentukan.
2. Menguji kemampuan perangkat dalam membuktikan kemampuan feature atau
spesifikasi perangkat yang dimiliki.
3. Penyesuaian dan penggabungan perangkat dengan jaringan lokal yang ada.
4. Menguji performansi VoIP pada jaringan WiMAX yang meliputi parameter
delay, jitter, dan packet loss pada jarak-jarak yang suda ditentukan.
Pengujian dan pengukuran performansi VoIP pada jaringan WiMAX menggunakan
konfigurasi sebagai berikut:
RisTiNET
IP : 176.16.200.4
Netmask : 255.255.255.248
Base Stattion
Ethernet
Switch
PC NMS
Public IP :
203.130.204.231
Gambar 3.1 Konfigurasi Jaringan pada sisi Base Station
Gambar 3.2 Konfigurasi Jaringan pada sisi Subscriber Station BAB III Konfigurasi Jaringan dan Pengukuran Performansi
Pengujian Performansi VoIP pada Jaringan WiMAX 22
3.2 Metode Pengukuran
Dalam melakukan pengukuran dan analisa akan lebih mudah jika kita
tuangkan ke dalam bentuk flow chart. Selain itu penelitian akan lebih terstruktur
sehingga proses penelitian akan mengacu pada tujuan akhirnya.
Gambar 3.3 Flow Chart Umum Penelitian
Pada uji coba teknologi WiMAX ini, BS (base station) dan server dipasang
pada area RisTi sedangkan client yaitu pelanggan (subscriber station) terdapat pada
area outdoor dengan jarak bervariasi dari base station. Pengukuran dilakukan
menggunakan notebook yang dihubungkan dengan perangkat BS sebagai server dan
SSs sebagai client (CPE). Pengukuran disisi client berupa pengukuran :
1. Stabilitas dan konektivitas sistem, menggunakan perintah Ping. Perintah Ping
akan mengirim satu paket data ke salah satu alamat , kemudian alamat tersebut
akan membalas dengan lamanya waktu
2. Level SNR antara BS dan SS
3. Level RSL (daerah jangkauan)
4. Throughput sinyal
5. Parameter performansi seperti delay, jitter, dan packet loss BAB III Konfigurasi Jaringan dan Pengukuran Performansi
Pengujian Performansi VoIP pada Jaringan WiMAX 23
3.3 Kondisi Lapangan
Pengukuran performansi VoIP pada jaringan WiMAX ini dilakukan di 7 titik
di kota Bandung dan sekitarnya. CPE diletakan di 6 titik yang berada pada daerah luar
TELKOMRisTi dan 1 titik yang ditempatkan di ruang seminar laboratorium wireless
TELKOMRisTi. Sedangkan lokasi CPE yang berada di luar TELKOMRisTi terdapat
di Bale Endah, Pintu Tol Cileuyi dan Rancaekek. Base Station (BS) ditempatkan pada
laboratorium wireless dan antena BS dipasang di tower yang terletak diatas
laboratorium wireless. Masing-masing titik pengukuran memiliki jarak dari BS yang
berbeda dan tinggi dari permukaan air laut yang berbeda.
Tabel 3.1 Koordinat Lokasi CPE
No Lokasi Altitude Azimuth Jarak
1 Ruang Seminar 879 m - 0 km
2 Pajajaran 766 m 332 ° 4,35 km
3 Jl. Sudirman 733 m 272 ° 5,32 km
4 Astana Anyar 732 m 262 ° 5,82 km
5 Bale Endah 902 m 346 ° 15,5 km
6 Pintu Tol Cileunyi 811 m 293 ° 20 km
7 Rancaekek 794 m 295 ° 32,8 km
Kondisi link propagasi tiap titik pengukuran berbeda tergantung pada keadaan
sekitar titik pengukuran. Untuk kondisi NLOS terdapat pada daerah Ruang Seminar,
Pajajaran, Jl. Sudirman, Astana Anyar dan Pintu Tol Cileunyi dan Pintu Tol Cileunyi.
Sedangkan untuk kondisi LOS terdapat pada daerah Bale Endah dan Rancaekek.
Alokasi frekuensi yang digunakan perangkat dalam uji coba teknologi
WiMAX ini mengacu pada tetapan IEEE yang digunakan di wilayah Asia Pasifik
yaitu 3,5 GHz. Frekuensi 3,5 GHz merupakan frekuensi berlisensi yang dialokasikan
untuk aplikasi BWA terutama di wilayah Eropa dan digunakan pada konfigurasi
point-to-multipoint. Frekuensi yang digunakan pada perangkat untuk uplink adalah
3526 MHz sedangkan untuk downlink adalah 3426 MHz.
Pada frekuensi 3,5 GHz besarnya bandwidth kanal yang digunakan adalah 1
MHz dengan teknik dupleks FDD. Berikut merupakan parameter Base Station
WiMAX yang digunakan untuk pngukuran.
BAB III Konfigurasi Jaringan dan Pengukuran Performansi
Pengujian Performansi VoIP pada Jaringan WiMAX 24
Tabel 3.2 Parameter Base Station WiMAX
Parameter Nilai
Frekuensi 3,5 GHz
Bandwidth kanal 1 MHz
Gain 14 dBi
Tx Power 34,55 dBm
Rx sensitivity -114 dBm
3.4 Perangkat Sistem
Pada pengukuran performansi VoIP pada jaringan WiMAX ini, digunakan
WiMAX dengan standard IEEE 802.16d untuk tipe akses fixed wireless. Secara
umum terdapat tiga komponen utama dalam sistem, yaitu sisi server atau dalam
pengukuran kali ini disebut sebagai sisi Base Station (BS), sisi client atau sisi
Subscriber Station (SS) dan media akses.
3.4.1 Perangkat Keras (Hardware)
3.4.1.1 Internet backbone
Internet merupakan sekumpulan jaringan yang tersebar di seluruh dunia yang
saling terhubung satu sama lain sehingga akan membentuk suatu jaringan yang sangat
besar. Layanan yang disediakn oleh jaringan internet antara lain FTP, email, Chat, dan
lain-lain.
3.4.1.2 Base Station (BS)
Base Station merupakan perangkat transceiver (transmitter-receiver) yang
terhubung dengan internet backbone. Base Station berfungsi sebagai receiver, buffer,
dan transmitter untuk tiap data yang dikirimkan dalam infrastruktur jaringan internet
baik kabel mauopun wireless. Base station yang digunakan dalam pengujian WiMAX
adalah VistaMAX seri ABS 4000 dengan jangkauan tiap sektornya sebesar 60o
.
Gambar 3.4 BTS ABS 4000 BAB III Konfigurasi Jaringan dan Pengukuran Performansi
Pengujian Performansi VoIP pada Jaringan WiMAX 25
Jenis duplexing yang digunakan pada BTS tersebut adalah Frequency Division
Duplexing (FDD) dengan skema akses Radio Frequency-nya dengan teknologi
OFDM 256 FFT. BTS ABS 4000 bekerja pada range frekuensi 3300-3800 MHz dan
ukuran bandwidth yang digunakan mulai 1,75 MHz, 3,5 MHz dan 7 MHz. Akan
tetapi dalam pengukuran kali ini range frekuensi yang digunakan adalah pada
frekuensi 3,5 GHz, dengan lebar bandwith sebesar 1 MHz.
3.4.1.3 Customer Premises Equipment (CPE)
CPE merupkan perangkat pada sisi pelanggan yang berfungsi untuk
melakukan proses decoding serta demodulasi pada data-data yang diterima dari Base
Station, sehingga menjadi suatu informasi yang dapat dibaca oleh pelanggan. Dalam
percobaan yang dilakukan dilapangan jenis perangkat subcriber station adalah SSU
500. Jenis CPE ini merupakan sektoral antena dengan berbentuk flat-panel antena.
Gambar 3.5 CPE SSU 500
Perangkat SS ini bekerja pada range frekuensi 3300-3800 MHz. Dengan
sumber catuan diperoleh dari power of ethrnet yang berupa kabel UTP sebagai
sumber dayanya. Adapun jenis bandwidth yang dapat diatur mulai dari 1,75 MHz, 3,5
MHz hingga 7 MHz. Tipe duplexing yang digunakan adalah FDD ( Frequency
Division Duplexing).
3.4.1.4 Network Management System (NMS)
Protokol manajemen yang digunakan berbasiskan protocol SNMP (Simple
Network Management Protocol) dan menggunakan software LCID. Dalam pengujian
ini menggunakan NMS8000. NMS ini berbasis web, jadi bisa di buka melalui browser
internet seperti internet explorer atau mozilla firefox. BAB III Konfigurasi Jaringan dan Pengukuran Performansi
Pengujian Performansi VoIP pada Jaringan WiMAX 26
Gambar 3.6 NMS 8000
3.4.1.5 Power over Ethernet (PoE)
Merupakan catu daya pada CPE dan BS yang menggunakan interface RJ-45.
PoE adalah LAN yang menggunakan kabel untuk mengalirkan arus listrik yang
diperlukan untuik pengoperasian peralatan yang yang dialirkan melalui kabel data.
Dengan adanya PoE ini mampu meminimalkan jumlah kabel yang harus digunakan
untuk menginstal jaringan.
Gambar 3.7 Power over Ethernet
Ada dua buah komponen dasar pada sebuah PoE (IEEE 802.3af) yaitu yaitu
alat yang mensuplai daya atau PSE (Power Source Equipment) dan alat yang
mengkonsumsi daya atau PD (Power Device). Fungsi utama pada PSE adalah
menyediakan daya untuk link segment jika PD telah terdeteksi, memonitor daya pada
link, dan mematikan daya jika daya terlampaui atau sudah berakhir koneksi. PSE
mampu menyediakan daya sampai 15,4 watt pada kabel plant 48 volt.
3.4.1.6 Ethernet Switch
Jenis Ethernet yang dipergunakan adalah WES 800 yang didalamnya
mengakomodasi Base Station PoE yang dalam kapasitasnya mampu menghandle
sampai 8 sektor BTS WiMAX. Selain itu WES 800 juga memiliki fitur 8-port layer 3
switch yang berfungsi sebagai point of termination antara antena BTS ABS 4000 dan
router atau perangkat jaringan lainnya yang terkait untuk uplink. Kempuan uplink BAB III Konfigurasi Jaringan dan Pengukuran Performansi
Pengujian Performansi VoIP pada Jaringan WiMAX 27
tersebut didukung dengan fitur GigE Router uplink yang mampu mengirimkan sinyal
uplink dalam orde Gbps.
Gambar 3.8 Ethernet Switch WES 800
3.4.2 Perangkat Lunak (Software)
3.4.2.1 Netmeeting
Software ini digunakan sebagai endpoint dari VoIP. Software ini merupakan
software yang sudah termasuk satu produk dengan Operating System Windows.
Software selain bias digunakan untuk komunkasi voice juga bisa digunakan untuk
komunikasi video call.
3.4.2.2 Ethereal
Ethereal adalah perangkat lunak yang dapat menganalisa paket-paket yang
beredar dalam sebuah jaringan. Perangkat lunak ini dapat menangkap paket-paket
dalam jaringan dan kemudian menampilkannya dengan detail-detail yang ada.
3.4.2.3 Palm OS Emulator
Software ini berfungsi untuk mengetahui nilai parameter transmisi seperti SQI
(Signal Quality Index), RSSI (Receive Signal Strength Indicator), SNR (Signal to
Noise Ratio) dan C/I (Carrier to Interference). Dari parameter-parameter ini nanti
akan digunakan untuk megetahui kualitas sinyal yang dapat ditangkap CPE.
Gambar 3.9 Tampilan Palm OS Emulator BAB III Konfigurasi Jaringan dan Pengukuran Performansi
Pengujian Performansi VoIP pada Jaringan WiMAX 28
3.4.2.4 Local Craft Interface Indicator (LCID)
Software ini digunakan untuk mengukur frame transmit (Tx) maupun receive
(Rx). Selain itu software ini dapat untuk mengetahui jenis modulasi apa yang paling
bagus digunakan pada CPE berdasarkan nilai frame Tx atau Rx yang paling bagus.
Gambar 3.10 Tampilan LCID
3.5 Parameter Performansi Sistem
Untuk mendapatkan sistem komunikasi yang baik perlu dilakukan perhitungan
link budget dan perhitungan kualitas sinyal dari sistem tersebut. Perhitungan link
budget merupakan perhitungan level daya yang dilakukan untuk memastikan bahwa
level daya penerimaan lebih besar atau sama dengan level daya threshold (RSL ≥
Rth). Tujuannya untuk menjaga keseimbangan gain dan loss untuk mencapai SNR
yang diinginkan di receiver. Perhitungan link budget juga berguna untuk menghitung
luas daerah jangkauan sinyal dari base station , seberapa jauh sinyal masih dapat
diterima oleh pelanggan dengan baik.
Beberapa parameter yang perlu diperhitungkan diantaranya perhitungan loss
(redaman), dan RSSI (Receive Signal Strength Indicatorl). Sedangkan perhitungan
kualitas sinyal meliputi perhitungan SNR (Signal to Noise Ratio). Sedangkan untuk
mengukur performansi parameter yang diukur adalah delay, jitter, packet loss dan
throughput.
3.5.1 Overview Loss Propagasi
3.5.1.1 Propagasi LOS
Kanal radio untuk sistem komunikasi wireless dibedakan untuk kondisi LOS
dan NLOS. Pada keadaan LOS, sinyal merambat langsung melalui udara tanpa
melewati suatu obstacle atau hambatan (rumah, kayu, gunung, gedung, dll) dari BAB III Konfigurasi Jaringan dan Pengukuran Performansi
Pengujian Performansi VoIP pada Jaringan WiMAX 29
pengirim ke penerima. Kriteria untuk keadaan LOS adalah bebasnya daerah Fresnel
dari hambatan yang bisa mengganggu sinyal yang melalui udara tersebut. Daerah
Fresnel tergantung dari frekuensi operasi dan jarak antara pengirim (transmitter)
dengan penerima (receiver).
Gambar 3.11 Kondisi Propagasi LOS
Redaman ruang bebas atau free space loss merupakan penurunan daya
gelombang radio selama merambat di ruang bebas. Redaman ini dipengaruhi oleh
besar frekuensi dan jarak antara titik pengirim dan penerima.
3.5.1.2 Propagasi NLOS
Pada kondisi kanal NLOS, sinyal yang ditangkap di penerima (receiver)
adalah sinyal yang telah mengalami proses refleksi, scattering dan difraksi. Sinyal
datang yang ditangkap penerima merupakan gabungan dari sinyal langsung, multi
pantulan, energi hamburan dan sinyal propagasi yang telah terdifraksi. Sinyal ini
mempunyai delay pola sebaran yang berbeda, redaman, polarisasi dan kestabilan
relatif dari sinyal langsung .
Gambar 3.12 Kondisi propagasi NLOS
3.5.2 Perhitungan Kualitas Sinyal Transmisi
Modulasi yang digunakan merupakan modulasi adaptif dimana sistem
modulasi yang digunakan dapat menyesuaikan dengan keadaan lingkungan. Ada 4 BAB III Konfigurasi Jaringan dan Pengukuran Performansi
Pengujian Performansi VoIP pada Jaringan WiMAX 30
jenis modulasi yang digunakan yaitu BPSK, QPSK, QAM 16 dan QAM 64. Jenis
modulasi dapat digunakan untuk menghitung nilai BER (Bit Error Rate) dan
menentukan spektral efisiensi. Spektral efisiensi merupakan kemampuan skema
modulasi untuk mengakomodasikan data dalam bandwidth yang terbatas.
3.5.2.1 Signal to Noise Ratio
S/N merupakan perbandingan antara daya sinyal dengan daya noise pada
kanal .
Nilai S/N dapat diperoleh dengan rumus :
¾ ⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
+ ⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
=
Bw
BR
No
Eb
SNR ................................................................................(3.5)
dimana :
BR = bit rate
Bw = bandwidth kanal
¾
Ts
Ct
bm Nused rate bit × × = …………………………………………...….(3.6)
dimana :
Nused = 192 (data)
bm = jumlah bit per modulasi
Ct = coding rate
Ts = periode symbol
3.5.2.2 SQI (Signal Quality Index)
SQI adalah suatu parameter yang menunjukan indeks dari level sensitifitas
kualitas sinyal. SQI digunakan untuk menentukan threshold pada data. Dengan
kualitas sinyal terbaik bernilai 100% sedangkan nilai kualitas sinyal terburuk adalah
0. Level sensitifitas tertinggi adalah pada modulasi 64 QAM ¾ dengan nilai level
sensitifitasnya adalah -97 dBm dan nilai level sensitifitas terendah adalah pada
modulasi BPSK ½ dengan nilai level sensitifitasnya adalah -117 dBm. Standart
referensi SQI yang ditetapkan adalah nilai maksimum pada RSSI perangkat. Jika
level daya yang diterima lebih besar dari RSSI referensi maka level indikator SQI-nya
akan menunjukan nilai 100%. Sedangkan apabila nilai level sensitifitas kurang dari
-117 dBm atau batas minimum RSSI referensi maka akan menunjukan nilai 0.
3.5.2.3 RSSI (Receive Signal Strength Indicator)
RSSI (Receive Signal Strength Indicatorl) adalah level sinyal yang diterima di
penerima dan nilainya harus lebih besar dari sensitivitas perangkat penerima (RSSI ≥ BAB III Konfigurasi Jaringan dan Pengukuran Performansi
Pengujian Performansi VoIP pada Jaringan WiMAX 31
Rth). Sensitivitas perangkat penerima merupakan kepekaan suatu perangkat pada sisi
penerima yang dijadikan ukuran threshold. Nilai RSL dapat dihitung dengan
persamaan berkut :
RSL = EIRP – Lpropagasi + Grx – Lrx ......................................... (3.7)
EIRP merupakan besaran yang menyatakan kekuatan daya pancar dari suatu
antena di bumi. Atau dapat dikatakan EIRP itu merupakan perkalian antara daya RF
dengan gain suatu antena. Dimana EIRP dapat dihitung dengan rumus berikut :
EIRP = Ptx + GRX - (LKT + LCT) ......................................................... (3.8)
Keterangan :
EIRP = Effecive Isotropic Radiated Power (dBm)
Ptx = daya kirim (dB)
GRX = Gain antena (dB)
LK = Redaman feeder transmitter (kabel)
LC = Redaman branching transmitter (konektor)
Lpropagasi = rugi-rugi gelombang saat berpropagasi (dB)
Lrx = rugi-rugi saluran penerima (dB)
3.5.3 Delay
Delay adalah waktu yang dibutuhkan data untuk menempuh jarak dari titik
asal sampai ke titik tujuan. Parameter delay disebabkan oleh beberapa komponen
delay yang secara garis besar yaitu delay coder (processing), delay serialization,,
delay packetization, delay dejitter buffer dan delay network.
3.5.4 Throughput
Throughput merupakan suatu ukuran yang menyatakan berapa banyak bit
sukses yang diterima di tujuan dibandingkan dengan lamanya waktu yang dibutuhkan
untuk mengirimkan bit-bit tersebut.
Pengamatan Waktu Σ
) bps ( 8 ) Bytes ( diterima yang Paket
) (
× Σ
= γ Throughput ..……………………(3.9)
Pada kondisi nyata besarnya throughput tergantung dari protokol yang
digunakan dalam transmisi (seperti TCP, UDP, dll) dan tipe data yang akan dikirim
(FTP, HTTP, SMTP, VoIP, dll). BAB III Konfigurasi Jaringan dan Pengukuran Performansi
Pengujian Performansi VoIP pada Jaringan WiMAX 32
Gambar 3.13 Throughput dan QOS untuk beberapa contoh aplikasi (ETSI TR 101 856)
3.5.5 Mean Opinion Score (MOS)
MOS merupakan parameter subjektif untuk mengukur kualitas suara pada
VoIP. Selain mengambil data langsung melalui pendapat perorangan, nilai MOS juga
dapat ambil melalui pendekatan matematis. Pendekatan matematis yang digunakan
untuk menentukan kualitas suara berdasarkan penyebab menurunnya kualitas suara
dalam jaringan VoIP dimodelkan dengan E – Model yang distandardkan kepada ITU–
T G.107.
Nilai akhir estimasi E–Model disebut dengan R faktor . R faktor didefinisikan
sebagai faktor kualitas transmisi yang dipengaruhi oleh beberapa parameter seperti
signal to noise ratio dan echo perangkat, codec dan kompresi, packet loss, dan delay.
R Faktor ini didefinisikan sebagai berikut :
R = 94,2 - Id - Ief
..................................................................................(3.10)
dengan :
Id = Faktor penurunan kualitas yang disebabkan oleh pengaruh one way delay
Ief = Faktor penurunan kualitas yang disebabkan oleh teknik kompresi dan packetloss
yang terjadi
Nilai Id ditentukan dari persamaan berikut ini :
Id = 0.024 d + 0.11(d – 177.3) H(d – 177.3) ........................................(3.11) BAB III Konfigurasi Jaringan dan Pengukuran Performansi
Pengujian Performansi VoIP pada Jaringan WiMAX 33
Nilai Ief tergantung pada metoda kompresi yang digunakan. Untuk teknik kompresi
sesuai dengan rekomendasi G.107 nilai Ief sesuai dengan persamaan berikut ini
:
Ief = 7 + 30 ln (1 + 15 e)......................................................................(3.12)
Maka secara umum persamaan nilai estimasi R Faktor menjadi :
R = 94,2 – [0.024 d + 0.11(d – 177.3) H(d – 177.3)] – [7 + 30 ln (1 + 15 e)]............(3.13)
Dengan :
R = faktor kualitas transmisi
d = one way delay (milli second)
H = fungsi tangga ; dengan ketentuan
H(x) = 0 jika x < 0, lainnya
H(x) = 1 untuk x >= 0
e = persentasi besarnya paket loss yang terjadi (dalam bentuk desimal)
Nilai R faktor mengacu kepada standar MOS , hubungannya dapat dilihat pada
gambar dibawah ini:
Gambar 3.14 Korelasi antara E – Model (ITU G.107) dengan MOS (ITU P.800)
Untuk mengubah estimasi dari nilai R kedalam MOS (ITU – P.800) terdapat
ketentuan sebagai berikut :
1.Untuk R < 0 : MOS = 1.........................................................................(3.14)
2.Untuk R > 100 : MOS = 4.5......................................................................(3.15)
3.Untuk 0 < R < 100 : MOS = 1 + 0.035 R + 7x10-6
R(R-60)(100-R)............(3.16)
36
BAB IV
PENGUJIAN DAN ANALISA PENGUKURAN
4.1 Gambaran Analisa
Pada bab ini akan dianalisa hasil pengukuran yang telah diakukan. Dari
pengukuran yang telah dilakukan, diperoleh data-data parameter yang mempengaruhi
performansi VoIP pada jaringan WiMAX.
Data diperoleh dengan melakukan pengukuran di wilayah Bandung dengan
konfigurasi yang telah ditentukan sebelumnya. Ada 7 lokasi berbeda yang telah
ditentukan dalam melakukan pengukuran dengan konfigurasi pengukuran untuk tiap
lokasi adalah sama. Skenario untuk pengukuran hanya ditentukan oleh perbedaan
jarak antara CPE dan BS dan kondisi daerah di tiap titik pengukuran (LOS dan
NLOS). Codec yang digunakan dalam pengukuran adalah G.711 dengan bit rate 64
Kbps dan G.723.1 dengan bit rate 6,3 Kbps.
Pertama kali yang dilakukan dalam pengukuran adalah menguji kestabilan dan
konektivitas sistem. Untuk mengukur konektivitas dapat menggunakan perintah ping
sedangkan untuk kualitas sinyal dan kestabilan digunakan software Palm OS
Emulator. Dari software ini didapat parameter transmisi seperti SQI (Signal Quality
Index), RSSI (Received Signal Strength Indicator), dan SNR (Signal to Noise Ratio).
Setelah sistem dapat dikatakan stabil selanjutnya dengan menggunakan software
ethereal didapatkan parameter-parameter seperti delay network, jitter dan packet loss.
Parameter yang telah didapat tersebut kemudian dianalisa dengan mengacu pada
parameter standar. Dari data-data tersebut ditentukan R factor yang kemudian dapat
ditentukan pula nilai MOS (Mean Opinion Score).
4.2 Kualitas Transmisi Jaringan
4.2.1 Kualitas SNR
Parameter SNR menunjukkan kuat daya sinyal dibandingkan dengan daya
noise pada kanal transmisi. Standar IEEE 802.16 yang menggunakan adaptive
modulation membuat perangkat mampu memilih jenis modulasi terhadap nilai SNR
yang diterima. Berikut adalah tabel hasil pengukuran SNR untuk tujuh titik
pengukuran.
BAB IV Pengujian dan Analisa Pengukuran
Pengujian Performansi VoIP pada Jaringan WiMAX 37
Tabel 4.1 Hasil Pengukuran SNR
No. Location
Altitude
(m)
Distance
(Km)
Description SQI
(%)
SNR
(dB)
Modulation
LOS NLOS Uplink Downlink
1 Bale Endah 902 15,5 √ - 100 30 64QAM 64QAM
2 Rancaekek 794 32,8 √ - 83 30 64QAM 64QAM
3 Pajajaran 766 4,35 - √ 37 23 16QAM 64QAM
4 Jl.Sudirman 733 5,32 - √ 0 18 16QAM 16QAM
5
Pintu Tol
Cileunyi
811 20 - √ 42 24 64QAM 64QAM
6 Astana Anyar 732 5,82 - √ 21 23 8QAM 16QAM
7
Seminar
Room
879 0 - √ 100 31 64QAM 64QAM
Grafik Jarak terhadap SQI
0
20
40
60
80
100
120
0 4,35 5,32 5,82 15,5 20 32,8
Jarak (km)
SQI (%) SQI Standart (%)
Gambar 4.1 Grafik Pengukuran Jarak terhadap nilai SQI
Grafik Jarak terhadap SNR
0
5
10
15
20
25
30
35
0 4,35 5,32 5,82 15,5 20 32,8
Jarak (km)
SNR (dB)
Gambar 4.2 Grafik Pengukuran Jarak terhadap nilai SNR
Dari Tabel 4.2 didapat nilai SNR terbesar didapat pada lokasi Seminar Room
yaitu sebesar 31 dB dengan modulasi 64 QAM. Sedangkan nilai SNR terkecil didapat
pada lokasi Jl.Sudirman dengan modulasi 16 QAM. Nilai SNR dipengaruhi oleh nilai
SQI yang berdasarkan standard perangkat sebesar 50%. SQI adalah indikator yang
menunjukan kualitas dari suatu sinyal. Untuk lokasi Seminar Room, Bale Endah dan
Rancaekek nilai SQI mencapai 100% sehingga nilai SNR-nya tinggi. BAB IV Pengujian dan Analisa Pengukuran
Pengujian Performansi VoIP pada Jaringan WiMAX 38
Nilai SNR ditentukan juga oleh lingkungan propagasi antara BS dan CPE, jika
kondisi LOS maka SNR pun makin besar. Untuk pengukuran kondisi LOS pada
lokasi Bale Endah dan Rancaekek, nilai SNR besar karena kondisi propagasi antara
BS dan CPE adalah LOS. Berbeda dengan kondisi dimana antara BS dan CPE banyak
terhalang oleh obstacle seperti pepohonan dan bangunan, nilai SNR yang diperoleh
lebih kecil.
Teknologi IEEE 802.16d menggunakan modulasi adaptif yang secara efektif
dapat mengatur keseimbangan kualitas sambungan atau biasanya diukur dengan
Signal to Noise Ratio (SNR)
[17]
. Apabila kualitas sinyal cukup baik, maka digunakan
modulasi yang lebih tinggi untuk memberikan kapasitas bandwidth yang lebih besar,
sedangkan apabila kualitas link menurun, sistem modulasinya digeser menjadi lebih
rendah untuk menjaga kesatabilan dan kualitas sambungan[17]
.
Tabel 4.2 Perbandingan Nilai SNR dan Jenis Modulasi
Jenis Modulasi
SNR Lower
Threshold
64 QAM 22.0
16 QAM 16.0
8 QAM 12.5
QPSK 9.5
BPSK 3.0
Sedangkan pada lokasi Astana Anyar walaupun nilai SNRnya lebih besar
daripada nilai SNR pada Jl. Sudirman modulasinya menggunakan 8 QAM karena
untuk menjaga kestabilan link propagasi antara BS dan SS yang tidak stabil. Karena
pada saat pengukuran kondisi propagasi pada kedua lokasi tersebut berubah-ubah
yang menyebabkan modulasi yang digunakan juga berganti-ganti. Nilai SNR
sebanding dengan dengan bit rate modulasi, semakin besar nilai bit rate modulasi
maka nilai SNR akan semakin besar.
4.2.2 Kualitas RSSI
RSSI (Received Signal Strength Indicator) adalah indicator kekuatan sinyal
yang diterima oleh penerima. Nilai RSSI harus lebih besar dari nilai Rx sensitivity
(RSSI > Rx sensitivity) yang telah ditetapkan oleh perangkat sebesar -114 dBm.
BAB IV Pengujian dan Analisa Pengukuran
Pengujian Performansi VoIP pada Jaringan WiMAX 39
Tabel 4.3 Hasil Pengukuran RSSI
No. Location
Altitude
(m)
Distance
(Km)
Description SQI
(%)
RSSI
(dBm)
Modulation
LOS NLOS Uplink Downlink
1 Bale Endah 902 15,5 √ - 100 -93 64QAM 64QAM
2 Rancaekek 794 32,8 √ - 83 -103 64QAM 64QAM
3 Pajajaran 766 4,35 - √ 37 -111 16QAM 64QAM
4 Jl.Sudirman 733 5,32 - √ 0 -120 16QAM 16QAM
5
Pintu Tol
Cileunyi
811 20 - √ 42 -110 64QAM 64QAM
6 Astana Anyar 732 5,82 - √ 21 -115 8 QAM 16QAM
7 Seminar Room 879 0 - √ 100 -94 64QAM 64QAM
Grafik Jarak terhadap RSSI
-140
-120
-100
-80
-60
-40
-20
0
0 4,35 5,32 5,82 15,5 20 32,8
Jarak (km)
RSSI (dBm) Rx Sensitivity (dBm)
Gambar 4.3 Grafik Pengukuran Jarak terhadap RSSI
Nilai RSSI terbesar terdapat pada lokasi Bale Endah sebesar -93 dBm dengan
kondisi propagasi adalah LOS dan modulasi yang digunakan adalah 64 QAM. Nilai
RSSI terbesar ini juga dipengaruhi oleh nilai SQI sebesar 100 %. Sedangkan nilai
RSSI terkecil terdapat lokasi Jl. Sudirman sebesar -120 dBm, yaitu berada dibawah
nilai standard RSSI perangkat sebesar -114 dBm dengan kondisi propagasi adalah
NLOS dan modulasi yang digunakan adalah 16 QAM. Kondisi lingkungan Jl.
Sudirman yang banyak sekali gedung-gedung bertingkat dan ketinggian antena yang
rendah mempengaruhi nilai RSSI dan SQI. Kualitas sinyal yang diterima, selain
ditentukan oleh RSSI juga ditentukan oleh nilai SQI. Semakin besar nilai SQI maka
semakin besar pula nilai RSSI yang menunjukan semakin bagus pula kualitas sinyal
yang diterima oleh CPE.
Jarak pengukuran terjauh dengan kondisi propagasi LOS dimana sinyal masih
diterima dengan baik adalah pada daerah Rancaekek dengan jarak 32.8 Km.
Sedangkan untuk kondisi NLOS sinyal terjauh yang masih bisa diterima dengan baik
adalah pada daerah Pintu Tol Cileunyi dengan jarak 20 Km. Untuk daerah-daerah
kondisi NLOS pada jarak sekitar 4-5 Km, sinyal yang diterima tidak bagus Hal ini BAB IV Pengujian dan Analisa Pengukuran
Pengujian Performansi VoIP pada Jaringan WiMAX 40
dimungkinkan kondisi daerah-daerah tersebut yang banyak sekali gedung-gedung
bertingkat. Faktor lingkungan berpengaruh sekali terhadap nilai RSSI.
4.3 Pengukuran dan Analisa Throughput
Throughput menunjukkan perbandingan antara paket data yang berhasil
sampai tujuan dengan waktu pengamatan. Konfigurasi pengukuran mengikuti
perencanaan di awal. Pengukuran throughput dilakukan dengan melakukan transfer
data sebesar 10 Mbps baik untuk downlink maupun uplink. Pengukuran dilakukan
pada 7 lokasi dengan jarak dan settingan grade of service yang berbeda sesuai
peruntukannya. Berikut capture pengukuran yang telah dilakukan.
Gambar 4.4 Download file untuk mengukur Throughput
Saat pengukuran downlink, FTP server mengirimkan paket ke SS, sedangkan
pada saat pengukuran uplink, SS mengirimkan paket ke FTP server. Berikut hasil
keseluruhan dari pengukuran throughput di 7 lokasi yang sudah ditentukan beserta
nilai Grade of Service masing-masing.
Tabel 4.4 Throughput downlink dan uplink hasil pengukuran
No Location
Altitude
(m)
Jarak
(Km)
Jenis GoS Type
on CPE
Throughput
(kbps)
LOS NLOS
DL UL
1 Bale Endah 902 15,5 √ - Platinum 1.520 385,58
2 Rancaekek 794 32,8 √ - Platinum 1.910 475,18
3 Pajajaran 766 4,35 - √ Platinum − −
4 Jl.Sudirman 733 5,32 - √ Platinum − −
5
Pintu Tol
Cileunyi
811 20 - √ Platinum 1.690 412,12
6 Astana Anyar 732 5,82 - √ Platinum − −
7 Seminar Room 879 0 - √ Platinum 1.850 469,95 BAB IV Pengujian dan Analisa Pengukuran
Pengujian Performansi VoIP pada Jaringan WiMAX 41
0
500
1000
1500
2000
Throughput (Kbps)
732 733 766 794 811 879 902
Altitude (m)
Grafik Throughput terhadap Altitude
Downlink (Kbps) Uplink (Kbps)
Gambar 4.5 Grafik Pengukuran Throughput
Dari data diatas, nilai throughput rata-rata untuk downlink adalah 0,99 Mbps
sedangkan untuk nilai uplink adalah 0,25 Mbps. Nilai terbesar baik downlink maupun
uplink terdapat pada titik lokasi Rancaekek dengan nilai sebesar 1,91 Mbps untuk
downlink dan 0,47 Mbps untuk uplink. Hal ini dikarenakan kondisi propagasi antara
BS dan SS adalah LOS dan modulasi yang digunakan adalah 64 QAM yang diukur
dengan menggunakan software LCID (Local Craft Interface Device) yang terdapat
pada perangkat. Sedangkan di beberapa daerah dengan kondisi propagasi NLOS
seperti Pajajaran, Jl. Sudirman dan Astana Anyar, nilai throughput tidak keluar karena
sinyal yang diterima pada derah tersebut sangat kecil Hal ini dapat dilihat dari Tabel
4.3 dimana nilai SQI untuk 3 lokasi tersebut jauh dari nilai standard SQI perangkat,
yaitu sebesar 50%.
Pada lokasi Jl. Sudirman, Pajajaran dan Astana Anyar ketinggian antenna CPE
dari permukaan air (altitude) rendah dan pada derah tersebut dikelilingi oleh
bangunan-bangunan bertingkat. Kondisi ini yang bisa menyebabkan kualitas sinyal
yang didapat pada 3 lokasi tersebut sangat buruk yang mengakibatkan antara BS dan
CPE tidak bisa terhubung dan mengakibatkan nilai throughput pada daerah tersebut
tidak bisa terukur. Untuk mengatasi keterbatasan ini bisa dilakukan dengan
menambah ketinggian antena atau diletakkan diatas gedung agar kualitas sinyal yang
didapat bisa lebih baik. Selain itu bisa juga dilakukan dengan menambah gain antena
CPE sehingga CPE bisa mendapatkan nilai SNR dan RSSI yang sesuai. Untuk
mendapatkan nilai SNR dan RSSI yang sesuai, selain dengan menambah gain antena
CPE bisa juga dengan menambah daya kirim antena BS. Sesuai dengan persamaan
(3.7) dan persamaan (3.8). Pada pengukuran daya kirim yang digunakan adalah 20 BAB IV Pengujian dan Analisa Pengukuran
Pengujian Performansi VoIP pada Jaringan WiMAX 42
dBm sedangkan berdasarkan spesifikasi perangkat daya kirim maksimal antena BS
adalah 31 dBm. Dengan mendapatkan nilai SNR dan RSSI yang sesuai maka
memungkinkan BS dan CPE bisa terhubung sehingga nilai throughput untuk ketiga
lokasi tersebut bisa diketahui.
Secara teori nilai throughput adalah sebesar 75%-85% dari data rate. Tetapi
berdasarkan pengukuran nilai throughput yang dihasilkan adalah 63,67% dari nilai
data rate yang disebutkan pada nilai teori atau nilai dari spek perangkat. Nilai teoritik
didapat dari persamaan (3.6), dengan diketahui parameter sebagai berikut:
BW = 1 MHz
Frekuensi Sampling =
7
8
(standard ETSI)
Bm = 6 untuk modulasi 64 QAM
Coding rate =
4
3
Ts = Tb + Tg =
4
Tb
Tb +
Tb = 224
8
7 256
= x
BW
Ts = 224 +
4
224
= 280
Bit rate = 3
280
4
3 6 192
≈
x x
Mbps
Presentase nilai throughput yang didapat adalah:
% 67 , 63 % 100
3
910 , 1
= x
Hal ini bisa dikarenakan pada pengukuran throughput menggunakan FTP
yang pada proses transmisinya menggunakan protocol transport TCP yang lebih
mementingkan keutuhan data.
Nilai throughput dipengaruhi oleh kondisi propagasi antara BS dan SS. Jenis
modulasi yang digunakan sangat berpengaruh terhadap nilai throughput. Karena
semakin tinggi nilai bit per modulasi maka bit rate-nya juga semakin tinggi sehingga
throughput-nya juga semakin besar.
BAB IV Pengujian dan Analisa Pengukuran
Pengujian Performansi VoIP pada Jaringan WiMAX 43
4.3 Pengukuran dan Analisa Performansi VoIP
4.3.1 Pengukuran Delay
4.3.1.1 Tujuan Pengukuran
Pengukuran ini bertujuan untuk mengevaluasi delay satu arah pada sistem end
to end hubungan antar user. Delay atau latency adalah waktu yang diperlukan oleh
suatu paket data dari source node hingga mencapai destination. Pengujian ini
dilakukan untuk mengetahui pengaruh jarak terhadap delay voice call dengan
menggunakan codec G.711 dan codec G.723.1.
4.3.1.2 Sistematika Pengukuran
Pengukuran dilakukan dengan melakukan pengujian pada proses end to end
antara user yang menggunakan laptop di setiap titik yang telah ditentukan dengan
konfigurasi tiap titik adalah sama. Karena pada lokasi Padjajaran, Jl. Sudirman dan
Astana Anyar kualitas sinyal buruk yang menyebabkan BS dan SS tidak bisa
terhubung maka pada pengukuran delay hanya 4 lokasi yang akan dijadikan tempat
pengukuran, yaitu Seminar Room, Bale Endah, Rancaekek, dan Pintu Tol Cileunyi.
Masing-masing titik akan dilakukan dua skenario pengukuran dengan skenario
pertama menggunakan codec G.711 dan skenario kedua menggunakan codec G.723.1.
Parameter delay, loss packet, dan jitter didapatkan dengan menggunakan software
Ethereal sebagai protocol analyzer. Berikut hasil pengukuran delay network di tiap-
tiap titik pengukuran:
Tabel 4.5 Pengukuran delay network di tiap-tiap lokasi
Lokasi Codec
Delay
Network
Seminar Room
G.711 38.509 ms
G.723.1 38.681 ms
Bale Endah
G.711 40.375 ms
G.723.1 41.046 ms
Pintu Tol
Cileunyi
G.711 42.782 ms
G.723.1 42.893 ms
Rancaekek
G.711 40.675 ms
G.723.1 42.045 ms
4.3.1.3 Analisa Hasil Pengukuran dan Perhitungan
Dalam teknologi VoIP, parameter delay disebabkan oleh beberapa komponen
delay yang secara garis besar yaitu delay coder (processing), delay serialization,
delay packetization, delay jitter buffer dan delay network. BAB IV Pengujian dan Analisa Pengukuran
Pengujian Performansi VoIP pada Jaringan WiMAX 44
Gambar 4.6 Topologi perhitungan one way delay
a. Processing Delay
Coder (Processing) = (Waktu kompresi ) + (Waktu dekompresi) +
Algorithmic delay.
- Untuk G.711 :
Waktu kompresi = 3 x frame size + look ahead
= 3 x 0,125 ms + 0 ms
= 0,375 ms
Waktu dekompresi = 10 % x waktu kompresi
= 0,1 x 0,375 = 0,0375 ms
Algorithmic delay (G.711) = 0 ms
Jadi, Coder (Processing) Delay = 0.4125 ms
- Untuk G.723.1 :
Waktu kompresi = 20 ms
Waktu dekompresi = 10 % x waktu kompresi
= 2 ms
Algorithmic delay (G.723.1) = 7,5 ms
Jadi, Coder (Processing) Delay = 29,5 ms
b. Packetization Delay
Untuk mencari delay paketisasi ini terlebih dahulu harus diketahui voice
payload yang dikirimkan. Untuk codec G.711, voice payloadnya adalah
160 Bytes, sedangkan untuk codec G.723.1, voice payloadnya adalah 24
Bytes. Packetization delay untuk G.711 dengan payload 160 Bytes adalah
20 ms sedangkan untuk packetization delay untuk G.723.1 dengan payload
24 Bytes adalah 24 ms.
BAB IV Pengujian dan Analisa Pengukuran
Pengujian Performansi VoIP pada Jaringan WiMAX 45
c. Serialization Delay
Serialization delay diperoleh dengan rumus:
Packet size (Bytes) x 8 = Serialization delay (ms)
Link Speed (kbps)
- Untuk G.711 :
= (214 Bytes x 8) / 100000 = 0,01712 ms
- Untuk G.723.1 :
= (78 Bytes x 8) / 100000 = 0,00624 ms
d. Delay Jitter Buffer
Untuk nilai delay jitter buffer telah dikonfigurasi dengan besar 20 ms
untuk masing-masing endpoint. Nilai jitter buffer diatur melalui NMS.
Berdasarkan data yang didapat dari hasil pengukuran tersebut maka one way
delay dapat dihitung dengan menjumlahkan coder processing delay, packetization
delay, serialization delay dan network delay.
Tabel 4.6 Hasil Perhitungan One Way Delay
Lokasi Codec
Delay
Network
(ms)
Process.
Delay
(ms)
Packet.
Delay
(ms)
Serialization
Delay (ms)
One
Way
Delay
(ms)
Seminar
Room
G.711 38.509 0.4125 20 0.01712 78.939
G.723.1 38.681 29.5 24 0.00624 112.187
Bale Endah
G.711 40.375 0.4125 20 0.01712 80.805
G.723.1 41.046 29.5 24 0.00624 114.552
Pintu Tol
Cileunyi
G.711 42.782 0.4125 20 0.01712 83.212
G.723.1 42.893 29.5 24 0.00624 116.399
Rancaekek
G.711 40.675 0.4125 20 0.01712 81.105
G.723.1 42.045 29.5 24 0.00624 115.551
Dari hasil pengukuran dan perhitungan dapat dilihat bahwa one way delay
masing-masing skenario masih dalam rentang delay yang dapat deterima untuk
aplikasi user. Merujuk pada rekomendasi G.114 mengenai one way delay pada delay
jaringan aplikasi voice, delay sistem termasuk pada range terbaik 0-150 ms, yang
artinya acceptable for most application.
Dilihat dari hasil pengukuran dan perhitungan pada Tabel 4.6, delay dengan
menggunakan codec G.723.1 menghasilkan delay yang lebih besar dibandingkan
dengan codec G.711. Hal ini dikarenakan processing delay dan packetization delay
pada codec G.723.1 lebih besar daripada codec G.711, yaitu 29.5 ms untuk processing BAB IV Pengujian dan Analisa Pengukuran
Pengujian Performansi VoIP pada Jaringan WiMAX 46
delay dan 24 ms untuk packetization delay. Bit rate yang dikirimkan pada codec
G.723.1 sebesar 6,4 Kbps sedangkan pada codec G.711, bit rate yang dikirimkan
sebesar 64 Kbps.
Melihat pada uji jarak hasil perbedaan delay masing-masing jarak tidak terlalu
signifikan. Memang variabel yang berpengaruh adalah delay propagasi. Menurut teori
delay propagasi adalah dalam hitungan microsecond per kilometer. Disini delay yang
berpengaruh adalah delay paketisasi dan delay coder. Dalam teknologi VoIP,
parameter delay disebabkan oleh beberapa komponen delay yang secara garis besar
yaitu delay kompresi, delay jitter buffer dan delay network.
4.3.2 Pengukuran Jitter
4.3.2.1 Tujuan Pengukuran
Jitter merupakan variasi kedatangan paket akibat lintasan tempuh data yang
berbeda dilihat dari sisi penerima. Jitter merupakan masalah yang masih ada dan terus
ada dalam jaringan data berbasis paket. Jika frame di transmisikan lewat jaringan IP,
tiap frame akan mengalami delay yang berbeda. Pengukuran ini dilakukan untuk
mengetahui besarnya interval waktu antar paket suara yang dikirimkan oleh entitas
originating ke destination terminal.
4.3.2.2 Sistematika Pengukuran
Konfigurasi pengukuran untuk perhitungan jitter sama seperti konfigurasi
pengukuran untuk one way delay. Filterisasi yang dilakukan pada network analyzer
hanyalah jitter yang terjadi pada saat terjadi pengiriman paket voice. Oleh karena itu
filter yang digunakan adalah filter untuk paket protokol RTP.
Jitter dapat disebabkan oleh lintasan tempuh dari paket yang berbeda-beda
atau bisa juga disebabkan karena collison pada jaringan, sehingga menyebabkan paket
memiliki waktu tempuh yang berbeda. Berikut adalah data hasil pengukuran jitter:
Tabel 4.7 Hasil Pengukuaran Jitter
Lokasi Codec Jitter
Seminar Room
G.711 6,546
G.723.1 6,231
Bale Endah
G.711 2,456
G.723.1 2,109
Pintu Tol
Cileunyi
G.711 4,160
G.723.1 3,828
Rancaekek
G.711 5,242
G.723.1 4,953 BAB IV Pengujian dan Analisa Pengukuran
Pengujian Performansi VoIP pada Jaringan WiMAX 47
4.3.2.3 Analisa Hasil Pengukuran
Jitter sangat erat kaitannya dengan delay. Jitter dapat disebabkan lintasan
tempuh paket yang berbeda-beda. Jitter akan terpengaruh oleh jitter buffer. Semakin
besar nilai buffer jitter maka akan semakin besar kemungkinan untuk dapat
mengakomodasi delay jitter untuk dapat disinkronisasi.
Dari pengukuran tersebut diperoleh jitter antara 2 hingga 7 ms dengan rataan
sebesar 4,441. Berdasarkan standar ITU-T, nilai jitter yang masih ditleransi adalah 30
ms. Dari hasil percobaan terlihat rata-rata jitter masih termasuk dalam rekomendasi.
Sehingga jitter masih dapat diterima.
4.3.3 Pengukuran Packet Loss
4.3.3.1 Tujuan Pengukuran
Dalam pengukuran ini, ingin diketahui berapa besar packet loss yang terjadi
antara originating ke destination terminal. Paket yang diamati khusus untuk
pengiriman paket RTP sebagai media stream yang membawa voice, sedangkan bila
terjadi packet loss maka tidak ada proses pengiriman ulang paket.
4.3.3.2 Sistematika Pengukuran
Konfigurasi yang digunakan untuk pengukuran packet loss sama seperti yang
digunakan untuk pengukuran one way delay dan jitter. Capture data dilakukan dengan
filter khusus paket RTP. Berikut hasil pengukuran packet loss:
Tabel 4.8 Hasil Pengukuran Packet Loss
Lokasi Codec
Packet Loss
(%)
Seminar Room
G.711 1.571
G.723.1 1.932
Bale Endah
G.711 0.080
G.723.1 0.268
Pintu Tol
Cileunyi
G.711 2.365
G.723.1 3.175
Rancaekek
G.711 0.000
G.723.1 0.000
4.3.3.3 Analisa Hasil Pengukuran
Berdasarkan rekomendasi ITU bahwa nilai packet loss yang masih bisa di
toleransi adalah 5%. Dari hasil pengukuran terlihat nlai packet loss masih termasuk
dalam rekomendasi, sehingga packet loss masih dapat diterima.
Secara teori, paket yang menggunakan RTP sebagai protokol transportnya
memiliki kemungkinan paket loss yang lebih besar karena karakteristik dari protokol BAB IV Pengujian dan Analisa Pengukuran
Pengujian Performansi VoIP pada Jaringan WiMAX 48
RTP yang tidak menjamin pengiriman paket-paket data untuk sampai pada tujuan. Hal
ini disebut dengan best effort delivery service. Namun tidak ada pengiriman ulang
untuk paket data yang hilang.
Demikian juga dengan sifat jaringan yang digunakan. Jaringan wireless
mempunyai sifat yang lebih rentan terhadap gangguan. Faktor multipath fading,
pantulan, dan fasa yang berubah setiap saat juga sangat berpengaruh pada keutuhan
paket yang diterima. Dari hasil pengukuran bisa dilihat bahwa jarak tidak terlalu
berpengaruh terhadap nilai packet loss. Kondisi propagasi antara BS dan SS yang
cukup berpengaruh terhadap nilai packet loss. Untuk kondisi NLOS seperti pada
lokasi Seminar Room dan Pintu Tol Cileunyi nilai packet loss-nya lebih besar
dibandingkan untuk lokasi dengan kondisi propagasi LOS seperti pada Bale Endah
dan Rancaekek.
4.4 Estimasi Parameter Hasil Pengukuran ke MOS
Untuk menentukan nilai akhir MOS, maka terlebih dahulu harus dilakukan
penentuan parameter dalam E-Model. E-Model didefinisikan dalam standar ITU
recommendation G.107. Dengan E-Model bisa dilakukan perhitungan kualitas layanan
dalam jaringan packet switch. Nilai akhir dari estimasi E-Model disebut dengan “R
factor”. R factor didefinisikan sebagai faktor kualitas transmisi dari beberapa
parameter yang mempengaruhi kualitas layanan suara di dalam jaringan. Persamaan
untuk R-factor dituliskan pada Persamaan 3.10.
Dari persamaan itu terdapat nilai Id dan Ief, maka dicari terlebih dahulu nilai Id
dan Ief.
™ Perhitungan nilai Id
Niali Id berkaitan dengan delay network yang terjadi. Nilai Id dapat diperoleh
dengan persamaan 3.11.
Id adalah faktor kerusakan yang disebabkan oleh delay.
Tabel 4.9 Perhitungan Perhitungan Nilai Id
Lokasi Codec
Delay
Network
(ms)
H(x) Id
Seminar
Room
G.711 38.509 0 0.924216
G.723.1 38.681 0 0.928344
Bale Endah
G.711 40.375 0 0.969
G.723.1 41.046 0 0.985104 BAB IV Pengujian dan Analisa Pengukuran
Pengujian Performansi VoIP pada Jaringan WiMAX 49
Lokasi Codec
Delay
Network
(ms)
H(x) Id
Pintu Tol
Cileunyi
G.711 42.782 0 1.026768
G.723.1 42.893 0 1.029432
Rancaekek
G.711 40.675 0 0.9762
G.723.1 42.045 0 1.00908
™ Perhitungan nilai Ief
Nilai Ief sangat erat kaitannya dengan packet loss, hal tersebut dapat dilihat
dari persamaan 3.12. Dengan e adalah nilai desimal dari packet loss. Dalam teknologi
VoIP nilai packet loss harusnya serendah mungkin, karena yang dikirim merupakan
paket suara yang dalam proses pengirimannya tidak ada proses retransmisi.
Dengan menggunakan persamaan tersebut maka nilai Ief dapat di lihat pada tabel di
bawah ini :
Tabel 4.10 Hasil Perhitungan Nilai Ief
Lokasi Codec Packet loss Ief
Seminar
Room
G.711 0.01571 13.34791
G.723.1 0.01932 14.63461
Bale Endah
G.711 0.00080 7.35786
G.723.1 0.00268 8.18239
Pintu Tol
Cileunyi
G.711 0.02365 16.10851
G.723.1 0.03175 18.6852
Rancaekek
G.711 0.00000 7
G.723.1 0.00000 7
™ Perhitungan Nilai R Factor
Perhitungan R faktor dapat dihitung dengan menggunakan persamaan 3.10.
Dengan memasukan nilai hasil pengukuran dari Id dan Ief pada persamaan di atas,
maka nilai R factor didapatkan sebagai berikut :
Tabel 4.11 Hasil Perhitungan Nilai R Factor
Lokasi Codec Id Ief R Factor
Seminar Room
G.711 0.92422 13.3479 79.92787
G.723.1 0.92834 14.6346 78.63705
Bale Endah
G.711 0.969 7.35786 85.87314
G.723.1 0.9851 8.18239 85.03251
Pintu Tol
Cileunyi
G.711 1.02677 16.1085 77.06472
G.723.1 1.02943 18.6852 74.48537
Rancaekek
G.711 0.9762 7 86.2238
G.723.1 1.00908 7 86.19092 BAB IV Pengujian dan Analisa Pengukuran
Pengujian Performansi VoIP pada Jaringan WiMAX 50
™ Konversi Nilai R Factor ke Nilai MOS
Nilai MOS (Mean Opinion Score) merupakan acuan yang digunakan untuk
mengetahui kualitas suara yang dihasilkan dari suatu pengujian. Nilai MOS ini
merupakan standarisasi dari ITU- P800. berdasarkan hasil perhitungan pada Tabel
4.11, Nilai R-factor yang dihasilkan berada para range 0 < R < 100. maka nilai MOS
diperoleh dari persamaan 3.16. Berikut adalah tabel hasil perhitungan MOS:
Tabel 4.12 Konversi Nilai R Factor ke Nilai MOS
Lokasi Codec R Factor MOS
Seminar Room
G.711 79.92787 4.021073
G.723.1 78.63705 3.971673
Bale Endah
G.711 85.87314 4.225229
G.723.1 85.03251 4.199069
Pintu Tol
Cileunyi
G.711 77.06472 3.908221
G.723.1 74.48537 3.799544
Rancaekek
G.711 86.2238 4.236037
G.723.1 86.19092 4.234771
Dari hasil perhitungan tersebut dapat dilihat bahwa hasil MOS yang diperoleh
dari pengujian berada pada berkisar antara angka 3,7 – 4,2. Berdasarkan nilai korelasi
antara R Factor dengan nilai MOS pada Gambar 3.14 maka bisa diambil pernyataan
bahwa nilai MOS ada pada kategori some user dissatisfied dan user satisfied. Hal ini
bisa diakibatkan karena untuk daerah dengan kondisi propagasi antara BS dan SS
yang NLOS memiliki nilai packet loss yang terjadi cukup besar.
51
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
1. Aplikasi VoIP layak dilewatkan melalui jaringan WiMAX, hal ini dapat
dilihat dari nilai MOS yang didapat berada pada kisaran 3,7 – 4,2.
2. Secara keseluruhan nilai one way delay, jitter dan packet loss pada
pengukuran baik dengan menggunakan codec G.711 maupun codec G.723.1
masih berada dalam kategori yang diperbolehkan untuk komunikasi VoIP,
untuk delay < 150 ms, jitter < 30 ms dan packet loss < 5 %.
3. Jarak pengukuran paling jauh dari base station dimana sinyal dapat diterima
dengan baik adalah 32,8 km di lokasi pengukuran Rancaekek dengan kondisi
propagasi antara BS dan SS adalah LOS
4. Nilai throughput bergantung terhadap jenis modulasi yang digunakan. Nilai
maksimal throughput bisa mencapai 1,90 Mbps untuk downlink dan 0,475
Mbps. Nilai yang terukur pada pengukuran hanya sebesar 63,67 % dari nilai
spesifikasi perangkat.
5. Nilai one way delay tidak terlalu dipengaruhi oleh jarak. Untuk codec G.723.1
nilai one way delay lebih besar dikarenakan nilai processing delay dan
packetization delay-nya lebih besar.
6. Nilai packet loss terbesar terjadi pada lokasi Pintu Tol Cileunyi, hal ini
dikarenakan kondisi propagasi antara BS dan SS adalah NLOS yang
memyebabkan keutuhan paket banyak yang hilang karena pengaruh multipath
fading dan pantulan.
7. Selain kondisi propagasi antara BS dan SS, nilai SQI berpengaruh terhadap
nilai SNR. Nilai SNR yang diterima oleh CPE menentukan jenis modulasi
yang akan digunakan. Nilai SQI berpengaruh terhadap nilai RSSI yang
diterima oleh CPE. Dari pengukuran didapat bahwa nilai SQI yang berada di
atas nilai standard akan memberikan nilai SNR yang cukup tinggi, sedangkan
semakin tinggi nilai SQI maka nilai RSSI-nya juga semakin besar.
BAB V Kesimpulan dan Saran
Pengujian Performansi VoIP pada Jaringan WiMAX 52
5.2 Saran
1. Untuk mengatasi masalah pada beberapa lokasi yang mendapatkan kualitas
sinyal yang rendah maka bisa dilakukan dengan menambah gain antena pada
CPE atau menambah daya pancar pada antena BS.
2. Untuk selanjutnya dapat dilakukan pengukuran dengan menambah jumlah titik
lokasi untuk posisi CPE dan menambah jumlah user agar bisa dilihat lebih
detail lagi performansi VoIP pada jaringan WiMAX.
3. Bisa dilakukan pengukuran untuk melihat performansi aplikasi video seperti
IPTV dan video conference pada jaringan WiMAX.
4. Pengukuran selanjutnya bisa digunakan standard IEEE 802.16e yang mampu
mendukung tipe akses mobile.
Langganan:
Postingan (Atom)