PERBANDINGAN KUALITAS LAYANAN (QoS) VoIP PADA IPv4 DENGAN IPv6 MENGGUNAKAN ENCODING G.711 DAN G.722

PERBANDINGAN KUALITAS LAYANAN (QoS) VoIP PADA IPv4 DENGAN IPv6 MENGGUNAKAN ENCODING G.711 DAN G.722 Dimaz Faisal[1], I Gde Dharma Nugraha[2] Departemen Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Indonesia [email protected] ABSTRAK Implementasi pada VoIP yang kini telah menggantikan peranan PSTN dalam beberapa kondisi untuk mengatasi komunikasi suara jarak jauh, semakin dapat dinikmati oleh banyak pengguna. Berdasarkan hal ini, kualitas dan performansi pada VoIP menjadi salah satu kendala yang sangat penting. Peranan encoding dalam VoIP maupun versi protokol pada pengalamatan internet menjadi titik fokus pengukuran untuk memastikan kualitas dan performansi pada VoIP agar menjadi lebih maksimal. Dalam penelitian ini, penggunaaan IPv4 dan IPv6 serta encoding yang menggunakan codec G.711 dan G.722 menjadi tolak ukur pengukuran kualitas dan performansi VoIP. Test-bed yang digunakan, dirancang untuk melakukan pengukuran delay dan jitter yang menjadi parameter performansi VoIP. Digunakan packet generator yang berfungsi sebagai paket pengganggu. Penelitian menghasilkan delay IPv4 pada G.711 bernilai19.99092ms dan G.722 bernilai 19.98469ms. Sedangkan untuk delay IPv6 pada G.711 bernilai 19.97235ms dan G.722 bernilai 19.98283 ms. Jitter IPv4 pada G.711 bernilai 1.12ms dan G.722 bernilai 1.16. Untuk jitter IPv6 pada G.711 bernilai 0.77ms dan G.722 bernilai 0.63ms. Dari percobaan yang dilakukan menghasilkan G.722 memiliki kualitas yang lebih baik daripada G.711 dalam delay maupun jitter. Hal ini dipengaruhi oleh teknik kompresi pada G.722 (ADPCM) dan banyaknya paket suara yang dikirimkan. Kata kunci : VoIP, IPv4 dan IPv6, G.711 dan G.722, QoS, sniffer, packet generator. ABSTRACT Nowadays, the PSTN has been replaced by VoIP implementation in several conditions to handle long-distance voice communication and it can be enjoyed by many users. It makes the quality and performance of VoIP become an important constraint. Encoding role in VoIP or internet protocol version on internet addressing is the main topic in measurement to ensure and maximizing the quality and performance of VoIP usage. This research is aimed to test the quality and performance of VoIP run over IPv4 and IPv6 that using G.711 and G.722 codec. The test-bed has designed to measure delay and jitter as VoIP performance parameters. The delay of these has resulted value 19.99092ms on G.711 and 19.98469ms on G.722 in IPv4. In other hand, in IPv6’s delay resulted 19.97235ms on G.711 and 19.98283ms on G.722. The jitter has resulted 1.12ms on G.711 and 1.16ms on G.722 in IPv4. IPv6’s jitter has resulted 0.77ms on G.711 and 0.63ms on G.722. From the experiments conducted, G.722 produces better quality than G.711 in delay or jitter. It is influenced by the G.722 compression techniques (ADPCM) and the number of voice packets are transmitted. Key word : VoIP, IPv4 dan IPv6, G.711 and G.722, QoS, sniffer, packet generator.

Perbandingan kualitas…, Dimaz Faisal, FT UI, 2013

1. Pendahuluan Komunikasi suara telah menjadi suatu kebutuhan primer bagi setiap orang. Berkembangnya teknologi membuat komunikasi suara tidak lagi melihat jarak dan waktu. Misalnya, pada telepon konvensional atau PSTN (Public Switched Telephone Network) yang membuat setiap orang dapat berkomunikasi secara langsung dengan orang lain, walaupun orang tersebut berbeda lokasi dengan lawan bicaranya. Dengan adanya perkembangan dalam teknologi, baik dalam bentuk jaringan intranet maupun internet, memudahkan setiap orang berkomunikasi dalam bentuk apapun. Teknologi komunikasi suara jarak jauh yang sebelumnya hanya terdapat pada PSTN, saat ini dapat dinikmati oleh setiap orang dengan memanfaatkan jaringan intranet maupun internet. Dengan alasan tersebut, banyak developer membuat sistem/ aplikasi yang bervariasi agar dapat memenuhi kebutuhan tersebut. Kini, konteks sebuah komunikasi suara dapat dinikmati gratis bagi setiap orang yang hanya memiliki fasilitas layanan jaringan intranet ataupun internet. Dengan memanfaatkan layanan jaringan tersebut, seseorang tidak harus memiliki PSTN untuk berkomunikasi suara jarak jauh. Sehingga, seseorang dapat menekan biaya pengeluaran untuk berkomunikasi. VoIP (Voice over Internet Protocol) merupakan sebuah sistem yang dibuat untuk memenuhi kebutuhan komunikasi suara yang memanfaatkan fasilitas layanan jaringan intranet maupun internet. Namun, pada dasarnya, reliabilitas komunikasi suara sangat dituntut untuk menghasilkan komunikasi dua arah berjalan dengan baik. Hal ini bermaksud agar tidak adanya paket loss maupun delay yang besar terjadi, yang dapat mengakibatkan pesan suara tidak tersampaikan menuju telinga lawan bicara dengan baik. Pada jaringan intranet maupun internet, terdapat beberapa parameter yang harus diperhatikan agar reliabiliti layanan terjaga. Mulai dari bandwidth, delay, delay jitter, dll harus diperhitungkan dalam hal ini agar layanan VoIP tetap handal kualitasnya. Secara umum, jaringan intranet maupun internet menggunakan Internet Protocol version 4 (IPv4) yang merupakan pengalamatan yang biasa digunakan dalam jaringan TCP/IP. Dengan diresmikannya IPv6 terhadap dunia, maka mungkin IPv4 akan tergantikan. Layanan VoIP yang terbiasa menggunakan IPv4, akan tergantikan oleh IPv6. Untuk mengetahui dan menjawab apakah IPv6 dapat menjaga kualitas pengiriman suara, dan menjaga reliabiliti komunikasi suara pada VoIP, maka dalam skripsi ini akan membandingkan Quality of Service (QoS) pada VoIP


yang menggunakan IPv6 dengan QoS pada VoIP yang menggunakan IPv4. Namun, hal tersebut masih dapat dinyatakan terlalu luas untuk dianalisa, bila terdapat banyak teknik kompresi (codec) yang digunakan untuk memperkecil kemungkinan-kemungkinan paket loss yang terjadi. Maka pada skripsi ini akan lebih spesifik membandingkan QoS IPv4 dan IPv6 VoIP, yang menggunakan codec G.711 dengan G.722. 2. Tinjauan Teoritis Voice over Internet Protocol (VoIP) adalah istilah yang digunakan dalam IP telephony untuk sistem yang memiliki fasilitas menggunakan Internet Protocol (IP) untuk mentransmisikan informasi suara. Informasi suara yang dikirimkan dalam bentuk paket digital yang telah dicuplik yang berbeda dengan PSTN (public switched telephone network) yang masih menggunakan teknik sirkuit switching. Sebuah keuntungan besar dari VoIP dan teknik telepon melalui internet lainnya adalah mereka dapat menghindari bea atau biaya yang dibebankan oleh layanan telepon konvensional. Transmisi suara merupakan sesuatu yang bersifat analog, mengingat data dalam jaringan bersifat digital. Proses untuk mengambil gelombang analog yang nantinya akan dirubah menjadi informasi digital, diproses menggunakan sebuah encoder-decoder (CODEC). Di bawah ini terdapat penjelasan tentang istilah dalam komunikasi data dan tabel dari codec yang umum digunakan : •

Bit rate – Tingkat dimana bit ditransmisikan melalui jalur komunikasi. Biasanya dinyatakan dalam kilobit per detik (Kbps)

•

Sampling rate – Jumlah sampel yang diambil per detik suara akan dirubah menjadi paket digital. Kualitas reproduksi digital meningkat sejalan dengan meningkatnya jumlah sampel yang diambil per detik.

•

Frame size – Waktu antara paket yang dikirimkan

•

MOS (Mean Opinion Size) – Merupakan ukuran subjektif dari kualitas suara dari 1 sampai 5 Quality of Service (QoS) adalah ukuran transmisi dan ketersediaan layanan pada sebuah

jaringan (atau internetwork). Ketersediaan layanan adalah elemen dasar yang penting dari QoS. Infrastruktur jaringan harus dirancang agar mendukung tercapainya ketersediaan layanan tersebut sebelum menerapkan QoS. Ketersediaan layanan yang dikatakan tinggi adalah uptime


yang memiliki presentasi hampir 99,999%, dengan hanya lima menit downtime yang diizinkan per tahun. Kualitas transmisi jaringan ditentukan oleh faktor-faktor berikut: •

Loss — merupakan pengukuran yang bersifat relatif dilihat dari jumlah paket yang tidak diterima dibandingkan dengan jumlah paket yang dikirimkan.

•

Delay — jumlah terbatas dari waktu yang dibutuhkan sebuah paket untuk mencapai titik penerima terakhir setelah terhitung paket tersebut mulai dikirimkan dari titik pengirim pertama.

•

Delay variation (Jitter) — perbedaan delay end-to-end antara paket.

3. Metode Penelitian Metode yang digunakan pada penelitian dan penulisan skripsi ini adalah : a. Studi Kepustakaan Metode ini dilakukan berdasarkan penelitian pada bahan-bahan literatur seperti jurnaljurnal penelitian, buku, artikel yang telah dilakukan oleh peneliti sebelumnya. b. Perencanaan dan Penerapan Sistem VoIP Merencanakan topologi jaringan dan membangun sistem VoIP menggunakan sebuah server yang berjalan di atas sistem operasi Linux dan mengimplementasikan IPv4 dan IPv6 secara bergantian pada sistem VoIP. c. Pengukuran QoS codec G.711 dan G.722 VoIP Melakukan pengukuran terhadap delay, jitter, dan throughput dari percakapan dua user VoIP yang menggunakan encoding G.711 dan G.722. Dilakukan perbandingan diantara hasil QoS pada encoding yang digunakan, untuk mendapatkan kesimpulan encoding terbaik yang digunakan. 4. Hasil Pengukuran Perbandingan dari QoS yang memiliki parameter nilai terhadap delay, jitter, dan throughput pada codec G.711 dan G.722, menghasilkan G.722 memiliki QoS yang lebih baik daripada G.711 pada penerapan menggunakan IPv4 maupun IPv6. Nilai delay IPv4 yang dihasilkan pada G.711 adalah 19.99092ms, sedangkan untuk G.722 menghasilkan 19.98469ms. Untuk delay IPv6 yang dihasilkan pada G.711 adalah 19.97235ms, sedangkan untuk G.722


adalah 19.98283ms. Jitter IPv4 pada G.711 bernilai 1.12ms dan G.722 bernilai 1.16ms. Untuk jitter IPv6 pada G.711 bernilai 0.77ms dan G.722 bernilai 0.63ms. Hasil dari delay maupun jitter sangat dipengaruhi oleh header dari IPv4 maupun IPv6, teknik kompresi pada masing-masing codec yang digunakan, dan banyaknya suara yang dikirimkan. Dengan menggunakan metode silence suppression dapat mengurangi penggunaan bandwidth yang digunakan, delay, dan jitter yang dihasilkan. Silence suppression merupakan metode tidak ditransmisinya informasi ketika tidak adanya percakapan yang terjadi saat dua user VoIP melakukan komunikasi. Kenyataannya, saat tidak ada percakapan, informasi tetap ditransmisikan berupa bit 0, sehingga bit tersebut yang bernilai kecil dapat ditiadakan dan nampak seperti tidak ada transmisi informasi. Bandwidth yang dihasilkan dari penelitian ini, menghasilkan IPv6 jauh lebih besar mengonsumsi bandwidth, yaitu sebesar 11.214ms, sedangkan IPv4 menghasilkan 10.561ms. Hal ini dipengaruhi oleh perbedaan antara IPv6 yang memiliki 128bit pengalamatan, sedangkan IPv4 memiliki 32bit pengalamatan. 5. Pembahasan Pada penelitian ini dirancang implementasi VoIP yang secara spesifik menggunakan encoding berupa codec G.711 dan G.722 yang berjalan di atas IPv4 dan IPv6. Berikut topologi sistem yang digunakan.

Gambar 1. Topologi Pengukuran QoS VoIP


Terdapat beberapa tahapan untuk melakukan pengukuran terhadap sistem sesuai dengan topologi pada gambar xx. Berikut penjelasan tahapan tersebut. 1. Instalasi semua perangkat yang dibutuhkan sesuai dengan gambar 2.

Gambar 2. Instalasi Perangkat VoIP 2. Packet generator mengirimkan paket sebesar 10Mbps secara konstan menuju port sever router 3. Port yang terkoneksi dengan sniffer, menggunakan teknik SPAN (Switched Port Analyzer), yang berfungsi sniffer dapat melihat paket masuk dan keluar layaknya paket yang diterima pada server SIP. Karena SPAN bekerja dengan cara merefleksikan sebuah port yang dikehendaki menuju port lainnya untuk dilakukan sniffing. 4. Jalankan program wireshark untuk mulai mengambil data. Data yang akan diambil berupa delay, jitter, dan throughput dari komunikasi 2 user di dalam VoIP Nilai delay diambil dari nilai delta pada aplikasi sniffer wireshark. Dimana delta dapat menjadi acuan delay proses yang terjadi di dalam server VoIP saat menerima paket suara dari pengirim dan saat mengirimkan paket suara menuju penerima. Dalam satu hubungan koneksi RTP yang terjadi (host A à server atau server à host B) dalam panggilan, terjadapat nilai-nilai delta yang dihasilkan. Maka untuk itu, rata-rata nilai delta dibutuhkan untuk menentukan delay yang terjadi dalam panggilan.


! =

!"#$% !"#$" !"#$% !"#" !"#$"%&" !"#$% !"#$%&%'(# Total RTP paket !=

43715.51 2185

! = 20.0071 Berikut ini merupakan cuplikan dari hasil data (delay, jitter, dan throughput) pada sistem VoIP. Tabel 1 menunjukkan hasil data delay VoIP. Tabel 1. Hasil Delay VoIP menggunakan codec G.711 dan G.722 yang berjalan di atas IPv4 dan IPv6 IPv4 NO.

IPv6

G.711

G.722 2-‐server

G.711 server-‐3

2-‐server

G.722

2-‐server

server-‐3

server-‐3

2-‐server

server-‐3

1

20.0071

19.99739 19.98672 19.98469 19.98757 19.99042 19.99451 19.98621

2

19.99553 19.99092 19.99382 19.99131 20.06803 20.04978 20.00003 19.99012

3

19.99545 19.99486 19.99837 19.99349 19.99173 19.98917 20.01133 20.00113

4

19.99794 19.99366 20.00477 20.00043 19.99619 19.9885

5

19.99362 19.9942

20.62431 20.63717

20.00088 19.99663 20.01618 19.98911 19.99769 19.98873

Tabel 2. Hasil Jitter VoIP menggunakan codec G.711 dan G.722 yang berjalan di atas IPv4 dan IPv6 IPv4 NO.

IPv6

G.711

G.722

G.711

G.722

2-‐server server-‐3 2-‐server server-‐3 2-‐server server-‐3 2-‐server server-‐3 1

1.3

1.29

1.44

1.43

0.94

0.92

1.56

1.56

2

1.46

1.45

1.3

1.29

1.51

1.24

1.3

1.26

3

1.23

1.22

1.49

1.48

1.14

1.14

1.47

1.45

4

1.46

1.46

1.41

1.4

1.5

1.26

1.75

1.75

5

1.23

1.23

1.41

1.41

1.21

0.88

1.18

1.17


Tabel 3. Hasil pengukuran throughput bandwidth yang digunakan pada sistem VoIP IPv4

IPv6

NO.

G.711

G.722

G.711

G.722

1

10.583

10.597

11.24

11.216

2

10.591

10.602

11.241

11.235

3

10.584

10.595

11.226

11.214

4

10.576

10.583

11.236

11.244

5

10.591

10.594

11.231

11.227

6. Kesimpulan Delay, jitter, dan throughput pada percobaan dipengaruhi oleh aplikasi pendukung yang digunakan. Hal ini dikarenakan tidak banyak aplikasi untuk VoIP user yang mendukung menggunakan IPv6. Masih terdapat kekurangan pada aplikasi user yang mendukung IPv6, saat aplikasi tersebut berkomunkasi dengan server VoIP. Proses penerimaan dan pengiriman data menjadi algoritma sendiri dari masing-masing developer. Delay pada masing-masing perbandingan menghasilkan bahwa encoding G.722 memiliki nilai lebih kecil sebesar 19.98469ms dari G.711 yang bernilai 19.99092ms di dalam IPv4. Perbandingan delay pada IPv4 dan IPv6 dengan menggunakan encoding suara yang sama, menghasilkan IPv6 memiliki delay yang lebih rendah sebesar 19,97235ms dari delay IPv4 sebesar 19.99092ms. Hal ini disebabkan karena bandwidth yang digunakan IPv6 lebih besar dari IPv4 yang melayani kompresi codec yang sama, sehingga waktu proses kompresi menjadi lebih cepat. Pada hasil data throughput dengan membandingkan encoding G.711 dan G.722, kompresi encoding G.722 dalam IPv4 lebih baik dari IPv6. Dimana bandwidth yang digunakan G.722 sebesar 48, 56, dan 64kbit/s yang berarti, suara dapat ditangani lebih efisien dari besarnya frekuensi yang dihasilkan.


7. Kepustakaan [1] Patton Electronics Company. (2004). VoIP Glosarry VoIP Terms and Definitions. USA : Author. [2] Katz, D., Lukasiak, T., Gentile, R., & Meyer, Wayne. (2006). Design Your Own VoIP Solution with a Blackfin® Processor-Add Enhancements Later. Analog Dialogue (Vol-40). http://www.analog.com/analogdialogue [3] Meggelen, J.V., Madsen, L., & Smith, J. (2007). Asterisk™: The Future of Telephony (2nd ed). California: O’Reilly Media. [4] Codec Summary table. http://www.voipforo.com/en/codec/codecs.php [5] Cisco System, Inc. (2005). Enterprise QoS Solution Reference Network Design Guide. San Jose: Author. [6] Cisco System, Inc. (June 1999). Internetworkin Technology Overview. San Jose: Cisco. [7] Zhang, Yuanlei. 2006. IPv6 – The Next Generation Internet Protocol. [8] International Telecommunication Union. (1988). ITU-T Rec. G.711 (11/88) Pulse code modulation (PCM) of voice frequencies. ITU-T: Bluebook. [9] The

CCITT

G.722

Wideband

Speech

Coding

Standard.

http://www.umiacs.umd.edu/~desin/Speech1/node3.html [10] International Telecommunication Union. (1988). ITU-T Rec. G.722 (11/88) 7 kHz audiocoding within 64 kbit/s. ITU-T: Bluebook. [11] Cisco Catalyst 2950 12 port. http://www.usedrouter.com/Cisco/Cisco-2950-Series/CiscoWS-C2950-12.html [12] Cisco System, Inc. (1992-2003). Configuring the Catalyst Switched Port Analyzer (SPAN)


PERBANDINGAN KUALITAS LAYANAN (QoS) VoIP PADA IPv4 DENGAN IPv6 MENGGUNAKAN ENCODING G.711 DAN G.722

Recommend Documents