62
BAB 3 ANALISA DAN RANCANGAN MODEL TESTBED QOS WIMAX DENGAN OPNET
3.1 Permasalahan Saat ini kita bisa dengan mudah mendapatkan akses internet. Kita bisa berlangganan internet menggunakan modem DSL (Digital Subscriber Line), modem 3G, ponsel, atau via hotspot. Setiap provider layanan internet berlomba-lomba menjanjikan akses internet yang cepat, bandwidth besar, dan harga yang murah. Tetapi pernahkah kita merasakan bahwa kecepatan yang dijanjikan tidak sesuai dengan yang kita dapatkan? Misalnya kita berlangganan internet dengan kecepatan 1Mbps, tetapi setelah kita coba untuk mendownload aplikasi, atau melakukan video streaming atau voice conference, kecepatan downloadnya hanya sepertiganya, banyak delay pada video streaming dan voice conference yang kita lakukan putus-putus atau tidak jelas. Contoh lainnya adalah sebuah kantor yang bergerak di bidang multimedia. Para pegawai-pegawai disana membutuhkan koneksi internet dengan konfigurasi yang berbeda sesuai dengan pekerjaan mereka. Ada yang lebih sering menggunakan aplikasi voice, ada yang sering menggunakan video streaming, ada yang membutuhkan throughput yang besar untuk file transfer. Permasalahannya adalah bagaimana kita dapat menjadikan jaringan kita lebih optimal untuk penanganan setiap kebutuhan usernya yang berbeda-beda, dengan jenis trafik yang berbeda, tanpa harus membuat beberapa jaringan baru dengan hanya memiliki keefektifan untuk satu jenis trafik pada masing-masing jaringan. Kami juga
63
ingin membuktikan bahwa setiap trafik memiliki karakteristik yang berbeda-beda, sehingga butuh konfigurasi yang berbeda untuk memampukan setiap jenis trafik dapat ditransmisikan dengan lebih baik, dari sisi server ke client dan sebaliknya. Dengan adanya layanan QoS yang tersedia pada WiMAX memungkinkan untuk meningkatkan layanan tersebut dengan memilih QoS yang sesuai untuk menangani trafik, sehingga klien dapat mendapatkan layanan yang terbaik, sesuai dengan kebutuhannya, hanya dalam satu jaringan.
3.2 Penentuan Trafik untuk pengujian QoS Wimax. Kami akan coba membangun jaringan untuk menganalisa dan menguji performa masing-masing QoS dalam menangani trafik pada beberapa aplikasi, trafik yang akan diuji oleh kami adalah: 1.
File Transfer Traffic.
2.
Voice Traffic.
3.
Video Conferencing Traffic.
4.
Web Browsing Traffic.
64
3.3 Model Skenario Testbed Kami akan merancang 4 skenario yang dimana masing-masing skenario menggunakan trafik yang sama, dengan QoS yang berbeda. Dimana pada masingmasing skenario terdiri dari 3 QoS, 2 QoS yang pasti digunakan adalah UGS dan BE, sedangkan 1 Qos berikutnya diantara rtPS dan nrtPS, dipilih berdasarkan jenis aplikasinya, rtPS untuk yang bersifat real-time (voice dan video) dan nrtPS untuk yang non real-time (file transfer dan web browsing). Untuk seluruh skenario kami akan menggunakan model jaringan yang sama yang terdiri dari 1 Server, 1 Base Station dan 4 Subscriber Station. Sebuah Server yang menyediakan layanan aplikasi akan terhubung dengan dengan base station, kemudian base station akan memancarkan signal-signal yang kemudian akan terkirim kepada 4 subscriber station di sekitar base station, proses ini disebut downlink. Kondisi kanal adalah LOS (Line of Sight), dimana tidak adanya penghalang antara base station dan subscriber station. Untuk seluruh skenario kami akan menggunakan konfigurasi aplikasi maksimal untuk setiap aplikasi yang sudah tersedia pada OPNET. Sehingga performa setiap QoS teruji dalam menangani aplikasi dengan konfigurasi maksimal dan agar dapat menentukan QoS terbaik untuk masing-masing trafik dengan konfigurasi maksimal. Dengan rincian untuk masing-masing skenario sebagai berikut:
Skenario 1 Pada skenario ini kami akan menguji performa masing-masing QoS dalam menangani File Transfer Traffic menggunakan QoS UGS, nrtPS, dan BE. Spesifikasi jaringan yang digunakan sebagai berikut:
65 • 1 Server
-
Server akan menyediakan aplikasi file transfer dengan spesifikasi high load (Detail pada Gambar 4.12 dan 4.13).
-
Server dihubungkan ke base station menggunakan kabel jaringan.
• 1 Base Station
-
Aplikasi yang dilayani oleh base station adalah file transfer, sesuai dengan apa yang sudah disediakan oleh server.
• 4 Subscriber Station
-
Seluruh subscriber station meminta satu aplikasi yang sama, yaitu file transfer.
-
Tipe modulasi yang digunakan 64 QAM dengan coding rate 3/4.
-
Tipe dari subscriber station adalah fixed (tidak bergerak).
Dengan perincian sebagai berikut: Skenario 1a QoS yang dilayani base station adalah UGS dan ke-4 workstation menggunakan QoS UGS dengan Uplink dan Downlink yang sama.
Skenario 1b QoS yang dilayani base station adalah nrtPS dan ke-4 workstation menggunakan QoS nrtPS dengan Uplink dan Downlink yang sama.
66
Skenario 1c QoS yang dilayani base station adalah BE dan ke-4 workstation menggunakan QoS BE dengan Uplink dan Downlink yang sama.
Skenario 2 Pada skenario ini penulis akan menguji performa masing-masing QoS dalam menangani Voice Traffic menggunakan QoS UGS, rtPS, dan BE. Dengan spesifikasi jaringan sebagai berikut:
• 1 Server
-
Server akan menyediakan aplikasi voice dengan kualitas GSM (Global System for Mobile Communication). (Detail pada Lampiran L1.7-8)
-
Server dihubungkan ke base station menggunakan kabel jaringan.
• 1 Base Station
-
Aplikasi yang dilayani oleh base station adalah voice, sesuai dengan apa yang sudah disediakan oleh server.
• 4 Subscriber Station
-
Seluruh subscriber station meminta satu aplikasi yang sama, yaitu voice.
-
Tipe modulasi yang digunakan 64 QAM dengan coding rate 3/4.
-
Tipe dari subscriber station adalah fixed (tidak bergerak).
67
Dengan perincian sebagai berikut: Skenario 2a QoS yang dilayani base station adalah UGS dan ke-4 workstation menggunakan QoS UGS dengan Uplink dan Downlink yang sama.
Skenario 2b QoS yang dilayani base station adalah rtPS dan ke-4 workstation menggunakan QoS rtPS dengan Uplink dan Downlink yang sama.
Skenario 2c QoS yang dilayani base station adalah BE dan ke-4 workstation menggunakan QoS BE dengan Uplink dan Downlink yang sama.
Skenario 3 Pada skenario ini penulis akan menguji performa masing-masing QoS dalam menangani Video Conference Traffic menggunakan QoS UGS, rtPS, dan BE. Dengan spesifikasi jaringan sebagai berikut:
• 1 Server
-
Server akan menyediakan aplikasi video conferenece
dengan resolusi tinggi
(Detail pada Lampiran L1.21-22). -
Server dihubungkan ke base station menggunakan kabel jaringan.
68 • 1 Base Station
-
Aplikasi yang dilayani oleh base station adalah video Conference, sesuai dengan apa yang sudah disediakan oleh server.
• 4 Subscriber Station
-
Seluruh subscriber station meminta satu aplikasi yang sama, yaitu video conference.
-
Tipe modulasi yang digunakan 64 QAM dengan coding rate 3/4.
-
Tipe dari subscriber station adalah fixed (diam ditempat, tidak bergerak).
Dengan perincian sebagai berikut: Skenario 3a QoS yang dilayani base station adalah UGS dan ke-4 workstation menggunakan QoS UGS dengan Uplink dan Downlink yang sama.
Skenario 3b QoS yang dilayani base station adalah rtPS dan ke-4 workstation menggunakan QoS rtPS dengan Uplink dan Downlink yang sama.
Skenario 3c QoS yang dilayani base station adalah BE dan ke-4 workstation menggunakan QoS BE dengan Uplink dan Downlink yang sama.
69
Skenario 4 Pada skenario ini penulis akan menguji performa masing-masing QoS dalam menangani Web Browsing Traffic menggunakan QoS UGS, nrtPS, dan BE. Dengan spesifikasi jaringan sebagai berikut:
• 1 Server
-
Server akan menyediakan aplikasi web browsing dengan spesifikasi Heavy Browsing (Detail pada Lampiran L1.35-38).
-
Server dihubungkan ke base station menggunakan Kabel jaringan.
• 1 Base Station
-
Aplikasi yang dilayani oleh base station adalah web browsing, sesuai dengan apa yang sudah disediakan oleh server.
• 4 Subscriber Station
-
Seluruh subscriber station meminta satu aplikasi yang sama, yaitu web browsing.
-
Tipe modulasi yang digunakan 64 QAM dengan coding rate 3/4.
-
Tipe dari subscriber station adalah fixed (diam ditempat, tidak bergerak).
Dengan perincian sebagai berikut: Skenario 4a QoS yang dilayani base station adalah UGS dan ke-4 workstation menggunakan QoS UGS dengan Uplink dan Downlink yang sama.
70
Skenario 4b QoS yang dilayani base station adalah nrtPS dan ke-4 workstation menggunakan QoS nrtPS dengan Uplink dan Downlink yang sama.
Skenario 4c QoS yang dilayani base station adalah BE dan ke-4 workstation menggunakan QoS BE dengan Uplink dan Downlink yang sama.
3.4 Perancangan Model dengan OPNET Untuk melakukan perancangan model dan pengujian ini, penulis akan menggunakan OPNET Modeller sebagai tool simulasi untuk menguji masing-masing traffic. OPNET Modeler adalah sebuah network simulator yang dirancang oleh OPNET Technologies Inc. OPNET Modeler mengakselerasikan R&D network, mengurangi
time-to-market,
dan
meningkatkan
kualitas
produk.
Dengan
menggunakan simulasi, network designers dapat mengurangi biaya penelitian dan memastikan kualitas produk yang optimal. Teknologi terbaru OPNET Modeler menyediakan sebuah lingkungan untuk mendesain protokol dan teknologi juga menguji dan mendemonstrasikan dengan skenario yang realistik sebelum diproduksi. OPNET Modeller digunakan perusahaan perlengkapan jaringan terbesar di dunia untuk meningkatkan desain dari network devices, teknologi seperti WLAN, WiMAX, VoIP, TCP, OSPFv3, MPLS, IPv6 dan lain-lainnya.
71
Gambar 3.1 Sistem OPNET Modeler Sebagai langkah awal penulis akan membangun jaringan WiMAX yang akan digunakan pada seluruh skenario menggunakan OPNET Modeller. Spesifikasi jaringan yang akan digunakan pada seluruh skenario dalam OPNET Modeller adalah sebagai berikut: •
WiMAX Config.
•
Application Config.
•
Profile Config.
•
Server (ethernet_server) untuk aplikasi file transfer dan web browsing.
•
Server (ethernet_wkstn) untuk aplikasi Voice dan video conference.
•
Base Station (bs_wimax_router).
•
4 Subscriber Station (ss_wimax_wkstn Fixed Node) yang menggunakan QoS yang sama.
•
Kabel data (100baseT) untuk menghubungkan server dan base station.
72
Gambar 3.2 Model jaringan untuk file transfer dan web browsing.
Gambar 3.3 Model jaringan untuk voice dan video conferencing.
73
Kemudian langkah-langkah selanjutnya adalah melakukan konfigurasi pada: a. WiMAX Config (Konfigurasi WiMAX)
Pada WiMAX Config kami akan memilih jenis efficiency mode, mendefinisikan jenis QoS yang nantinya akan digunakan oleh Base Station dan Subscriber Station.
Gambar 3.4 Atribut pada konfigurasi WiMAX.
74 b.
Application Config (Konfigurasi Aplikasi) Pada Application Config kami akan mendefinisikan jenis aplikasi beserta dengan deskripsi dari aplikasi yang dipergunakan dalam jaringan. Dimana kami akan menggunakan ftp, voice, video coneference dan http.
Gambar 3.5 Atribut pada konfigurasi Aplikasi
75 c. Profile Config (Konfigurasi Profil)
Pada Profile Config kami akan mengatur profil dari aplikasi yang sudah didefinisikan sebelumnya pada Application Config.
Gambar 3.6 Atribut pada Konfigurasi Profil
76 d. Konfigurasi Server
Pada server kami akan menentukan jenis aplikasi apa saja yang didukung pada server.
Gambar 3.7 Atribut pada server
77 e. Konfigurasi Base Station
Pada base station kami akan menentukan Classifier Definition (definisi penggolongan) yang terdiri dari jenis service access point, karakteristik traffic dan jenis kelas layanan yang digunakan.
Gambar 3.8 Atribut pada base station
78 f.
Konfigurasi Subscriber Station Pada subscriber station kami akan menentukan classifer definition, subscriber station parameter yang didalamnya salah satunya terdiri dari downlink service flow dan uplink service flow, selain itu juga terdapat jenis aplikasi yang didukung.
Gambar 3.9 Atribut pada subscriber station.
79 g. Pemilihan Statistik DES (Discrete Event Simulation)
Untuk masing-masing aplikasi digunakan statistik yang berbeda. Rinciannya adalah sebagai berikut: 1. Dalam aplikasi file Transfer setiap data rate yang dihasilkan oleh aplikasi setiap detik dan waktu respon untuk mendownload merupakan faktor penting agar file dapat didownload dengan cepat, maka statistik yang akan digunakan adalah download response time dan throughput. 2. Dalam aplikasi voice variasi waktu tunda yang dialami aplikasi dan data rate yang dihasilkan aplikasi setiap detik merupakan faktor penting agar terdapat kelancaran dalam berkomunikasi, maka statistik yang akan digunakan adalah jitter dan throughput. 3. Dalam aplikasi video conferencing besaran data yang dihasilkan setiap detik serta waktu tunda saat mengirim paket dari sumber ke tujuan dan sebaliknya merupakan faktor penting agar video conference berjalan dengan lancer, maka statistik yang akan digunakan adalah packet end-to-end delay dan throughput. 4. Dalam web browsing besaran data yang dihasilkan setiap detik dan waktu respon objek yang terdapat didalam halaman situs merupakan faktor penting agar situs yang seutuhnya dapat terbuka dengan cepat, maka statistic yang akan digunakan adalah object response time dan delay.
