BAB II TINJAUAN PUSTAKA
II.1 Softswitch Softswich diperkenalkan dan dikembangkan oleh International Softswitch Consortium (ISC), yang sekarang telah berubah namanya menjadi International Packet Communications Consortium (IPCC), dan terakhir berubah lagi namanya menjadi Multiservice Switching Forum (MSF). ISC mempromosikan Softswich sebagai entitas berbasis software yang menyediakan fungsi kontrol panggilan pada jaringan IP[1]. Softswich yang dikenal juga sebagai Call Agent (CA) atau Media Gateway Controller, setidaknya harus menyediakan[2] : •
Kecerdasan yang mengontrol layanan koneksi untuk Media Gateway atau terminal IP.
•
Kemampuan untuk memilih proses yang akan digunakan dalam panggilan.
•
Routing panggilan pada jaringan berdasarkan pensinyalan dan informasi basis data pelanggan.
•
Kemampuan untuk mengontrol transfer panggilan antar elemen jaringan.
•
Fungsi interface dan mendukung manajemen jaringan, seperti penetapan toleransi kesalahan, billing dan lainnya.
•
Mendukung berbagai macam protokol seperti : MGCP, Megaco, SIP, SS7, CPL, H.323, Q.931, DiffServ, RSVP, RTP, RTCP, MPLS, 802.1p dan lainnya.
•
Memenuhi standar/kompatibel dengan standar ITU, IETF, FRF, ATM Forum, IEEE dan lainnya.
II.1.1 Arsitektur Softswitch Arsitektur Softswitch yang dipublikasikan oleh ISC seperti pada Gambar 2.1. terbagi ke dalam empat bidang fungsional (functional planes)[1] yang merepresentasikan pemisahan
empat fungsional entitas secara garis besar dalam jaringan Voice over IP (VoIP), yaitu : : Transport Plane, Call Control & Signaling Plane, Application, dan Management Plane.
Gambar 2.1. Arsitektur Softswitch Model Referensi ISC[1]
II.1.1.1
Bidang Fungsional Transport (Transport Plane)
Bidang ini menyediakan fungsi transportasi pesan (message) pada jaringan VoIP, seperti pengiriman pesan pensinyalan dalam panggilan (call signaling), pembangunan hubungan/koneksi media dalam panggilan (call and media setup) atau menyediakan transportasi untuk media (seperti suara/voice). Transport Plane juga menyediakan fungsi penyaluran pesan pensinyalan dan media dari dan ke jaringan eksternal serta
7
menyediakan pengaksesan langsung dari terminal pengguna ke jaringan VoIP. Bidang fungsional transport ini umumnya dikontrol oleh biang fungsional Call Control dan Signaling Plane. Bidang fungsional transpor dterdiri dari tiga domain : IP Transport Domain, Interworking Domain dan Non IP Access Domain.
II.1.1.2
Bidang Kontrol & Pensinyalan (Call Control & Signaling Plane)
Call Control & Signaling Plane mengendalikan sebagian besar elemen dari jaringan VoIP khususnya Transport Plane. Bidang ini dalam melakukan fungsinya (call control) berdasarkan pesan pensinyalan yang diterimanya dari
Transport Plane untuk
membangun dan membubarkan koneksi media pada jaringan VoIP yakni dengan mengontrol komponen-komponen pada Transport Plane. Perangkat yang melakukan fungsi bidang ini adalah Media Gateway Controller atau disebut juga Call Agent atau Call Controller, Gatekeepers dan LDAP servers.
II.1.1.3
Bidang Layanan & Aplikasi (Service & Application Plane)
Bidang ini menyediakan fungsi pengontrolan eksekusi logika aplikasi/layanan (service execution logic) yang disediakan dalam jaringan VoIP. Pesan permintaan fitur layanan tersebut diperoleh dari proses komunikasi dengan Call Control & Signaling Plane. Perangkat yang melakukan fungsi ini berupa Application Servers dan Feature Servers. Selain fungsi di atas, Service & Application Plane juga dapat juga mengontrol komponen penyedia layanan khusus yakni Media Servers untuk menyediakan fitur layanan seperti conferencing, Interactive Voice Response (IVR), pemrosesan nada (tone) dll.
II.1.1.4 Bidang Manajemen (Management Plane) Management
Plane
menyediakan
fungsi
interaksi
antara
pengelola
jaringan
(administratur) dengan sistem (Softswitch) melalui perangkat terminal (console) dalam rangka memenuhi kebutuhan pelanggan seperti pemasangan baru, permintaan penyediaan fitur, pengaturan billing, pengetesan / pelacakan gangguan dll. Management
8
Plane dapat juga berinteraksi dengan kedua Plan yang lain (Transport Plane dan Application & Service Plan) dalam rangka memenej jaringan berupa monitoring dan pengendalian kinerja jaringan dengan menggunakan protokol standar seperti SNMP dll maupun menggunakan protokol yang bersifat proprietary atau Application Program Interface (API) dll. II.1.2 Entitas Fungsional (Functional Entities) [1] Fungsional entitas merupakan entitas secara logika dalam jaringan VoIP. Fungsional entitas menggambarkan fungsi logika komponen-komponen dalam arsitektur Softswitch menurut referensi ISC. Gambar 2.2 memperlihatkan 12 fungsional entitas yang distandarkan ISC[1].
Gambar 2.2. Entitas fungsional pada Softswitch model referensi ISC[1] 1. Media Gateway Controller Function (MGC-F) MGC-F menyediakan logika panggilan dan pensinyalan untuk kontrol panggilan pada satu atau lebih media gateway. 9
2. Call Agent Function (CA-F) dan Interworking Function (IW-F) CA-F dan IW-F merupakan subset dari MGC-F. CA-F berfungsi pada saat MGC-F menangani kontrol panggilan dan pemeliharaan kondisi panggilan. Sedangkan IW-F berfungsi pada saat MGC-F melakukan interaksi pensinyalan dengan jaringan yang menggunakan protokol berbeda. 3. Routing Function (R-F) dan Accounting Function (A-F) R-F menyediakan informasi ruting panggilan untuk MGC-F, sedangkan A-F mengumpulkan informasi accounting panggilan untuk tujuan billing. A-F juga mempunyai peran yang lebih luas, yaitu melakukan fungsi authentication, authorization dan accounting (AAA functionality) dalam remote access network. Peran utama dari kedua fungsi tersebut adalah untuk memberi respon atas permintaan dari MGC-F, menyampaikan panggilan atau informasi accounting kepada terminal endpoint (MGC-F lain) atau layanan (AS-F). 4. SIP Proxy Server Function (SPS-F) Kebanyakan implementasi dari R-F dan A-F adalah berupa SIP Proxy server. Oleh karena itu, ISC mengakui pemisahan SPS-F. 5. Signaling Gateway Function (SG-F) & Access Gateway Signaling Function (AGS-F) SG-F menyediakan gateway untuk pensinyalan antara jaringan VoIP dengan PSTN. Peran utama dari SG-F adalah untuk mengenkapsulasi dan mentransportasikan protokol pensinyalan PSTN (ISUP atau INAP) atau PLMN (MAP dan CAP) pada jaringan IP. Sedangkan AGS-F menyediakan gateway untuk pensinyalan antara jaringan VoIP dengan jaringan access yang berbasis circuit switch. Peran utama dari AGS-F adalah untuk mengenkapsulasi dan mentransportasikan protokol pensinyalan V5 atau ISDN (wireline), atau BSSAP atau RANAP (wireless) pada jaringan IP. 6. Application Server Function (AS-F) AS-F merupakan entitas pengeksekusi aplikasi. Peran utama AS-F adalah untuk menyediakan logika layanan dan eksekusi untuk beberapa aplikasi dan layanan. 7. Service Control Function(SC-F)
10
SC-F berfungsi ketika AS-F melakukan fungsinya mengontrol logika layanan. Oleh karena itu, ISC mengakui pemisahan SC-F. 8. Media Gateway Function (MG-F) MG-F menjembatani jaringan IP dengan endpoint akses atau jaringan trunk. Misalnya MG-F dapat menyediakan gateway antara jaringan IP dan jaringan circuit (seperti IP ke PSTN) atau antara dua jaringan paket (seperti IP ke 3G atau ATM). Peran utama MG-F adalah untuk transformasi media dari satu format ke format lain yang sesuai. 9. Media Server Function (MS-F) MS-F menyediakan manipulasi media dan memaketkan media stream untuk keperluan beberapa aplikasi. Peran utama MS-F adalah untuk beroperasi sebagai server yang mengatur permintaan dari AS-F atau MGC-F untuk memproses media dengan paketisasi media stream.
II.1.3 Pemetaan Elemen Fungsional dan Protokol Dalam Jaringan Softswitch Gambar 2.3 memperlihatkan contoh secara umum pemetaan/pengelompokan elemen fungsional arsitektur Softswitch ke dalam komponen secara fisik serta protokol yang digunakan[1].
11
Gambar 2.3.Pemetaan elemen fungsional Softswitch ke dalam komponen secara fisik dan protokol yang digunakan[1] Sedangkan Gambar 2.4 merupakan arsitektur Softswitch dalam bentuk contoh produk II.1.3.1 Elemen Jaringan Softswitch Dalam Implementasi Elemen-elemen pada arsitektur jaringan Softswitch terdiri dari[1] : 1.
Media Gateway Controller (MGC)
Merupakan komponen utama dari arsitektur Softswitch yang bertanggungjawab dalam proses panggilan melalui pengendalian/pengkoordinasian komponen-komponen : Signaling Gateway (dalam melakukan fungsi pembentukan/pembubaran panngilan), Media Gateway (dalam penyediaan bearer untuk penyaluran media/suara), Application Server
(dalam penanganan
fitur-fitur
layanan/aplikasi).
12
MGC
sering
disebut
juga/dinamakan Call Agent karena sebagai call state machine, sedangkan istilah MGC merujuk pada fungsionalitasnya dalam mengontrol penggunaan media. Komposisi MGC, SG dan MG merupakan konfigurasi minimal dari arsitektur Softswitch.. MGC memiliki tiga fungsi utama[3], yaitu : a.
Mengontrol SG dalam melakukan fungsi kontrol panggilan (pembentukan dan pembubaran panggilan) dengan menggunakan berbagai protokol pensinyalan seperti ISUP, H.323, SIP, Megaco/H.248, dan Bearer Independent Call Control (BICC).
b. Mengontrol MG untuk melaksanakan transformasi bearer antara jaringan packet switch dan jaringan circuit switch. MG menyediakan bagian switching seperti fungsi switch pada jaringan circuit switch. c. Mengontrol elemen pada Service Plane (Application Server (AS) dan Media Server (MS)) dalam implementasi berbagai layanan dan aplikasi. (Catatan : Softswitch hanya sebagai pengendali; sedangkan eksekusi logika layananya sendiri dilakukan oleh AS/MS)
2.
Signaling Gateway (SG) SG merupakan komponen jaringan yang mengkonversikan/menterjemahkan antara pesan-pesan protokol berbasis IP seperti SIP dengan protokol yang berbasis SS7 seperti Transaction Capability User Part (TCAP), ISDN User Part (ISUP) dll [3].
3.
Media Gateway (MG) MG merupakan elemen jaringan yang bertindak sebagai gerbang keluar/masuk ke/dari jaringan lain (eksternal). MG mengkonversi protokol/media masukan menjadi protokol/media keluaran yang sesuai dengan jaringan transportnya. MG menyediakan seamless interworking, yakni koneksi media antar jaringan yang berbeda seperti PSTN/PLMN, ATM dll ke jaringan IP. Jadi pada dasarnya MG mendukung Voice over IP (VoIP) maupun Voice over ATM (VoATM). MG juga
13
mendukung jaminan kualitas (Qualitty of Service/QoS) media (suara) dari asal ke tujuan dengan standar “toll quality” [4]. MG dapat berupa[1]: a.
Trunk Gateway (TG), yaitu MG yang menjembatani jaringan trunk (PSTN) yang berbasis circuit switch dengan jaringan backbone IP atau ATM yang berbasis packet switch. Dalam hal ini TG merupakan implementaasi Softswitch Class 4 dimana sentral-sentral lokal pada PSTN dihubungkan pada TG. Implementasi Softswitch Class 4 merupakan tahap awal/transisi dalam migrasi jaringan PSTN/PLMN menuju NGN.
b. Access Gateway (AG) merupakan MG yang menjembatani jaringan akses circuit switch dengan jaringan paket berbasis IP atau ATM. AG merupakan service node dalam implementasi Softswitch Class 5 atau merupakan service node pengganti switch tradisional Class 5 (sentral lokal). Implementasi AG merupakan transisi tahap berikutnya setelah implementasi Softswitch Class 4 dalam migrasi menuju NGN
5.
Application/Feature Server (AP/FS) AP/FS merupakan server yang berfungsi untuk melakukan pengaturan aplikasi. Server ini memungkinkan untuk layanan (service) pelanggan, penyediaan aplikasi baru (service provisioning), dan pengadministrasian pelanggan (administration). Perbedaan anatara kedua server ini : AS mengatur layanan pada jaringan yang lebih luas (umum), sedangkan FS bersifat lokal (khusus). Kedua server ini secara fisik hampir sama dan pada banyak kasus kegunaannya dapat saling dipertukarkan[3].
6.
Media Server (MS) Merupakan sever yang diklasifikasikan sebagai server khusus dalam pemrosesan media (Digital Signal Processing/DSP) seperti kemampuan pengenalan suara (voice recognition), video conferencing dll yang menuntut spesifikasi perangkat keras secara khusus. Karena itu server ini biasanya dibuat terpisah dari AS/FS
14
Gambar 2.4.Contoh implementasi jaringan Softswitch[5] II.1.3.2 Protokol Dalam Jaringan Softswitch Dari Gambar 2,3 terdapat 4 kategori protokol yang digunakan pada jaringan Softswitch[6], yaitu :
1. Protokol pengontrol panggilan (signaling) a. H.323 Merupakan protokol komunikasi multimedia berbasis paket, yang menggunakan komponen-komponen Gateway (GW), Gatekeeper (GK), Multipoint Control Unit (MCU) dalam menangani permintaan komunikasi dari terminal melalui jaringan IP[7]. b. SIP (Session Initiation Protocol) Protokol yang digunakan untuk komunikasi peer-to-peer. SIP berfungsi untuk membangun hubungan (koneksi), memodifikasi, dan menterminasi sesi komunikasi
termasuk
komunikasi
15
multimedia
dan
conference.
Dalam
pembangunan hubungan, SIP menggunakan relasi client-server dimana client mengirimkan request message dan server memberikan response message. Sintaks SIP berbasis teks menyerupai format HTTP (Hyper Text Transfer Protocol). Pesan-pesan SIP disertai Session Description Protocol (SDP) yang berisi deskripsi media, transcoding dll. SDP mempunyai kemampuan membawa message ISUP sehingga SIP dapat berintegrasi dengan jaringan PSTN dan dapat digunakan untuk pengembangan servis pada jaringan Next Generation Network (NGN). c.
SIP-T (SIP for Telephony) SIP-T adalah protokol standar SIP dengan kemampuan mendefnisikan payload ISUP dari PSTN. SIP-T menghubungkan antar MGC (Softswitch) untuk menirukan fungsi sentral lokal pada PSTN.
2. Protokol pengontrol Media Gateway a. MGCP (Media Gateway Control Protocol) MGCP dikembangkan oleh IETF. MGCP merupakan protokol dengan relasi master-slave antara Softswitch (sebagai master) yang mengontrol operasi pentransferan media (voice, data, dan video) oleh MG (sebagai slave) dimana MG mengeksekusi message (perintah) yang dikirimkan Softswitch, misal operasi pengiriman dial tone dsb. MG juga melaporkan kejadian yang berhubungan dengan pengguna, misalnya kondisi off-hook, on-hook dll. Message terdiri dari command dan response dimana command bersifat perintah. b. H.248/MEGACO (MEdia GAteway COntrol protocol) Protokol MEGACO digunakan oleh Softswitch untuk mengontrol MG dalam panggilan. Secara fungsional, MEGACO sama dengan MGCP.
Kelebihan
MEGACO dibanding MGCP antara lain : •
Terdapat perbaikan sintaks, sehingga pemrosesan semantik pesan dilakukan dengan lebih efisien.
•
Dapat menggunakan protokol transport UDP dan TCP.
16
• 3.
Mengijinkan proses pengkodean secara tekstual atau biner.
Protokol transport a. RTP (Real-time Transport Protocol) RTP menyediakan fungsi transport jaringan secara end-to-end yang sesuai untuk aplikasi pengiriman data real-time, seperti suara atau video baik untuk layanan unicast maupun multicast. b. RTCP (Real-Time Control Protocol) RTCP merupakan bagian dari RTP, yang menyediakan fungsi monitoring parameter kualitas dengan memberikan laporan (feedback) kepada pengirim RTP.
4.
Protokol Signaling Gateway a. SIGTRAN (Signaling TRANsport) Merupakan protokol signaling yang digunakan antara SG dan Softswitch untuk mentransportasikan pesan SS7 yang berbasis circuit switch ke jaringan berbasis paket (IP). Komponen SIGTRAN terdiri dari layer-layer: network (IP), transport (Stream Control Transport Protocol/SCTP), adaptation layer (User Adaption layer/UA), dan payload (SS7 message). Catatan : SIGTRAN tidak melakukan proses layer-layer diatas SS7 (seperti MTP3, ISUP, SCCP, dan TCAP). Pemrosesan layer-layer ini dilakukan pada Softswitch.
II.1.3.3 Proses Komunikasi Dalam pembahasan proses komunikasi berikut dibahas secara singkat tahapan pemrosesan panggilan telepon antar pelanggan PSTN melalui jaringan IP atau implementasi Softswitch class 4 seperti diperlihatkan pada Gambar 2.4
17
Application Application Server (B) (B) Server
Application Application Server (A) (A) Server Softswitch (MGC) (MGC) Softswitch (B) (B)
Softswitch (MGC) (MGC) Softswitch (A) (A)
Signaling Signaling Gateway (B) (B) Gateway
Signaling Signaling Gateway (A) (A) Gateway SigTran Megaco SIP-T ra n SigT
SigTran Megaco SigT SIP-T ra n
STP
Switch
LE (A)
Analog phone
PSTN (A)
o gac Me
IP Network
Me ga co
SS7 Nwk (B)
7
Trunk Trunk Gateway (B) (B) Gateway
Trunk Trunk Gateway (A) (A) Gateway
SS
7
7
7
SS
SS
SS
STP
SS7 Nwk (A)
Switch
LE (B)
PSTN (B)
18
Analog phone
(A) (A) (A)
(A)
(B)
(B) (B)
(A)
(B) (B)
(A)
A
(B) B
1 2 3
4 5 6 7 10
9
8
16
15
11
14
12
13
17 18 19
20
21 22
23 24 25 26 28
29 RELC
27
30
Gambar 2.5.Proses komunikasi pada jaringan Softswitch[4]
1. Pelanggan A mengangkat handset (sinyal off-hook) ke sntral lokal LE(A) di PSTN(A) 2. LE(A) mengirim nada pilih ke pelanggan A, kemudian A men-dial digit (nomor telepon B) yang diproses di PSTN(A), diteruskan ke jaringan SS7(A) dengan pesan IAM sebagai permintaan panggilan dari pelanggan A ke B; selanjutnya jaringan SS7 meneruskan pesan IAM tsb ke SG(A). 3. Pada SG(A) terjadi transformasi pesan IAM dari format circuit ke format packet yang kemudian meneruskan pesan IAM tsb ke Softswitch(A).
19
4. Pada Softswitch(A) dilakukan pengecekan/verifikasi kelas pelayanan A dan ketersediaan bandwidth pada TG(A). Selanjutnya Softswitch(A) : ♦
Memerintahkan
TG(A)
dengan
perintah
Add
untuk
mengalokasikan
bandwidth/port RTP untuk kanal suara (voice) ♦
Meneruskan pesan permintaan panggilan tersebut ke Softswitch(B) dengan pesan INVITE
5. Pada Softswitch(B) dilakukan pengecekan ketersediaan bandwidth pada TG(B). Selanjutnya Softswitch(B) : ♦
Memerintahkan TG(B) untuk mengalokasikan bandwidth kanal voice dengan perintah Add
♦
Meneruskan pesan IAM ke SG(B)
6. SG(B) mentransformasikan pesan IAM dari format paket ke format sirkit/TDM ke PSTN(B) melalui jaringan SS7(B). 7. Di PSTN(B) dilakukan pengecekan bebas/sibuknya pelanggan B oleh LE(B), jika bebas selanjutnya PSTN(B) mengirim ringing current ke pelanggan B dan mengirim pesan tentang kondisi bebas pelanggn B ke SG(B) dengan pesan ACM melalui jaringan SS7(B). 8. Pada SG(B) pesan ACM ditransformasikan ke format paket dan diteruskan ke Softswitch(B). 9. Pada Softswitch(B) dilakukan update kondisi pelanggan B ke status ringing kemudian Softswitch(B) meneruskan pesan ACM tersebut ke Softswitch(A) dengan pesan 183 10. Pada Softswitch(A) dilakukan update status pelanggan A ke kondisi ringing kemudian Sofswitch(A) meneruskan pesan ACM ke SG(A) 11. Di SG(A) dilakukan transformasi pesan ACM ke format circuit (SS7) dan diteruskan ke PSTN(A) melalui jaringan SS7(A) 12. Atas diterimanya pesan ACM tersebut PSTN(A) selanjutnya mengirim ringing tone ke pelanggan A.
20
13. Jika pelanggan B menjawab (off-hook), akan terdeteksi oleh sentral LE(B) di PSTN(B) 14. Di PSTN(B) ringing current ke B dihentikan kemudian PSTN(B) mengirim pesan bahwa pelanggan B menjawab dengan pesan ANM ke SG(B) melalui jaringan SS7(B) 15. SG(B) mentransformasikan pesan ANM ke format paket dan meneruskannya ke Softswitch(B) 16. Pada Softswitch(B) dilakukan update status pelanggan B ke kondisi bicara, mengupdate
record
data
pemakaian
bandwidth
pada
TG(B),
kemudian
Softswitch(B) : ♦
Memerintahkan TG(B) agar membuka port aplikasi suara (RTP) dengan perintah Add;
♦
Meneruskan pesan B menjawab ke Softswitch(A) dengan pesan 200
17. Pada Softswitch(A) dilakukan updating status pelanggan A ke kondisi bicara dan memulai pencatatan beban percakapan (charging); Softswitch(A) selanjutnya meneruskan pesan B menjawab ke SG(A) dengan pesan ANM (protokol SigTran) 18. Di SG(A) pesan ANM ditransformasikan ke format circuit dan diteruskan ke PSTN(A) melalui jaringan SS7, 19. Atas pesan ANM ini PSTN(A) menghentikan ringing tone ke A dan mulailah sesi bicara antara pelanggan A dan B 20. Selesai bicara, A meletakkan handset (on-hook) 21. PSTN(A) mendeteksi dan mengirimkan pesan pembubaran REL ke SG(A) melalui jaringan SS7(A). 22. SG(A) mentransformasikan pesan REL ke format paket dan mengirimnya ke Softswitch(A) 23. Pada Softswitch(A) dilakukan update status pelanggan A ke kondsi bebas dan penghentian charging pelanggan A; kemudian Softswitch (A) : ♦
Memerintahkan TG(A) menghapus context dengan perintah Substract
♦
Meneruskan pesan pembubaran REL ke Softswitch(B) dengan pesan Bye
21
24. Pada Softswitch(B) dilakukan update status pelanggan B ke kondsi bebas; kemudian Softswitch (A) : ♦
Memerintahkan TG(B) menghapus context dengan perintah Substract
♦
Meneruskan pesan pembubaran REL ke SG(B)
25. Di SG(B) dilakukan transformasi pesan REL ke format sirkit dan mengirimnya ke PSTN(B) 26. Di PSTN(B) dilakukan pembubaran kemudian mengirim indikasi pembubaran telah selesai ke SG(B) dengan pesan RELC melalui jaringan SS7(B) 27. SG(B) mentransformasikannya ke format paket dan meneruskan ke Softswitch(B) 28. Softswitch(B) meneruskan ke Softswitch(A) dengan pesan ACK 29. Softswitch(A) meneruskan ke SG(A) dengan pesan RELC 30. SG(A) meneruskan pesan RELC dalam format sirkit ke PSTN(B) melaui jaringan SS7(A). Dengan diterimanya pesan RELC, maka selesailah proses panggilan A dengan B dimana A dan B serta semua sumber daya yang digunakan dinyatakan idle kembali.
II.2 Protokol Komunikasi II.2.1 Signaling System No. 7 (SS7) SS7 merupakan sistem common channel signaling (CCS) yang dikembangkan ITU-T dalam merespon permintaan berbagai fitur dan penggabungan layanan (suara dan data). Protokol ini terdapat pada rekomendasi ITU-T Q.700 yang mendefenisikan arsitektur, prosedur, dan protokol untuk pertukaran informasi melalui channel digital. SS7 dirancang untuk mendukung pembangunan panggilan, routing, billing, informasi database, dan fungsi layanan khusus untuk PSTN[8]. Jaringan SS7 terdiri dari elemen jaringan yang saling terhubung melalui Signaling Link (SL). Elemen jaringan yang mempunyai kemampuan untuk menangani pesan kontrol SS7 disebut dengan Signaling Point (SP)
[9]
. Masing-masing SP pada jaringan SS7 memiliki identitas khusus yang
disebut dengan Point Code (PC). PC dibawa oleh pesan pensinyalan yang dipertukarkan antar SP untuk mengidentifikasikan sumber atau Originating Point Code (OPC) dan
22
tujuan Destination Point Code (DPC). Tiap SP menggunakan routing table untuk memilih SL yang tepat untuk masing-masing pesan[9].
II.2.1.1 Protocol Stack Fungsi hardware dan software dari SS7 dibagi menjadi beberapa fungsional layer. Pemetaan layer SS7 berbeda dari model referensi 7 layer Open Systems Interconnect (OSI) yang didefenisikan oleh International Standards Organization (ISO). Model SS7 menjelaskan struktur untuk pemodelan hubungan dan pertukaran informasi antar user dalam sistem komunikasi. Gambar 2.5 memperlihatkan perbandingan protokol stack SS7 dengan model layer OSI[9]. OSI Model
SS7 Model OMAP
Application
ASE
TCAP
Presentation Session
TUP
ISUP
Transport SCCP
Network MTP3
Datalink
MTP2
Physical
MTP1
Legend : OMAP ASEs TCAP ISUP
– Operation Maintenance Application Part – Application Service Elements – Transaction Capabilities Application Part – iSDN User Part
TUP SCCP MTP NSP
MTP
NSP
– Telephony User Part – Signaling Connection Control Part – Message Transfer Part – Network Sevice Part
Gambar 2.5.Protocol Stack SS7[9] Layer pada protokol stack SS7 terdiri dari[9] : 1. Lower stack layer SS7 Lower stack layer bertugas untuk mentransportasikan pensinyalan SS7 melalui jaringan circuit switch disebut dengan Message Transfer Part (MTP). MTP
23
menyediakan layanan berbasis connectionless (datagram dan packet style), namun dapat dipercaya (handal) dalam merutingkan pesan lewat jaringan SS7. Layanan ini digunakan oleh berbagai user part yang terdapat pada upper stack layer. MTP dibagi menjadi tiga bagian, yaitu : a.
MTP1 atau signaling data link layer MTP1 mendefenisikan karakteristik fisik, elektrik, dan fungsional dari Signaling Data Link (SDL). MTP1 memiliki interface fisik berupa DS1, E1, V.35, DS0, dan DS0A[8]. MTP1 sesuai dengan physical layer pada model OSI[9].
b.
MTP2 atau signaling link layer MTP2 merupakan fungsi dan prosedur untuk menjamin pesan dapat ditransmisikan melalui SDL. MTP2 mengimplementasikan kontrol flow, validasi urutan pesan, dan pengecekan error[9]. MTP2 sesuai dengan data link layer pada model OSI[9].
c.
MTP3 atau signaling network layer MTP3 merupakan fungsi dan prosedur transportasi yang umum dan bebas dari SL. MTP3 menyediakan informasi ruting dalam pertukaran pesan antar SP pada jaringan SS7[8]. MTP3 sesuai dengan bagian dari network layer pada model OSI[9].
Untuk mendukung aplikasi ISDN seperti manajemen jaringan yang membutuhkan pengembangan kemampuan untuk pengalamatan dan transfer pesan yang handal, disediakan : a.
Signaling Connection Control Part (SCCP) SCCP menyediakan fungsi tambahan untuk MTP, yaitu mendukung layanan jaringan berbasis connectionless dan connection-oriented dan Global Title Translation (GTT)[8]. SCCP sesuai dengan bagian dari network layer pada model OSI[9].
2. Upper stack layer SS7
24
Upper stack layer berhubungan dengan isi pesan SS7 dan kadang disebut application layer. Layer ini terdiri dari : a.
ISDN User Part (ISUP) ISUP merupakan protokol yang digunakan untuk membangun, mengatur, dan mengakhiri circuit trunk yang membawa suara dan data antar SSP. ISUP digunakan untuk panggilan ISDN dan non-ISDN[8]. ISUP sesuai dengan transport, session, presentation, dan application layer pada model OSI[10].
b.
Telephony User Part (TUP) TUP merupakan fungsi pensinyalan kontrol panggilan telepon Internasional untuk pembangunan dan pembubaran panggilan dasar. TUP merupakan implementasi awal dari SS7 dan tidak mengizinkan layanan tipe data[8]. TUP sesuai dengan transport, session, presentation, dan application layer pada model OSI[9].
c.
Transaction Capabilities Application Part (TCAP) TCAP mendukung pertukaran non-circuit data antar layanan lewat jaringan SS7
dengan
menggunakan
layanan
connectionless
SCCP
sebagai
transportasi[8]. TCAP sesuai dengan application layer pada model OS[9]. d.
Operation and Maintenance Application Part (OMAP) OMAP merupakan pesan dan protokol yang membantu administrasi jaringan SS7. Layanan OMAP dapat digunakan untuk memeriksa database routing jaringan dan menentukan masalah link[8]. OMAP sesuai dengan application layer pada model OSI[9].
e.
Application Service Elements (ASEs)
ASEs merupakan modul atau bagian dari protokol pada application layer pada model OSI[8].
II.2.1.2 Struktur Pesan ISUP
25
ISUP merupakan protokol dan prosedur yang digunakan untuk membangun, mengatur, dan mengakhiri circuit trunk yang membawa panggilan suara dan data melalui PSTN. Pesan yang digunakan ISUP dalam melaksanakan tugasnya, terdiri dari[8] : 1. Initial Address Message (IAM) IAM mengandung informasi pembangunan pangggilan dan dikirim ketika switch ingin melengkapi circuit antara pihak pemanggil dan pihak yang dipanggil. 2. Address Complete Messsage (ACM) ACM mengindikasikan bahwa pihak yang dipanggil tersedia dan remote end trunk circuit telah diterima. 3. Answer Message (ANM) ANM dikirim pada saat yang dipanggil menjawab panggilan. Pada SP asal digunakan untuk menghentikan ringing tone. 4. Release Message (REL) REL merupakan pesan yang dikirimkan untuk pembubaran circuit dan spesifikasi penyebab pembubaran. 5. Release Complete Message (RLC) RLC merupakan jawaban dari penerimaan REL yang mengindikasikan bahwa circuit telah dibubarkan.
II.2.2 Signaling Transport (Sigtran) Sigtran merupakan protokol transport pensinyalan yang diformulasikan oleh IETF dan digunakan pada SG untuk mentransfer pensinyalan SS7 melalui jaringan IP. Sistem protokol Sigtran terdiri dari dua bagian, yaitu[10] : 1. SS7 signaling adaptation layer Layer ini medukung primitive tertentu. Sesuai dengan fungsi yang dilakukan oleh SG. Adaptation layer pensinyalan SS7 dapat mengadaptasi user MTP2 menjadi layer M2UA, peer MTP2 menjadi layer M2PA, user MTP3 menjadi layer M3UA, user SCCP menjadi layer SUA, dan user TCP menjadi layer TUA. 2. Common signaling transport layer
26
Layer ini mendukung transmisi pensinyalan secara umum dan handal, dengan Stream Control Transport Protocol (SCTP).
II.2.2.1 Protokol Stack Protokol stack Sigtran seperti diperlihatkan pada gambar 2.6 terdiri dari : ♦
SS7 signaling adaptation layer : Layer M2UA, M2PA, M3UA, SUA, IUA, dan V5UA
♦
Common signaling transport l SCTP ayer.
TCAP Q931/ QSIG IUA
MTP3 M2UA/ M2PA
SCCP
ISUP
TUP
M3UA
TCAP
V5.2
SUA
V5UA
SCTP IP
Signaling application layer Signaling adaption layer Signaling transfer layer IP layer
Gambar 2.7.Protocol Stack SigTran[10] 1.
Adaptation layer pada Sigtran terdiri dari : a.
MTP2 User Adaptation (M2UA)[11] M2UA menyediakan layanan seperti MTP2 dalam relasi client-server, seperti SG ke MGC. User dari M2UA adalah MTP3[12].
b.
MTP2 User Peer-to-Peer Adaptation (M2PA)[11] M2PA menyediakan layanan seperti MTP2 dalam relasi peer-to-peer, seperti hubungan SG ke SG. User dari M2PA adalah MTP3[12].
c.
MTP3 User Adaptation (M3UA)[11] M3UA menyediakan layanan seperti MTP3 dalam relasi client-server (SG ke MGC) dan peer-to-peer. User dari M3UA adalah SCCP dan/atau ISUP[12].
d.
Signaling Connection Part User Adaptation (SUA)[11]
27
SUA menyediakan layanan seperti SCCP pada arsitektur peer-to-peer, seperti SG ke IP SCP. User dari SUA adalah TCAP atau transaksi lain yang berdasarkan application part[12]. e.
ISDN User Adaptation (IUA)[11] IUA menyediakan layanan seperti ISDN Data Link Layer (LAPD). User dari IUA adalah entitas layer 3 ISDN[12]. V5.2 User Adaptation (V5UA)[11]
f.
V5UA menyediakan layanan seperti protokol V5.2[12].
User Adaptation yang akan dibahas lebih lanjut adalah M3UA.
2.
S tream Control Transmission Protocol (SCTP)[11] SCTP digunakan untuk membawa pensinyalan melalui jaringan IP. Pesan pensinyalan dipertukarkan pada jaringan paket switch yang berbasis IP dan kontrol trafik serta kontrol error dieksekusi pada mode end-to-end. SCTP merupakan protokol transmisi yang dapat dipercaya, dibangun pada jaringan paket switch connectionless dan unreliable. Kelebihan SCTP yaitu memiliki kecepatan dan real-time seperti UDP serta tingkat kepercayaan tinggi seperti TCP[10].
II.2.2.2
MTP3 User Adaptation (M3UA)
M3UA merupakan protokol yang didefenisikan oleh IETF untuk mentranportasikan pesan pensinyalan user part MTP level 3 (misalnya ISUP, TUP, dan SCCP) lewat jaringan IP dengan menggunakan SCTP. Pesan TCAP dan RANAP, sebagai protokol user SCCP, bisa dibawa oleh SCCP dengan menggunakan M3UA atau oleh protokol Sigtran yang berbeda yang disebut SUA. M3UA digunakan antara SG dan MGC atau database IP phone. SG menerima pensinyalan SS7 dengan menggunakan MTP sebagai transportasi melalui link standar SS7. SG menterminasikan MTP2 dan MTP3 serta mendistribusikan ISUP, TUP, SCCP dan/atau user lainnya, maupun pesan manajemen
28
jaringan melalui SCTP ke MGC atau database IP phone[13]. Gambar 2.7 memperlihatkan mode aplikasi M3UA pada SG.
Gambar 2.Model Aplikasi M3UA pada SG[10] Pada Gambar 2.7, saat SG menerima pesan dari SS7, Network Interconnection Function (NIF) pada SG menerima pesan yang akan dirutingkan ke MGC dari MTP3 . Kemudian pesan dikirim ke M3UA internal untuk ditranslasikan dan dimapingkan ke alamat IP, selanjutnya dirutingkan ke IP tujuan. Saat MG menerima pesan dari MGC, Primitive menerima dari M3UA internal yang dikirim ke interface upper layer MTP3, dan dirutingkan ke Signaling Endpoint (SEP) atau Signaling Transfer Point (STP) dari jaringan SS7[10].
II.2.3 Media Gateway Control Protocol (Megaco)/H.248 Protokol yang digunakan sebagai standar interface pensinyalan antara MGC dan MG adalah Media Gateway Control Protocol (MGCP) dan MEGACO/H.248[14]. Protokol tersebut digunakan untuk mengontrol sumber dan status dari MG. MGCP diciptakan oleh IETF dan lebih dahulu berkembang. MEGACO merupakan pengembangan dari
29
MGCP, sehingga MEGACO mempunyai performansi yang lebih baik dalam komunikasi multimedia dan conference. MEGACO terbentuk dari hasil kerjasama antara IETF dan ITU.
II.2.3.1 Protokol Stack MEGACO merupakan proPokol master/slave. Pada arsitektur NGN, MGC bertindak sebagai master server dan MG sebagai slave client yang hanya berlaku sebagai switch sederhana. Satu MGC dapat melayani berbagai MG. Komunikasi antara MGC dan MG dengan menggunakan protokol MEGACO berfungsi untuk mengatur koneksi dari media stream. Protokol MEGACO berdasarkan pada connection model[15]. Connection model mencakup dua konsep, yaitu Context dan Termination, yang terdapat di MG dan digunakan sebagai gambaran dasar untuk mendefenisikan hubungan antar gateway.
A. Termination Termination[15] merupakan logical entity pada MG yang memulai/menerima pengiriman media/pengiriman kontrol. Terdapat dua tipe dari Termination yaitu Semipermanent Termination dan Temporary Termination. Semi-permanent Termination menampilkan entitas fisik yang dikenal juga dengan Physical Termination. Termination ini ada secara permanent mulai dari awal dibentuk, sekalipun terdapat kesalahan, kecuali kalau MG menghapusnya. Misalnya untuk channel TDM (Time Division Multiplexing), selama channel ini ada pada MG, Termination juga akan ada. Sedangkan Temporary Termination hanya ada selama prosedur pembicaraan. Termination ini menggambarkan pengiriman sementara, misalnya RTP media stream. Termination hanya ada ketika MG digunakan sebagai pengirim Termination. Ketika panggilan selesai, Termination juga akan dihapus. Masing-masing Termination dikenali dengan nama yang unik, yang disebut dengan Termination ID.
B. Context
30
Context[15]] didefenisikan sebagai hubungan antara berbagai Termination. Semua Termination yang terdapat di dalam Context, dapat mengirim dan menerima media antar satu dengan yang lainnya. Jika salah satu Termination bertindak sebagai tujuan media, maka Termination tersebut akan menerima semua media yang dikirim oleh Termination lain pada Context yang sama. Terdapat tipe khusus dari Context yaitu null Context, yang terdiri dari semua Termination yang tidak berhubungan dengan Termination lainnya (misalnya line yang kosong pada access gateway). Gambar 2.8 memperlihatkan cara menghubungkan media dengan menggunakan Connection model. Pada kasus pertama, dua channel SCN (Switched Circuit Network) dihubungkan ke media stream pada jaringan IP. Contohnya, komunikasi conference antara tiga pihak. Kasus kedua, memperlihatkan dua Termination yang tidak berhubungan. Hal ini mengakibatkan terbentuknya null context. Dan kasus ketiga, memperlihatkan panggilan biasa yang terjadi antara dua pihak.
Gambar 2.9.Termination Context pada Megaco[15] C. Descriptor Protokol MEGACO menggunakan Descriptor[15] untuk menggambarkan karakteristik dari Termination. Masing-masing Termination memiliki karakteristik yang berbedabeda. Karakteristik tersebut dapat dikelompokkan ke dalam empat kategori, yaitu: 1. Property
31
Property terdiri dari Property status Termination dan Property pengiriman media. Property status Termination menunjukkan status layana dari Termination (misalnya normal, dalam perbaikan, atau test). Sedangkan Property pengiriman media menunjukkan sifat media dari Termination sementara (misalnya mode penerimaan/pengiriman, format kode, dan parameter kode) 2. Event Event dihasilkan oleh Termination dan dideteksi oleh MG, untuk selanjutnya dikirim ke MGC. Contoh adanya Event yaitu pada saat telepon dalam keadaan offhook atau Termination menerima beberapa digit DTMF dari telepon. MGC akan meminta informansi adanya Event dari MG dengan mengirimkan message modify dan MG akan menginformasikannya melalui message notify. 3. Signal Signal adalah kondisi line (seperti ringing atau busy tone) yang dapat dihasilkan Termination dalam MG. MGC menginstruksikan MG untuk meminta Signal pada Termination dengan menggunakan command modify. 4. Statistic Statistic merupakan data yang harus dikumpulkan dan dilaporkan kepada MGC
D. Command Protokol MEGACO menyediakan Command[15] untuk memanipulasi Context dan Termination. Misalnya, dengan menggunakan Command Add memungkinkan untuk menambah Termination pada Context, Command Modify memungkinkan untuk memodifikasi Termination, Command Subtract untuk menghapus Termination dari Context, dan AuditValue serta AuditCapabilities memungkinkan untuk mengaudit Properties dari Context atau Termination. Kebanyakan Command secara spesifik digunakan oleh MGC untuk inisiasi dalam mengatur MG yang bertindak sebagai Command responder. Pengecualian terdapat pada Command Notify dan ServiceChange. Penjelasan tentang masing-masing Command terdapat pada tabel 2.1.
32
Tabel 2.1 Command pada Megaco[15] Command
Keterangan
Arah
Add
Command untuk menambah Termination pada
MGC-MG
Context. Command Add pada Termination pertama dalam Context digunakan untuk membuat Context Modify
Command untuk memodifikasi properties, events dan
MGC-MG
sinyal dari Termination Substract
Command untuk menghapus Termination dari
MGC-MG
Context-nya. Command Substract pada Termination akhir pada Context, dapat menghapus Context Move
Command untuk memindahkan Termination dari satu
MGC-MG
Context ke Context lainnya AuditValue
Command untuk mengembalikan Properties, Events,
MGC-MG
Signal, dan Statistik dari Termination kekeadaan umum AuditCapabilities Command untuk mengembalikan semua nilai yang mungkin untuk Properties, Events, Signal, dan
MGC-MG MG-MGC
Statistik dari Termination yang diijinkan oleh MG Notify
Command untuk memberitahukan kepada MGC
MGC-MG
bahwa terdapat Event di MG ServiceChange
Command untuk memberitahukan bahwa terdapat
MG-MGC
Termination atau kelompok Termination yang meminta servis atau telah mengembalikan servis
F. Transaction Command antara MGC dan MG dikelompokkan menjadi Transaction. Transaction diidentifikasi dengan TransactionID yang unik. Transaction terdiri dari satu atau beberapa Action. Satu Action terdiri dari serangkaian Command yang terbatas untuk
33
operasi dalam single Context. Action dikenal dari ContextIDnya. Hubungan antara Transaction, Action, dan Command diperlihatkan pada gambar 2.9
Gambar 2.9 Transaction, Action, dan Command pada Megaco[15] Setiap Transaction dimulai dengan TransactionRequest dan harus ditutup dengan TransactionReply. Cara untuk mencegah pengirim berasumsi bahwa TransactionRequest telah hilang adalah dengan menggunakan TransactionPending, yang mengindikasi bahwa Transaction sedang diproses, namun belum selesai.
G. Messages Masing-masing Transaction dapat dikelompokan dalam satu Message. Message ini memiliki header, yang mengandung identitas dari pengirim. Message header terdiri dari version number dan nama dari pengirim Message. Version number mengidentifikasi versi dari protokol yang digunakan pada Message. Versi tersebut terdiri dari satu atau dua digits, dimulai dengan number 1, misalnya MEGACO/1. Nama pengirim Message merupakan gabungan dari IP address + nomer port SCTP, misalnya [168.1.1.2]: 2944.
H. Packages Mekanisme untuk menyampaikan protokol Megaco dilakukan dengan Packages. Alasan kenapa Packages dibutuhkan dalam mekanisme ini adalah karena adanya perbedaan tipe 34
dari MG dengan tipe Termination yang berbeda. Untuk penggunaan Properties Packages yang berbeda ini, didefenisikan tambahan Properties, Event, Signal, dan Statistic yang mungkin terjadi di Termination. Pada Megaco, Properties, Event, Signal, dan Statistic yang diberikan, harus ditemukan hanya dalam satu Package. Sehingga mengakibatkan Packages MEGACO/H.248 memiliki ukuran yang kecil dan muatan yang sedikit. II.2.4 Session Initiation Protocol (SIP) [16] SIP adalah protokol pada layer aplikasi yang dapat membangun, memodifikasi, dan mengakhiri sesi komunikasi multimedia pada jaringan IP, yaitu dalam hal mengirim dan menerima message. Sesi komunikasi yang terjadi yaitu antara dua pihak ataupun komunikasi conference yang melibatkan banyak pihak. Protokol yang dikembangkan oleh IETF ini, juga dapat digunakan untuk mengundang pihak-pihak untuk mengadakan komunikasi conference. Message SIP tediri dari deskripsi sesi komunikasi sehingga pihak yang berkomunikasi dapat bernegosiasi tentang tipe media dan parameter komunikasi lainnya. SIP menyediakan mekanisme tersendiri untuk transmisi yang dapat diandalkan dan dapat digunakan pada protokol transport yang berbeda, seperti TCP, UDP, dan SCTP (Stream Control Transmission Protocol). SIP juga dapat digabungkan dengan IPv4 dan IPv6. SIP mempunyai kemampuan untuk mengatur sesi komunikasi multimedia dalam hal: 1. Menentukan lokasi dari user tujuan 2. Menentukan user mana yang ingin bergabung dalam sesi komunikasi 3. Menetukan kemampuan dari user’s terminal 4. Membangun sesi komunikasi 5. Mengatur sesi komunikasi, meliputi pemanggilan fungsi servis, pemodifikasian, dan penyampaian sesi komunikasi SIP adalah protokol client-server yang menggunakan message text-encoded dalam mereqeust dan merespon seperti HTTP. SIP client adalah elemen jaringan yang membangkitkan SIP request dan menerima respon SIP, sedangkan SIP server adalah
35
elemen jaringan yang menerima request SIP untuk memprosesnya dan mengirim respon balik terhadap request. Terdapat 4 komponen utama pada arsitektur SIP, yaitu: 1. SIP User Agent. UA (User Agent) adalah endpoint pada jaringan IP, seperti IP phone, PC, atau conference bridge, yang digunakan untuk membangun, memodifikasi, dan membubarkan sesi komunikasi. UA dapat bertindak sebagai UAC (User Agent Client) dan UAS (User Agent Server). UAC adalah entitas yang menginisiasi dan mengirimkan request, sedangkan UAS yang menerima dan merespon dari SIP request, seperti menerima (accepts), mengalihkan (redirects), ataupun menolak (refuses) panggilan tersebut 2. SIP redirect server. Redirect server adalah UAS yang menerima request SIP, memetakan alamat pemanggil ke dalam alamat yang baru dan kemudian mengembalikannya ke client. Komponen ini tidak dapat menerima panggilan atau memulai panggilan. 3. SIP proxy server. Proxy server dapat berfungsi sebagai UAC dan UAS, yaitu sebagai entitas perantara antara satu atau dua buah client atau server berikutnya dan melewatkan call request ke tahap berikutnya. 4. SIP registrar: Registrar adalah UAS yang berfungsi untuk memproses request dari SIP REGISTER. Registrar bekerja sama dengan SIP server untuk merutingkan message.
II.2.4.1 Message Pada SIP Masing-masing message SIP dapat menjadi request message atau response message. Request message dikirimkan dari client (UAC) ke server (UAS) untuk memanggil operasi atau fungsi khusus. Fungsi yang dipanggil oleh request sebagai method. Sedangkan response message dikirim dari UAS ke UAC untuk mengindikasi status dari request. Berikut adalah method dari request message yang didefenisikan pada SIP: 1. INVITE : Digunakan oleh user untuk mengajak user lain dalam pembangunan komunikasi SIP 2. ACK : Digunakan untuk mengkonfirmasi final response untuk request INVITE
36
3. BYE : Digunakan untuk mengakhiri sesi komunikasi 4. CANCEL : Digunakan untuk menunda request SIP 5. OPTIONS : Digunakan untuk mempertanyakan server tentang kemampuannya 6. REGISTER : Digunakan oleh user untuk meregistrasikan informasi (seperti lokasi terbaru dari user) ke server 7. INFO : Digunakan untuk membawa informasi kontrol penghubung sesi seperti message signaling ISUP dan ISDN 8. SUBSCRIBE : Digunakan untuk meminta state dan state diperbarui dari remote node 9. NOTIFY : Digunakan untuk memberitahu node SIP bahwa kejadian yang diminta oleh method SUBSCRIBE sebelumnya telah terjadi 10. PRACK
:
Digunakan
untuk
menyediakan
Provisional
Response
ACKnowledgement (PRACK) yang dapat diandalkan 11. UPDATE : Digunakan untuk memperbaharui parameter komunikasi seperti media stream dan codec yang digunakan 12. MESSAGE : Digunakan untuk mentransfer Instant Messages (IM) 13. REFER : Digunakan untuk penerimaan langsung dari sumber lain dengan menggunakan informasi koneksi yang disediakan pada request REFER. Method ini dapat digunakan untuk transfer panggilan
Classes dari SIP response terdiri dari : 1. 1xx : Informational / bersifat informasional : Request diterima, melanjutkan untuk memproses request Kode responnya : 100 Trying, 180 Ringing, 181 Call is Being Forwarded, 182 Call Queued, dan 183 Session Progress 2. 2xx : Success / sukses : Menandakan tindakan yang berhasil diterima, dipahami, dan disetujui Kode responnya : 200 OK dan 202 Accepted
37
3. 3xx : Redirection / pengarahan : Tindakan lebih lanjut dibutuhkan untuk melengkapi request Kode responnya : 300 Multiple Choices, 301 Moved Permanently, 302 Moved Temporarily, 305 Use Proxy, dan 380 Alternative Service 4. 4xx : Client Error / kesalahan pada sisi client : Request berisi syntax yang salah atau tidak dapat dieksekusi oleh server Kode responnya : 400 Bad Request, 401 Unauthorized, 402 Payment Required, 403 Forbidden, 404 Not Found, dan lain-lain 5. 5xx : Server Error / kesalahan pada sisi server : Server gagal mengakses dan request tampak valid Kode responnya : 500 Server Internal Error, 501 Not Implemented, 502 Bad Gateway, 503 Service Unavailable, 504 Gateway Timeout, 505 Version Not Supported, dan 513 Message Too Large 6. 6xx : Global Failure / kegagalan umum : Request tidak dapat dilaksanakan oleh server manapun Kode responnya : 600 Busy Everywhere, 603 Decline, 604 Does Not Exist Anywhere, dan 606 Not Acceptable
II.3 Teori Trafik Teletraffic theory didefenisikan[17] sebagai aplikasi dari teori probabilitas (proses stokastik, teori antrian, dan simulasi) untuk menyelesaikan masalah-masalah yang berhubungan dengan perencanaan, evaluasi unjuk kerja, operasi, dan pemeliharaan dalam sistem telekomunikasi. Catatan : istilah teletraffic dalam tesis ini selanjutnya disingkat trafik. Dalam perencanaan jaringan telekomunikasi, teori trafik digunakan untuk menentukan (memprediksi) kuantitas sumber daya (jumlah komponen jaringan) yang diperlukan berdasarkan standar kualitas atau Quality of Service (QoS) secara umum[17]. Sedangkan dalam hal evaluasi, teori trafik digunakan untuk melakukan analisis kinerja jaringan yang telah beroperasi.
38
Dalam penentuan/prediksi jumlah
komponen yang diperlukan didasarkan atas karakteristik sumber trafik (pola kedatangan) dan karakteristik pelayanan (pola pelayanan) yang dimodelkan dengan diagram kondisi, pendekatan probabilistik/stokastik serta pemodelan matematis sehingga diperoleh formula untuk memprediksi jumlah sumber daya yang dibutuhkan agar diperoleh hasil optimal dalam arti jumlah minimal tetapi masih memenuhi persyaratan QoS standar.
II.3.1 Pola kedatangan model Poisson Karakteristik sumber trafik merupakan pola tingkah laku (behavior) dari pengguna layanan (panggilan telepon atau data/internet) ditinjau dari beberapa aspek tertentu yang selanjutnya disebut sebagai pola kedatangan. Adapun parameter pola kedatangan tersebut terdiri dari : ♦
Populasi (jumlah) sumber trafik : ▪
sumber terbatas (finite source)
▪
sumber tak terbatas/dianggap tak hingga (infinite source)
♦
Distribusi jumlah kedatangan berdasarkan waktu (model Poisson, bernoulli, dsb)
♦
Distribusi waktu antar kedatangan (eksponensial, erlang, dsb)
Pada umumnya jumlah sumber trafik dianggap tak hingga, sedangkan pola distribusi jumlah kedatangan dalam perioda tertentu dan pola distribusi waktu antar kedatangan (inter-arrival time), dalam tesis dibatasi hanya membahas pola kedatangan model Posson. Secara singkat, karakteristik pola kedatangan model Poisson memiliki pola dapat dijelaskan sebagai berikut (lihat Gambar 2.10) :
Gambar 2.10.Proses Posson[18] 39
•
Saat terjadinya kedatangan muncul secara acak (random)
•
Peluang terjadinya c kedatangan dalam perioda t[18] :
( λ t ) k − λt Pk (t ) = e k! dengan : k = jumlah kedatangan, (k = 0, 1, 2 . . . . .) t = perioda pengamatan (menit) λ = laju kedatangan = C/T (panggilan/menit) e = bilangan natural = 2,..................... Mean : E = λt Variance : V = λt •
Waktu antar kedatangan (inter-arrival time) berdistribusi eksponensial negatif [17]:
f (t ) = λe − λt dengan : t = waktu antar kedatangan = (t n – t (n-1) ) dimana t n = panggilan ke n (n = 1, 2, 3, ...) λ = C/T = laju kedatangan (panggilan/menit). Mean : E = 1/λ Variance : V = 1/λ2 Pola kedatangan selengkapnya dapat dilihat pada Tabel 2.1
II.3.2 Pola pelayanan Ditinjau dari perlakuan terhadap panggilan yang datang pada saat semua kanal (device/server) dalam keadaan sibuk (eingaged), maka terdapat 3 cara perlakuan, yaitu : 1. Panggilan langsung ditolak dan dinyatakan hilang (disebut Loss System atau Blocking System). Contoh : model Erlang B, model Engset Binomial dll. 2. Panggilan diantrikan pada slot antrian untuk menunggu (disebut Delay System atau Queueing System) : a.
Dengan jumlah slot antrian tak terbatas (dianggap takhingga) atau infinite buffer. Contoh model Erlang C dengan slot antrian tak terbatas 40
b.
Dengan slot antrian terbatas (finite buffer), contoh model Erlang C dengan slot antrian terbatas
3. Panggilan dilimpahkan ke rute alternatif (disebut Overflow System). Contoh modelmodel diatas dengan rute overflow atau model random equivalent.
Pola pelayanan selengkapnya dapat dilihat pada Tabel 2.1
II.3.3 Sistem Tunggu (Delay System) Pada sistem tunggu, panggilan yang datang di saat semua sirkit/server sibuk, panggilan tersebut menunggu sampai ada sirkit/server yang bebas, baru kemudian dilayani. Lama waktu antara panggilan datang (masuk antrian) sampai panggilan mulai dilayani oleh sirkit/server disebut waktu tunggu dalam antrian (queueing delay) dinotasikan t q . Lama waktu dilayani dalam server disebut service time dinotasikan t serv . Dan total lama waktu keseluruhan (t serv + t q ) disebut waktu sistem dinotasikan t sys. Gambar 2.10 memperlihatkan model dari sistem tunggu buffer
server departure
arrival λ (call/s)
q (position) tq
µ (call/s) tsrv
λ = arrival rate (call/s) µ = service rate (call/det) q = buffer capacity (position) tq = queueing delay tsrv = service time tsys = system time tsys = tq + tsrv
tsys
Gambar 2.11.Model sistem tunggu [19] Untuk menganalisis sistem antrian, parameter yang harus diketahui adalah jumlah/populasi sumber trafik, pola kedatangan, laju kedatangan, pola pelayanan, jumlah kanal/sirkit/server, kapasitas slot antrian, dan disiplin antrian. Informasi ini biasa ditulis dalam notasi Kendall dengan format: A/B/N/q/s/Z[20]. Keterangan notasi Kendall diperlihatkan pada Tabel 2.1
41
Tabel 2.1 Parameter Notasi Kendal [20] Notasi
Menyatakan
Simbol
A
Distribusi waktu antar kedatangan
B
Distribusi waktu pelayanan
N q S Z
Kapasitas kanal Kapasitas slot antrian Jumlah sumber Disiplin antrian
M Ek H h G M Ek H h G 1,2,3, ….∞ 1,2,3, ….∞ 1,2,3, ….∞ FCFS LCFS SIRO GD RR
Keterangan Eksponensial Erlang tipe k Hipereksponensial Hipoeksponensial Umum Eksponensial Erlang tipe k Hipereksponensial Hipoeksponensial Umum jumlah trunk/server jumlah buffer First come, first served Last come, first served Service in random order General dicipline Round robin
Yang dibahas dalam tesis ini adalah sistem antrian M/G/1
II.3.3.1 Sistem Antrian Model M/G/1 Total waktu dalam sistem untuk M/G/1 diberikan oleh persamaan[18] :
D=M + ▪
D : total waktu dalam sistem,
▪
M : waktu layanan rata-rata,
▪
λ : laju kedatangan panggilan
▪
ρ: utilitas =
λM
2
2(1 − ρ )
(1)
λ 1 dengan µ = µ M
Bentuk persamaan di atas adalah suku pertama ( M ) merupakan komponen waktu pelayanan server sedangkan suku kedua adalah waktu tunggu dalam antrian, Jika beban
42
sangat rendah atau ρ → 0, maka D → M artinya waktu tunggu mendekati nol dan bisa diabaikan. Sebaliknya jika beban mendekati 100% (ρ → 1), maka suku kedua dari persamaan akan menuju tak hingga. Ini berarti waktu tunggu dalam antrian tak terbatas.
II.4 Quality of Service (QoS) dan Standarisasi Post Dialing Delay (PDD) Menurut ITU-T Rekomendasi E.800, QoS didefinisikan sebagai kumpulan efek dari kinerja pelayanan yang menentukan tingkat kepuasan layanan pengguna layanan (user). Dalam ITU-T NGN FG Proceeding Part II 2005[21] dikomentari, bahwa definisi QoS menurut E.800 tersebut cakupannya sangat luas meliputi seluruh area pekerjaan termasuk tingkat kat kepuasan pengguna secara subyektif. Maka dalam draft definisi yang baru dibatasi pada parameter yang diidentifikasi yang secara langsung dapat diobservasi dan terukur pada titik dimana layanan tersebut diakses oleh pengguna. Endto-end QoS adalah Akumulasi QoS dari semua layer jaringan dari layer atas sampai bawah dimana tiap elemen jaringan secara end-to-end bekerjasama yang masing-masing memberikan kontribusi penyediaan QoS. Salah satu contoh end-to-end QoS adalah dalam proses pensinyalan yaitu parameter delay dengan standarisasi yang disebut dengan Post Dialing Delay (PDD).
Q Series Supplement 51
Protocol Requirement IP Network Cloud
SRC
UNI
TE
UNI
NNI
NNI
GW
GW
GW
DST
GW
GW
TE
GW
LAN
LAN N e t w o r k
Customer Instalation
E n d - t o E n d U s e r - t o U s e r
TE
Terminal Equipment
N e t w o r k N e t w o r k ( I P S e r v i c e
C o n n e c t i o n
GW
( T r a n s p o r t
Gateway Router
a n d
N e t w o r k Q o S ) h i g h e r
NI Protocol Stack
Gambar 3.12 Kebutuhan Pensinyalan QoS[21]
43
Customer Instalation
Q o S ) Network Interface
PDD didefinisikan sebagai lama waktu sejak menekan angka terakhir dari nomor tujuan sampai terdengarnya nada sambung (ringing tone)[22]. Menurut standar ITU-T, kebutuhan performansi untuk protokol pensinyalan adalah[21] : 1. Delay rata-rata mulai dari waktu UNI atau NNI meminta layanan sampai jaringan menerima atau menolak permintaan layanan tersebut, harus < 800 msec. 2. Delay maksimal mulai dari waktu UNI atau NNI meminta layanan sampai jaringan menerima atau menolak permintaan layanan tersebut, harus < 1500 msec.
44
