BAB 2 LANDASAN TEORI 2.1 Jaringan Komputer Jaringan komputer adalah sebuah sistem yang terdiri atas komputer dan perangkat jaringan lainnya yang bekerja bersama-sama untuk mencapai suatu tujuan yang sama (Wikipedia – Jaringan Komputer, 2005). Informasi dan data bergerak melalui media transmisi jaringan sehingga memungkinkan pengguna jaringan komputer untuk saling bertukar dokumen dan data, mencetak pada printer yang sama dan bersama-sama menggunakan hardware dan software yang terhubung dengan jaringan. 2.2 Arsitektur Model OSI Protokol OSI (Open System Interconnection) dan modelnya dikeluarkan pada tahun 1984 oleh ISO (International Organization of Standardization). Model OSI merupakan deskripsi abstrak layering untuk rancangan jaringan komputer dan komunikasi, yang dikembangkan sebagai bagian dari open systems interconnection (CCNA 1, 2003). Model OSI membagi fungsi-fungsi dari suatu jaringan menjadi beberapa lapisan. Tiap lapisan mempunyai properti yang menggunakan fungsi lapisan yang di bawahnya, memproses data pada lapisan tersebut lalu mengirimnya ke lapisan selanjutnya. Berikut ini dapat dilihat gambar model 7 lapisan OSI.
7
8
Gambar 2.1 Model 7 Lapisan OSI (Sumber : CCNA 1, 2003) OSI membagi jaringan menjadi 7 lapisan, yaitu: a. Application Layer Lapisan ini menyediakan layanan jaringan untuk proses aplikasi, seperti e-mail, pengiriman file, dan telnet. b. Presentation Layer Lapisan ini merepresentasikan data dan berguna untuk memastikan data yang dikirim dapat dibaca oleh sistem penerima. Lapisan ini juga mengatur format data, struktur data. c. Session Layer Lapisan ini sangat berperan dalam memulai, mengatur, dan mengakhiri sessions antar aplikasi. Secara umum, lapisan ini mengatur jalannya komunikasi antar host.
9 d. Transport Layer Fungsi utama dari lapisan ini adalah untuk mengatur koneksi end-to-end, mendeteksi kesalahan dan memperbaiki kontrol arus informasi. Selain itu lapisan ini juga memulai, mengatur, dan mengakhiri sirkuit virtual. e. Network Layer Lapisan ini mengatur pengalamatan IP dan pemilihan rute pengiriman data sewaktu proses routing. f. Data Link Layer Lapisan ini mengatur cara akses ke media jaringan dan menjamin pengiriman data melalui media jaringan. g. Physical Layer Lapisan ini berperan dalam pengiriman data secara biner dan berhubungan langsung dengan tegangan listrik, kecepatan pengiriman data, dan media jaringan, seperti kabel dan connectors. 2.3 Bandwidth Digital bandwidth adalah jumlah atau volume data yang dapat dikirimkan melalui sebuah saluran komunikasi dalam satuan bits per second tanpa distorsi. Sedangkan analog bandwidth adalah perbedaan antara frekuensi terendah dengan tertinggi dalam sebuah rentang frekuensi yang diukur dalam satuan Hertz (Hz), yang dapat menentukan berapa banyak informasi yang bisa ditransmisikan dalam satu saat (CCNA 1, 2003). Secara umum bandwidth dapat diandaikan sebagai sebuah pipa air yang memiliki diameter tertentu. Semakin besar bandwidth semakin besar pula diameter
10 pipa air tersebut sehingga volume air (data dalam arti sebenarnya) yang dapat dilewatkan dalam satu saat. Bandwidth merupakan salah satu faktor penting dalam jaringan. Beberapa hal yang menyebabkan bandwidth menjadi bagian penting yang harus diperhatikan adalah: 1. Bandwidth berdampak pada kinerja sebuah jaringan Besarnya bandwidth akan berdampak pada kecepatan transmisi. Data dalam jumlah besar akan menempuh saluran yang memiliki bandwidth kecil lebih lama dibandingkan melewati saluran yang memiliki bandwidth besar. Kecepatan transmisi tersebut sangat dibutuhkan untuk aplikasi komputer yang memerlukan jaringan terutama aplikasi real-time seperti video conferencing. 2. Bandwidth memiliki keterbatasan Bandwidth dibatasi oleh hukum fisika dan teknologi yang diterapkan pada media yang digunakan. Setiap media yang digunakan untuk mentransmisikan data memiliki batas maksimal bandwidth yang dapat dicapai. 3. Bandwidth tidak didapatkan dengan gratis Penggunaan bandwidth untuk LAN bergantung pada tipe alat atau media yang digunakan. Umumnya semakin tinggi bandwidth semakin tinggi pula nilai jualnya. Sedangkan penggunaan bandwidth untuk WAN tergantung dari kapasitas yang ditawarkan dari pihak ISP. Perusahaan yang membutuhkan bandwidth tersebut harus membeli bandwidth dari pihak ISP yang menyediakan.
11 4. Kebutuhan akan bandwidth akan selalu naik Setiap sebuah teknologi jaringan baru dikembangkan dan infrastruktur jaringan diperbarui, aplikasi yang akan digunakan umumnya juga akan mengalami peningkatan dalam hal konsumsi bandwidth. Video streaming dan video conferencing adalah beberapa contoh penggunaan teknologi baru yang turut mengkonsumsi bandwidth dalam jumlah yang besar. Besarnya bandwidth bervariasi tergantung dari tipe media yang digunakan serta teknologi LAN atau WAN yang digunakan. Media yang digunakan juga turut mempengaruhi besarnya bandwidth. Sinyal data dapat melalui kabel twisted pair, kabel coaxial, kabel serat optik dan udara. Perbedaan bagaimana sinyal tersebut ditransmisikan melalui media mengakibatkan batasan yang mendasar terhadap besarnya kapasitas media untuk membawa informasi. Namum bandwidth yang sebenarnya ditentukan oleh kombinasi dari media fisik dan teknologi yang dipilih untuk bisa mendeteksi dan mengirimkan sinyal data dalam sebuah jaringan. Tabel berikut berisi beberapa tipe teknologi yang umum digunakan.
12 Tabel 2.1 Perbandingan Tipe Teknologi Informasi Connection Type
Bandwitdh
T3
44.736 Mbps
E3
34.268 Mbps
E1 Line
2.048 Mbps
T1 Line
1.544 Mbps
xDSL
250 Kbps – 1.5 Mbps
Frame Relay
250 Kbps – 1.5 Mbps
Kabel modem
1.5 Mbps – 10 Mbps
ISDN
64 Kbps – 128 Kbps
Dial-up modem
28 Kbps – 56 Kbps
2.4 Pengalamatan IP 2.4.1
Alamat IP Alamat IP, terutama IPv4, terdiri dari 32 bit bilangan biner yang mengidentifikasi komputer dalam jaringan. Komputer satu akan bisa mengenali komputer yang lainnya melalui alamat ini. Contohnya: suatu komputer dengan IP 192.168.0.1 merupakan representasi desimal dari 32 bit bilangan biner 11000000.1010100.00000000.00000001 (CCNA 1, 2003). IPv6
merupakan
pengembangan
lebih
lanjut
dari
IPv4.
Pengembangan ini dilakukan karena melihat makin terbatasnya IPv4 yang bisa dipakai mengingat perkembangan internet saat ini. IPv6 menggunakan 128 bit.
13 2.4.2
Pembagian Kelas Alamat IP Alamat IP dibagi menjadi 5 kelas, yaitu kelas A, B, C, D, dan E. Berikut ini dapat dilihat pembagian kelas dalam alamat IP.
Gambar 2.2 Kelas-kelas Alamat IP (Sumber : CCNA 1, 2003) Kelas alamat IP yang sering dipakai untuk merepresentasikan host adalah kelas A, B, dan C. Kelas D dibuat agar host bisa melakukan multicasting di sebuah alamat IP. Alamat multicast adalah sebuah alamat jaringan unik yang dapat mengirimkan paket data ke group alamat IP yang telah ditentukan sebelumnya. Oleh karena itu, host tunggal dapat mengirimkan paket data secara simultan ke banyak penerima. Sedangkan kelas E dikhususkan hanya untuk keperluan penelitian saja oleh Internet Engineering Task Force (IETF). Berikut ini dapat dilihat interval dari setiap kelas alamat IP (CCNA 1, 2003).
14
Gambar 2.3 Interval Kelas-Kelas Alamat IP (Sumber : CCNA 1, 2003) 2.4.3
Mode Pengalamatan IP Ada empat macam mode pengalamatan IP, yaitu: 1. Unicast Mode pengalamatan IP yang paling umum adalah mode pengalamatan unicast. Unicast biasanya digunakan untuk pengirim tunggal dan dapat digunakan untuk mengirim dan menerima paket secara bersamaan. Pengalamatan unicast biasanya dihubungkan dengan host tunggal. Beberapa PC bisa mempunyai alamat unicast lebih dari satu, yang masing-masing digunakan untuk tujuan yang berbeda. 2. Broadcast Mode pengalamatan broadcast mengirimkan paket ke semua workstation yang terhubung dalam jaringan. IP 255.255.255.255 menjelaskan bahwa broadcast terbatas pada alamat IP itu. Sebagai tambahan, broadcast dapat diarahkan pada satu network saja. Caranya adalah dengan mengkombinasikan network address jaringan tersebut
15 dengan banyaknya host yang mungkin ditampung dalam network address tersebut. Misalnya untuk mengirimkan broadcast pada jaringan yang mempunyai network address 192.0.2.0, alamat IP broadcast-nya adalah 192.0.2.255. 3. Multicast Alamat multicast bisa dihubungkan dengan group yang akan menerima paket. Artinya, hanya host yang tergabung dalam group itu saja yang bisa menerima paket multicast. Menurut RFC 3171, alamat 224.0.0.0 sampai 239.255.255.255 didesain sebagai alamat multicast. Alamat IP ini biasa disebut sebagai Class D IP. Pengirim paket mengirimkan datagram tunggal ke alamat multicast dan oleh router, paket itu akan diteruskan kepada host penerima yang sudah tergabung dalam group multicast. 4. Anycast Anycast adalah one-to-many routing topologi. Paket anycast ini hanya dapat diterima oleh satu host penerima, dalam hal ini, router yang menentukan host yang terdekat dengan jaringanlah yang bisa menerima
paket
anycast.
Anycast
dapat
digunakan
sebagai
penyeimbang data loads dan digunakan dalam DNS dan UDP. 2.4.4
Alamat IP Private Internet Assigned Numbers Authority (IANA) merupakan badan internasional yang mengatur masalah pemberian alamat IP untuk digunakan dalam internet. Badan itu menyediakan kelompok-kelompok alamat IP yang dapat dipakai tanpa pendaftaran yang disebut alamat IP
16 private. Alamat ini dialokasikan untuk jaringan yang tidak terkoneksi ke internet. Hal ini dilakukan dalam rangka mengatasi IP public yang semakin terbatas. Berikut ini dapat dilihat pengalamatan IP private oleh RFC 1918 (CCNA 1, 2003).
Gambar 2.4 Alamat IP Private (Sumber : CCNA 1, 2003) 2.5 Topologi Jaringan Topologi jaringan terbagi menjadi 2, yaitu topologi fisikal dan logikal. Topologi jaringan secara fisikal dapat dilihat di gambar berikut ini (CCNA 1, 2003).
Gambar 2.5 Topologi Fisikal Jaringan (Sumber : CCNA 1, 2003)
17 Karakteristik setiap topologi fisikal jaringan dijelaskan sebagai berikut:
a. Topologi bus menggunakan single backbone cable yang berakhir di kedua ujungnya. Semua host terhubung secara langsung ke backbone ini. b. Topologi ring menghubungkan 1 host ke host di sebelahnya dan host terakhir ke host pertama. Topologi ini membuat kabel melingkar seperti cincin. c. Topologi star menghubungkan semua kabel ke satu titik pusat. d. Topologi extended star menghubungkan beberapa topologi star dengan menggunakan hub atau switch. e. Topologi hierarchical mirip dengan extended star. Bagaimanapun, sebagai ganti menghubungkan hub atau switch bersama, sistem ini dihubungkan dengan komputer yang mengendalikan aliran data yang terjadi dalam topologi ini. f. Topologi mesh diimplementasikan dalam jaringan yang memerlukan proteksi yang handal untuk mencegah terjadinya interupsi dari luar jaringan. Dapat dilihat di gambar, setiap host dalam topologi ini terhubung satu sama lain.
Topologi logikal dalam jaringan menentukan bagaimana host-host yang berkomunikasi melalui media yang menghubungkannya. Dua tipe umum dari topologi logikal adalah broadcast dan token passing.
Penggunaan topologi logikal broadcast menunjukkan bahwa tiap host mengirim data ke host lainnya melalui medium yang menghubungkannya. Tidak ada ketentuan bahwa setiap host yang terhubung harus menggunakan jaringan yang terpasang. Metodenya adalah siapa yang cepat, dia yang dapat.
18 Topologi logikal lainnya adalah token passing. Penggunaannya adalah setiap host yang terhubung dalam jaringan mendapatkan token elektronik secara berurutan. Ketika host mendapatkan token, host tersebut bisa mengirimkan data ke host lainnya. Jika host yang mendapatkan token tidak mempunyai data untuk dikirim,maka token akan diberikan kepada host lain yang akan mengirim data. Proses untuk setiap host sendiri sama dengan host lainnya. Dua jaringan yang menggunakan metode token passing ini adalah token ring dan FDDI (Fiber Distributed Data Interface).
2.6 Peralatan Jaringan 2.6.1
NIC (Network Interface Card) NIC adalah suatu printed circuit board (PCB) yang berfungsi menyediakan konektivitas antar node dalam jaringan. NIC pada umumnya disebut sebagai sebuah networks adapter. Tiap NIC mempunyai code unik yang disebut MAC (Media Access Control). MAC ini biasanya digunakan untuk mengontrol komunikasi data antar host dalam jaringan. Dapat disimpulkan bahwa fungsi dari NIC adalah mengendalikan akses host dalam jaringan.
2.6.2
Repeater Repeater
adalah
peralatan
jaringan
yang
digunakan
untuk
memperkuat sinyal. Repeater memperkuat sinyal analog dan digital yang melemah akibat attenuation. Repeater sendiri tidak mempunyai algoritma yang mengatur pengiriman data selayaknya switch dan bridge.
19 2.6.3
Hub Hub dapat juga disebut sebagai multiport repeater. Hub berguna untuk menghubungkan host dalam satu jaringan tanpa memberikan pengaruh berarti dalam pengiriman data antar host. Hub dibagi menjadi dua tipe, yaitu hub pasif dan hub aktif. Hub pasif hanya berfungsi untuk menghubungkan host ke dalam satu jaringan. Hub pasif tidak mempunyai fungsi untuk memperkuat sinyal. Hub yang mempunyai fungsi untuk memperkuat sinyal disebut hub aktif. Hub dan repeater tidak membagi collision dan broadcast domain.
2.6.4
Bridge Bridge adalah salah satu peralatan jaringan yang menggunakan konversi format data dalam pengiriman data. Bridge digunakan untuk menghubungkan jaringan antar LAN. Fungsi lainnya adalah bridge bisa mengecek apakah data yang dikirimkan harus melewati bridge atau tidak. Hal ini membuat kinerja jaringan yang menggunakan bridge lebih efisien.
2.6.5
Switch Switch dapat disebut juga sebagai multiport bridge. Switch mempunyai keunggulan dalam pengolahan pengiriman data. Switch bisa mengatur pengiriman data hanya kepada host yang memerlukan data yang dikirim. Switch dan bridge membagi collision domain, tetapi tidak membagi broadcast domain.
20 2.6.6
Router Router merupakan peralatan jaringan yang mempunyai fungsi terlengkap.
Router
bisa
memperkuat
sinyal,
digunakan
untuk
menghubungkan beberapa jaringan, mengkonversi format pengiriman data dan mengendalikan pengiriman data. Router juga dapat digunakan untuk menghubungkan WAN yang terpisah jauh agar bisa terhubung dengan jaringan LAN. Router membagi collision dan broadcast domain (CCNA 1, 2003). 2.7 Terminologi Jaringan 2.7.1
Local Area Network (LAN) Local Area Network (LAN) adalah sebuah sistem komunikasi data yang membolehkan sejumlah device atau komputer yang terangkai untuk berkomunikasi langsung satu sama lainnya. LAN seringkali digunakan untuk menghubungkan komputer-komputer pribadi dan workstation dalam perusahaan untuk memakai resource yang ada secara bersama-sama (CCNA 1, 2003). LAN mempunyai ukuran yang terbatas, yang berarti bahwa waktu transmisi pada keadaan terburuknya terbatas dan dapat diketahui sebelumnya.
Dengan
mengetahui
keterbatasannya,
kita
bisa
mempertimbangkan jenis topologi LAN yang bisa digunakan. LAN seringkali menggunakan teknologi tranmisi kabel tunggal. LAN tradisional beroperasi pada kecepatan mulai 10 sampai 100 Mbps (Megabit/second) dengan faktor delay yang rendah dan faktor kesalahan
21 yang kecil. LAN modern dapat beroperasi pada kecepatan yang lebih tinggi, sampai ratusan megabit/second. Media transmisi yang digunakan oleh LAN adalah kabel twisted pair, kabel coaxial, kabel serat optik dan nirkabel. LAN yang menggunakan media transmisi nirkabel, menggunakan teknologi infra merah untuk proses transmisi datanya. 2.7.2
Wide Area Network (WAN) Wide Area Network (WAN) adalah sebuah jaringan yang sistem komunikasi datanya mencakup daerah geografis yang luas, biasanya mencakup sebuah benua atau negara. Transmisi data dalam WAN terjadi melalui host dan subnet (CCNA 1, 2003). Sebagian WAN umumnya terdiri dari dua elemen yaitu kabel transmisi dan elemen switching.
Router juga dapat digunakan dalam
mendesain WAN. Perbedaan antara WAN dan LAN selain dari jangkauannya adalah topologinya. Jika topologi LAN umumnya bersifat simetris, tidak demikian dengan WAN. Topologi WAN bersifat asimetris. Hal ini dikarenakan perbedaan geografis yang memungkinkan terjadinya perbedaan bandwidth. 2.8 Teknologi LAN 2.8.1
Ethernet Ethernet adalah suatu teknologi LAN yang pertama kali dibuat oleh Digital Equipment Company, Intel, dan Xerox (DIX) pada 1980. Ethernet menggunakan CSMA/CD. CSMA/CD sendiri adalah suatu algoritma yang
22 digunakan untuk mendeteksi adanya collision yang terjadi dalam jaringan. Apabila dalam jaringan terdeteksi adanya collision, maka host yang terdekat dengan lokasi terjadinya collision itu akan mengirimkan jamming signal sehingga semua host tidak bisa mengirim data sampai waktu tertentu. Beberapa jenis Ethernet adalah (CCNA 1, 2003): a.
Legacy Ethernet Legacy Ethernet memiliki kecepatan transfer 10Mbps. Legacy Ethernet sendiri terdiri atas 10Base2 (Thinnet), 10Base5 (Thicknet), dan 10BaseT.
b.
Fast Ethernet Adalah jenis Ethernet yang beroperasi pada kecepatan 100 Mbps. Terdiri atas 2 media yaitu 100BaseTX yang menggunakan kabel UTP dan 100BaseFX yang menggunakan kabel fiber optik.
c.
Gigabit Ethernet Ethernet jenis ini memakai media kabel UTP 1000BaseT atau menggunakan kabel fiber optik 1000BaseLX dan 1000BaseSX.
d.
10 Gigabit Ethernet Ethernet jenis ini menggunakan media fiber optik, meliputi: i. 10GBaseSR (kabel fiber multimode dengan jangkauan 26-82 m), ii. 10GBaseLX4 (kabel fiber multimode dengan jangkauan 240-300 m), iii. 10GBaseLR dan 10GBaseER (kabel fiber singlemode dengan jangkauan 10-40 km).
23 2.8.2
Token Ring Token ring adalah jaringan komputer dimana semua komputer didesain menyerupai lingkaran. Token, special bit pattern, berjalan mengelilingi lingkaran. Untuk mengirim sebuah pesan, komputer mengambil token, kemudian memberikan pesan yang akan dikirim kepada token dan membiarkan token tersebut membawa pesan itu mengelilingi jaringan (CCNA 1, 2003).
2.8.3
FDDI (Fiber Distributed Data Interface) FDDI adalah suatu standard LAN menurut ANSI (American National Standard Interface) X3T9.5. FDDI digunakan untuk mengirim data digital melalui media kabel serat optik. Jaringan FDDI menggunakan teknologi token-passing dan mendukung data rate hingga 100 Mbps. Jaringan FDDI biasanya digunakan untuk backbone pada WAN (CCNA 1, 2003). Pengembangan selanjutnya dari FDDI disebut FDDI-2, yang mendukung pengiriman audio dan video sebagaimana data dikirimkan. Variasi lain dari FDDI adalah FDDI Full Duplex Technology (FDDT) menggunakan infrastruktur jaringan yagn sama tetapi dapat mendukung data rate hingga 200 Mbps.
2.9 Streaming Streaming memberikan cara baru dalam mengalirkan data presentasi secara langsung kepada workstation yang terhubung dalam jaringan. Ketika data dialirkan
24 secara real-time, paket yang tiba langsung diproses oleh media player seketika itu juga. Ada empat komponen dalam arsitektur streaming yaitu : a. Capture and encoding Proses capture dan encoding dalam streaming, menggunakan sinyal audio dan video standar dalam format televisi dan mengkonversikannya menjadi data streaming. Berikut beberapa tahap yang harus dilakukan, yaitu : i.
Meng-capture file ke dalam komputer
ii.
Mengkompres data
iii.
Mengirim data dengan menggunakan index
Algoritma
yang
digunakan
untuk
mengkompres
file
streaming
dimasukkan ke dalam software aplikasi yang disebut compressordecompressor atau codec. Hasil kompresi file ini adalah file audio/video mentah. File audio/video hasil kompresi juga mempunyai data rate yang rendah untuk mengurangi bandwidth yang digunakan pada saat dilakukan streaming. Decompressor dapat ditemukan di media player dan mengubah file yang di-stream menjadi audio/video. Encoder menyisipkan index ke dalam file yang di kompres yang digunakan sebagai index oleh server untuk real-time delivery. b. Serving File hasil encoding di upload ke server untuk kemudian dikirim ke dalam jaringan. Server itu sendiri adalah sebuah aplikasi software seperti web server, bukan physical server hardware.
25 c. Distribution and Delivery Pada prinsipnya, pengiriman file streaming dalam jaringan mudah. Selama masih terdapat koneksi antara server dan client/player, maka file streaming yang dikirimkan pasti akan tiba di client/player. Dalam prakteknya, streaming tidak semudah itu. Masalahnya adalah koneksi internet yang umumnya tidak mendukung proses streaming secara terus menerus dengan koneksi yang stabil. Koneksi internet pada umumnya digunakan untuk asynchronous data. d. Media Player Diperlukan sebuah media player khusus untuk menerima file streaming. Media player biasanya dapat diperoleh melalui internet atau melalui operating sistem. Beberapa media player dikenakan biaya ketika di download. 2.10 Protokol Video Conference Protokol adalah aturan yang mengatur proses transmisi atau pertukaran data antar-device. Untuk dapat melakukan video conference, diperlukan beberapa protokol yang mengatur proses streaming audio dan video. 2.10.1 Real-Time Protocol (RTP) Real-time Protocol adalah protokol transport yang dikembangkan khusus untuk streaming data baik audio maupun video. RTP menyediakan timestamp dan sequence number untuk mendukung waktu yang digunakan untuk mengirim data dan mengendalikan server sehingga streaming video yang dihasilkan mempunyai hasil yang bagus untuk real-time (Kosiur, 1998, p137).
26 a. Sequence Number Sequence number menggunakan 16 bit yang selalu bertambah satu untuk setiap paket yang ada. Sequence number biasa digunakan oleh media player untuk mendeteksi paket yang hilang dan mengirimkan paket yang lengkap. Angka yang digunakan pada saat inisiasi stream dipilih secara acak. b. Timestamp Timestamp digunakan untuk sinkronisasi dan penghitungan jitter. Timestamp bersifat monotonic dan linier. c. Source Indentifier CSRC adalah identifier unik yang digunakan untuk sinkronisasi RTP stream. Satu atau lebih CSRC muncul saat RTP stream membawa banyak media informasi. RTP
biasanya
menggunakan
UDP
dan
memanfaatkan
fitur
multiplexing dan checksum. Berikut ini dapat dilihat gambar RTP Header.
27
Timing references Other header info
Sequence number
Source Identifiers
Time Stamp
CSRC
CSRC
CSRC
RTP Header
Gambar 2.6 RTP Header (Sumber : CCNA 1, 2003) 2.10.2 Real-Time Control Protocol (RTCP) RTCP
digunakan
secara
bersamaan
dengan
RTP.
RTCP
memberikan pengaruh dalam RTP session. Terdapat 2 komponen penting dalam RTCP, yaitu sender report yang berisi informasi banyaknya data yang dikirim dan receiver report yang dikirimkan oleh penerima panggilan yang berisi informasi mengenai jumlah paket yang hilang selama sesi percakapan dan delay sejak
pengiriman sender report yang terakhir.
Informasi ini dapat digunakan oleh layer aplikasi yang lebih tinggi untuk memodifikasi transmisi yang berjalan. RTCP saling berkomunikasi untuk mengendalikan video conference dengan banyak client (Kosiur, 1998, p142).
28 2.10.3 Session Description Protocol (SDP) SDP adalah sebuah format yang digunakan untuk multimedia session, termasuk video conference. SDP mencakup session announment dan session invitation (Kosiur, 1998, p217). 2.10.4 Real-Time Streaming Protocol (RTSP) RTSP adalah sebuah protokol aplikasi untuk mengendalikan data multimedia yang bersifat real-time. RTSP menyediakan sebuah framework dibandingkan sebuah protokol. RTSP mendukung fungsi dari RTP sebagai data delivery protocol. Protokol diciptakan untuk memberikan rate pengiriman file yang maksimum kepada client (Kosiur, 1998, p151). 2.11 Video Codecs (Compressor-Decompressor) Tabel berikut ini menggambarkan karakteristik dari format media yang umum. Ketika memilih format, penting untuk mengetahui karakteristik dari format tersebut dan kebutuhan yang diperlukan oleh pengguna. Misalnya, jika mengirimkan media melalui web, maka harus memperhatikan kebutuhan bandwidth yang diperlukan oleh media tersebut. Kolom karakteristik CPU Requirements menggambarkan kebutuhan prosesor yang dibutuhkan untuk presentasi optimal dari format tertentu. Kolom Bandwidth Requirement menggambarkan kecepatan transmisi yang dibutuhkan untuk mengirimkan atau menerima data yang cukup cepat untuk presentasi yang optimal (http://java.sun.com/products/java-media/jmf/2.1.1/guide/JMFTBM.html #100910, 2005).
29 Tabel 2.2 Video Format yang Umum CPU Content Type Quality Requirement AVI Medium Low QuickTime MPEG High High AVI Low Medium RTP Quick Time Medium Medium AVI RTP Quick Time High High AVI RTP QuickTime Medium Medium AVI
Format Cinepak MPEG-1 H.261 H.263
JPEG
Indeo
Format PCM
Mu-Law
ADPCM (DVI,IMA4)
MPEG-1 MPEG-Layer 3 G.723.1
Tabel 2.3 Audio Format yang Umum CPU Content Type Quality Requirement AVI High Low QuickTime WAV AVI Low Low QuickTime WAV RTP AVI Medium Medium QuickTime WAV RTP MPEG High High MPEG High Medium WAV Medium Medium RTP
Bandwidth Requirement High High Medium Low
High
Medium
Bandwidth Requirement High
High
Medium
Medium Low Low
Beberapa format didesain untuk aplikasi dan kebutuhan tertentu. Kualitas yang bagus, bandwidth tinggi untuk format umumnya ditargetkan untuk CD-ROM atau aplikasi penyimpanan lokal. H.263 umumnya digunakan untuk aplikasi video conference dan dioptimasikan untuk video. G.723 biasanya digunakan untuk
30 menghasilkan percakapan dengan bit-rate yang rendah untuk aplikasi telepon. Sedangkan MPEG-1 dan MPEG-Layer 3 umumnya digunakan untuk transfer audio dengan kualitas tinggi dan bandwidth menengah. Berikut beberapa penjelasan format-format yang umum dipakai. 2.11.1 H.261 – Video Conferencing H.261 merupakan video codec asli dan dijadikan sebagai standar MPEG-1. H.261 dikembangkan oleh International Telecommunications Union (ITU) untuk videophones dan video conferencing melalui jalur ISDN (Integrated Subsciber Digital Network). Codec H.261 mendukung layar CIF (Common Intermediate Format) berukuran 350x288 pixels dan Quarter CIF (QCIF) berukuran 176x144 pixels. Codec ini juga mendukung data rate dari 64 Kbit/s sampai 2 Mbit/s. 2.11.2 MPEG–1 MPEG
(Moving
Picture
Experts
Group)
adalah
standar
internasional yang digunakan untuk segala jenis multimedia. MPEG–1 merupakan standar video yang pertama kali sukses dikembangkan oleh sebuah komunitas multimedia untuk audio-visual pemograman. Standar ini sudah lama digunakan untuk video presentasi dalam CD-ROMs. Tidak seperti format H.261 pada umumnya, MPEG-1 mendukung resolusi PAL (352x288 at 25fps) dab NTSC (352x240 at 30 fps). MPEG-1 didesain untuk aplikasi berbasis CD-ROMs dengan data rate mencapai 1,5Mbp/s dan mendukung proses streaming.
31 2.11.3 H.263 H.263 adalah pengembangan lebih lanjut dari H.261 yang ditujukan pada aplikasi yang mempunyai bit rate rendah. H.263 pertama kali dikembangkan pada tahun 1992. H.261 tidak mendukung data rate yang beroperasi pada 28 Kbit/s sehingga tidak dapat digunakan untuk aplikasi videophones dalam jalur telepon analog. Standar H.263 mendukung resolusi SQCIF, QCIF, CIF, 4CIF, dan 16CIF. H.263 merupakan standar utama dari encoding MPEG-4. 2.11.4 MPEG–2 MPEG–2 diciptakan untuk menggantikan sistem komposit analog seperti PAL dan NTSC untuk sistem transmisi digital. MPEG-2 dikembangkan untuk siaran televisi. Codec ini juga menggunakan encoding DVD. Aplikasi utama dalam MPEG-2 menggunakan jalur bandwidth yang lebih besar dari 4 Mbit/s. Standar MPEG-2 dikembangkan lebih lanjut untk mendukung televisi high-definition dengan bit rates mencapai 80 Mbit/s. 2.11.5 MPEG–4 MPEG–4 adalah sistem MPEG pertama yang mendukung streaming sebagai standar yang diberikan. Kemampuan yang mendukung proses streaming ini tidak berkaitan dengan metode kompresi yang dipakai. MPEG-4 memungkinkan media server mengendalikan delivery rate dalam transmisi ke client. Standar yang diperlukan oleh MPEG-4 adalah encoding multimedia yang fleksibel. Artinya MPEG-4 mendukung jangkauan bit rate yang sangat besar yaitu dari 5 Kbit/s sampai 50 Kbit/s. Hal ini
32 memungkinkan MPEG-4 digunakan transmisi data pada bit rate rendah seperti aplikasi HDTV. 2.11.6 AVC (Advanced Video Codec, H.264) AVC atau H.264 didesain oleh ITU dan organisasi MPEG. Seperti MPEG-1 dan MPEG-2, standar H.264 mendefinisikan sintaks dari bitstream encoded video dengan decoder yang direferensikan. Desain dari encoder tergantung dari kebijakan masing-masing perusahaan. Perusahaan bebas mengatur dan menetapkan harga produknya. 2.12 Audio Codecs (Compressor Decompressor) Codec suara secara umum terdiri dari tiga proses, yaitu: a. Analisis suara – menganalisa sumber suara sebagai input dan memberikan output yang merupakan representasi baru untuk di kuantisasikan b. Kuantisasi parameter – mengurangi jumlah bit yang diperlukan c. Pengkodean parameter – parameter dikodekan dengan kode binet dalam simbol (codeword) yang diperlukan untuk transmisi. Decoder suara melakukan proses kebalikan dari coder suara. Codeword yang telah dipaketkan ditransformasikan menjadi parameter-parameter suara melalui proses dekuantisasi. Jika tidak terjadi kesalahan, parameter ini identik dengan parameter hasil kuantisasi coder. Parameter ini digunakan untuk mensintesis sinyal suara. Dari proses sintesis kemudian diperoleh suara digital yang sintetis. Sinyal ini kemudian dikonversikan menjadi sinyal suara analog oleh D/A converter.
33 Masalah paling umum dalam coding suara adalah meminimalkan bit rate untuk representasi sinyal secara digital dan memperoleh kualitas sinyal, kompleksitas implementasi, dan delay komunikasi dalam level yang dikehendaki. Parameter-parameter inilah yang menentukan kinerja dari coding suara khususnya dan kompresi sinyal secara umum. 2.13 Kualitas Presentasi Dalam banyak kasus, khususnya ketika mempresentasikan stream media yang melalui jaringan, presentasi stream media tidak dapat dimulai dengan segera. Waktu yang dibutuhkan sebelum presentasi dapat dimulai disebut sebagai start latency. User mungkin mengalami hal ini sebagai delay diantara waktu mereka mengklik tombol start dan waktu ketika video berjalan. Presentasi multimedia sering menggabungkan beberapa tipe media berbasis-waktu menjadi sebuah presentasi yang sinkron. Sebagai contoh, musik background mungkin dimainkan selama slide-show gambar, atau text animasi mungkin disinkronkan dengan audio atau video clip. Ketika presentasi dari banyak stream media disinkronisasikan, penting untuk menghitung start latency dari tiap stream – bila tidak pemutaran dari stream yang berbeda dapat dimulai pada waktu yang berbeda. Kualitas dari presentasi stream media bergantung pada beberapa faktor, meliputi : 1. Skema kompresi yang digunakan 2. Kemampuan proses dari sistem 3. Bandwidth yang tersedia (untuk stream media yang diterima melalui jaringan)
34 Biasanya, semakin tinggi kualitas, semakin besar ukuran file dan semakin besar pula kebutuhan bandwidth dan kemampuan prosesor. Bandwidth biasanya direpresentasikan sebagai jumlah bit yang ditransmisikan dalam satu waktu atau bit rate. Untuk mencapai presentasi video berkualitas tinggi, jumlah frame yang ditampilkan dalam tiap waktu (frame rate) harus setinggi mungkin. Biasanya film pada frame rate 30 per detik dianggap tidak berbeda dengan siaran TV atau video tape
biasa
(http://java.sun.com/products/java-media/jmf/2.1.1/guide/JMFTBM
.html #98051, 2005 ). 2.14 Java Media Framework (JMF) Java Media Framework (JMF) menyediakan sebuah kesatuan arsitektur dan protokol messaging untuk mengatur perolehan, pemrosesan dan pengiriman data media berbasis waktu. JMF didesain untuk mendukung kebanyakan standard tipe media, seperti AIFF, AU, AVI, GSM, MIDI, MPEG, QuickTime, RMF, dan WAV. Dengan menggunakan keuntungan platform Java, JMF menjanjikan developer yang ingin menggunakan media seperti audio dan video dalam program Java mereka sebuah kemampuan untuk menjalankan aplikasi yang mereka buat di mana saja. Implementasi JMF dapat meningkatkan kemampuan sistem operasi yang menjadi dasarnya, sedangkan developer dapat dengan mudah membuat program Java portable dengan fitur media berbasis waktu dengan menuliskannya ke JMF API (Application Programming Interface) (http://java.sun.com/products /java-media/jmf/2.1.1/guide/JMFArchitecture.html# 112612, 2005).
35 2.14.1 Arsitektur JMF Konsep kerja JMF adalah seperti berikut. Sebuah DataSource meng-enkapsulasi media yang akan ditransmisikan seperti video tape dan player menyediakan mekanisme pemrosesan dan control sama seperti VCR (Video Cassette Recorder). Menjalankan dan merekam audio dan video dengan JMF membutuhkan peralatan input dan output yang tepat seperti mikrofon, kamera, speaker, dan monitor. DataSource dan Player adalah bagian integral dari API (Application Programming Interface) tingkat tinggi dari JMF untuk mengatur capture, presentasi, dan pemrosesan time-based media. JMF menyediakan developer Java dengan API yang mudah dipakai untuk mendukung time-based media ke dalam program Java, selama mempertahankan fleksibilitas dan ekstensibilitas yang dibutuhkan untuk mendukung aplikasi media tingkat tinggi.
Gambar 2.7 Arsitektur high-level JMF (Sumber : http://java.sun.com/products /javamedia/jmf/2.1.1/guide/JMFArchitecture.html# 112612, 2005)
36 JMF API secara utama terdiri dari interface-interface yang mendefinisikan behavior dan interaksi objek yang digunakan untuk merekam, memproses, dan menampilkan media berbasis waktu. Implementasi dari interface ini beroperasi dalam struktur kerangka kerja. Dengan menggunakan objek perantara yang dinamakan manager, JMF membuatnya mudah untuk mengintegrasikan implementasi baru dari interface kunci yang dapat digunakan dengan tidak terikat dengan class lain yang telah ada. JMF menggunakan empat manager: a.
Manager – menangani konstruksi Players, Processors, DataSources, dan DataSinks.
b.
PackageManager – mengelola daftar paket yang mengandung class
JMF,
seperti
custom
Players,
Processors,
DataSources, dan DataSinks. c.
CaptureDeviceManager – mengelola daftar peralatan perekam yang tersedia.
d.
PlugInManager – mengelola daftar plug-in komponen pemrosesan JMF yang tersedia, seperti Multiplexers, Demultiplexers, Codecs, Effects, dan Renderers.
2.14.2 Model Data Media player JMF menggunakan class DataSource untuk mengatur transfer media. Sebuah DataSource mengenkapsulasi lokasi media dan protokol dan software yang digunakan untuk mengirimkan
37 media. Sekali object DataSource dipakai untuk sebuah media, tidak dapat dipakai lagi untuk mengirimkan media yang lain. Sebuah
DataSource
diidentifikasikan
dengan
JMF
MediaLocator atau sebuah URL (Universal Resource Locator). Sebuah DataSource
menangani
sejumlah
object
SourceStream.
DataSource menggunakan byte untuk satuan transfernya. Data media dapat diperoleh dari banyak sumber, seperti file lokal atau network dan siaran broadcast langsung. DataSource JMF dapat dikategorikan menurut bagaimana transfer data diinisiasikan : 1.
Pull Data-Source, client yang menginisiasi transfer data dan client yang mengontrol aliran datanya. Protokol yang dibangun untuk tipe data ini misalnya HTTP (Hypertext Transfer Protocol). JMF mendefinisikan dua tipe pull data source: PullDataSource dan PullBufferDataSource, yang menggunakan object Buffer yang mengatur unit transfernya.
2.
Push Data-Source, server yang menginisiasi transfer data dan mengontrol aliran datanya. Meliputi media broadcast, media multicast, dan video-on-demand (VOD). Untuk data broadcast, salah satu protokolnya adalah RTP (Real-time Transport Protocol), yang dikembangkan oleh Internet Engineering Task Force (IETF). Protokol MediaBase yang dikembangkan oleh SGI adalah protokol yang dipakai untuk VOD. JMF mendefinisikan dua tipe push data
38 source: PushDataSource dan PushBufferDataSource, yang menggunakan object Buffer yang mengatur unit transfernya.
Gambar 2.8 Data Model JMF (Sumber : http://java.sun.com/products /javamedia/jmf/2.1.1/guide/JMFArchitecture.html# 112612, 2005) 2.14.3 Format Data Format media direpresentasikan dalam object Format. Object Format itu sendiri tidak memiliki parameter encoding yang spesifik atau informasi timing, melainkan hanya mendeskripsikan nama dari format encoding dan tipe data yang format itu butuhkan. JMF menurunkan class Format untuk mendefinisikan format audio dan video yang spesifik.
39
Gambar 2.9 Media Format JMF (Sumber : http://java.sun.com/products /javamedia/jmf/2.1.1/guide/JMFArchitecture.html# 112612, 2005)
AudioFormat mendeskripsikan informasi yang spesifik untuk format audio, seperti sample rate, bits per sample, dan jumlah channels. Mono memiliki satu channel, sedangkan Stereo memiliki dua channel. VideoFormat mendeskripsikan informasi yang relevan dengan data video.
Beberapa
format
diturunkan
dari
VideoFormat
untuk
menjelaskan atribut yang dimiliki oleh VideoFormat tersebut, meliputi : 1. IndexedColorFormat 2. RGBFormat 3. YUVFormat 4. JPEGFormat
40 5. H261Format 6. H263Format
2.14.4 Pemrosesan Class Processor dapat digunakan untuk mempresentasikan data media. Processor adalah tipe khusus dari Player yang mengambil DataSource sebagai input dan melakukan pemrosesan pada data media tersebut, lalu meng-output data media yang telah terproses tersebut.
Gambar 2.10 Model Processor JMF (Sumber : http://java.sun.com/products /javamedia/jmf/2.1.1/guide/JMFArchitecture.html# 112612, 2005)
Processor dapat mempresentasikan DataSource dalam bentuk audio atau video, tergantung format DataSource tersebut. Sebagai tambahan Processor juga dapat meng-output data media menjadi DataSource baru yang bisa dipresentasikan oleh Processor lain.
41
Gambar 2.11 Class Processor JMF (Sumber : http://java.sun.com/products /javamedia/jmf/2.1.1/guide/JMFArchitecture.html# 112612, 2005)
Processor dapat mengirimkan data output ke peralatan output (speaker, monitor, dll) atau kepada DataSource lain. Walaupun pemrosesan
yang
dilakukan
oleh
Player
didefinisikan
dalam
implementasi, Processor mengizinkan developer aplikasi untuk mendefinisikan pemrosesan yang ingin dilakukan pada data media. Ini memungkinkan aplikasi untuk memberi efek, mengabungkan, dan mengkomposisikan, dalam real-time.
42 Pemrosesan media data dibagi menjadi beberapa tahap :
Gambar 2.12 Tahapan pemrosesan (Sumber : http://java.sun.com/products /javamedia/jmf/2.1.1/guide/JMFArchitecture.html# 112612, 2005)
1. Demultiplexing adalah proses memisahkan input stream. Jika input stream terdiri dari banyak track, maka stream diekstrak dan dioutput-kan secara terpisah. Sebagai contoh, file media QuickTime di-demultiplex menjadi track audio dan video yang terpisah. Demultiplexing dilakukan secara otomatis apabila input stream terdiri dari banyak data multiplex. 2. Pre-Processing adalah proses menggunakan algoritma efek tertentu kepada track yang diekstrak dari input stream. 3. Transcoding adalah proses mengkonversikan track data dari satu format input menjadi yang lain. Ketika stream data dikonversikan dari tipe terkompresi menjadi tipe yang tidak terkompresi,
43 umumnya disebut sebagai decoding. Kebalikannya, mengkonversi dari tipe tidak terkompresi menjadi terkompresi disebut sebagai encoding. 4. Post-Processing adalah proses menggunakan algoritma efek tertentu kepada track yang telah di-decode. 5. Multiplexing adalah proses menggabungkan beberapa media track kedalam satu output stream. Sebagai contoh, track audio dan video yang berbeda dapat di-multiplex menjadi satu data stream MPEG-1. 6. Rendering adalah proses mempresentasikan media ke user.
