ANALISA PERBANDINGAN UNJUK KERJA PROTOKOL SIP DAN IAX2 PADA JARINGAN VoIP
TUGAS AKHIR Diajukan Guna Memenuhi Persyaratan Untuk Memperoleh Gelar Sarjana Strata Satu (S1) Jurusan Teknik Elektro
Disusun oleh : I PUTU WINDUSARA NIM. 0319451025
PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS UDAYANA DENPASAR - BALI 2012 i
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS UDAYANA
LEMBAR PENGESAHAN REVISI TUGAS AKHIR JUDUL
: ANALISA
PERBANDINGAN
UNJUK
KERJA
PROTOKOL SIP DAN IAX2 PADA JARINGAN VOIP NAMA
: I PUTU WINDUSARA
NIM
: 0319451025
UNIVERSITAS
: UNIVERSITAS UDAYANA
FAKULTAS
: TEKNIK
PROGRAM STUDI
: TEKNIK ELEKTRO
BIDANG STUDI
: JARINGAN TELEKOMUNIKASI
DIUJI TANGGAL
: 3 APRIL 2012
Menyetujui, Dosen Penguji :
Dosen Pembimbing :
1. Ir. Linawati, M.Eng.Sc., Ph.D. NIP. 19660824 199103 2 001
1. Ir. Pande Ketut Sudiarta, M.Erg. NIP. 19671030 199303 1 003
2. Gede Sukadarmika, ST., MT. NIP. 19670506 199512 1 003
2. Ngurah Indra Erawan, ST., M.Sc. NIP. 132 303 077
3. Putu Ayu Rhamani Suryadhi, ST., MTE. NIP. 19781207 200112 2 001
ABSTRAK
Voice over Internet Protocol (VoIP) merupakan suatu sistem yang menggunakan jaringan Internet untuk mengirimkan paket suara dari suatu tempat ke tempat lain. Untuk membangun komunikasi mengguanakan VoIP diperlukan protocol pensinyalan. Banyaknya jenis protocol pensinyalan menimbulkan pertanyaan yang berkaitan dengan kulaitas layanan VoIP. Protocol yang paling banyak digunakan saat ini adalah protocol SIP dan IAX2. Pada Tugas Akhir ini diamati pengaruh protocol pensinyalan terhadap kualitas layanan VoIP. Dengan menggunakan protocol SIP (Session Initiation Protocol) dan IAX2 (Inter Asterisk Excange versi 2). Pengamatan kualitas layanan dilakukan dengan metode objektif. Pengamatan dilakukan dengan pengaturan bandwidth yang dibutuhkan masingmasing codec dengan HTB. Selama proses komunikasi berlangsung diamati kepadatan trafik yang terpakai menggunakan PRTG, delay total dan paket loss dengan melihat statistik pada Wireshark, serta penilaian MOS dengan mengguanakan E-model. Dari hasil pengamatan tentang unjuk kerja protocol SIP dan IAX2 pada jaringan VoIP, protocol SIP memerlukan bandwidth minimal 86 kbps untuk codec G.711 dan 35 kbps untuk codec GSM, sedangkan protokol IAX2 memerlukan bandwidth minimal 83 kbps untuk codec G.711 dan 32 kbps untuk codec GSM. Protocol SIP dan IAX2 menunjukkan kualitas layanan (delay, packet loss, dan MOS) yang sama. Protocol IAX2 memiliki kinerja lebih bagus karena IAX2 memiliki kontrol jaringan sehingga sebelum terjadi loss, server akan memutus komunikasi secara sepihak. Jika bandwidth yang diberikan sesuai dengan kebutuhan masing-masing codec tidak mempengaruhi kualitas layanan dari VoIP. Dan penggunaan bandwidth yang lebih kecil dari kebutuhan dapat mempengaruhi kualitas suara yang dihasilkan dimana semakin kecil bandwidth yang diberikan maka kualitas suara yang dihasilkan semakin buruk.
Kata kunci: VoIP, SIP, IAX2, codec, bandwidth
iv
ABSTRACT
Voice over Internet Protocol (VoIP) is a system that uses the Internet to transmit voice packets from one place to another. To establish communication using VoIP signaling protocol is required. Many types of signaling protocol raises questions relating to kulaitas VoIP service. Most widely used protocol today is SIP and IAX2 protocol. At this Final observed effect of signaling protocol for VoIP service quality. By using the SIP protocol (Session Initiation Protocol) and IAX2 (Inter Asterisk Excange version 2). Observation of the quality of services performed by an objective method. Observations made by setting the required bandwidth of each codec with HTB. During the ongoing process of communication traffic density was observed in use using PRTG, total delay and packet loss statistics by looking at Wireshark, as well as evaluating MOS by using the E-model. From the observation of the performance of SIP and IAX2 protocol on VoIP networks, SIP protocol requires a minimum bandwidth of 86 kbps for G.711 codec, and 35 kbps for GSM codec, while the IAX2 protocol requires a minimum bandwidth of 83 kbps for G.711 codec, and 32 kbps for GSM codec. SIP and IAX2 protocol shows the quality of service (delay, packet loss, and MOS) are the same. IAX2 protocol has better performance because IAX2 has a network control so that before the loss, the server will decide unilaterally communication. If the bandwidth is given in accordance with the needs of each codec does not affect the quality of VoIP services. And the use of a smaller bandwidth requirements may affect the quality of sound produced when the less bandwidth is given then the resulting sound quality is getting worse.
Key word: VoIP, SIP, IAX2, codec, bandwidth
v
KATA PENGANTAR
Dengan memanjatkan doa dan puji syukur kehadirat Tuhan Yang Maha Esa, atas segala limpahan rahmat dan hidayah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan usulan Tugas Akhir ini yang berjudul : “Analisa Perbandingan Kinerja Protokol SIP dan IAX2 Pada Jaringan VoIP”. Penulis menyadari akan keterbatasan pengetahuan dan kemampuan yang penulis miliki, sehingga dalam penulisan usulan Tugas Akhir ini mungkin terdapat banyak kekurangan. Oleh karena itu, penulis mengharapkan kritik dan saran yang membangun dari semua pihak. Ucapan-ucapan terima kasih dan rasa hormat tentunya perlu penulis sampaikan
kepada
pihak-pihak
yang
telah
berperan
dan
membantu
terselesaikannya laporan ini, diantaranya : 1. Bapak Ir. Lie Jasa, M.T., selaku Ketua Jurusan Teknik Elektro. 2. Bapak Ir. Pande Ketut Sudiarta, M.Erg., selaku dosen pembimbing I yang telah memberikan bimbingan dan perhatian. 3. Bapak Ngurah Indra Erawan, S.T., M.T., selaku dosen pembimbing II yang telah memberikan bimbingan dan perhatian. 4. Teman-teman penulis yang telah memberikan bantuan dan dukungan selama penulis menyusun usulan Tugas Akhir ini. Akhir kata penulis mohon maaf apabila terdapat kesalahan dan kekeliruan dalam penyusunan usulan Tugas Akhir ini. Semoga usulan Tugas Akhir ini dapat bermanfaat bagi kita semua. Denpasar, 29 April 2012
Penyusun
vi
DAFTAR ISI
LEMBAR JUDUL .........................................................................................
i
LEMBAR PERNYATAAN ............................................................................
ii
LEMBAR PENGESAHAN ............................................................................
iii
ABSTRAK ......................................................................................................
iv
ABSTRACT ....................................................................................................
v
KATA PENGANTAR ....................................................................................
vi
DAFTAR ISI ...................................................................................................
vii
DAFTAR GAMBAR .....................................................................................
ix
DAFTAR TABEL ..........................................................................................
xiv
DAFTAR ISTILAH DAN SINGKATAN ......................................................
xii
BAB
I
PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang ..........................................................................
1
1.2
Rumusan Masalah .....................................................................
2
1.3
Tujuan .......................................................................................
2
1.4
Manfaat .....................................................................................
3
1.5
Ruang Lingkup dan Batasan Masalah ........................................
3
1.6
Sitematika Penulisan .................................................................
3
BAB II 2.1
TINJAUAN PUSTAKA Voice Over Internet Protokol .....................................................
5
2.1.1
Format Paket VoIP .........................................................
6
2.1.2
Kualitas Layanan VoIP ..................................................
7
2.1.2.1 Delay ..................................................................
7
2.1.2.2 Jitter ...................................................................
9
2.1.2.3 Loss packet .........................................................
10
2.1.2.4 Penilain MOS .....................................................
11
2.1.2.5 E-Model ............................................................
12
2.1.3
Bandwidth ......................................................................
13
2.1.4
Bit Rate ..........................................................................
13
vii
2.2
Arsitektur Jaringan VoIP............................................................
14
2.3
Konfigurasi Jaringan VoIP.........................................................
15
2.3.1
Hubungan telepon ke telepon .........................................
15
2.3.2
Hubungan antar perangakat berbasis IP .........................
16
2.3.3
Gabungan perangkat telepon dengan perangkat berbasis IP 17
2.4
Protokol .....................................................................................
18
2.5
Protokol SIP ..............................................................................
21
2.5.1
Susunan protokol SIP .....................................................
21
2.5.2
Komponen SIP ...............................................................
23
2.5.3
Alamat pada SIP .............................................................
24
2.5.4
Pesan pada SIP ...............................................................
24
2.4.4.1 Header field ........................................................
25
2.4.4.2 SIP request .........................................................
26
2.4.4.3 SIP response .......................................................
27
Protokol IAX2 ............................................................................
29
2.6.1
Pesan pada IAX ..............................................................
30
2.6.2
Frame type .....................................................................
33
2.6.3
Kelebihan protokol IAX ................................................ `
36
Standar Kompresi Data Suara ...................................................
37
2.7.1
G.711 ..............................................................................
37
2.7.2
GSM ...............................................................................
37
Manajemen Jaringan ..................................................................
40
2.8.1
HTB (Hierarchical Token Bucket) .................................
40
2.8.2
PRTG (Paessler Router Traffic Grapher) .....................
43
2.8.3
Wireshark .......................................................................
43
2.8.4
Zoiper ............................................................................
44
2.6
2.7
2.8
BAB III
METODOLOGI
3.1
Tempat dan Waktu Peneltian ....................................................
45
3.2
Data ...........................................................................................
45
3.2.1
Sumber data....................................................................
45
3.2.2
Jenis data .......................................................................
45
3.2.3
Teknik pengumpulan data .............................................
46
viii
3.3
Skenario Penelitian.....................................................................
46
3.4
Spesifikasi Hardware dan Software ...........................................
48
3.5
Metode Analisis .........................................................................
49
3.6
Alur Analisis .............................................................................
53
BAB IV PEMBAHASAN 4.1
Umum ........................................................................................
56
4.2
Konfigurasi Jaringan Untukk Penelitian ....................................
57
4.3
Instalasi dan Konfigurasi Server VoIP .......................................
58
4.4
Instalasi dan Konfigurasi Manajemen Bandwidth .....................
61
4.5
Instalasi dan Konfigurasi Softwere monitoring .........................
65
4.5.1
PRTG .............................................................................
65
4.5.2
Wireshark .......................................................................
66
4.6
Proses PengujianKualitas layanan VoIP ....................................
67
4.7
Call Setup VoIP .........................................................................
68
4.8
Penentuan Nilai Bandwidth .......................................................
73
4.9
Analisis Kualitas Layanan VoIP ................................................
76
4.9.1
Codec G.711 A-law ........................................................
76
4.9.2
Codec GSM ....................................................................
85
4.10 Perbandingan Protokol SIP dan IAX2 .......................................
93
BAB V PENUTUP 5.1
Simpulan ....................................................................................
94
5.2
Saran ........................................................................................
95
DAFTAR PUSTAKA
ix
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1
Diagram VoIP ............................................................................
5
Gambar 2.2
Format paket VoIP ....................................................................
6
Gambar 2.3
jitter pada paket .........................................................................
9
Gambar 2.4
Konfigurasi telepon melalui internet .........................................
15
Gambar 2.5
Komunikasi antar perangkat PC ................................................
16
Gambar 2.6
Hubungan PC menggunakan Router .........................................
16
Gambar 2.7
Hubunngan PC menggunakan telepon ......................................
17
Gambar 2.8
Gabungan perangkat telepon dengan perangkat berbasis IP .....
18
Gambar 2.9
Arsitektur protokol SIP..............................................................
22
Gambar 2.10 Proses komunikasi menggunakan protokol IAX .......................
29
Gambar 2.10 Full frame ..................................................................................
31
Gambar 2.11 Mini frame .................................................................................
33
Gambar 2.12 Cara kerja token bucket filter (TBF) ..........................................
41
Gambar 3.1
Skema jaringan VoIP dengan 2 client .......................................
47
Gambar 3.2
Alur analisis ...............................................................................
53
Gambar 4.1
Skema jaringan VoIP dengan 2 client .......................................
57
Gambar 4.2
Instalasi Briker...........................................................................
58
Gambar 4.3
Halaman Login Briker 1.2 .........................................................
59
Gambar 4.4
Menu Add Extention .................................................................
60
Gambar 4.5
Setting Extention pada Briker 1.2 .............................................
61
Gambar 4.6
Tampilan Awal Webmin ...........................................................
62
Gambar 4.7
Instalasi Modul HTB Melalui Webmin .....................................
63
Gambar 4.8
Tampilan Hierarchy token Bucket Queuing ..............................
63
Gambar 4.9
Tampilan Wireshark ..................................................................
66
Gambar 4.10 Call flow pada komunikasi VoIP menggunnakan Protokol SIP
68
Gambar 4.11 Call Flow pada komunikasi VoIP menggunakan Protokol IAX2 70 Gambar 4.12 Grafik PRTG codec G.711 a-law pada bandwidth 120 kbps pada protokol SIP ......................................................................
76
Gambar 4.13 Grafik PRTG codec G.711 a-law pada bandwidth 120 kbps pada protokol IAX2................................................................... x
77
Gambar 4.14 Grafik PRTG codec G.711 a-law pada bandwidth 83 kbps pada protokol SIP ......................................................................
77
Gambar 4.15 Grafik PRTG codec G.711 a-law pada bandwidth 80 kbps pada protokol IAX2...................................................................
78
Gambar 4.16 Perbandingan delay terhadap ketersediaan bandwidth untuk codec G.711 a-law pada tiap-tiap protocol ...............................
79
Gambar 4.17 Grafik perbandingan jitter dengan ketersediaan bandwidth untuk codecG.711 a-law pada tiap-tiap protocol ......................
81
Gambar 4.18 Grafik PRTG codec GSM pada bandwidth 50 kbps pada protokol SIP ..............................................................................
85
Gambar 4.19 Grafik PRTG codec GSM pada bandwidth 50 kbps pada protokol IAX2 ...........................................................................
86
Gambar 4.20 Grafik PRTG codec GSM pada bandwidth 32 kbps pada protokol SIP ..............................................................................
86
Gambar 4.21 Grafik PRTG codec GSM pada bandwidth 31 kbps pada protokol IAX2 ...........................................................................
86
Gambar 4.22 Grafik perbandingan delay terhadap ketersediaan bandwidth untuk codec GSM pada tiap-tiap protocol ................................
88
Gambar 4.23 Grafik perbandingan jitter dengan ketersediaan bandwidth untuk codec GSM pada tiap-tiap protocol ................................
xi
89
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1
Link layer header size ...................................................................
7
Tabel 2.2
Pengelompokan waktu tunda berdasarkan ITU-T G.144..............
8
Tabel 2.3
Standar tingkat paket hilang ..........................................................
10
Tabel 2.4
Penilaian MOS terhadap kualitas layanan VoIP ...........................
11
Tabel 2.5
Hubungan metode kompresi dan penilaian MOS .........................
11
Table 2.6
OSI layer .......................................................................................
20
Tabel 2.7
Kelas respon SIP ...........................................................................
28
Tabel 2.8
Control frame subclass .................................................................
35
Tabel 2.9
IAX frame subclass .......................................................................
35
Tabel 2.10 Perbandingan Jenis-jenis codec.....................................................
40
Table 4.1
Pengamatan codec G.711 a-law ....................................................
78
Table 4.2
Packet loss codec G.711 a-law......................................................
81
Table 4.3
Nilai MOS codec G.711 A-law .....................................................
83
Table 4.4
Pengamatan codec GSM ...............................................................
85
Table 4.5
Packet loss codec GSM .................................................................
90
Table 4.6
Nilai MOS untuk codec GSM ......................................................
91
xii
DAFTAR ISTILAH DAN SINGKATAN
HTB
: Hierarchical Token Bucket
IAX2
: Inter-Asterisk exchange versi 2
ICMP
: Internet Control Message Protocol
IP
: Internet Protocol
ITU-T
: International Telecommunication Union - Telecommunication Sector
LAN
: Local Area Network
MGCP
: Media Gateway Control Protocol
MOS
: Mean Opinion Score
ms
: mili second
NAT
: Network Address Translation
PCM
: Pulse Code Modulation
PING
: Packet Internet Gopher
PRTG
: Paessler Router Traffic Grapher
PSTN
: Public Switch Telephone Network
rate
: kecepatan
RTCP
: Realtime Transport Control Protocol
RTP
: Realtime Transport Protocol
RTT
: Round Trip Time
SIP
: Session Initiation Protocol
SSL
: Secure Socket Layer
TBF
: Token Bucket Filter
TCP
: Transfer Control Protocol
UA
: User Agent
UDP
: User Datagram Protocol
VoIP
: Voice over Internet Protocol
VPN
: Virtual Private Network
xiii
