Analisa Kualitas Layanan IP Multimedia Subsystem (IMS) Henning Titi C. 5108.201.028
Latar Belakang Suara Merging Wired & Wireless Network Teks
Gambar & Video
IP Multimedia Subsystem
Tujuan Simulasi jaringan IMS pada dua domain berbeda Perbandingan Standar & Simulasi jaringan IMS Pengukuran performa jaringan IMS pada aplikasi pengiriman suara
Rumusan Masalah Bagaimanakah cara merepresentasikan jaringan IMS dalam 2 domain yang berbeda? Apa perbedaan antara simulasi jaringan IMS di network simulator dan Standar jaringan IMS yang dibuat oleh 3GPP dan IETF ? Bagaimana kualitas layanan jaringan IMS pada aplikasi pengiriman suara?
Batasan Masalah Aplikasi Suara IETF 3GPP Standar IMS
Simulator OPNET
Desain jaringan SIP
Desain VoIP Menggunakan SIP
? IMS ? IMS menggunakan SIP server yang dimodifikasi Memisahkan layer aplikasi dan dan access network mendukung fixedmobile convergence (FMC) Vendor yang mengembangkan : Ericsson, HP-intel, Itatel, Motorola
Desain IMS
Jenis Server IMS Nama Server Proxy-CSCF (P-CSCF)
Deskripsi Proxy SIP tempat kontak pertama pada terminal IMS. Letaknya bisa berada di visited network (pada jaringan yang sepenuhnya IMS) atau di home network (jika visited network belum sepenuhnya IMS). UE bisa mengetahui alamat P-CSCF sesudah
mendapat akses ke jaringan. Serving-CSCF (S-CSCF)
Bertanggung jawab terutama untuk call service dan session control
Interrogating-CSCF (I-CSCF)
Point koneksi pertama, ketika request masuk ke layanan jaringan, I-CSCF bertanggung jawab untuk melakukan inquiry dengan HSS tentang informasi user dan lokasi yang relevan.
Prosedur Jalannya IMS
Layanan IMS
Berbicara lewat selular (Push to Talk over Cellular atau PoC) Berbagi pakai video secara real time (Real Time Video Sharing) Aplikasi Interaktif (Interactive Gaming) Layanan Instant Messaging Pesan Suara IMS mampu mewujudkan hubungan (Telephony) Video-conferencing
Keamanan IMS mutual authentication antara UE dan HSS.
1.
Gm reference point menyediakan link keamanan dan asosiasi keamanan yang berhubungan antara UE dan P-CSCF sesudah dilakukan registrasi.
2.
IP multimedia core network UE ISIM
4. 5.
1
HSS 3 I-CSCF
3 5
S-CSCF
4/5 4/5 UA
2
P-CSCF
Transport PS-Domain
3.
Home / Serving Network
AN
PS-Domain
Access Cx-interface menyediakan asosiasi keamanan untuk database HSS. Menyediakan link keamanan untuk elemen jaringan antara domain yang yang berbeda.
Menyediakan link keamanan untuk elemen jaringan pada domain yang sama.
OPNET
Dibandingkan NS-2 : ◦ Mudah Dipahami ◦ Bisa memodelkan hampir semua jaringan ◦ Simulator berjalan cepat
Fitur Utama OPNET: Simulator DES-nya berjalan dengan cepat Bisa menampilkan animasi jalannya simulasi Bisa menghasilkan output dalam bentuk tabel dan grafik secara otomatis
Desain IMS model A
Desain IMS model B
Desain autentikasi dan enkripsi Skenario
A1 A2 B1 B2
Algoritma Authentikasi : MD5
Algoritma Enkripsi : DES Metode Autentikasi : RSA signatures
Simulasi IMS model A.1
Simulasi IMS model A.2
Simulasi IMS model B.1
Simulasi IMS model B.2
Parameter Simulasi Parameter Simulasi Durasi Percobaan
30 menit
Seed
128
Values per statistic
100
Update interval
500.000 events
Simulation Kernel
Optimized
Profil Start Time
300 detik (5 menit)
Profil Duration
1200 detik (20 menit)
Fitur Keamanan Fitur Keamanan Algoritma autentikasi MD5 Metode autentikasi
RSA signatures
Algoritma enkripsi
DES
Parameter Aplikasi Name
Voice over IP Call (PCM Quality)
Start Time Offset
uniform (5,10)
Duration
End of Profile
Repeatability
Unlimited
Silence Length
default
Encoder Scheme
G.711 (silence)
Voice Frames per Packet
1
Type of Service
Interactive Voice
Decompression Delay
0.02
Compression Delay
0.02
Traffic Mix
All Discrete
Signaling Protocol
SIP
Signalling Traffic Modeling
Control & Traffic Plane
Incoming Conversation Environment Land phone - Quiet room Outgoing Conversation Environment Land phone - Quiet room
Parameter Profil Parameter Profil Profile Name
Multimedia User
Operation Mode Simultaneous Start Time
constant (300)
Duration
constant (1200)
Repeatability
Once at Start Time
Hasil Perbandingan Simulasi dan Standar IMS
Lihat PDF
Tabel 5.2
MODEL A
Delay Global
Statistik global Ethernet Delay TCP Delay TCP Segment Delay Voice Packet End-to-End Delay
Rata-rata (µ.s) A.1 A.2 13,597 14 29.505,000 32.040 25.141,000 32.980 170.000,000 170.250
Statistik Suara Statistik SIP Call Setup Time (sec) Voice Packet End-to-End Delay (sec) Voice Traffic Received (bytes/sec) Voice Traffic Received (packets/sec) Voice Traffic Sent (bytes/sec) Voice Traffic Sent (packets/sec) Voice Jitter (ms)
Rata-rata A.1 A.2 0,433 0,476 0,170 0,171 3.850,130 3925,47 48,127 49,068 3.853,160 3927,47 48,164 49,093 1,55 1,654
Statistik Koneksi Koneksi--1 Queuing Delay (µ.sec) A.1 A.2
Link Node 1 <-> Router 1 [0] Router 1 <-> Internet [0] Router 2 <-> Internet [0] Node 2 <-> Router 2 [0]
Throughput (bits/sec) A.1 A.2
-->
-
-
28.157,230 28.785,360
<--
11,737
11,737
28.100,940 28.559,060
--> <---> <--
22,821 23,079 22,823 23,076
22,822 23,079 22,824 23,077
24.495,120 25.041,500 -
-->
-
-
28.112,020 28.568,840
<--
-
-
28.147,770 28.771,360
Statistik Koneksi Koneksi--2
Link Node 1 <-> Router 1 [0] Router 1 <-> Internet [0]
Router 2 <-> Internet [0] Node 2 <-> Router 2 [0]
--> <---> <---> <---> <--
Throughput (packets/sec) A.1 A.2 24,108 24,646 24,111 24,648 24,071 24,462 24,099 24,633 24,100 24,634
Utilisasi A.1 A.2 0,028 0,029 0,055 0,056 0,055 0,056 0,055 0,056 0,055 0,056 -
Statistik global Ethernet Delay TCP Delay TCP Segment Delay Voice Packet End-to-End Delay
Rata-rata (µ.s) B.1 202,960 17.006,000 15.976,000 170.900,000
B.2 203,610 36.495,000 28.954,000 171.630,000
Statistic SIP Call Setup Time (sec) Voice Packet End-to-End Delay (sec) Voice Traffic Received (bytes/sec) Voice Traffic Received (packets/sec) Voice Traffic Sent (bytes/sec) Voice Traffic Sent (packets/sec) Voice Jitter (ms)
Rata-rata B.1 0,356 0,171 3.847,240 48,090 3.850,310 48,130 1,567
B.2 0,356 0,172 3.898,760 48,734 3.902,400 48,780 1,615
Link SEG_1 <-> Subnet_1 [0] SEG_1 <-> Router 1 [0] SEG_2 <-> Subnet_2 [0] SEG_2 <-> Router 2 [0] Router 2 <-> Internet [0]
--> --> <-<---> <--->
Queuing Delay (µ.sec) B.1 B.2 117,610 117,610 117,610 117,610 117,600 117,600 117,160 117,160 118,380 118,390 -
Throughput (bits/sec) B.1 B.2 28.455,200 29.623,850 27.353,830 27.760,680 28.455,200 29.623,850 28.470,200 28.473,370 29.640,720 29.637,560 -
Jalankan animasi pengiriman paket suara Buka C:\Program Files\OPNET\14.5.A \sys\pc_intel_win32\bin\op_vuanim.ex e Pilih skenario yang dikehendaki
Menampilkan Output Uji Coba Buka C:\Documents and Settings\ Administrato\op_reports\IMS_baru Untuk keterangan lengkap tentang desain jaringan, buka folder “Scenario Web Reports” file “top!Jaringan ITS.html” Untuk output uji coba, buka folder “DES Reports” file “index.html”
SIMPULAN Uji coba aplikasi pengiriman suara pada jaringan IMS dengan domain yang berbeda menunjukkan bahwa kualitas layanan yang disimulasikan menghasilkan nilai delay (170-171 ms), jitter (1,55 – 1,56 ms) dan packet loss (0,08 – 0,09 %) yang memadai untuk aplikasi pengiriman suara menurut standar ITU-T. Simulasi jaringan IMS untuk layanan pengiriman suara pada network simulator OPNET dapat dijalankan dengan beberapa batasan tertentu, diantaranya adalah tiadanya HSS, MGCF, BGCF, dan kemampuan jaringan IMS dalam menangani sejumlah pengguna secara bersamaan. Kualitas layanan jaringan IMS dengan 1 pengguna antara 2 domain yang menggunakan fitur keamanan dan tidak menggunakan hanya terpaut sedikit : delay (+1 ms), jitter (+0,01 ms) dan packet loss (+0,01%).
SARAN Perbaikan modul IMS untuk simulasi di OPNET (Penambahan MGCF dan BGCF). Uji coba aplikasi pengiriman video pada jaringan IMS. Mengintegrasikan SIP – IMS dengan Mobile IP (MIP).
