BAB 2 LANDASAN TEORI
2.1
Network [17] Network (jaringan) adalah kumpulan dua atau lebih komputer yang masing-
masing berdiri sendiri dan terhubung melalui sebuah teknologi. Hubungan antar komputer tersebut tidak terbatas berupa kabel tembaga saja, namun juga bisa melalui fiber optic, gelombang microwave, infrared, bahkan melalui satelit. Secara umum network mempunyai beberapa manfaat yang lebih dibandingkan dengan komputer yang berdiri sendiri. Adapun manfaat yang didapat dalam membangun network adalah sebagai berikut : -
Sharing resources
-
Media komunikasi
-
Integrasi data
-
Sumber daya lebih efisien dan informasi terkini
Berdasarkan tipe transmisinya network dibagi menjadi dua bagian besar yaitu: broadcast dan point-to-point. Dalam broadcast network, komunikasi terjadi dalam sebuah saluran komunikasi yang digunakan secara bersama-sama. Data berupa paket yang dikirimkan dari sebuah komputer akan disampaikan ke tiap komputer yang ada dalam jaringan tersebut. Paket data hanya akan diproses oleh komputer tujuan dan akan dibuang oleh komputer yang bukan tujuan paket tersebut. Sedangkan pada point-to-point network, komunikasi data terjadi melalui beberapa koneksi antar sepasang komputer, sehingga untuk mencapai tujuannya sebuah paket mungkin harus melalui beberapa 7
8 komputer terlebih dahulu. Oleh karena itu, dalam tipe jaringan ini, pemilihan jalur yang baik menentukan bagus tidaknya koneksi data yang berlangsung.
2.2
Jenis Network [15] 2.2.1
Definisi dan Ciri-ciri Local Area Network (LAN) LAN (Local Area Network) adalah sebuah jaringan komputer yang
dibatasi oleh area geografik yang relatif kecil dan umumnya berada dalam lingkungan seperti perkantoran atau sekolahan dan dalam satu kompleks. Dalam koneksi jaringan ini, umumnya ada satu komputer yang dijadikan sebuah server. Server tersebut dapat digunakan untuk menyimpan berbagai macam piranti lunak (software) yang dapat dimanfaatkan untuk mengatur jaringan ataupun sebagai piranti lunak yang akan digunakan oleh komputer yang terhubung ke jaringan tersebut. Ciri-ciri LAN (Local Area Network) adalah sebagai berikut : 1. Beroperasi pada area yang terbatas 2. Memiliki kecepatan transfer yang tinggi 3. Dikendalikan secara private oleh administrator local 4. Menghubungkan peralatan yang berdekatan. 2.2.2
Definisi dan Ciri – ciri Metropolitan Area Network (MAN) MAN (Metropolitan Area Network) merupakan jaringan yang area
cakupannya lebih besar dari LAN, misalnya antar wilayah dalam satu kota. MAN dapat menghubungkan beberapa LAN menjadi suatu bagian jaringan yang lebih besar lagi.
9 Ciri MAN (Metropolitan Area Network) adalah cakupan geografiknya lebih besar daripada LAN. Kecepatan transfer data dapat sama besar dengan kecepatan data transfer pada LAN biasa. 2.2.3
Definisi dan Ciri-ciri Wide Area Network (WAN) WAN (Wide Area Network) merupakan jaringan yang ruang lingkupnya
sudah terpisahkan oleh batas geografis dan biasanya sebagai penghubungnya sudah menggunakan media satelit ataupun kabel bawah laut. Ciri-ciri WAN (Wide Area Network) adalah sebagai berikut : 1. Beroperasi pada wilayah geografis yang sangat luas 2. Memiliki kecepatan transfer yang lebih rendah daripada LAN 3. Menghubungkan peralatan yang dipisahkan oleh wilayah yang luas, bahkan secara global.
2.3
Referensi Model Jaringan 2.3.1 Model TCP / IP Layer [14] Model TCP / IP (Transmission Control Protocol / Internet Protokol) diciptakan oleh US Department of Defence (DoD), karena DoD ingin mendesain network yang dapat tetap berfungsi dalam kondisi apapun.
Gambar 2.1 TCP / IP Layer
10 TCP / IP terdiri dari 4 layer, antara lain : 1. Network Access Layer (Physical / Link Layer) Layer ini bertugas untuk mengatur semua hal-hal yang diperlukan sebuah paket IP agar dapat dikirimkan melalui sebuah medium fisik jaringan, termasuk di dalamnya ditail teknologi LAN dan WAN. 2. Internet Layer Layer ini memiliki tugas utama untuk memilih jalur terbaik yang akan dilewati oleh sebuah paket data dalam sebuah jaringan. Selain itu, layer ini juga bertugas untuk melakukan packet switching untuk mendukung tugas utama tersebut. Protokol yang ada pada layer ini : a) Internet Protocol (IP) Internet
Protocol
(IP)
adalah
protokol
yang
berorientasi pada data, yang mengatur bagaimana data dikirim dari satu komputer ke komputer lain dalam suatu jaringan komputer. Setiap perangkat keras (host) yang berada dalam jaringan internet setidaknya mempunyai satu IP Address yang bersifat unik yang membedakan dari host lain. b) Internet Control Message Protocol (ICMP) Internet Control Message Protocol adalah protocol manajemen dan layanan messaging yang disediakan untuk IP.
11 c) Address Resolution Protocol (ARP) Address Resolution Protocol mencari alamat hardware dari host yang sudah diketahui alamat IP-nya. Jadi, ARP menerjemahkan alamat software (IP) menjadi alamat hardware. d) Reserve Address Resolution Protocol (RARP) Ketika IP digunakan oleh mesin diskless, tidak ada cara untuk mengetahui alamat IP-nya. Namun alamat MAC bisa diketahui. Reserve Address Resolution Protocol mengetahui identitas alamat IP untuk mesin diskless dengan cara mengirim paket yang mengikutsertakan alamat MAC dan meminta alamat IP untuk alamat MAC tersebut. 3. Transport Layer Layer ini menyediakan layanan pengiriman dari sumber data menuju ke tujuan data dengan cara membuat logical connection antara keduanya. Layer ini bertugas untuk memecah data dan membangun kembali data yang diterima dari application layer ke dalam aliran data yang sama antara sumber dan pengirim data. 4. Application Layer Layer ini berfungsi untuk menangani high-level protocol, masalah representasi data, proses encoding, dan dialog control yang memungkinkan terjadinya komunikasi antar aplikasi jaringan. Layer ini berisi spesifikasi protokol-protokol khusus
12 yang menangani aplikasi umum seperti Telnet, File Transfer Protocol (FTP), Domain Name System (DNS), dan lain-lain.
2.3.2
Model Referensi OSI [17] Pada model referensi OSI, ada tujuh layer yang pada tiap layernya
mengilustrasikan fungsi-fungsi jaringan. Ke tujuh layer tersebut adalah : 1.
Application Layer Layer ini adalah layer yang paling dekat dengan pengguna, layer ini menyediakan sebuah layanan jaringan kepada pengguna aplikasi.
2.
Presentation Layer Layer ini mengelola informasi yang disediakan oleh layer aplikasi supaya informasi yang dikirimkan dapat dibaca oleh layer aplikasi pada sistem lain.
3.
Session Layer Sesuai
dengan
namanya,
layer
ini
berfungsi
untuk
menyelenggarakan, mengatur, dan memutuskan sesi komunikasi. 4. Transport layer Layer ini berfungsi sebagai pemecah informasi menjadi paketpaket data yang akan dikirim dan penyusun kembali paket-paket data menjadi sebuah informasi yang diterima. 5.
Network Layer Network layer menyediakan transfer informasi diantara ujung sistem melewati beberapa jaringan komunikasi berurutan. Layer ini
13 dapat melakukan pemilihan jalur terbaik dalam komunikasi jaringan yang terpisah secara geografis (Path Selection). 6.
Data Link Layer Data Link layer berfungsi menghasilkan alamat fisik (physical addressing), pesan-pesan kesalahan (error notification), pemesanan pengiriman data (flow control).
7.
Physical Layer Physical layer berkaitan dengan karakteristik tinggi tegangan, periode perubahan tegangan, lebar jalur komunikasi (bandwidth), jarak maksimum komunikasi, dan konektor.
Gambar 2.2 Model referensi OSI Perbandingan Model OSI Layer dan TCP/IP Layer :
Gambar 2.3 Perbandingan Model OSI Layer dan TCP/IP Layer.
14 2.4
Topologi [15] Topologi adalah struktur yang terdiri dari jalur switch, yang mampu
menampilkan komunikasi interkoneksi diantara simpul-simpul dari sebuah jaringan. Topologi jaringan dibagi menjadi 2, yaitu : 1. Topologi Fisik Topologi Fisik menggambarkan struktur fisik dari sebuah jaringan. Ada beberapa jenis topologi secara fisik, yaitu : 1. Bus
Gambar.2.4 Topologi Bus Topologi ini menggunakan sebuah kabel backbone tunggal untuk menghubungkan node yang satu dengan yang lainnya dalam sebuah jaringan.
2. Ring
Gambar 2.5 Topologi Ring Topologi ini menghubungkan node yang satu dengan yang lainnya dimana node terakhir terhubung dengan node pertama sehingga node-node yang terkoneksi tersebut membentuk jaringan seperti sebuah cincin.
15 3. Star
Gambar 2.6 Topologi Star Topologi star menghubungkan semua node ke satu node pusat. Node pusat ini biasanya berupa hub atau switch. 4. Extended Star
Gambar 2.7 Topologi Extended Star Topologi ini menggabungkan beberapa topologi star menjadi satu. Hub atau switch yang dipakai untuk menghubungkan beberapa komputer pada satu jaringan dengan menggunakan topologi star, akan dihubungkan lagi ke hub atau switch utama. 5. Hierarchical
Gambar 2.8 Topologi Hierarchical Topologi ini hampir sama seperti topologi extended star. Yang menjadi perbedaan adalah topologi lain membentuk sebuah jaringan yang hirarki dimana ada node-node yang mengontrol dan dikontrol.
16 6. Mesh
Gambar 2.9 Topologi Mesh Topologi ini memungkinkan node yang satu terhubung atau lebih node lain dalam jaringan tanpa ada suatu pola tertentu. 7. Hybrid
Gambar 2.10 Topologi Hybrid Topologi hybrid merupakan gabungan dari beberapa topologi jaringan yang lain. Biasanya topologi ini digunakan pada WAN, karena setiap topologi mempunyai kelemahan sehingga jika digabungkan bisa didapat kualitas maksimum.
2.
Topologi Logical Menggambarkan bagaimana suatu data ditransmisikan kedalam jaringan.
17
Ada 2 jenis topologi secara logical, yaitu : 1. Broadcast Bersifat First In First Out / FIFO (dari sisi penerima) dan bersifat non-deterministic. Artinya host manapun yang merupakan bagian dari jaringan bisa mentransmit data (dalam waktu yang sama). 2. Token Pass Bersifat deterministic, artinya hanya host yang memiliki token saja yang bisa mentransmit data. Ketika sebuah komputer mendapatkan token tersebut, berarti komputer tersebut diperbolehkan melakukan pengiriman data pada jaringan yang ada. Namun apabila komputer tersebut tidak memiliki data yang akan dikirimkan, maka token akan dilewatkan ke komputer berikutnya. Kejadian seperti itu akan berulang – ulang terus karena token pass bersifat sekuensial.
2.5
Media transmisi data [7] a. Kabel UTP Kabel UTP (Unshielded Twisted Pair) merupakan kabel LAN yang paling banyak dipakai saat ini. Jenis kabel ini mudah dalam pemasangan, tidak mahal, dan memiliki kinerja yang baik. UTP yang digunakan untuk jaringan saat ini adalah UTP kategori 5 yang dapat mendukung transmisi data
18 sebesar 100 mbps dengan jarak maksimal 100 meter. Untuk menambah jarak jangkauan dapat dengan menggunakan repeater, hub, bridge atau switch. UTP terdiri dari 4 pasang kabel yang dipilin untuk mengurangi interferensi. Dalam pemasangannya UTP dihubungkan dengan menggunakan jack RJ-45 menurut susunan warna yang ditentukan.
Spesifikasi kabel berdasarkan bandwidth : a. Category 1 : hanya untuk transmisi voice b. Category 2 : bandwidthnya >4 Mbps c. Category 3 : bandwidthnya >10 Mbps d. Category 4 : bandwidthnya >16 Mbps e. Category 5 : bandwidthnya >100 Mbps f. Category 5e : bandwidthnya >100 Mbps (bisa sampai 1 Gbps) hanya berbeda pada kekebalan terhadap noise. g. Category 6 : bandwidthnya >1000 Mbps / 1 Gbps ke 4 twisted pair dibatasi oleh sekat PVC.
Standarisasi urutan kabel berdasarkan standar TIA/EIA : a. 568 B : PO O PH B PB H
PC
C
b. 568 A : PH H PO B PB O
PC
C
19 Tipe kabel untuk komunikasi fisik antar device : a. Straight – through Susunan kabelnya Pin 1
Pin 1
Pin 2
Pin 2
Pin 3
Pin 3
Pin 4
Pin 4
Pin 5
Pin 5
Pin 6
Pin 6
Pin 7
Pin 7
Pin 8
Pin 8
Tipe kabel straight digunakan untuk menghubungkan 2 device yang berbeda jenis (device yang bekerja pada layer
yang berbeda). Layer 3 device Æ pc, router Layer 2 device Æ switch, bridge Layer 1 device Æ hub, repeater Contoh : a.
pc <-> hub
b.
pc <-> switch
c.
router <-> hub
d.
router <-> switch
b. Crossover Susunan kabelnya :
20 Pin 1
Pin 3
Pin 2
Pin 6
Pin 3
Pin 1
Pin 4
Pin 4
Pin 5
Pin 5
Pin 6
Pin 2
Pin 7
Pin 7
Pin 8
Pin 8 Atau
Pin 1
Pin 1
Pin 2
Pin 2
Pin 3
Pin 3
Pin 4
Pin 4
Pin 5
Pin 5
Pin 6
Pin 6
Pin 7
Pin 7
Pin 8
Pin 8
Tipe kabel crossover digunakan untuk menghubungkan 2 device yang sama jenisnya (bekerja pada layer yang sama). a.
switch <-> switch
b.
pc <-> pc
c.
hub <-> hub
d.
router <-> router
e.
hub <-> switch
21 f.
pc <-> router
c. Rollover Susunan kabelnya : Pin 1
Pin 8
Pin 2
Pin 7
Pin 3
Pin 6
Pin 4
Pin 5
Pin 5
Pin 4
Pin 6
Pin 3
Pin 7
Pin 2
Pin 8
Pin 1
Tipe kabel crossover digunakan untuk komunikasi serial dari serial port pc (COM port) ke console port network device (contoh : router, switch) untuk melakukan konfigurasi pada network device tersebut. b. Kabel Coaxial Kabel coaxial adalah kabel yang pertama kali digunakan untuk LAN. Saat ini masih digunakan, walaupun banyak yang telah berganti dengan twisted-pair. Kabel coaxial dapat mendukung transmisi data hingga 10 mbps dengan jarak mencapai 500 meter. Tetapi harganya sedikit lebih mahal daripada UTP, dan pemasangannya sulit. c. Fiber Optic Biasanya digunakan untuk pengkabelan backbone. Kabel ini menggunakan berkas cahaya sebagai penghantar data. Kabel fiber optic tidak terpengaruh oleh aliran listrik maupun medan magnet, memiliki
22 kecepatan tinggi dan dapat mencapai jarak yang jauh tanpa kehilangan data. Kabel fiber optic jauh lebih mahal jika dibandingkan dengan kabel tembaga
biasa,
memerlukan
peralatan
yang
lebih
mahal,
dan
pemasangannya sulit. d. Wireless Wireless menggunakan media gelombang radio sebagai penghantar data. Untuk pengoperasiannya, diperlukan suatu unit receiver dan transmitter. Terdapat beberapa standar untuk operasi wireless, di antaranya adalah 802.11a, 802.11b, 802.11g. Frekuensi yang sering digunakan dalam transmisi wireless antara lain 2,4 GHz (bebas lisensi) dan 5 GHz. Kecepatan yang dapat dicapai oleh transmisi wireless adalah 54 Mbps.
2.6
Perangkat Jaringan Jenis device yang ada pada suatu jaringan : 1. End User Device End User Device berfungsi untuk memberikan service kepada user yang ada pada suatu jaringan. Contoh End User Device yang digunakan dalam skripsi adalah PC(Personal Computer). 2. Hub Fungsi hub mirip dengan repeater, perbedaannya adalah hub memiliki jumlah port lebih banyak daripada repeater. Hub disebut juga multi repeater. Sebuah hub dapat memiliki 4,8,12, bahkan 24 port. Dalam sebuah Hub terdapat penguat sinyal yang dapat menjangkau peralatan
23 yang berjarak 100 meter dari hub dan mengirimkannya kembali pada jarak yang sama. 3. Switch Switch berfungsi sama seperti bridge hanya saja switch memiliki lebih banyak port. Switch disebut juga multi-port bridge. Paket data yang dikirimkan oleh switch berdasarkan MAC (Media Access Control) address yang dituju untuk paket data. Ada dua jenis Switch, yaitu : Unmanageable Switch dan Manageable Switch. Unmanageable Switch hampir sama dengan hub tetapi transmisi datanya jauh lebih cepat dan datanya hanya dikirim kepada port yang dituju dalam jaringan saja. Manageable Switch memiliki kemampuan tambahan untuk membuat Virtual LAN dengan melakukan setting terhadap switch. 4. Router Router berfungsi untuk menghubungkan network yang satu dengan yang lain dan memilih jalur yang terbaik untuk mengirimkan paket data yang datang dari satu port yang dituju paket data tersebut. Router mengirimkan paket data berdasarkan IP address.
2.7
PBX dan IP PBX [13] PBX adalah sistem telepon yang ada dalam sebuah perusahaan atau organisasi
yang berfungsi sebagai call switch antar pengguna di dalam perusahaan atau organisasi dengan menggunakan jaringan internal. PBX dapat juga melakukan panggilan keluar. Ada yang mengenal PBX sebagai phone switch, yaitu perangkat yang menghubungkan antara telepon analog dalam suatu jaringan telepon lokal dengan jaringan telepon umum.
24 PBX menggunakan teknologi telepon analog pada awalnya, namun sekarang telah menggunakan teknologi telepon digital (sinyal digital diubah ke sinyal analog) untuk panggilan keluar pada local loop dengan menggunakan Plain Old Telephone Service (POTS). Tujuan dari penggunaan PBX adalah untuk menghemat biaya yang dibutuhkan untuk menarik kabel dari setiap pengguna ke central office (CO) perusahaan telepon. Umumnya sebuah PBX terdiri dari: •
Saluran trunk telepon (multiple phone) yang berakhir pada PBX.
•
Sebuah komputer atau perangkat dengan memori yang mengatur switching panggilan keluar dan ke dalam pada PBX.
•
Jaringan saluran pada PBX.
•
Sebuah console atau switchboard untuk sebuah operator (optional).
Fungsi utama PBX untuk me-routing incoming calls ke extension yang tepat dalam suatu kantor dan untuk membagi saluran telepon antar extension. Seiring berkembangnya jaman PBX memiliki penambahan fungsi, yaitu : •
Automated greetings untuk penelepon dengan menggunakan pesan yang telah direkam.
•
Dialing menus.
•
Koneksi ke voicemail.
•
Mendistribusikan panggilan ke sebuah departemen yang ingin dihubungi melalui automatic call distribution (ACD).
•
Teleconferencing.
25 •
Memberikan menu pilihan untuk melakukan panggilan langsung, seperti melakukan koneksi ke extension tertentu atau ke departemen.
•
Meng-hold panggilan ketika PBX akan menghubungkan ke user yang akan dihubungi.
•
Menyalakan music atau pesan tertentu ketika panggilan sedang di-hold.
•
Membawa pesan suara untuk semua extension atau departement pada umumnya.
•
Melakukan transfer panggilan antara sesama extension yang ada
•
Memberikan call record secara detail dan real-time system management.
¾ Cara kerja PBX Cara mengoperasikan PBX cukup mudah. Penelpon yang berada di luar jaringan suatu perusahaan, ingin menelpon seseorang di dalam perusahaan dengan menggunakan beberapa tipe telepon. Panggilan tersebut di-routing melalui PSTN menuju saluran telepon perusahaan yang disewa dari suatu perusahaan telepon. Sistem PBX menjawab panggilan dengan memberikan recorded greeting, memberikan menu pilihan koneksi ke penelpon dan merouting panggilan ke nomor extension yang diinginkan atau untuk melakukan holding queue (ACD queue atau hunt group) untuk sebuah departemen. Jika panggilan masuk tidak ingin dijawab dengan menggunakan recorded greeting (mesin), maka panggilan pertama kali akan di-routing ke operator atau receptionist yang kemudian akan mem-forward panggilan ke extension yang dituju. Panggilan akan di-transfer ke sebuah extension sehingga
26 pesawat telepon dari extension tersebut berbunyi. Jika pesawat telepon tersebut diangkat panggilan tersebut akan terhubung. Jika tidak, panggilan akan di-transfer ke voicemail atau ke extension lain yang memiliki group hunting yang sama, hal tersebut tergantung setting routing pada PABX.
¾ IP PBX IP PBX adalah sebuah sistem yang mempunyai fungsi utama menyediakan layanan VoIP (Voice Over IP) mulai dari registrasi user, call routing, call conference, interactive voice response, call forwarding, caller id, voice mail dan sebagainya. Dalam sebuah jaringan VoIP, selain terdapat IP PBX, juga terdapat beberapa client yang dapat saling berkomunikasi dengan baik dengan perantaraan IP PBX. Prinsip kerja dari sistem layanan VoIP adalah sebagai berikut : Clientclient yang terhubung dalam sistem tersebut mempunyai nomor IP Address sendiri. Untuk bisa berkomunikasi antar client, maka masing-masing client harus teregistrasi di IP PBX. Setelah teregistrasi, setiap client akan mendapat nomor user (user account). Jika sebuah client ingin berkomunikasi dengan client lain harus men-dial nomor user dari client tujuan sesuai dengan nomor yang telah teregistrasi pada IP PBX. Komunikasi antar client selalu dimonitor oleh server. Asterisk adalah salah satu software Server VoIP yang didistribusikan melalui GPL (GNU General Public License) dimana seperti software open source lainnya, dapat didownload gratis dari internet. Asterisk disebut
27 sebagai IP PBX, karena memiliki fungsi dan kemampuan layaknya PBX namun berbasis IP.
2.8
Pengertian VoIP [12] VoIP (Voice Over Internet Protocol) / Internet Telephony / IP Telephony
merupakan teknologi yang memungkinkan komunikasi jarak jauh melalui media internet. Sinyal analog yang dihasilkan dari suara kita di ubah menjadi sinyal digital. Hasil digitalisasi suara tersebut kemudian akan di kompresi dan dibentuk ke dalam paket – paket data yang ditransmisikan melalui jaringan internet. Untuk menyediakan layanan telepon konvensional, diperlukan sebuah protokol yang mampu membangun sebuah sesi komunikasi antar pengguna. Protokol ini disebut juga dengan signaling protocol atau call-control protocol. Ketika sebuah sesi komunikasi telah terbuka, maka ada protocol lain yang bekerja untuk mengantarkan data-data suara yang telah dipaketkan sehingga dapat direkonstruksi dengan baik pada tujuannya. Protokol ini disebut dengan media transfer protocol. Terdapat juga protokolprotokol lain untuk mendukung optimasi dari layanan VoIP, yang sifatnya opsional dan penggunaannya bergantung dari kebutuhan.
2.8.1 Sejarah Singkat VoIP [18] Tabel 2.1 Sejarah VoIP Tahun
Hal
1876
Penemuan Telepon oleh Alexander G.Bell
1915
Telepon menghubungkan benua – benua besar menggunakan
28 jalur teknologi : -POTS : Plain Old Telephone Systems - PSTN : Public Switched Telephone Networks 1973
ARPANET / Network Voice Protocol (Expremental)
1995
Volcatec ”Internet Phone” on PC486/33, modem soundcard tetapi masih half dulplex dengan kualitas suara rendah
1996
Perkembangan Digital Signal Prosesor (DSP)
1997
VOIP mulai memasuki pasar global
2000
VOIP mulai diterima oleh masyarakat
Sekarang Telepon ke telepon selular di AS dari telepon rumah di Indonesia (2008)
hanya Rp. 250/ mnt
2.8.2 Signaling Protocol [4] [6] Signaling Protocol dalam VoIP digunakan untuk membangun atau memutuskan sesi komunikasi, menyimpan informasi mengenai letak user, dan menegosiasikan kapabilitas. Protokol-protokol yang umum dipakai adalah H.323, IAX, dan SIP.
2.8.2.1 Protocol H.323 [4] [6] H.323 adalah sebuah standar yang diciptakan oleh international Telecommunication Union (ITU) yang merupakan sebuah organisasi di bawah naungan PBB dimana pemerintahan dan sektor private berkoordinasi dalam hal pelayanan jaringan komunikasi global.
29 H.323 diciptakan sebagai penyediakan mekanisme untuk mentransfer aplikasi multimedia melalui jaringan lokal atau Local Area Network (LAN). H.323 mencangkup semua aspek yang ada dalam melakukan VoIP. H.323 mengatur registrasi, admisi, dan status sebuah sesi komunikasi, H.225 mengatur cara membangun sesi komunikasi atau melakukan panggilan, dan H.245 untuk menentukan cara berkomunikasi atau kapabilitas komunikasi. Elemen dasar jaringan dari topologi H.323 adalah terminal, gatekeeper dan gateway. Terminal adalah perangkat yang berfungsi sebagai endpoint, yang melayani satu atau lebih user untuk melakukan pembicaraan dengan user lain. Gatekeeper adalah inti dari sebuah zona H.323 yang mengendalikan komponen – komponen yang di dalamnya. Sebuah zona H.323 terdiri dari gateway, dan terminal yang dikendalikan oleh sebuah gatekeeper. Gateway adalah pihak yang berfungsi menghubungkan antara protokol H.323 dengan sistem lainnya, seperti PSTN dan SIP.
2.8.2.2 IAX (Inter Asterisk Exchange) [13] IAX adalah protokol kontrol dan transmisi untuk media streaming melalui jaringan Internet Protocol (IP). IAX dapat digunakan untuk semua tipe media streaming termasuk video tetapi tujuan utama dari protokol ini adalah untuk mengontrol IP voice call. IAX biasanya digunakan untuk komunikasi VoIP antar Asterisk. Pada protokol ini sebenarnya sudah mencangkup 2 protokol yaitu untuk kontrol dan untuk transmisi, tidak seperti Session Initiation Protocol (SIP) dan Media Gateway Control Protocol (MGCP) yang merupakan protokol untuk kontrol sedangkan untuk
30 transmisinya masih dibutuhkan Real-Time Transfer Protocol (RTP). Tujuan utama didesainnya protokol ini adalah untuk meminimalisasi penggunaan bandwidth. IAX
menggunakan
User
Datagram
Protocol
(UDP)
dan
menggunakan port 4569. Berikut gambar ilustrasi hubungan antara 2 internet host yang menggunakan IAX.
Gambar 2.11 Komunikasi 2 buah host dengan menggunakan IAX. •
Call setup
Gambar 2.12 Scenario Call setup Gambar di atas mengilustrasikan alur message yang digunakan pada voicecall, contoh host A menginisiasi call dengan mengirimkan NEW message kepada host B. Host B kemudian mengirimkan pesan ACCEPT yang menandakan bahwa request sudah diterima dan menyatakan bahwa B telah siap. Host A kemudian kirim ACK
31 message ke host B yang menandakan bahwa telah menerima ACCEPT message dari B. Host B memulai ring teleponnya, pada saat ini dikirimlah RINGING message ke host A, host A kemudian mengirimkan ACK message ke host B yang menandakan bahwa A telah menerima RINGING message, ketika telepon diangkat, host B mengirimkan ANSWER message ke host A dan pengesetan untuk call telah selesai, keduanya sudah dapat berkomunikasi suara secara fullduplex antara host A dan host B. •
Call Teardown
Gambar 2.13 scenario call teardown Gambar di atas mengilustrasikan aliran pesan untuk call teardown, host A mengirimkan HANGUP message kepada host B, kemudian host B menerimanya dan mengirimkan ACK message yang mengindikasikan bahwa host B telah menerima permintaan teardown dan komunikasi pun selesai.
•
Format frame
32
Gambar 2.14 Format frame Penjelasan untuk format frame : Tabel 2.2 Penjelasan Format Frame
2.8.2.3
Session Initiation Protocol (SIP) [4] [6] Protokol yang dirancang dan diimplementasikan dalam penulisan
ini adalah protokol SIP, dengan alasan sebagai berikut : •
Mudah
diimplementasikan.
Membangun
jaringan
VoIP
berbasiskan komponen- komponen SIP lebih mudah karena
33 software yang digunakan banyak yang berlisensi open source dan mudah diperoleh serta status produksinya setara dengan komersil. •
Mudah
untuk
mengimplementasikan
fitur-fitur
baru
dan
digabungkan dengan layanan lainnya seperti Free Mail. •
Mampu bekerja untuk user agent yang berada di belakang NAT (Network Address Translation) atau common firewall dengan relatif mudah.
•
Kualitas suara dan sebagian besar penggunaan bandwidth diserahkan pada peer-to-peer.
•
Telah terbukti cukup baik untuk beberapa VoIP Service Provider, seperti VoIP Rakyat. SIP (Session Initiation Protocol) atau dikenal juga dengan IETF
RFC 3261 didesain sebagai protokol multimedia yang dapat memanfaatkan kegunaan dari arsitektur aplikasi internet yang sudah ada. Sebagai sebuah protokol panggil, SIP hanya mengatur bagaimana cara membangun dan menutup sebuah sesi komunikasi. SIP menggunakan protokol lainnya dari IETF untuk mengatur semua aspek dalam VoIP dan sesi komunikasi, seperti RTP untuk media transfer, SDP untuk menentukan cara berkomunikasi, URL untuk pengalamatan, Domain Name System (DNS) untuk menemukan suatu alamat, dan Telephony Routing over IP (TRIP) untuk pengaturan jalur panggilan. SIP adalah sebuah signaling protocol (application-layer control) untuk
menciptakan,
mengatur
dan
menghentikan
sesi
komunikasi
34 multimedia antara dua atau lebih peserta. Sesi komunikasi ini meliputi internet multimedia conference, internet telephone calls dan distribusi multimedia. SIP adalah signalling protocol, bukan media transfer protocol sehingga SIP tidak membawa paket data voice atau video. SIP memanfaatkan RTP (Real Time Tranport Protocol) untuk media transfer. SIP menggunakan protocol UDP port 5060, sedangkan RTP menggunakan protocol UDP pada port dinamis (disarankan untuk menggunakan port antara 8000-20000). Fungsi SIP: 1.
Inisiasi panggilan: • Membangun sebuah sesi komunikasi • Mengundang user lain untuk bergabung di dalam sesi komunikasi
2.
Modifikasi panggilan: • SIP dapat memodifikasi sesi komunikasi
3.
Pemutusan panggilan: • Menutup sesi komunikasi
4.
Presence • Mengumumkan status user pada user lain seperti: online, offline, away atau busy.
35 2.8.2.3.1 Komponen SIP [13] SIP memiliki beberapa komponen, yaitu SIP server yang meliputi proxy server, registrar server, dan redirect server, serta SIP user agent . Arsitektur SIP yang melibatkan beberapa komponen SIP .
Gambar 2.15 Komponen SIP. a.
User Agent User agent merupakan komponen SIP yang memulai,
menerima, menutup sesi komunikasi. User Agent dibagi menjadi dua jenis yaitu : 1.
User Agent Client (UAC), yaitu user agent yang memulai sesi komunikasi. User Agent Client dapat berupa software pada komputer (softphone) seperti X-Lite, SJphone atau berupa hardware seperti IP Phone.
2.
User Agent Server (UAS), yaitu user agent yang menerima atau menanggapi sesi komunikasi. Baik
36 kedua jenis user agent diatas dapat menutup sesi komunikasi. User agent client dapat berupa software pada komputer atau softphone (X-Lite, SJPhone, Windows Messenger) dan berupa hardware atau hardphone (IP Phone, USB Phone). Ada 2 tipe komunikasi antara user agent : ¾ Client / Server Client melakukan request atas service dan resource tertentu, dan server memenuhi request dengan merespon request yang diterima. Client bisa terputus dari server, namun server selalu aktif dan menunggu request dari client. ¾ Peer-to-peer (P2P) P2P berbeda dari client / server, karena user yang berhubungan sama-sama bisa memulai sesi dan mengirim request satu dengan lainnya. Tiap user menyediakan service dan resource, sehingga bila satu tidak aktif, yang lain bisa terhubung untuk mengakses resource dan bertukar pesan. Dalam hal ini, user agent dapat bertindak sebagai client maupun server dan dianggap sebagai peers. b.
Proxy Server Proxy server merupakan komponen penengah antar user
agent, bertindak sebagai server dan client yang menerima
37 request message dari user agent dan menyampaikan pada user agent lainnya. Request yang diterima dapat dilayani sendiri atau disampaikan (forward) pada proxy lain atau server lain. Proxy server menterjemahkan dan atau menulis ulang request message sebelum menyampaikan pada user agent tujuan atau proxy lain. Proxy server juga bertugas menyimpan data hasil sesi komunikasi yang terjadi antara UAC dan UAS. Proses kerja proxy server dijelaskan pada gambar 2.16, proxy server merupakan pusat komunikasi yang dapat dicapai oleh user agent secara langsung. Ketika user agent mengirimkan pesan “INVITE”, maka proxy server akan mencari alamat IP dari alamat yang dipanggil oleh pesan tersebut ke database dan meneruskan pesan “INVITE” tersebut ke alamat yang dipanggil berdasarkan alamat IP yang didapat.
Gambar 2.16 Proxy Server
38 c.
Redirect Server Redirect server merupakan komponen yang menerima
request message dari user agent, memetakan alamat SIP user agent atau proxy tujuan kemudian menyampaikan hasil pemetaan kembali pada user agent pengirim (UAC). Berbeda dengan dengan proxy server, redirect server tidak menyimpan data hasil sesi komunikasi antara UAC dan UAS setelah pemetaan disampaikan pada UAC. Redirect server juga tidak dapat memulai inisiasi request message. Proses kerja dapat dilihat pada gambar 2.17. Redirect server berfungsi sebagai perantara dan men-transfer panggilan bilamana alamat yang dipanggil oleh user tidak terdapat pada proxy server tersebut, melainkan pada proxy server lain. Bila redirect server berhasil mendapatkan alamat yang dipanggil pada proxy server lain, maka alamat tersebut akan dikirimkan kembali pada user agent untuk selanjutnya memakai alamat itu untuk menghubungi pihak yang dipanggil, bila alamat yang dituju tidak dapat dicari oleh redirect server, maka redirect server akan menolak permintaan “INVITE” user agent dengan paket “CANCEL”.
mengirimkan
39
Gambar 2.17 Redirect Server d.
Registrar Server Registrar server merupakan komponen yang menerima
request message REGISTER. Registrar server dapat menambahkan fungsi otentikasi user untuk validasi. Dengan kata lain registrar server menyimpan database user untuk otentikasi dan lokasi sebenarnya (berupa IP dan port) agar pengguna yang terdaftar dapat dihubungi oleh komponen SIP lainnya. Pada saat registrar server menerima otentikasi dari user dan sesuai dengan database pada registrar server maka user menerima paket “REGISTER” dan membalas dengan pesan “OK” bila berhasil dan “CANCEL” bila gagal. User agent atapun proxy server lain dapat melakukan registrasi pada
40 registrar server, ketika registrasi dilakukan oleh proxy server, maka proxy server tersebut dianggap sebagai client oleh registrar server. Dengan demikian proxy server itu dapat melakukan panggilan ke SIP server lainnya bila terdapat panggilan yang dialamatkan ke sana. Proses kerja registrar server dijelaskan pada gambar 2.18 :
Gambar 2.18 Registrar Server
e.
Media Gateway Media gateway adalah komponen SIP yang berfungsi
untuk menjembatani protokol yang berbeda, dalam hal ini SIP dengan protokol lainnya seperti H.323 maupun telepon analog (PSTN) atau GSM. Umumnya media gateway dipakai untuk menghubungkan antara SIP dengan PSTN / GSM, pada saat itu biasanya terjadi proses perubahan format protokol. Pada saat ada panggilan yang di-route oleh SIP proxy server untuk menuju ke saluran PSTN, maka data tersebut akan melewati media gateway. Pada media gateway
41 tersebut, terjadi penterjemahan dari signaling SIP ke signaling lainnya dan sebaliknya. Hal serupa terjadi pula ketika terjadi panggilan menuju jaringan H.323 ataupun protokol lainnya. Media gateway akan mengubah signaling dari protokol SIP menjadi protokol tersebut dan sebaliknya. f.
Media gateway GSM to SIP / SIP to GSM Media gateway GSM to SIP/ SIP to GSM merupakan
sebuah device yang berfungsi sebagai “penghubung” antara GSM network dengan SIP server. Media gateway ini sering disebut GSM gateway. GSM gateway mampu me-routing antara IP, digital, analog dan GSM networks. Secara umum GSM gateway terdiri dari port WAN, port LAN dan slot SIM card. Beberapa produk GSM gateway memiliki port FXS yang berfungsi sebagai port telepon analog, FXO port sebagai PSTN port, dan multi slot SIM card. Slot SIM card akan diregistrasikan ke nomor extension yang terdaftar pada SIP server. Sehingga seseorang dapat melakukan panggilan dan menerima panggilan melalui softphone (misalkan Xlite), SIP phone,ataupun telepon analog. Dengan device ini, seseorang mampu melakukan panggilan atau menerima panggilan melalui VoIP.
42
Gambar 2.19 GSM gateway dengan multi-slot SIM card.
Gambar 2.20 GSM gateway dengan port FXS dan port FXO
2.8.2.3.2 Cara Kerja SIP [13] Kerja dari SIP adalah sebagai berikut. Pemanggil (UAC) dan peneri\ma
(UAS)
dikenali
dari
alamat
SIP-nya,
contohnya
“sip:[email protected]”, pada saat melakukan panggilan, pemanggil (UAC) pertama-tama menentukan lokasi server yang tepat dan mengirimkan request message. Operasi SIP yang paling biasa digunakan adalah INVITE, namun panggilan ini tidak langsung mencapai penerima, melainkan dapat membentuk rantai dari proxy server yang saling melemparkan panggilan untuk mencapai penerima. Message pada SIP dapat dikirimkan dengan menggunakan TCP atau UDP. TCP menyediakan transportasi data yang terkontrol dan terjamin, tetapi lebih lambat dibandingkan dengan UDP yang tidak memperhatikan error. Pengiriman message dengan TCP baik untuk
43 digunakan pada jaringan dengan kecepatan tinggi seperti LAN, ADSL, VSAT, dan sebagainya, namun pada kenyataannya, pengiriman message ini umumnya menggunakan UDP yang lebih cepat, dan penanganan error dilakukan pada layer atas. Message pada SIP berbasis teks standar dan menggunakan karakter ISO 10646 dengan encoding UTF-8. setiap baris harus diakhiri dengan CRLF (Carriage Return Line Feed). Hampir semua sintaks dari message ini serupa dengan yang ada pada HTTP. Message ini dapat berupa request message (untuk melakukan panggilan atau meminta layanan) atau dapat berupa response message (merespon panggilan atau layanan).
2.8.2.3.3 Struktur Request Message [4] [6] Tabel 2.3 Format Request Message Metode
URI Pengirim
Versi SIP
Metode: • INVITE : untuk melakukan panggilan • ACK : untuk mengkonfirmasi • BYE : untuk menutup sesi • CANCEL : membatalkan pencarian dari panggilan • OPTION : meminta fitur atau opsi dari pihak lain • REGISTER : melakukan registrasi ke pelayanan lokasi server
44 • INFO – digunakan untuk membawa pesan informasi lainnya, seperti informasi inline DTMF. URI (Uniform Resource Indicator) pengirim merupakan alamat URL dari pengguna atau layanan berasal, sedangkan versi SIP adalah versi yang digunakan pada saat melakukan layanan. Contoh sebuah request mesage : INVITE sip:[email protected] SIP/2.0.
2.8.2.3.4 Struktur Response Message [4] [6] Tabel 2.4 Format Response Message Versi SIP
Kode Status
Informasi tambahan
Kode status (dengan awalan tertentu) dan artinya : •
1xx : sedang mencari, panggilan sedang berdering, mengantri
•
2xx : sukses
•
3xx : penerusan layanan (forwarding)
•
4xx : kesalahan pada client
•
5xx : kesalahan pada server
•
6xx : panggilan sibuk atau tidak menerima atau tidak bisa dicari Informasi tambahan mengandung informasi tekstual yang
menjelaskan status. Contoh dari sebuah response message : SIP/2.0 200 OK
45 Pada gambar 2.21 merupakan sebuah contoh sesi komunikasi yang mungkin terjadi pada sebuah sesi komunikasi dengan menggunakan SIP.
Gambar 2.21 Contoh Sebuah Sesi Komunikasi
2.8.2.3.5 Protokol Pendukung SIP [4] [6] SIP tidak menyediakan fungsi yang diperlukan untuk mengirim single-media atau multimedia sepanjang network, atau services untuk program komunikasi. Melainkan SIP merupakan komponen yang bekerjasama dengan protokol lain untuk mengirim data, mengatur media streaming, menghubungkan ke PSTN, dan service lainnya. Protokol-protokol pendukung SIP antara lain : •
Session Description Protocol (SDP) Session Description Protocol (SDP) atau IETF RFC 2327 digunakan untuk mengirim deskripsi informasi yang penting ketika mengirim data multimedia sepanjang network. Selama
46 inisiasi sesi, SDP menyediakan informasi mengenai jenis multimedia yang direquest user agent dan informasi lain yang penting untuk mengirim data ini. SDP adalah protokol berbasis teks yang menyediakan informasi pada pesan yang dikirim dalam paket UDP. •
Real-time Transport Protocol (RTP) Real-time Transport Protocol (RTP) atau IETF RFC 3550 merupakan protokol yang berfungsi untuk mengatur pengiriman data real-time seperti audio, video, simulasi data melalui UDP. RTP ini secara spesifik menyediakan cara untuk membawa bagian audio atau media lain dari komunikasi VoIP. Walaupun RTP berjalan pada UDP, namun RTP menyediakan reliability dari data yang dikirim antar user agent.
Gambar 2.22 Real Time Transport Protocol Dua belas byte pertama selalu ada pada setiap header RTP, sedangkan kolom CSRC hanya akan ada jika dihasilkan oleh mixer. Berikut adalah penjelasan masing-masing blok:
47 •
Version (V, 2 bit) : versi RTP yang digunakan. Untuk saat ini (RFC 3550) versi yang digunakan adalah 2.
•
Padding (P, 1 bit) : jika bit ini di-set, maka ada tambahan pad pada akhir paket yang tidak termasuk data RTP. Byte terakhir dari pad mengandung jumlah pad yang harus diabaikan termasuk byte terakhir ini.
•
Extension (X, 1 bit) : jika bit ini di-set, maka ada tambahan header extension setelah seluruh dua belas byte header RTP ini.
•
CRSC Count (CC, 4 bit) : mengandung jumlah CRSC identifier yang mengikuti setelah dua belas byte header RTP.
•
Marker (M, 1 bit) : intepretasi dari bit ini tergantung dari profile yang digunakan.
•
Payload Type (PT, 7 bit) : Jenis format data yang dibawa oleh paket RTP ini.
•
Sequence Number (16 bit) : kolom ini bertambah satu setiap paket RTP yang dikirim.
•
Timestamp (32 bit) : waktu dari sampling paket.
•
Synchronization source (32 bit) : merupakan sebuah identifier dari sumber untuk tujuan sikronisasi.
48 •
Contributing source (0 sampai 15, masing-masing 32 bit) : merupakan identifier dari contributing source yang terdapat pada paket data RTP ini.
2.8.3 QoS (Quality of Service) VOIP [1] [2] [3] [5] [8] [10] [11] QoS (Quality of Service) merupakan hal yang penting dalam perencanaan VOIP. Hal yang perlu dipertimbangkan dalam perencanaan VOIP antara lain: -
Kualitas suara
-
Latency
-
Packet loss
-
Jitter
Satuan kualitas suara yang digunakan biasanya disebut Mean Opinion Score (MOS) dan R factor. Metode MOS merupakan sebuah hasil survei dalam percakapan dimana nilai rata-rata kualitas suara antara 1 sampai 5 dimana 1 artinya buruk dan 5 artinya paling baik, MOS ini sudah ada sebelum teknologi VOIP dan digunakan dalam pengukuran kualitas komunikasi telepon analog. Kemudian ITU membuat standart pengukuran R factor dengan menggunakan EModel yang tertuang dalam ITU-T G.107 dimana untuk R factor didapat dari perhitungan: R = Ro – Id – Ie-eff + A Dimana : Ro adalah rasio dari sinyal Id adalah kerusakan karena adanya delay dimana : Id = 0.024D + 0.11(D – 177.3)·H(D-177.3)
49 Keterangan : D = delay pada pengiriman data (ms) H(x) = fungsi Heaviside : H(x) =0 if x<0; H(x)=1 if x>0
Ie-eff adalah kerusakan karena rendahnya bit rate dari codec yang digunakan serta adanya packet loss dimana :
Ie − eff = Ie + (95 − Ie )
Ppl Ppl + Bpl
Keterangan : Ie = kerusakan karena kualitas dari CODEC itu sendiri dan sudah tertuang dalam ITU G.113 Bpl = packet loss robustness (tergantung dari CODEC). Ppl = rata rata packet loss (%).
Tabel 2.5 Nilai Ie dan Bpl untuk macam macam CODEC (ITU G.113) Codec
Rate (Kbps)
Ie
Bpl
G 711 + PLC
64
0
25.1
G 711
64
0
4.3
G 723.1 + VAD
6.3
15
16.1
G 729A + VAD
8
11
19.0
GSM EFR
12.2
5
10
50 A adalah nilai kompensasi tambahan. Dimana untuk media kabel nilai kompensasinya 0, untuk gsm nilai kompensasinya 5 – 10 dan untuk satellite kompensasinya 20. Dimana dengan perhitungan tersebut didapat hasil dengan skala 0 -100. Setelah didapat skala nilai R factor, dibuat perbandingan nilai R factor dengan nilai MOS dimana : Untuk R < 0:
MOS = 1
Untuk 0 < R < 100:
MOS = 1 + 0.035R + R ( R − 60)(100 − R )7 ⋅ 10 −6 Untuk R > 100:
MOS = 4.5
Berikut ini perbandingan nilai R factor dengan nilai MOS : Tabel 2.6 Hasil Perbandingan R factor dengan MOS Pengguna Opini Pengguna
R factor
MOS score
Maximum yang di dapat G.711
93.2
4.41
Paling baik
90 – 100
4.34 – 4.50
Baik
80 – 90
4.03 – 4.34
Cukup baik
70 - 80
3.60 – 4.03
Buruk
60 – 70
3.10 – 3.60
Sangat buruk
0 - 60
1.00 – 3.10
Latency dan jitter akan mempengaruhi kualitas suara yang dihasilkan. Latency merupakan delay yang terjadi dalam pengiriman paket ke tujuan. Latency terjadi karena beberapa faktor antara lain : teknik kompresi yang
51 digunakan, kapasitas bandwidth yang tersedia, prosesor yang digunakan, dan lain sebagainya. Jitter merupakan variasi delay antar paket yang terjadi pada saat pengiriman paket dan penerimaan paket. Besarnya nilai jitter akan sangat dipengaruhi oleh variasi beban trafik dan besarnya antrian antar paket (congestion) yang ada pada saat pengiriman paket paket data. Semakin besar beban trafik di dalam jaringan akan menyebabkan semakin besar pula peluang terjadinya congestion dengan demikian nilai jitter-nya akan semakin besar. Semakin besar nilai jitter akan mengakibatkan nilai QoS akan semakin turun. Delay yang melebihi 200 ms akan menyebabkan menurunnya kualitas suara. Packet loss menyatakan banyaknya paket yang hilang selama paket dikirimkan. Packet loss sering diakibatkan karena adanya antrian antar paket (congestion) sehingga menyebabkan ada paket yang hilang pada waktu tertentu. Dalam VOIP, packet loss tidak boleh terjadi bahkan untuk 1 % packet loss dapat mengakibatkan penurunan kualitas suara.
2.9
CODEC (Compressor – Decompressor ) [19]
Pengkodean suara merupakan perubahan kode analog menjadi kode digital agar suara dapat dikirim dalam jaringan komputer. Pengkodean ini dikenal dengan istilah codec. Berbagai jenis codec dikembangkan untuk mengkompresi suara agar bisa menggunakan bandwidth yang lebih kecil tanpa mengorbankan kualitas suara (suara yang dikeluarkan masih dapat di dengar dengan baik). Konversi codec bekerja dengan cara memotong bagian sinyal (sampling) audio dalam jumlah tertentu per - detiknya. Jika data hasil kompresi berhasil diterima di titik lain, proses selanjutnya adalah perakitan ulang. Data yang dirakit tidak selengkap data saat pertama kali dikirim, ada
52 beberapa bagian yang hilang. Akan tetapi bagian yang hilang sangat kecil sehingga tidak terdeteksi oleh telinga manusia. Codec mempengaruhi kebutuhan bandwidth untuk VoIP, semakin kecil bitrate sinyal digital yang dihasilkan codec, maka semakin baik codec tersebut. Namun perhitungan
matematis
yang
dilakukannya
menjadi
semakin
rumit
dan
ini
mempengaruhi kualitas suara setelah di-decode.. Tabel 2.7 Perbandingan antar CODEC CODEC
Algoritma
Kbit/s
Default
Compression delay
ms/packet
(ms)
G.711
PCM
64
20
0.75
GSM
RPE-LTP
13
20
20
G.729
CSA-CELP
8
20
10
G.723.1
ACELP
5.3
20
30
Codec juga bekerja menggunakan algoritma tertentu untuk membantunya memecah, mengurutkan, mengkompresi, dan merakit ulang audio data yang ditransmisikan. Salah satu algoritma yang populer digunakan dalam teknologi VoIP adalah CS-ACELP (Conjugate-Structure Algebraic Code-Excited Linear Prediction). Beberapa codec yang digunakan adalah : •
G.711 G.711 merupakan standar ITU codec yang memiliki ukuran 64 Kbps. G. 711 adalah standar PCM yang mengkodekan suara menjadi 8 bit sample pada kecepatan 8000 sample per detik dan memberikan
53 64kbps dari data suara digital. Menggunakan G.711 untuk VoIP akan memberikan kualitas suara yang paling bagus karena tidak ada kompresi dan ini juga merupakan codec yang sama dengan jaringan PSTN dan jalur ISDN, suara yang keluar akan sama seperti pada saat menggunakan telepon biasa. G.711 juga memiliki latency terendah karena tidak perlu dikompresi. Kelemahannya adalah codec membutuhkan lebih banyak bandwidth daripada codec yang lain. G.711 didukung oleh kebanyakan penyedia VoIP. •
G.723.1 Merupakan codec standar ITU yang menggunakan algoritma ACELP (Algebraic Code Excited Linear Prediction). ACELP merupakan salah satu algoritma dalam pengkodean suara dengan hasil kompresi 6.3 kbps.
•
G.726 G.726 merupakan codec standar ITU yang digunakan sama pada jaringan PSTN. Kebanyakan digunakan sebagai internasional trunk untuk menghemat bandwidth. G.726 menggunakan 32 Kbps dan memberikan kualitas yang hampir sama seperti G.729. codec ini merupakan codec standar yang digunakan pada telepon wireless.
•
G.729 G.729 merupakan codec standar ITU yang menggunakan algoritma CELP (Code excited linear prediction adalah algoritma pengkodean suara yang diperkenalkan oleh M.R. Schroeder and B.S. Atal pada
54 tahun 1985) dengan hasil kompresi 8 kbps dengan kualitas suara yang dihasilkan menyamai voice coding ADPCM dengan bandwidth 32 kbps. Meskipun begitu, codec ini membutuhkan banyak waktu proses CPU, oleh karena itu beberapa telepon dan adaptor VoIP hanya bisa menangani satu panggilan G.729 pada satu waktu. Hal ini bisa menyebabkan kegagalan apabila user mencoba untuk melakukan panggilan 3 arah atau melakukan panggilan secara terus-menerus pada kedua jalur dan G.729 adalah satu-satunya codec yang diijinkan. •
GSM GSM (Global System for Mobile Communications) merupakan standar sistem telepon seluler. Codec GSM asli dinamakan RPE-LTP (Regular Pulse Excitation Long-Term Prediction). Codec ini menggunakan informasi dari contoh sebelumnya. Pada Codec GSM suara akan disampling pada 8kHz dan di quantisasi ke dalam 8bit/sample. Sinyal suara akan diproses, dimana pada sinyal tersebut akan dihilangkan setiap komponen DC dan noise, kemudian sinyal suara akan dikuatkan. Sinyal kemudian dibagi menjadi frameframe dengan panjang durasi 20ms dan jumlah sample sebanyak 160. Nilai yang didapat merepresentasikan sinyal suara kemudian dipetakan ke suatu nilai lain yang disebut Log Area Ratio (LAR). 36 bit digunakan oleh LAR sebagai koefisien filter yang digunakan untuk mem-filter frame. Kemudian hasilnya akan dibagi menjadi 4 subframe dengan durasi 5ms dan 40 sample. Pada masing-masing subframe dilakukan long-term prediction. Long-term prediction akan
55 menghasilkan x yang nantinya di lakukan sampling dan quantisasi lagi kepada x. hasil quantisasi dari x nantinya ditambahkan ke subframe sehingga frame seluruhnya nantinya bertotal 180 bit. •
iLBC iLBC merupakan codec VoIP yang diciptakan oleh Global IP Sound tetapi dibuat tersedia (termasuk source kodenya juga) oleh lisensi liberal dan bebas, dibawah izin untuk modifikasi.
•
Speex Speex merupakan perangkat lunak bebas format kompresi audio yang dirancang untuk codec bicara. Speex terkenal dengan fleksibilitasnya. Meskipun begitu, codec ini juga membutuhkan banyak waktu proses CPU. Speex bisa diatur untuk memenuhi kebutuhan melalui codecs.conf pada asterisk.
2.10
GSM (Global System for Mobile Comunication ) [16]
Global System for Mobile communication (GSM) adalah sebuah standar global untuk komunikasi bergerak digital. GSM adalah nama dari sebuah group standarisasi yang dibentuk di Eropa tahun 1982 untuk menciptakan sebuah standar bersama telpon bergerak selular di Eropa yang beroperasi pada daerah frekuensi 900 MHz, dimana untuk frekuensi uplink-nya digunakan frekuensi 890-915 MHz, dan frekuensi downlinknya menggunakan frekuensi 935 – 960 MHz. Dengan bandwidth sebesar 25 MHZ yang digunakan (915 - 890 = 960 – 935 = 25 MHz), dan lebar kanal sebasar 200 kHz, maka akan didapat 125 kanal, dimana 124 kanal digunakan untuk voice dan 1 kanal untuk signaling.
56 Pada perkembangannya, jumlah kanal sebanyak 124 kanal tidak mencukupi untuk memenuhi kebutuhan yang disebabkan pesatnya pertambahan jumlah subscriber. Untuk memenuhi kebutuhan kanal yang lebih banyak ini, maka regulator GSM di Eropa mencoba menggunakan tambahan frekuensi untuk GSM pada band frekuensi di range 1800 MHZ, yaitu band frekuensi pada 1710 - 1785 MHz sebagai frekuensi uplink dan frekuensi 1805-1880 MHZ sebagai frekuensi downlink-nya. Kemudian GSM dengan band frekuensi 1800 MHZ ini dikenal dengan sebutan GSM 1800. Pada GSM 1800 ini tersedia bandwidth sebesar 75 MHz (1880-1805 = 1785-1710 = 75 MHz). Dengan lebar kanal tetap sama seperti GSM 900, yaitu 200 KHz, maka pada GSM 1800 akan tersedia kanal sebanyak 375 kanal. GSM yang awalnya hanya digunakan di Eropa, kemudian meluas ke Asia dan Amerika. Di Amerika Utara, dimana sebelumnya sudah berkembang teknologi lain yang menggunakan frekuensi 900 MHZ dan juga 1800 MHz, sehingga frekuensi ini tidak dapat lagi digunakan untuk GSM. Maka regulator telekomunikasi di sini memberikan alokasi frekuensi 1900 MHZ untuk peng-implementasian GSM di Amerika Utara. Pada GSM 1900 ini, digunakan frekuensi 1930-1990 MHz sebagai frekuensi downlink dan frekuensi 1850-1910 MHz sebagai frekuensi uplink-nya. Spesifikasi lengkap tentang GSM 900, GSM 1800, dan GSM 1900 dapat dilihat di tabel di bawah ini. Tabel 2.8 Spesifikasi GSM GSM 900
GSM 1800
GSM 1900
Frekuensi Tx (MHz)
935 - 960
1805 - 1910
1930 - 1990
Frekuensi Rx (MHz)
890 – 915
1710 – 1785
1850 - 1910
Metode Multiple
TDMA/FDMA
TDMA/FDMA
TDMA/FDMA
57 Pada saat ini GSM merupakan teknologi yang paling banyak digunakan dibandingkan dengan teknologi mobile comunication lainnya, tabel 2.9 menunjukan perbandingan penggunaan teknologi GSM dengan teknologi lainnya:
Tabel 2.9 Perbandingan jenis mobile comunication pada quarter kedua 2008 Jenis komunikasi
Pemakai
Presentase
cdmaOne
7.99.081
0,22%
CDMA2000 1X
292.479.194
7,87%
CDMA2000 1xEV-DO
101.171.640
2,76%
CDMA2000 1xEV-D) Rev.A
2.349544
0,06%
GSM
2.961.292.242 80,79%
WCDMA
216.434.662
5,90%
WCDMA HSPA
43.416.405
1,18%
TDMA
3.042.671
0,08%
PDC
9.150.409
0,25%
iDEN
27.610.798
0,75%
Analog
522.697
0,01%
Total
3.665.389.343 100%
Pada teknologi GSM (Global System for Mobile Comunication), memiliki keuntungan dalam kualitas suara digital yang lebih baik sehingga suara menjadi lebih jernih. Komunikasi pada teknologi GSM dapat dilakukan dengan menggunakan media udara (air interface) dari ponsel
GSM ke BTS (Base Transceiver Station) yang
58 berfungsi sebagai station pemancar dan penerima dengan kecepatan 22,8 Kb/s. Dari BTS kemudian diteruskan ke BSC (Base Station Controller) sebagai induk dari BTS yang kemudian BSC meneruskan ke SSS (Switching Sub System) yang terdiri dari : MSC, HLR, VLR, EIR dan AuC. Secara garis besarnya jaringan GSM dibagi menjadi 3 sistem yaitu : 1.
Switching Sub System (SSS). Fungsi dari SSS adalah mengatur komunikasi antar pengguna GSM, mengatur komunikasi pengguna GSM dengan jaringan lain, dan sebagai database untuk manajemen mobilitas dari pengguna. Karena fungsinya yang sangat kompleks, maka SSS dilengkapi dengan : •
Mobie Switching Center (MSC) Sebagai penghubung antara satu jaringan GSM dengan jaringan lainnya melalui Internetworking Function (IWF).
•
Home Location Register (HLR) untuk menyimpan data permanen dari semua pelanggan.
•
Visitor Location Register (VLR) untuk menyimpan data pelanggan yang bersifat temporer disesuaikan dengan area tempat pelanggan berada.
•
Authentication Register (AuC) untuk keperluan pemeriksaan validasi pelanggan.
•
Equipment Identity Register (EIR) merupakan register penyimpan data seluruh mobile station/ponsel dan EIR ini berisi IMEIs (International Mobile Equipment Identities), yang merupakan
59 merupakan nomor seri perangkat + tipe kode tertentu, akan tetapi EIR ini belum diterapkan di Indonesia.
2.
Base Station System (BSS). BSS (Base Station System) merupakan bagian dari radio sistem pada network GSM yang terdiri dari: BSC, BTS dan TRAU. Ketiganya merupakan kesatuan yang tidak dapat dipisahkan karena fungsi mereka yang saling mendukung. BSC (Base Station Controller) adalah bagian inti (intelligent/master) dari sistem BSS yang menghubungkan antara BTS dengan SSS (seluruh database BTS dan TRAU ada pada BSC). Adapun fungsi utama dari BSC adalah database seluruh network elemen BSS, penyambungan kanal traffict, memproses pensinyalan, pengendalian daya, menangani fungsi-fungsi operasi dan maintenance serta monitoring system. BTS (Base Transceiver Station) dapat dilihat sebagai bagian dasar dalam jaringan BSS dan perlengkapan hubungan antara BSC dan MS (mobile subscriber/pelanggan). Fungsinya sebagai elemen network yang berinteraksi langsung dengan mobile subscriber melalui radio interface (air interface). BTS terdiri dari Tx (Transmite) dan Rx (Receive) yang menyediakan kanal pembicaraan. Seperti radio pada umumnya, radio interface di BTS memiliki daya pancar yang terbatas, dalam GSM sering dikenal dengan istilah wilayah cakupan atau radio service area. Cara kerja radio suatu BTS adalah membentuk dan mengatur traffict cell hubungan dan hand over (perpindahan MS dari satu BTS ke BTS lain) yang berada didalam wilayah cakupannya. TRAU (Transcoding Rate and Adaptions
60 Unit) adalah interface antara BSC dan SSS (MSC). Meskipun TRAU merupakan bagian dari BSS, biasanya TRAU diletakkan dekat MSC. Hal ini dimaksudkan untuk penghematan link transmisi. Pada perangkat TRAU terjadi kompresing link dari 64 Kbps dari MSC ke TRAU (4 AInterface/ PCMA) menjadi 16 Kbps dari TRAU ke BSC (1 Asub-Interface/PCMS). Kompresi ini dilakukan hanya untuk traffic channel. Hal tersebut dimaksudkan agar traffic channel yang digunakan untuk percakapan pelanggan bisa lebih banyak 4 kali dari sebelumnya. Sedangkan untuk time slot 0 yang digunakan untuk frame alignment signal dan time slot 16 untuk signaling tidak dilakukan compressing, kecepatannya tetap 64 Kb/s sebab jika dilakukan compress maka untuk proses pensinyalan akan menjadi lambat. Karena di TRAU dilakukan pengkompresan, maka pada TRAU juga melakukan adaptasi suara agar suara pelanggan sama seperti aslinya tidak terkompres meninggi atau mengecil.
3.
Operation Maintenance System (OMS). Bertugas melakukan pengawasan performance seluruh jaringan BSS dan NSS yang ada di bawah kendalinya, melakukan penanganan gangguan tingkat pertama, loading database dan memberikan informasi gangguan dan performance jaringan. Seluruh perangkat dan elemen ini diatur oleh sistem sehingga membentuk jaringan, yang sering disebut sebagai network.
61 2.11
Asterisk [9]
Asterisk pada awalnya dibuat oleh Mark Spencer ,CEO dan pendiri perusahaan Digium Ltd. Asterisk adalah sebuah program open source yang bisa digunakan sebagai VoIP server atau yang biasa disebut IP PBX. Asterisk mempunyai fitur-fitur dasar dari PBX seperti ivr, ,forwarding call, voice mail dan fitur tambahan lainnya seperti, conference call, video conference. Asterisk bisa menggunakan beberapa protokolprotokol VoIP seperti SIP, H323, IAX dan mendukung banyak perangkat keras yang berhubungan dengan jaringan telepon. Sekarang ini, asterisk adalah salah satu IP PBX berbasis perangkat lunak yang paling banyak digunakan dan dapat bekerja di beberapa sistem operasi seperti Linux, Windows, Machintos dan lain sebagainya. Pada Linux biasa banyak digunakan asterisk now, trixbox, asterisk 1.4.22 atau versi lainnya.
2.12
VQManager ManageEngine VQManager merupakan sebuah web-based tool yang berfungsi
me-monitor
QoS
secara
real
time
untuk
jaringan
VoIP
(http://manageengine.adventnet.com/products/vqmanager/vqmanager_datasheet.html). Dengan VQManager, IT Administrator dapat me - monitoring jaringan VoIP seperti kualitas suara, call traffic, utilization, menyimpan records panggilan yang berhasil dan panggilan yang gagal. User agent yang dapat di-monitor oleh VQManager adalah user agent yang berbasis SIP, Skinny, H.323 and RTP/RTCP.
62 Berikut ini contoh diagram aplikasi dari VQManager :
Gambar 2.23 Contoh Diagram aplikasi dari VQManager
Features yang terdapat pada VQManager: •
Proactive, continuous monitoring of the QoS & Bandwidth of VoIP Network.
•
Monitor any device or user-agent that supports SIP, Skinny, H.323 and RTP/RTCP.
•
Alarm generation based on incomplete calls, answer delay, voice bandwidth usage and other metrics.
•
Pictorial representation of call flow plotting all SIP, Skinny and H.323 requests from call start to end.
•
Real-time monitoring and trend analysis for troubleshooting.
•
Importing call information using CDR files such as FTP access or uploaded via HTTP.
63 •
Bandwidth usage graph with split up between voice and non-voice data.
•
Filtering criteria to capture or monitor call traffic from specific IP addresses.
•
Information on 'what is going on' in VoIP network and 'how it performs' are presented in the form of comprehensive, intuitive and informative reports.
System requirement untuk meng- install VQManager:
Tabel 2.10 System requirement untuk meng- install VQManager:
Ports yang digunakan oleh VQManager: •
MySQL Port - 5306
•
Port for connecting Web Interface - 8647
•
SNMP Agent - 8001
•
SNMP Trap Listen – 8002
64
Protocol settings VQManager mendukung protocol SIP, H.323, Cisco Skinny(SCCP), RTP and RTCP untuk monitoring. Signaling protocol tersebut mempunyai standart port. VQManager sudah men – set default standart port untuk signaling protocol yaitu : •
SIP: 5060(SIP over UDP only supported)
•
H.323(H.225 call signaling): 1720 and
•
Cisco Skinny(SCCP): 2000
Advanced Setting VQManager dapat mengkalkulasi parameter QOS dari RTCP stream, RTP stream •
RTCP based QoS calculation : RTCP(Real Time Control Protocol) packets dibangkitkan dan di-transmite oleh endpoint dan me-monitoring kualitas dari sesi RTP. Dengan RTCP based QoS calculations memungkinkan VQManager memberikan report tentang paramaeter QOS secara akurat mengenai QOS endpoint.
