BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Jaringan Komputer Jaringan komputer adalah gabungan antara teknologi komputer dan teknologi telekomunikasi. Gabungan teknologi ini menghasilkan pengolahan data yang dapat didistribusikan, mencakup pemakaian database, software aplikasi dan peralatan hardware secara bersamaan (Sopandi, 2008). Setiap komputer, printer atau periferal yang terhubung dengan jaringan disebut node. Sebuah jaringan komputer dapat memiliki dua, puluhan, ribuan atau bahkan jutaan node.
2.1.1
Tipe – tipe Jaringan Komputer Suatu jaringan komputer memiliki skop dan luasnya masing-masing, untuk
itu berdasarkan skalanya jaringan komputer dibedakan menjadi beberapa macam, sebagai berikut : 1. Local Area Network (LAN) Local Area Network (LAN) adalah jaringan yang bersifat internal dan biasanya milik pribadi di dalam sebuah perusahaan kecil atau menengah dan biasanya berukuran sampai beberapa kilometer. LAN biasanya digunakan untuk menghubungkan komputer-komputer pribadi dan workstation dalam kantor suatu perusahaan untuk pemakaian sumber daya bersama, serta sarana untuk saling bertukar informasi. 2. Metropolitan Area network (MAN) Metropolitan
Area
Network
(MAN)
adalah
sebuah
jaringan
menggunakan teknologi yang sama dengan LAN, hanya ukurannya biasanya lebih luas dari pada LAN dan biasanya MAN dapat mencakup kantor-kantor perusahaan yang letaknya berdekatan atau antar sebuah kota dan dapat dimanfaatkan untuk keperluan pribadi atau umum. MAN pun mampu menunjang data dan suar, bahkan dapat berhubungan dengan jaringan televisi kabel.
6
7
3. Wide Area Network (WAN) Wide Area Network (WAN) adalah sebuah jaringan yang jangkauannya mencakup daerah geografis yang lebih luas, seringkali mencakup sebuah negara bahkan benua. WAN terdiri dari kumpulan LAN, MAN, dan mesin-mesin yang bertujuan untuk menjalankan program aplikasi pemakai. 4. Personal Area Network Personal Area Network (PAN) adalah jaringan komputer yang digunakan untuk komunikasi antara komputer perangkat dekat dari satu orang. Perangkat mungkin atau tidak milik orang tersebut. Jangkauan dari PAN biasanya beberapa meter. PAN dapat digunakan untuk komunikasi antara perangkat pribadi mereka sendiri (intrapersonal komunikasi) 5.
Internet Internet adalah kumpulan dari beberapa jenis jaringan yang berbeda LAN, WAN, atau keduanya mencakup seluruh dunia yang saling terkoneksi.
Berdasarkan media penghantar jaringan komputer dapat dibagi menjadi 2 yaitu : 1. Wired Network Wired Network adalah jaringan komputer yang menggunakan kabel sebagai media penghantar, jadi data mengalir pada kabel. Kabel yang umum digunakan pada jaringan komputer biasanya menggunakan bahan dasar tembaga. 2. Wireless Network Wireless Network adalah jaringan tanpa kabel, dimana komunikasi antar PC dapat menggunakan remote infra led dan teknologi gelombang radio.
8
Berdasarkan fungsinya jaringan komputer dapat dibagi menjadi dua yaitu : 1. Client Server
Gambar 2.1 Jaringan Client Server
Yaitu jaringan komputer dengan komputer yang didedikasikan khusus sebagai server. Untuk topologi jaringan client server bisa dilihat pada gambar 2.1. Sebuah service/layanan bisa diberikan oleh sebuah komputer atau lebih. Contohnya adalah sebuah domain seperti www.detik.com yang dilayani oleh banyak komputer web server. Atau bisa juga banyak service/layanan yang diberikan oleh satu komputer. Contohnya adalah server unud.ac.id yang merupakan satu komputer dengan multi service yaitu mail server, web server, file server, database server dan lainnya.
2. Peer-to-peer
Gambar 2.2 Jaringan Peer-to-peer
Yaitu jaringan komputer dimana setiap host dapat menjadi server dan juga
9
menjadi client secara bersamaan. Untuk topologi jaringan client server bisa dilihat pada gambar 2.1. Contohnya dalam file sharing antar komputer di Jaringan Windows Network Neighbourhood ada 5 komputer (kita beri nama A,B,C,D dan E) yang memberi hak akses terhadap file yang dimilikinya. Pada satu saat A mengakses file share dari B bernama data_nilai.xls dan juga memberi akses file soal_uas.doc kepada C.
2.1.2
Model-model referensi jaringan Berikut adalah model referensi jaringan, yaitu Open System Interconnection (OSI) dan Transfer Control Protokol Internet Protokol (TCP/IP)
2.1.2.1 Open System Interconnection Model Open Systems Interconnection (OSI) diciptakan oleh International Organization for Standardization (ISO) yang menyediakan kerangka logika terstruktur bagaimana proses komunikasi data berinteraksi melalui jaringan. Standard ini dikembangkan untuk industri komputer agar komputer dapat berkomunikasi pada jaringan yang berbeda secara efisien. Lapisan dalam OSI terdiri dari 7 layer yaitu : 1. Physical Layer Physical Layer adalah Layer paling bawah dalam model OSI. Berfungsi untuk mendefinisikan media transmisi jaringan, metode pensinyalan, sinkronisasi bit, arsitektur jaringan (seperti halnya Ethernet atau Token Ring), topologi jaringan dan pengabelan. Selain itu, level ini juga mendefinisikan bagaimana Network Interface Card (NIC) dapat berinteraksi dengan media kabel atau radio. 2. Data Link Layer Data link layer berfungsi untuk menentukan bagaimana bit-bit data dikelompokkan menjadi format yang disebut sebagai frame. Selain itu, pada level ini terjadi koreksi kesalahan, flow control, pengalamatan perangkat keras seperti halnya Media Access Control Address (MAC Address), dan menetukan bagaimana perangkat-perangkat jaringan seperti
10
hub, bridge, repeater, dan switch layer 2 beroperasi. Spesifikasi IEEE 802, membagi level ini menjadi dua level anak, yaitu lapisan Logical Link Control (LLC) dan lapisan Media Access Control (MAC). 3. Network Layer Network layer berfungsi untuk mendefinisikan alamat-alamat IP, membuat header untuk paket-paket, dan kemudian melakukan routing melalui internetworking dengan menggunakan router dan switch layer 3. 4. Transport Layer Transport Layer berfungsi untuk memecah data ke dalam paketpaket data serta memberikan nomor urut ke paket-paket tersebut sehingga dapat disusun kembali pada sisi tujuan setelah diterima. Selain itu, pada level ini juga membuat sebuah tanda bahwa paket diterima dengan sukses (acknowledgement), dan mentransmisikan ulang terhadap paket-paket yang hilang di tengah jalan. 5. Session Layer Session layer mengijinkan para pengguna untuk menerapkan session dengan pengguna lainnya. Sebuah session selain memungkinkan transport data biasa seperti yang dilakukan oleh transport layer, juga menyediakan layanan yang istimewa untuk aplikasi-aplikasi tertentu. Session layer juga diperlukan untuk kendali analog antar proses yang menentukan penanganan komunikasi dua arah dan pengujian paket yang keluar dari urutannya. 6. Presentation Layer Presentation layer berfungsi untuk mentranslasikan data yang hendak ditransmisikan oleh aplikasi ke dalam format yang dapat ditransmisikan melalui jaringan. Protokol yang berada dalam level ini adalah perangkat lunak redirektor (redirector software), seperti layanan Workstation (dalam windows NT) dan juga Network shell (semacam Virtual Network Computing (VNC) atau Remote Dekstop Protokol (RDP). 7. Application Layer
11
Application layer adalah layer paling tinggi dari model OSI, seluruh layer dibawahnya bekerja untuk layer ini, tugas dari application layer adalah Berfungsi sebagai antarmuka dengan aplikasi dengan fungsionalitas jaringan, mengatur bagaimana aplikasi dapat mengakses jaringan, dan kemudian membuat pesan-pesan kesalahan. Protokol yang berada dalam lapisan ini adalah HTTP, FTP, SMTP, NFS.
2.1.2.2 Transfer Control Protokol Internet Protokol TCP/IP (Transmission Control Protoko/Internet Protokol) adalah standar komunikasi data yang digunakan oleh komunitas internet dalam proses tukarmenukar data dari satu komputer ke komputer lain di dalam jaringan Internet. Protokol TCP/IP dikembangkan pada akhir dekade 1970-an hingga awal 1980-an sebagai sebuah protokol standar untuk menghubungkan komputer-komputer dan jaringan untuk membentuk sebuah jaringan yang luas (WAN). TCP/IP merupakan sebuah standar jaringan terbuka yang bersifat independen terhadap mekanisme transport jaringan fisik yang digunakan, sehingga dapat digunakan di mana saja. TCP/IP terdiri dari 4 lapisan layer yaitu : 1. Network Interface berfungsi untuk meletakkan frame – frame jaringan di atas media jaringan yang digunakan. TCP/IP dapat bekerja dengan banyak teknologi transport, mulai dari teknologi transport dalam LAN (seperti halnya Ethernet dan Token Ring), MAN dan WAN (seperti halnya dial-up model yang berjalan di atas Public Switched Telephone Network (PSTN), Integrated Services Digital Network (ISDN), serta Asynchronous Transfer Mode (ATM). 2. Internet
berfungsi
untuk
melakukan
pemetaan
(routing)
dan
enkapsulasi paket-paket data jaringan menjadi paket-paket IP. Protokol yang bekerja dalam lapisan ini adalah Internet Protocol (IP), Address Resolution Protocol (ARP), Internet Control Message Protocol (ICMP), dan Internet Group Management Protocol (IGMP)
12
3. Transport berguna untuk membuat komunikasi menggunakan sesi koneksi yang bersifat connection-oriented atau broadcast yang bersifat connectionless. Protokol dalam lapisan ini adalah Transmission Control Protocol (TCP) dan User Diagram Protocol (UDP). 4. Application merupakan Layer paling atas pada model TCP/IP, yang bertanggung jawab untuk menyediakan akses kepada aplikasi terhadap layanan jaringan TCP/IP. Protokol ini mencakup protokol Dynamic Host Configuration Protocol (DHCP), Domain Name System (DNS), Hypertext Transfer Protocol (HTTP), File Transfer Protocol (FTP), Telnet, Simple Mail Transfer Protocol (SMTP), Simple Network Management Protocol (SNMP), dan masih banyak protokol lainnya. Dalam beberapa implementasi Stack Protocol, seperti halnya Microsoft TCP/IP, protokol-protokol lapisan aplikasi berinteraksi dengan menggunakan antarmuka Windows Sockets (Winsock) atau NetBios over TCP/IP (NetBT).
2.2 Konsep Streaming Multimedia merupakan integrasi dari penggabungan berbagi tipe media objek, seperti teks, audio, video dan gambar (image). Integrasi berbagai media objek, membuat layanan jadi enak dinikmati, interaktif dan dinamis. Ada dua metode penyampaian content multimedia ke client, yaitu streaming dan download. Dalam metode download, content disimpan pada suatu server misalnya Web server. Keuntungannya adalah content disimpan pada harddisk lokal, sehingga kapan pun dapat dimainkan tanpa harus koneksi ke jaringan. Di samping itu, kualitas content tidak tergantung pada kondisi jaringan. Sedang kerugiannya adalah membutuhkan waktu dan tempat penyimpanan di harddisk lokal. Pada metode streaming, client mempresentasikan content yang datang dari jaringan secara langsung tanpa mendownload seluruh content terlebih dahulu. Content streaming sebenarnya tidak pernah didownload, paket-paket content dipresentasikan ketika datang kemudian dibuang. Keuntungan adalah cocok untuk durasi content yang tidak terbatas, misalnya untuk acara yang
13
sifatynya live. Disamping itu, pada client tidak mempunyai salinan dari content tersebut. Kerugiannya adalah kualitas presentasi sangat bergantung pada kondisi bandwidth jaringan. Kondisi jaringan yang buruk dan fluktuasi bandwidth akan menghasilkan
gangguan
yang
sangat
berarti
pada
kualitas
presentasi
(Apostolopoulos:2005). Streaming dapat dibagi atas dua subkategori, yaitu on-demand stream dan webcast stream. On-demand stream dikontrol oleh client sedangkan webcast stream dikontrol oleh server. On-demand stream diaktifkan oleh permintaan pengguna dan dapat dipresentasikan kapan saja sesuai dengan perintah client. Ondemand stream ini dapat dimisalkan seperti melihat video-kaset, dimana kita bisa melakukan fast-forward, rewind, pause dan lainnya. Pada webcast stream, client hanya dapat mengontrol apakah akan terus menerima content atau tidak. Teknik pada streaming ada dua, yaitu HTTP Streaming dan True Streaming. Pada HTTP Streaming disebut juga webserver streaming karena menggunakan protokol HTTP untuk mengirimkan filenya. Sebelum dikirimkan ke client biasanya dikompres terlebih dahulu menjadi tipe file media tertentu, misalnya format Real Media(.arm) untuk RealPlayer dan RealOne Player atau Advanced Streaming Format (.asf) untuk Windows Media Player, kemudian dihubungkan menggunakan URL ke file tersebut. Teknik streaming ini cocok untuk content multimedia berukuran kecil. Oleh karena HTTP menggunakan TCP untuk transfer data yang bersifat reliable, maka kemungkinan besar akan menjadi delay. Di samping itu, dalam protokol HTTP tidak mendukung interaksi dua arah untuk mengontrol streaming, seperti pengaturan bandwidth, rewind, pause atau fast-forward. Pada teknik True streaming digunakan protokol UDP untuk transfer content multimedia ke client. Pada UDP tidak diperiksa apakah data telah diterima atau belum dan tidak mengirim ulang paket data yang rusak atau hilang, karena UDP adalah protokol untuk pengiriman data yang bersifat unreliable, tidak seperti pada TCP. Protokol ini cocok untuk transfer content multimedia yang terusmenerus(Simpson:2008).
14
2.2.1
Sistem Transmisi pada Proses Streaming Dalam teknologi streaming terdapat dua metode transport pada jaringan
yang menggambarkan bagaimana menyampaikan content ke client, yaitu unicast dan multicast. Unicast adalah transmisi data secara connection oriented. biasanya digunakan pada on-demand karena setiap client mempunyai hubungan sendiri dengan server. Keuntungannya adalah adanya hubungan dua arah dengan server, sehingga memungkinkan mengirim informasi kontrol dan feedback ke server yang bisa digunakan untuk error correction dan adaptasi terhadap kondisi jaringan. Misalnya, jika bandwidth content adalah 100 kpbs dan ada 1000 client, maka jumlah bandwidth jaringan yang dibutuhkan satu server adalah 100 Mbps. Multicast adalah transmisi data secara connectionless, yang berarti client menerima aliran data tetapi tidak terhubung secara langsung ke server. Sehingga tidak ada kontrol informasi dan feedback yang dikirim ke server. Metode ini menghemat bandwidth jaringan karena hanya satu aliran data yang dibangkitkan oleh server. Didalam jaringan terdapat router yang dapat melakukan multicast paket-paket aliran data ini. Multicast digunakan pada webcast stream dan tidak dapat digunakan pada on-demand stream.
2.2.2
Video Streaming Video
streaming
merupakan
layanan
yang
dimanfaatkan
unutk
menampilkan video secara langsung yang di-capture dari server streaming. Istilah streaming sendiri adalah proses pengiriman data berupa video/audio digital melalui jaringan data secara terus menerus dan berkesinambungan tanpa adanya proses penyimpanan video/audio ke dalam hardisk lokal dari pengguna layanan streaming. Oleh pengguna layanan video streaming yang terkoneksi ke server streaming dapat menikmati layanan baik yang sifatnya live streaming ataupun video on demand. Pengguna layanan dapat menampilkannya lewat player audio/video atau juga dapat berupa layanan berbasis web, di mana plugin player audio/video disertakan ke webbrowser. Pengguna layanan streaming dapat mengakses langsung streaming server untuk mendapatkan video secara realtime atau meminta layanan video on demand
15
ke sebuah media storage tempat file-file video tersimpan. Gambar 2.3 dan Gambar 2.4 berikut merupakan skematik proses streaming video baik berupa live streaming maupun layanan video on demand.
Gambar 2.3 Skematik live streaming video Sumber : Austerberry, 2005
Gambar 2.4 Skematik on-demand streaming video Sumber : Austerberry, 2005
Pada sisi server streaming, terdapat berbagai macam proses yang terjadi sampai akhirnya deretan frame-frame yang dapat diakses oleh pengguna di sisi end user. Proses awal streaming adalah video yang di-capture dari sumber (source) dalam format analog akan diubah terlebih dahulu ke dalam format digital. Perubahan format video analog ke dalam format digital bertujuan untuk memudahkan proses sintesis/rekayasa. Proses perubahan format analog ke format digital terjadi di image digitazer. Skematik proses compress dan decompress dapat dilihat pada gambar 2.5
16
Gambar 2.5 Skematik compress dan decompress streaming video Sumber : Austerberry, 2005
Setelah video dalam format digital diperoleh, selanjutnya akan dikompres oleh image compression untuk mendapatkan ukuran file yang lebih kecil dari file sumbernya. Tujuan utamanya adalah kemudahan dalam proses transmisi atay pada penyimpanan ke media stotage seperti DVD, VCD. Selain kedua proses di atas juga masih terdapat proses packetiser, mux, dll, sampai akhirnya video siap ditransmisikan atau disimpan.
2.3 Protokol Streaming Ada beberapa protokol yang utama untuk aplikasi streaming. Beberapa protokol diarahkan untuk memulai dan mengawasi sesi-sesi streaming yaitu RTCP, RTSP, SDP, sementara itu sebagian protokol lainnya merupakan transport protokol untuk memindahkan data payload (RTP). Streaming audio dan video yang aktual harus dilakukan pada protokol UDP. Streaming pada TCP dan HTTP sering digunakan pada saluran tetap internet. 2.3.1 Real-Time Transport Protocol (RTP) Real-Time Transport Protokol (RTP) menetapkan fungsi-fungsi untuk transport dari awal ke akhir data real-time, seperti audio, video, multimedia atau isi lainnya. RTP pendukung transmisi unicast dan multicast. RTP merupakan satu-
17
satunya protokol transport dan juga tidak menjamin setiap kualitas pelayanan untuk layanan-layanan yang diangkut.
2.3.2 Real-Time Control Protocol (RTCP) Real-Time Control Protocol (RTCP) digunakan dalam hubungannya dengan protokol RTP untuk memberikan umpan balik terhadap kualitas transport, dan untuk menambah fungsi-fungsi kontrol dan identifikasi yang minimal. RTCP menggunakan saluran distribusi yang sama seperti RTP, sehingga protokol transport yang mendasarinya harus memberikan beberapa bentuk multiplexing untuk data RTP dan paket-paket kontrol RTCP.
2.3.3
Real-Time Streaming Protocol (RTSP) Real-Time Streaming Protokol (RTSP) merupakan protokol tingkat
aplikasi yang digunakan untuk menetapkan tingkat pengontrol satu atau beberapa arus waktu yang disinkronisasikan isi media yang terus menerus, seperti audio dan video. RTSP tidak digunakan secara khusus untuk mengirimkan data payload itu sendiri. Untuk menghubungkan data payload dengan RTSP, biasanya protokolprotokol seperti RTP digunakan. Pada dasarnya RTSP dapat dianggap sebagai “network remote control” untuk jaringan server media. Scene description (SMIL), untuk gambar, tulisan
Kualitas feedback
untuk mengontrol
Payload formats
SDP
HTTP
Media pengiriman (video,audio)
RTSP
RTCP
TCP
UDP
RTP
IP
Gambar 2.6 Protokol pada video streaming
RTP, RTCP, dan RTSP merupakan protokol-protokol streaming yang sangat penting dan digunakan secara luas, namun masih ada protokol-protokol lainnya yang juga digunakan untuk tujuan-tujuan yang berbeda oleh layananlayanan streaming.
18
Session
Description
Protocol
(SDP)
merupakan
protokol
yang
mengandalkn teks untuk mendefinisikan nama, tujuan, media, protokol, kode, penempatan waktu dan informasi transport dari streaming session. Hypertext Transfer Protocol (HTTP) merupakan protokol tingkat aplikasi yang mengandalkan teks dan dimaksudkan terutama untuk transfer informasi hypermedia dan hypertext. Karena sifat umum dari protokol ini, maka HTTP juga dapat digunakan untuk tujuan-tujuan lainnya seperti transfer file.
2.4 Struktur TV Streaming TV Streaming merupakan teknologi multimedia yang sedang berkembang saat ini. Komponen-komponen utama dari teknologi ini meliputi sumber, encoder, server, dan player. Struktur TV Streaming dapat dilihat pada gambar 2.7.
Gambar 2.7 Struktur TV/Live Streaming Sumber : Austerberry, 2005
19
Sedangkan struktur dari masing-masing komponen antara lain : 1.
Sumber (source) Yaitu sumber yang sifatnya live, yaitu tv tunner. Format tv tunner dibagi
menjadi dua macam yaitu video digital dan analog. Video digital biasanya lebih mahal bila dibandingkan dengan video analog, namun memiliki kualitas gambar yang lebih baik. Data gambar yang tersimpan dalam format digital sangat kecil kemungkinan hilang pada saat perekaman ke komputer dari input digital video. Sedangkan video analog memiliki format tradisional dan lebih murah serta lebih besar ukurannya dari video digital. Kualitasnya sangat jelek jika video dikonversi ke format digital dari analog. 2.
Encoder Encoder merupakan suatu program yang digunakan untuk mengubah
media source ke format yang sesuai untuk streaming. Encoder bertugas untuk mengkonversikan data digital menjadi bit stream yang dapat dilewatkan jaringan. Di dalam encoder data video yang akan dilewatkan di ubah menjadi paket paket data yang akan dialirkan melalui jaringan. 3.
Server Di dalam srever terdapat berbagai macam komponen yang menunjang
penyaluran data dari sumber ke player. Streaming server dirancang untuk multi CPU yang bisa mendukung ribuan media stream secara bersamaan. Server didesain dengan efisiensi, kehandalan dan pengukuran yang tinggi. Dalam server terdapat admission controller, resource manager, load balancer, dan task pool. Task yang dialokasikan ke dalam prosesor berupa media streaming. Task terdiri dari disk manager, network manager, buffer manager, message handler dan task manager. 4.
Player Proses encoding juga menghasilkan suatu file yang tersimpan dalam
format file yang dapat disupport oleh suatu player. Beberapa arsitektur mutlimedia menawarkan beberapa fitur dan pilihan serta penyimpanan data dalam format yang berbeda. Real network, microsoft dan apple merupakan vendor-
20
vendor penghasilan player yang dapat digunakan untuk menampilkan paket video streaming pada handset. 2.5 Kompresi Video/Audio Untuk membuat ukuran file video lebih kecil dari file aslinya maka dilakukan kompresi. Apalagi video yang akan dijalanakan di web. Codec adalah perangkat lunak untuk mengatasi masalah ini. Codec merupakan perangkat lunak kecil yang ada dalam perangkat lunak sistem yang dapat melakukan kompresi dan dekompresi dengan cara yang berbeda-beda pada tipe-tipe media digital. CODEC merupakan singkatan dari COmpression-DECompresion dan berisi algoritma perangkat lunak tinggi. Manfaat Codec ini menjadi penting bila kita bekerja dengan data yang besar yang melibatkan penyimpanan dan playback pada komputer. Ketika akan membuat video digital, maka codec melakukan kompresi, sedangkan ketika memainkan kembali video digital, codec melakukan dekompresi.
Codec dapat diinstal secara otomatis untuk machintos,linux maupun windows. Sebagian besar solusi aliran video untuk web menyediakan encoder dan decoder dengan codec yang menyertainya. Baik buruknya codec bekerja, bergantung pada isi video. Jika melakukan kompresi untuk film, maka codec harus di instal terlebih dahulu kedalam komputer untuk membuat film dan untuk playbacknya. Non-compressed video data akan disimpan dalam bentuk file yang berukuran sangat besar. Sebagai contoh, file video uncompressed dengan durasi 10 detik dapat berukuran hingga 340 MB yang berarti sama dengan 34 MB data per detik. Dengan analogi ini berarti untuk mengcapture video dengan durasi 20 menit dengan metode uncompressed akan membentuk file berukuran lebih dari 40 GB. Untuk mengatasi kendala tersebut, maka dapat mempergunakan kompresi untuk mengcapture atau mengekspor video sehingga ukuran file yang dihasilkan menjadi jauh lebih kecil. Berikut adalah beberapa format kompresi video/audio yang sering digunakan pada layanan streaming :
2.5.1
MPEG MPEG atau Moving Pictures Expert Group didirikan oleh ISO pada
tahun 1988 untuk mengembangkan standar untuk kompresi gambar bergerak
21
(video) dan dihubungkan dengan media penyimpanan suara pada media digital (CD-ROM). Standar yang dihasilkan, dikenal dengan MPEG-1, dihasilkan pada 1991 dan disiapkan untuk video HVS dan suara sekitar 1.5 Mbps. Fase kedua dihasilkan MPEG-2, merupakan pengembangan dari MPEG-1 yang digunakan untuk aplikasi televisi digital dan data rate yang lebih tinggi. Standar ketiga disebut MPEG-3, sebenarnya diimpikan untuk aplikasi dengan bit rate yang lebih tinggi seperti HDTV, tetapi sudah diketahui bahwa aplikasi itu juga dapat digunakan oleh MPEG-2, sehingga tujuannya dipindahkan untuk MPEG-2, sehingga tidak ada standar MPEG-3. Sekarang, standar untuk televisi digital (DTV) dan High Definition Television (HDTV) di Amerika Utara, Eropa, dan Asia didasarkan pada MPEG-2. Fase ketiga kemudian berhasil melahirkan MPEG-4 yang didesain untuk meningkatkan efisiensi kompresi dan daya lenting, dan tentu saja peningkatan fungsi lainnya. MPEG-4 merupakan standar untuk kompresi video, transport, dan object oriented framework yang didesain untuk mendukung aplikasi video digital konvensional maupun interaktif yang mempunyai bit rate berkisar dari 5 Kbps hingga 4 Mbps. MPEG-4 menyediakan fungsi-fungsi baru untuk content authoring dan peningkatan fleksibilitas. MPEG-4 menggabungkan gambar alami dengan gambar sintetis, mendukung interaksi tingkat tinggi dengan user, dan mengakomodasi semua tipe dan teknologi jaringan. MPEG-4 menggabungkan dua set algoritma inti, yaitu VLBV core (Very Low Bit rate Video) yang didesain untuk bit rate 4,8 hingga 64 Kbps hingga 4 Mbps. Standar MPEG-4 memungkinkan jangkauan aplikasi yang sangat luas seperti interactive mobile multimedia communications, videophone, mobile audiovisual communications, multimedia electronic mail, remote sensing, electronic newspaper, interactive multimedia databases, multimedia videotext, games, interactive computer imagery, sign language captioning. Setiap objek dalam layer disegmentasi ke dalam sejumlah bentuk citra yang dinamakan VOP (Video Object Plane). VOP berurutan yang dimiliki oleh objek fisik yang sama dinamakan Video Object (VO). Pengkodean VOP untuk masing-masing VO diperlakukan sama dengan
22
teknik pengkodean MPEG-2. Proses segmentasi objek pada codec MPEG-4 dapat dilihat pada gambar 2.8
Gambar 2.8 Segmentasi objek pada MPEG-4
Untuk setiap VO, informasi shape, motion, dan texture dari VOP dalam VO yang sama akan dikodekan. Shape coding, Metode yang diterapkan dalam standar ini mencakup pengkodean lossless dan lossy sehingga ada trade-off antara bit rate dan akurasi representasi bentuk. Setelah shape coding selesai, setiap VOP dalam sebuah VO akan dipartisi menjadi blok makro yang tidak saling overlap untuk selanjutnya masuk ke dalam tahap motion coding. Motion coding, Redundansi temporal antara data video pada VOP yang terpisah dalam satu VO dieksploitasi dengan menggunakan estimasi dan kompensasi gerak berbasis blok antar VOP dari lokasi, ukuran dan bentuk yang berbeda, akan diterapkan sebuah pendekatan blok makro yang beradaptasi dengan bentuk. Jendela referensi adalah batas citra asli. Parameter pergeseran dikodekan untuk mengindikasikan lokasi dari VOP relatif terhadap batas dari jendela referensi. Jendela VOP mengelilingi objek video dan membuat sejumlah blok makro sebesar 16x16 pixel. Blok makro standard dan kontur akan diproses dengan estimasi dan kompensasi gerak seperti yang dijelaskan sebelumnya. Texture coding, Error residual dari proses esimasi dan kompensasi gerak akan dikodekan langsung dengan DCT 8x8, kuantisasi dan pengkodean lossless.
23
Terdapat tiga tipe utama atau kelas dari gambar yang dikodekan dalam MPEG yaitu : I-frame, P-frame dan B-frame I-frames (intraframe) merupakan pengkodean intraframe tanpa prediksi temporal. Blok-blok nilai piksel ditransformasikan menggunakan DCT, dikuantisasi, dipesan ulang (dalam suatu zigzag scan) dan dienkode secara variable length code. Blok-blok yang dikodekan dikelompokan bersama dalam makroblok yang terdiri atas empat 8x8 blok luminance, satu 8x8 Cr blok dan satu 8x8 Cb blok. Komponen chrominance mempunyai setengah resolusi horizontal dan vertical dari komponen luminance. P-frame (forward predicted frame) merupakan interframe yang dienkode menggunakan prediksi gerakan dari I atau P-Picture sebelumnya dalam suatu deretan. Komponen luminance dari setiap makroblok disesuaikan dengan daerah sample 16x16 yang mirip dalam I atau P-frame sebelumnya. Perbedaan dari makroblok, bersama dengan vektor gerakan, dikodekan dan ditransmisikan. B-frame (bidirectionally predicted frame) merupakan interframe yang dikodekan menggunakan prediksi gerakan yang diinterpolasi diantara I atau Pframe sebelumnya dan I atau P-frame berikutnya dalam sebuah deretan. Setiap makroblok dibandingkan dengan area tetangga dalam I atau P-frame sebelum dan setelahnya. B-frame tidak digunakan sebagai referensi untuk gambar yang diprediksi selanjutnya. Ketiga kelas gambar dikelompokan bersama dalam GOP (Groups Of Pictures) dimana sebuah GOP terdiri dari satu I-frame diikuti oleh sejumlah P dan B-frame. Contoh dari sebuah GOP ditunjukkan pada gambar berikut ini:
Gambar 2.9 MPEG Group of Picture Sumber : Sugianta, 2007
24
Setiap I atau P-frame diikuti oleh dua buah B-frame. Struktur dan ukuran dari setiap GOP tidak dispesifikasi dalam standar dan dapat dipilih sesuai dengan aplikasinya. I-frame mempunyai efisiensi kompresi yang paling rendah karena hanya menggunakan kompresi intraframe. P-frame mempunyai efisiensi kompresi yang paling tinggi yang disebabkan penggunaan prediksi gerakan. B-frame mempunyai efisiensi kompresi terbaik dari ketiga jenis gambar tersebut karena estimasi gerakan secara dua arah. Pada umumnya, sebuah GOP dengan ukuran yang besar mengakibatkan kompresi yang efisien karena sedikit I-frame yang dikodekan. Namun, I-frame menyediakan sebuah akses kepada deretan yang dikodekan untuk aplikasi-aplikasi yang memerlukan akses acak. Bit stream MPEG yang dikodekan disusun secara hirarki sebagai berikut :
Gambar 2.10 Hirarki bit stream MPEG Sumber : Sugianta, 2007
25
Tingkat tertinggi adalah level deretan video. Header deretan video mendeskripsikan parameter dasar dari deretan yang dikodekan seperti resolusi spasial dan temporal. Frame-frame yang dikodekan dikelompokkan bersama dalam suatu GOP, dengan setiap GOP terdiri atas gambar-gambar. Header gambar mendeskripsikan kelas dari gambar yang dikodekan (I, P atau B). Tingkat selanjutnya adalah level irisan (slice level). Setiap irisan mengandung seri berlanjut dari makroblok-makroblok. Gambar yang dikodekan secara lengkap membuat satu atau lebih irisan. Header irisan digunakan oleh decoder untuk sinkronisasi ulang dengan bit stream yang dikodekan jika terjadi error. Tingkat lainnya adalah level makroblok dan level blok. Penggunaan
B-frame
mengakibatkan
suatu
delay
dalam
proses
pengkodean dan pendekodean, karena I atau P-frame sebelum dan setelahnya harus diterima dan disimpan sebelum sebuah B-frame dapat dikodekan atau didekodekan. Untuk meminimalkan delay pada decoder, gambar yang dikodekan dipesan ulang oleh encoder. Secara teoritis perhitungan pada codec MPEG4 dapat dirumuskan sebagai berikut : Bitrate = outputwidth x outputheight x kedalaman bit x k x r
…………(2.1)
Keterangan : k = konstanta ( MPEG-4 = 0,0135 , H.264 = 0,012345 ) r = kualitas codec ( excellent = 1, good = 0,55, normal = 0,35 ) kedalaman bit = proses sampling pada YCbCr (sampling 4:4:4 = 24 bit, sampling 4:2:2= 16 bit, sampling 4:2:0 dan 4:1:1 = 12 bit )
2.5.2
WMV Windows Media Video (WMV) adalah nama generik untuk kumpulan
teknologi codec video yang dikembangkan oleh Microsoft. WMV merupakan bagian dari kerangka kerja Microsoft Windows Media framework. Berkas WMV (*.wmv) menggunakan format pembawa ASF milik Microsoft. Advanced Systems
26
Format dulunya bernama Advanced Streaming Format disingkat ASF adalah sebuah metode untuk mengalirkan (streaming) data multimedia (audio, video, atau gambar) yang didukung oleh Windows Media Player. Sebuah stream ASF dapat menggabungkan antara beberapa jenis data, mulai dari audio, video, gambar, URL, dan skrip. Dengan menggunakan Windows Media Encoder, sebuah server dapat membuat stream ASF yang mengandung audio serta video. Dengan utilitas yang sama pula, pengguna dapat membuat stream ASF yang terlebih dahulu disimpan di dalam media penyimpanan lokal, sebelum akhirnya dialirkan melalui jaringan. Layanan yang dapat mendukung pengaliran stream ASF berupa Microsoft NetShow Server dan Microsoft Windows Media Services. Dua layanan tersebut dapat melakukan transmisi secara unicast (one-to-one) maupun multicast (one-to-many).
2.5.3
H.264 H.264 (MPEG-4 Part 10) atau lebih dikenal dengan Advance Video
Coding (AVC) merupakan sebuah codec video digital yang memiliki keunggulan dalam rasio kompresi (tingkat kompresi yang tinggi) dengan memanfaatkan metoda blok transformasi adaptif yang efektif. H.264 dikembangkan oleh ITU-T Video Coding Expert Group (VCEG) bersama-sama dengan ISO/IEC Moving Picture Expert Group (MPEG), yang dinamakan Joint Video Team (JVC). Tujuan pengembangan H.264/AVC adalah untuk membuat suatu standar video digital yang dapat menghasilkan kualitas video yang baik pada bitrate yang lebih kecil dibandingkan dengan standar video digital sebelumnya (MPEG-2, H.263, maupun MPEG-4 Part 2) tanpa harus melakukan perubahan yang kompleks, dan dapat diimplementasikan dengan biaya yang murah. Tujuan lain dari pengembangan H.264 adalah dapat digunakan dalam berbagai macam aplikasi seperti video broadcast, DVB strorage, RTP/IP packet networks, dan ITU-T multimedia telephony systems. Struktur video H.264 serupa dengan MPEG-4 karena struktur tersebut di kembangkan berdasarkan MPEG-4, H.264 memiliki beberapa bagian yaitu GOP, slice, macroblock dan block. Hanya saja terdapat beberapa perbedaan yang
27
merupakan penyempurnaan dari MPEG-4 yang salah satunya adalah ukuran blok yang lebih kecil yaitu 4×4. 1.
Video sequence, diawali dengan sequnce header, berisi satu group gambar atau lebih, diakhiri dengan code end-of-sequence
2.
GOP (Group Of Pictures), sebuah header dan rangkaian satu gambar atau lebih.
3.
Picture, primary coding unit dari video sequence, merepresentasikan nilai luminance (Y) n2 chrominance (Cb dan Cr)
4.
Slice, satu atau lebih macroblock, untuk urutannya dari kiri ke kanan dan atas ke bawah dan ini penting untuk error handling, bila terjadi error maka akan di skip ke slice berikutnya.
5.
Macroblock, basic coding unit pada algoritma MPEG 16×16 pixel segment dalam sebuah frame, macroblock terdiri dari 4 luminance, 1 Cr dan 1 Cb.
6.
Block, coding unit terkecil pada algoritma MPEG 8×8 pixel, dapat berupa salah satu dari luminance red chrominance, atau blue chrominance.
H.264/AVC memiliki tiga profile yaitu: 1. Baseline profile (untuk video conference dan aplikasi wireless). Hanya mendukung I-Picture dan P-Picture (tidak mendukung B-Picture). Mendukung inloop deblocking filter. 1/4 sample motion-compensation. Mendukung ukuran block sampai dengan 4×4. Mendukung adaptive frame/field. CAVLC (VLC-based entropy coding). 2. Main profile (digunakan untuk layanan broadcast). Mendukung semua fitur baseline-profile kecuali penambahan fitur error resilience. Mendukung B- picture. CABAC (context-adaptive binary arithmetic coding). Mendukung interlaced picture. Menggunakan MB-level pada saat pergantian frame atau field. Prediksi Ppicture dan B-picture secara adaptive. 3. Extended Profile (digunakan dalam aplikasi streaming). Mendukung semua fitur baseline-profile. Mendukung B-picture. Mendukung error resilience. Mendukung pergantian frame/field dengan SP/SI.
28
Setiap level memiliki batas atas nilai dari ukuran gambar (dalam macroblock), rata-rata waktu proses decode (dalam macroblock perdetik), ukuran multipicture buffer, bitrate video, dan ukuran buffer video. Secara teoritis perhitungan pada codec MPEG-4 dan H.264 dapat dirumuskan sebagai berikut : Bitrate = outputwidth x outputheight x kedalaman bit x k x r
…………(2.2)
Keterangan : k = konstanta ( MPEG-4 = 0,0135 , H.264 = 0,012345 ) r = kualitas codec ( excellent = 1, good = 0,55, normal = 0,35 ) kedalaman bit = proses sampling pada YCbCr (sampling 4:4:4 = 24 bit, sampling 4:2:2= 16 bit, sampling 4:2:0 dan 4:1:1 = 12 bit)
2.5.4
MP3 MPEG-1 Audio Layer 3 atau lebih dikenal sebagai MP3 adalah salah satu
format berkas pengodean suara yang memiliki kompresi yang baik (meskipun bersifat lossy) sehingga ukuran berkas bisa memungkinkan menjadi lebih kecil. Berkas ini dikembangkan oleh seorang insinyur Jerman Karlheinz Brandenburg. MP3 memakai pengodean Pulse Code Modulation (PCM). MP3 mengurangi jumlah bit yang diperlukan dengan menggunakan model psychoacoustic untuk menghilangkan komponen-kompnen suara yang tidak terdengar oleh manusia. MP3 memakai sebuah transformasi hybrid untuk mentransformasikan sinyal pada ranah waktu ke sinyal pada ranah frekuensi:
Filter polyphase quadrature 32-band
36 atau 12 MDCT (Modified Discrete Cosine Transform), dengan ukuran dapat dipilih secara independen untuk sub-band 0…1 dan 2…31
Postproses aliasing reduction Standar MPEG-1 tidak menspesifikasikan secara spesifik cara melakukan
encode MP3. Sebaliknya, algoritma decode serta format file didefinisikan secara spesifik. Yang ingin mengimplementasikan encoder MP3 harus membuat sendiri
29
algorima untuk menghilangkan bagian dari informasi pada file audio asal (atau pada representasi MDCT pada ranah frekuensi). Karena itu, maka cara encode setiap encoder MP3 berlainan dan menghasilkan kualitas hasil yang berlainan juga. Hal yang harus diperhatikan adalah dari semua encoder yang ada, terdapat encoder yang bagus untuk bitrate tinggi maupun encoder yang bagus untuk bitrate rendah. MP3 mempunyai beberapa batasan/limit:
Bit rate terbatas, maksimum 320 kbit/s (beberapa encoder dapat menghasilkan bit rate yang lebih tinggi, tetapi sangat sedikit dukungan untuk mp3-mp3 tersebut yang memiliki bit rate tinggi)
Resolusi waktu yang digunakan mp3 dapat menjadi terlalu rendah untuk sinyal-sinyal suara yang sangat transient, sehingga dapat menyebabkan noise.
Resolusi frekuensi terbatasi oleh ukuran window yang panjang kecil, mengurangi efisiensi coding
Tidak ada scale factor band untuk frekuensi di atas 15,5 atau 15,8 kHz
Mode jointstereo dilakukan pada basis per frame
Delay bagi encoder/decoder tidak didefinisikan, sehingga tidak ada dorongan untuk gapless playback (pemutaran audio tanpa gap). Tetapi, beberapa encoder seperti LAME dapat menambahkan metadata tambahan yang memberikan informasi kepada MP3 player untuk mengatasi hal itu.
2.5.5
AAC AAC adalah singkatan dari Advanced Audio Coding merupakan standar
format berkas audio terkompresi. AAC umumnya memiliki kualitas suara yang lebih baik dibandingkan dengan format populer MP3 dalam bitrate yang sama khususnya pada bitrate di bawah 100 kbit/s. AAC merupakan format yang umum digunakan ketika melakukan kompresi CD audio pada Apple iPod dan iTunes (eksensi .m4a). Format ini merupakan bagian standar Motion Picture Experts Group (MPEG). Sample rate yang ditawarkan sampai 96 KHz atau dua kali MP3 yang hanya 44 KHz.
30
2.5.6
WMA Windows Media Audio (WMA) adalah suatu teknologi kompresi data
audio yang dikembangkan oleh Microsoft. Nama dapat digunakan untuk merujuk ke format file audio atau audio codec. Ini merupakan teknologi eksklusif yang merupakan bagian dari kerangka Windows Media. WMA terdiri dari empat codec yang berbeda. Codec WMA asli, yang dikenal hanya sebagai WMA, dianggap sebagai pesaing MP3 codec yang populer dan RealAudio. WMA Pro, codec yang lebih baru dan lebih maju, mendukung audio multichannel resolusi tinggi. Sebuah lossless codec, WMA lossless, kompres data audio tanpa kehilangan audio fidelity (format WMA biasa adalah lossy). Dan suara WMA, ditargetkan pada konten suara, berlaku kompresi dengan menggunakan berbagai laju bit rendah. 2.6 TV Analog Televisi Analog adalah transmisi analog yang melibatkan penyiaran dari dikodekan audio analog dan video analog sinyal satu di mana pesan yang disampaikan oleh siaran sinyal adalah fungsi dari variasi yang disengaja dalam amplitudo dan atau frekuensi dari sinyal. Semua sistem siaran televisi sebelumnya transmisi digital dari televisi digital (DTV) adalah sistem menggunakan sinyal analog. Penyiar menggunakan sistem televisi analog mengkodekan sinyal mereka menggunakan NTSC , PAL atau SECAM analog encoding dan kemudian menggunakan modulasi RF untuk memodulasi sinyal ini ke Very High Frequency (VHF) atau Ultra High Frequency (UHF). Setiap frame gambar televisi adalah terdiri dari garis yang ditarik pada layar. Garis dari berbagai kecerahan, seluruh rangkaian garis diambil cukup cepat bahwa mata manusia mempersepsikan sebagai satu gambar. Sequential frame berikutnya akan ditampilkan, yang memungkinkan penggambaran gerak. Sinyal televisi analog berisi waktu dan informasi sinkronisasi agar receiver dapat merekonstruksi gambar dua dimensi bergerak dari sinyal satu dimensi waktu yang bervariasi. Sebuah sistem televisi praktis perlu mengambil luminance , chrominance (dalam sistem warna), sinkronisasi (horizontal dan vertikal), dan audio yang sinyal, dan siaran mereka melalui radio transmisi. Sistem transmisi harus mencakup sarana saluran televisi seleksi. Sistem siaran televisi analog datang
31
dalam berbagai frame rate dan resolusi. Perbedaan lebih lanjut ada di frekuensi dan modulasi pembawa audio. Kombinasi monokrom masih ada pada tahun 1950 dibakukan oleh International Telecommunication Union (ITU) sebagai huruf kapital A sampai N. Ketika televisi berwarna diperkenalkan, warna dan informasi saturasi ditambahkan ke sinyal monokrom dengan cara yang televisi hitam & putih diabaikan. Dengan cara ini kompatibilitas mundur dicapai. Konsep yang benar untuk semua standar televisi analog. Ada tiga standar TV Analog yang digunakan di dunia. Yang pertama adalah American yaitu NTSC (National Television Systems Committee) sistem televisi berwarna. Eropa/Australia yaitu PAL (Phase Alternation Line rate) dan Prancis-Bekas Uni Soviet yaitu SECAM (Séquentiel Couleur Avec Mémoire) standar yang dikembangkan kemudian dan berusaha untuk menyembuhkan cacat tertentu dari sistem NTSC. Pengkodean warna PAL adalah mirip dengan sistem NTSC. SECAM, meskipun, menggunakan pendekatan modulasi berbeda dari PAL atau NTSC. Pada
prinsipnya
semua
sistem
pengkodean
tiga
warna
dapat
dikombinasikan dengan kombinasi garis / frame rate scan. Oleh karena itu, dalam rangka untuk menggambarkan sinyal yang diberikan benar-benar, itu perlu untuk mengutip sistem warna dan standar disiarkan sebagai huruf kapital. Sebagai contoh Amerika Serikat menggunakan NTSC-M, Inggris menggunakan PAL-I, Prancis menggunakan SECAM-L, sebagian besar Eropa Barat, Asia dan Australia menggunakan PAL-B / G, sebagian besar Eropa Timur menggunakan PAL-D / K atau SECAM-D / K dan sebagainya. Namun tidak semua kombinasi yang mungkin benar-benar ada. NTSC saat ini hanya digunakan dengan sistem M, meskipun ada eksperimen dengan NTSCA (405 baris) dan NTSC-I (625 baris) di Inggris. PAL digunakan dengan berbagai standar 625 garis (B, G, D, K, I, N) tetapi juga dengan Amerika Utara 525-garis standar, sesuai bernama PAL-M . Demikian juga, SECAM digunakan dengan berbagai standar 625 garis. Karakteristik spatial sistem televise dapat dilihat pada tabel 2.1.
32
Tabel 2.1 Karakteristik spatial sistem televisi
Untuk alasan ini banyak orang mengacu pada jenis sinyal 625/25 sebagai "PAL" dan untuk setiap sinyal 525/30 sebagai "NTSC", bahkan ketika mengacu pada sinyal digital, misalnya, pada DVD-Video yang tidak mengandung analog pengkodean warna, sehingga tidak ada sinyal PAL atau NTSC sama sekali. Meskipun penggunaan ini adalah umum, adalah menyesatkan seperti itu bukanlah makna asli dari istilah PAL / SECAM / NTSC. Meskipun jumlah yang berbeda sistem siaran televisi yang digunakan di seluruh dunia, prinsip-prinsip yang sama berlaku. 2.7 Quality of Service pada TV Streaming Di bidang jaringan komputer dan jaringan telekomunikasi paket-switch, istilah yang digunakan dalam engineering trafik untuk Quality of Service (QoS) mengacu pada kemampuan jaringan untuk menyediakan layanan yang lebih baik pada trafik jaringan tertentu melalui teknologi yang berbeda-beda. Quality of Service adalah kemampuan untuk memberikan prioritas yang berbeda untuk berbagai aplikasi, pengguna, atau aliran data, atau untuk menjamin tingkat tertentu kinerja ke aliran data. Pada jaringan berbasis IP, QoS mengacu pada performasi dari paket-paket IP yang lewat melalui satu atau lebih jaringan. QoS didesain untuk membantu end user mendapatkan performasi yang handal dari aplikasi – aplikasi berbasis jaringan.
33
2.7.1
Delay Delay adalah waktu tunda suatu paket yang diakibatkan oleh proses
transmisi dari satu titik ke titik lain yang menjadi tujuannya. Oleh karenanya delay dalam suatu jaringan juga merupakan unjuk kerja yang dapat dijadikan acuan dalam menilai kemampuan dan kualitas pengiriman data. Akibat dari delay, data yang kita terima akan mengalami keterlambatan waktu datang sehingga hal ini menyebabkan kita menunggu sejenak data tersebut sampai pada tujuan. Delay akan sangat kita rasakan ketika kita melakukan pengiriman paket data yang bersifat UDP atau secara realtime. Ada beberapa penyebab terjadinya Delay antara lain : a. Congestion (kelebihan beban data) b. Kekurangan pada metode traffic shaping c. Penggunaan paket-paket data yang besar pada jaringan berkecepatan rendah d. Adanya paket-paket data dengan ukuran yang berbeda-beda e. Perubahan kecepatan antar jaringan WAN f. Pemadatan bandwidth secara tiba-tiba g. Proses kompresi dari codec h. Proses packetization data Secara teoritis, nilai dari delay pada TV Streaming dapat dihitung dengan rumus 2.3 berikut (Mahendra, 2009) T = Tterima – Tkirim
................................................................................................................ (2.3)
Keterangan : Tterima : Waktu dari paket yang diterima Tkirim : Waktu dari paket yang dikirim T : End to end delay. (detik) Standarisasi delay streaming video menurut ITU-T G.1010 adalah kurang dari 10 detik.
34
Gambar 2.11 Model for user-centric QoS categories sesuai standar ITU-T G.1010
2.7.2
Throughput Throughput adalah jumlah bit yang diterima dengan sukses per detik
melalui sebuah sistem atau media komunikasi dalam melakukan pengiriman data dalam selang waktu pengamatan tertentu. Biasanya throughput selalu dikaitkan dengan bandwidth. Karena throughput memang bisa disebut juga dengan bandwidth dalam kondisi yang sebenarnya. Bandwidth lebih bersifat fix sementara throughput sifatnya adalah dinamis tergantung trafik yang sedang terjadi. Umumnya throughput direpresentasikan dalam satuan bit per second (bps). Nilai throughput didapat dari jumlah paket yang diterima dibagi dengan waktu antara paket yang pertama dengan waktu paket yang terakhir. Rumus yang digunakan untuk mencari throughput adalah :
Throughput = 𝑇
𝑃𝑡𝑒𝑟𝑖𝑚𝑎 𝑡𝑒𝑟𝑖𝑚𝑎 −𝑇𝑘𝑖𝑟𝑖𝑚
............................................................. (2.4)
Dimana : Pterima : Jumlah paket yang diterima
(Kbps)
Tterima : Waktu dari paket yang diterima
(Detik)
Tkirim : Waktu dari paket yang dikirim
(Detik)
35
2.7.3
Jitter Jitter merupakan variasi delay antar paket yang terjadi pada jaringan IP
akibat adanya selisih waktu atau interval antar kedatangan paket di penerima. Besarnya nilai jitter akan sangat dipengaruhi oleh variasi beban trafik dan besarnya tumbukan antar paket (congestion) yang ada dalam jaringan IP. Semakin besar beban trafik di dalam jaringan akan menyebabkan semakin besar pula peluang terjadinya congestion dengan demikian nilai jitter-nya akan semakin besar. Semakin besar nilai jitter akan mengakibatkan nilai QoS akan semakin turun. Untuk mendapatkan nilai QoS jaringan yang baik, nilai jitter harus dijaga seminimum mungkin. Secara umum biasanya terdapat pengkategorian performansi jaringan berdasarkan nilai jitter seperti pada tabel 2.2
Tabel 2.2 Kategori Jitter
Kategori Degredasi
Jitter
Sangat Bagus
0 ms
Bagus
0 – 75 ms
Sedang
75 – 125 ms
Jelek
125-225 ms Sumber : Setiawan : 2010
2.7.4
Packet Loss Packet Loss merupakan banyaknya paket yang gagal mencapai tempat
tujuan paket tersebut dikirim. Ketika paket loss besar maka dapat diketahui bahwa jaringan sedang sibuk atau terjadi overload. Packet loss mempengaruhi kinerja jaringan secara langsung. Ketika nilai packet loss pada suatu jaringan besar, dapat dikatakan kinerja jaringan tersebut jelek. Beberapa penyebab terjadinya packet loss yaitu : a.
Congestion, disebabkan terjadinya antrian yang berlebihan dalam jaringan.
b.
Node yang bekerja melebihi kapasitas buffer.
c.
Memory yang terbatas pada node.
36
d.
Policing atau control terhadap jaringan untuk memastikan bahwa jumlah
trafik yang mengalir sesuai besarnya bandwidth. Jika besarnya trafik yang mengalir di dalam jaringan melebihi dari kapasitas bandwidth yang ada maka policing control akan membuang kelebihan trafik yang ada. Secara teoritis, nilai dari packet loss pada TV Streaming dapat dihitung dengan rumus 2.5 berikut (Mahendra, 2009).
L = 100 % x
𝑃𝑘𝑖𝑟𝑖𝑚 −𝑃𝑡𝑒𝑟𝑖𝑚𝑎 𝑃𝑘𝑖𝑟𝑖𝑚
................................................................ (2.5)
Dimana : L
: Packet Loss
Pterima : Jumlah paket yang diterima Pkirim
: Jumlah paket yang dikirim
Secara umum biasanya terdapat pengkategorian performansi jaringan berdasarkan nilai packet loss seperti pada tabel 2.3. Tabel 2.3 Kategori Packet Loss
Kategori Degredasi
Paket Loss
Sangat Bagus
0
Bagus
3%
Sedang
15 %
Jelek
25 % Sumber : Setiawan : 2010
2.7.5
PSNR PSNR (Peak Signal to Noise Ratio) dari suatu gambar merupakan
pengukuran terhadap distorsi dari sebuah gambar relatif terhadap gambar referensinya. PSNR bisa digunakan untuk mengukur distorsi sebuah gambar atau frame yang disebabkan error pada pentransmissian dengan membandingkan dengan sinyal aslinya.
37
PSNR dirumuskan sebagai berikut : 𝑃𝑆𝑁𝑅 (𝑑𝐵) = 20𝑙𝑜𝑔10 [
2𝑛 −1 2 1 (𝑖,𝑗)− 𝑌𝑝𝑟𝑐 (𝑖,𝑗)] ∑𝑁 ∑𝑀 [𝑌 𝑁.𝑀 𝑖=0 𝑖=0 𝑟𝑒𝑓
].................................. (2.6)
Dimana n adalah jumlah bit yang diperlukan untuk menyajikan setiap piksel, Yref adalah nilai piksel dari frame referensi, Yprc adalah nilai piksel dari frame yang sedang diproses, dan N atau M adalah jumlah baris atau kolom. PSNR relatif mudah untuk dihitung dan menyediakan perata-rataan kualitas visual dari frame video. Pada umumnya, nilai PSNR yang tinggi mengindikasikan kualitas frame yang tinggi. Penurunan kualitas yang misalnya disebabkan oleh kompresi yang tinggi atau error transmisi, mengakibatkan penurunan nilai PSNR. Untuk mendapatkan perbandingan rata-rata dari kualitas dua buah deretan video dilakukan dengan membandingkan PSNR dari setiap frame dalam setiap deretan, relatif terhadap deretan video aslinya. Penghitungan rata-rata PSNR dari semua frame dalam deretan video menghasilkan pengukuran dalam dB dari kualitas deretan. Namun, secara umum diterima bahwa PSNR tidak merefleksikan secara akurat kualitas visual suatu video. Sebagai contoh, dua frame video dengan nilai PSNR yang sama dapat memiliki kualitas yang berbeda jika dinilai oleh pemirsanya. Error atau kerusakan dalam suatu deretan video akan menyebabkan penurunan nilai PSNR tetapi tidak memungkinkan untuk secara akurat memetakan penurunan ini terhadap respon dari pemirsanya, atau sebuah kerusakan yang tidak kentara oleh pemirsa bisa jadi merupakan penurunan yang besar dalam PSNR. Berikut pemetaan kualitas layanan video stream berdasar PSNR a. 40 dB < PSNR
: Excellent Quality
b. 30 dB < PSNR < 40 dB
: Good Quality
c. 20 dB < PSNR < 30 dB
: Poor Quality
d. PSNR < 20 dB
: Unacceptable Quality
38
2.8 Manajemen Jaringan Manajemen jaringan adalah sangat penting dalam sebuah konfigurasi jaringan. Manajemen jaringan dapat didefinisikan sebagai
perencanaan,
monitoring, perhitungan (accounting) dan pengaturan aktivitas dan sumber jaringan. Meskipun demikian secara prinsip manajemen jaringan internet lebih difokuskan pada monitoring, accounting, dan pengaturan aktivitas dan sumber daya. Pada jaringan TV Streaming perlu adanya manajemen bandwidth yang efisien sehingga dapat menghemat penggunaan bandwidth. Hal ini dapat dilakukan dengan mengatur penggunaan bandwidth yang digunakan oleh suatu jaringan baik dengan cara membatasi penggunaan bandwidth tiap-tiap client. Metode pengaturan bandwidth yang digunakan adalah CBQ (Class Based Queuing) dan metode untuk memonitoring trafik dan besarnya bandwidth yang terpakai adalah PRTG (Peassler Router Traffic Grapher).
2.8.1
HTB HTB
(Hierarchical
Token
Bucket)
merupakan
suatu
metode
pendistribusian bandwidth untuk beberapa kelas dengan sangat fleksibel. Di linux, HTB banyak digunakan dalam traffic control dan QoS. HTB menerapkan sistem pembagian bandwidth secara dinamik dan lebih terstruktur. Pembagian bandwidth tidak hanya berdasarkan pada service, tetapi bisa juga berdasarkan IP address, protokol yang digunakan, dan lain-lain. Bandwidth dibagikan secara dinamik, jika terdapat bandwidth dari suatu kelas yang tidak terpakai, maka dapat dipinjamkan untuk kelas yang lain. HTB merupakan teknik penjadwalan paket yang diperkenalkan bagi router berbasis linux, dikembangkan pertama kali oleh Martin Devera pada akhir 2001 untuk diproyeksikan sebagai pilihan atau pengganti mekanisme penjadwalan yang saat ini masih banyak dipakai yakni CBQ (Class-Based Queueing). HTB diklaim menawarkan kemudahan pemakaian dengan teknik peminjaman dan implementasi pembagian trafik yang lebih akurat. Pada HTB terdapat parameter ceil sehingga kelas akan selalu mendapat bandwidth diantara base link dan nilai ceil linknya.
39
Dengan cara ini setiap kelas dapat meminjam bandwidth selama bandwidth total yang diperoleh memiliki nilai dibawah nilai cell.
2.8.2
Wireshark Wireshark merupakan salah satu tool Network Analyzer yang digunakan
oleh Network Administrator untuk menganalisa kinerja jaringannya. Interface Wireshark menggunakan Graphical User Interface (GUI) atau tampilan grafis. Wireshark dapat beroperasi pada Windows maupun Linux. Wireshark dapat membaca data secara real-time dari Ethernet, TokenRing, FDDI, 802.11 Wireless LAN, dan koneksi ATM. Wireshark mampu menangkap paket – paket data atau informasi yang melewati jaringan. Semua jenis pakeet informasi dalam berbagai format protocol dapat di-capture dan dianalisa. Tool ini juga dapat dipakai untuk sniffing (memperoleh informasi penting seperti password email atau account lainnya) dengan meng-capture paketpaket yang melewati jaringan dan menganalisanya. Wireshark mampu mendecode paket data dalam banyak jenis protokol.
