PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI

ANALISIS UNJUK KERJA JARINGAN VOICE OVER INTERNET PROTOCOL (VOIP) DENGAN MENGGUNAKAN CODEC AUDIO G.711 A-LAW, G.711 U-LAW DAN GSM 06.10 Skripsi Diajukan untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Komputer Program Studi Teknik Informatika

Oleh: Eri Wiranda 085314012

PROGRAM STUDI TEKNIK INFORMATIKA JURUSAN TEKNIK INFORMATIKA FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI UNIVERSITAS SANATA DHARMA YOGYAKARTA 2013 i


PERFORMANCE ANALYSIS OF VOICE OVER INTERNET PROTOCOL (VOIP) NETWORK WITH G.711 A-LAW, G.711 U-LAW AND GSM 06.10 AUDIO CODECS A THESIS Presented as Partial Fulfillment of The Requirements to Obtain The Sarjana Komputer Degree in Informatics Engineering Study Program

BY : ERI WIRANDA 085314012 INFORMATICS ENGINEERING STUDY PROGRAM INFORMATICS ENGINEERING DEPARTMENT FACULTY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY SANATA DHARMA UNIVERSITY YOGYAKARTA 2013

ii


HALAMAN PERSETUJUAN

iii


HALAMAN PENGESAHAN

iv


HALAMAN PERSEMBAHAN

Karya ini didedikasikan untuk kedua orang tua ku Bartolomeus Iku, S.Hut., M.P. dan Yosefina Fransiska Rilin serta adik - adik ku Alan Aprilian, Yulistira Tri Amelia, dan Shandy Agustine Rivera. Dan Untuk Angelina Cristanti, S.Farm., Apt. yang selalu memberikan dukungan dan motivasi.

v


ABSTRAK VoIP merupakan salah satu layanan multimedia yang telah berkembang di Internet. Beban trafik yang tinggi akan menyebabkan adanya kongesti yang bisa menyebabkan terjadinya jitter dan packet loss pada jaringan. Salah satu cara untuk mengurangi beban trafik tersebut adalah dengan menggunakan speech codec yang memiliki bitrate rendah. Penggunaan codec yang tepat pada implementasi VoIP merupakan salah satu hal yang menentukan dalam pencapaian kualitas komunikasi VoIP. Untuk mengimplementasikan pemikiran tersebut maka dibuatlah suatu sistem VoIP dengan menggunakan codec audio G.711 A-Law, G.711 U-Law dan GSM 06.10 dengan ukuran bandwidth jaringan yang berbeda. Kemudian dianalisa bagaimana unjuk kerja VoIP untuk masing-masing codec, apakah nilai yang dihasilkan masih memenuhi standar ITU-T berdasarkan packet loss, jitter, dan Mean Opinion Score (MOS). Dari pengujian dengan menggunakan ketiga codec pada bandwidth yang berbeda terlihat codec G.711 A-Law dan G.711 U-Law memiliki kualitas suara yang paling bagus (MOS = 4.4) tetapi membutuhkan bandwidth yang paling besar (100 Kbps). Sedangkan codec GSM memiliki nilai MOS 3.7 tergolong dalam kualitas suara cukup baik, tetapi membutuhkan bandwidth yang relatif kecil (30 Kbps). Dari sisi packet loss dan jitter, codec GSM secara konsisten memberikan nilai yang paling kecil diantara ketiga codec.

Kata kunci : VoIP, codec, jitter, packet loss, Mean Opinion Score (MOS)

vi


ABSTRACT VoIP is one of developed multimedia services in Internet. High traffic load caused congestion that could provide packet loss and jitter at the network. One of solutions to avoid high traffic load is by using speech codec with low bit rate. Implementation of the right codec is one of things that determines quality in VoIP communication. To implement these ideas than be made a VoIP system that used G.711 ALaw, G.711 U-Law and GSM 06.10 audio codecs with different bandwidth size. Than the performance of VoIP network is analyzed for each codec, is it fulfill the ITU-T standard based on packet loss, jitter and Mean Opinion Score (MOS). From the test result using that three codecs, known that G.711 A-Law and G.711 U-Law has the best VoIP quaility (MOS=4.4), but it requires the most bandwidth (100 Kbps). Whereas GSM codec has MOS value of 3.7 that classified into good enough VoIP quality, but it required realtively small bandwidth. According to packet loss and jitter value, GSM codec consistently gives the smallest value among that three codecs.

Keywords : VoIP, codec, jitter, packet loss, Mean Opinion Score (MOS)

vii


KATA PENGANTAR Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yesus Kristus yang telah mengaruniakan berkat dan penyertaan-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini. Dalam proses Penulisan tugas akhir ini ada begitu banyak pihak yang telah memberikan bantuan dan perhatian dengan caranya masing-masing sehingga tugas akhir ini dapat diselesaikan. Oleh karena itu penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada : 1. P.H Prima Rosa, S.Si., M.Sc., selaku Dekan Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma. 2. Ridowati Gunawan, S.Kom., M.T., selaku Ketua Prodi Studi Teknik Informatika. 3. H. Agung Hernawan, S.T., M.Kom., selaku dosen pembimbing tugas akhir yang telah membimbing dan memberikan banyak masukkan yang bermanfaat dalam penulisan tugas akhir ini. 4. Cyprianus Kuntoro Adi, S.J., M.A., M.Sc., PhD., selaku dosen pembimning akademik. 5. B. Herry Suharto, S.T., M.T. dan S. Yudianto Asmoro, S.T., M.T., selaku dosen penguji. 6. Kedua orang tua dan adik-adik ku yang telah banyak memberikan dukungan dan motivasi selama penulisan tugas akhir ini. 7. Angelina Cristanti, S.Farm., Apt., yang tidak lelah memberikan semangat, dukungan dan motivasi selama penulisan tugas akhir ini.

viii


8. Raymundus Nonnatus, Samuel Alexander, Martinus Mai, Yohanes Nataka, Aditya Bayu P, dan tak lupa Rusdanang Ali Basuni selaku laboran serta teman-teman seperjuangan di Laboratorium Jaringan Komputer yang telah banyak membantu dalam proses penelitian tugas akhir ini. 9. Teman - teman Teknik Informatika angkatan 2008 yang tidak dapat disebutkan satu per satu. 10. Yorensius, Imran, Maria, Evi, Abet, Hendrikus, Tiber dan seluruh teman teman Asrama Tanaa Purai Ngeriman serta mahasiswa ikatan dinas yang berasal dari Kutai Barat.

Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih mempunyai kekurangan, oleh karena itu saran dan kritik yang membangun sangat diharapkan dan semoga hasil skripsi ini berguna bagi berbagai pihak.

Yogyakarta, 20 Mei 2013 Penulis,

Eri Wiranda

ix


PERNYATAAN KEASLIAN KARYA Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa tugas akhir yang saya tulis ini tidak memuat karya atau bagian karya orang lain, kecuali yang telah disebutkan dalam kutipan dan daftar pustaka, sebagaimana layaknya karya ilmiah. Yogyakarta, 20 Mei 2013 Penulis,

Eri Wiranda

x


PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS

Yang bertanda tangan di bawah ini, saya mahasiswa Universitas Sanata Dharma : Nama : Eri Wiranda NIM

: 085314012

Demi pengembangan ilmu pengetahuan, saya memberikan kepada perpustakaan Universitas Sanata Dharma karya ilmiah saya yang berjudul : “ANALISIS UNJUK KERJA JARINGAN VOICE OVER INTERNET PROTOCOL (VOIP) DENGAN MENGGUNAKAN CODEC AUDIO G.711 ALAW, G.711 U-LAW DAN GSM 06.10” bersama perangkat yang diperlukan (bila ada). Dengan demikian saya memberikan kepada perpustakaan Universitas Sanata Dharma hak untuk menyimpan, mengalihkan dalam

bentuk

media

lain,

mengelolanya

dalam

bentuk

pangkalan

data,

mendistribusikannya secara terbatas, dan mempublikasikannya di internet atau media lain untuk kepentingan akademis tanpa perlu memberikan royalti kepada saya selama tetap mencantumkan nama saya sebagai penulis. Demikian pernyataaan ini saya buat dengan sebenarnya. Yogyakarta, 20 Mei 2013 Penulis

Eri Wiranda

xi


DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL .................................................................................................................. i HALAMAN PERSETUJUAN ..................................................................................................... iii HALAMAN PENGESAHAN ..................................................................................................... iv ABSTRAK .............................................................................................................................. vi ABSTRACT ........................................................................................................................... vii KATA PENGANTAR.............................................................................................................. viii PERNYATAAN KEASLIAN KARYA .............................................................................................x PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH ........................................................ xi DAFTAR ISI…………………………………………………………………………………………………………………………. xii BAB I .................................................................................................................................... 1 PENDAHULUAN .................................................................................................................... 1 1.1

Latar Belakang ...................................................................................................... 1

1.2

Rumusan Masalah ................................................................................................ 2

1.3

Batasan Masalah................................................................................................... 3

1.4

Tujuan Penelitian .................................................................................................. 3

1.5

Metodologi Penelitian........................................................................................... 4

1.6

Sistematika Penulisan ........................................................................................... 5

BAB II ................................................................................................................................... 7 LANDASAN TEORI ................................................................................................................. 7 2.1

Voice over Internet Protocol (VoIP) ....................................................................... 7

2.1.1

Cara Kerja VoIP ............................................................................................. 8

2.1.2

Format Paket VoIP ........................................................................................ 8

2.1.3

Komponen VoIP ............................................................................................ 9

2.1.4 Compressor-decompressor (Codec) pada VoIP................................................... 11 2.2

Session Initiation Protocol (SIP)........................................................................... 20

2.2.1

Komponen SIP ............................................................................................. 22 xii


2.2.2

Alamat pada SIP .......................................................................................... 26

2.2.3

Pesan pada SIP ............................................................................................ 27

2.2.4

Header SIP .................................................................................................. 28

2.2.5

SIP Request ................................................................................................. 32

2.2.6

SIP Response ............................................................................................... 33

2.3

Trixbox................................................................................................................ 34

2.4

Quality of Service (QoS) VoIP .............................................................................. 35

2.5

Mean Opinion Score (MOS)................................................................................. 36

2.6 Flow Control ............................................................................................................. 39 2.6.1 Stop and Wait Flow Control ............................................................................... 41 2.6.2 Sliding Window Flow Control.............................................................................. 44 BAB III ................................................................................................................................ 49 PERANCANGAN DAN IMPLEMENTASI SISTEM ..................................................................... 49 3.1

Kriteria Pengujian ............................................................................................... 49

3.1.1

Dependent Variabel..................................................................................... 49

3.1.2

Independent Variabel .................................................................................. 51

3.2

Analisis Kebutuhan ............................................................................................. 51

3.2.1

Topologi Jaringan ........................................................................................ 51

3.2.2

Hardware .................................................................................................... 52

3.2.3

Software ..................................................................................................... 54

3.3

Skenario Pengujian ............................................................................................. 56

BAB IV ................................................................................................................................ 63 PENGUJIAN DAN ANALISA SISTEM ...................................................................................... 63 4.1

Pengujian Sistem ................................................................................................ 63

4.1.1

Pengujian untuk mengetahui kebutuhan bandwidth masing - masing codec 63

4.1.2 Pengujian pada jaringan dengan gangguan ........................................................ 66 4.1.3 Pengujian dengan gangguan bervariasi .............................................................. 73 BAB V ................................................................................................................................. 80 KESIMPULAN DAN SARAN .................................................................................................. 80

xiii


5.1 Kesimpulan............................................................................................................... 80 5.2 Saran ........................................................................................................................ 80 DAFTAR PUSTAKA .............................................................................................................. 82

xiv


DAFTAR TABEL Tabel 2.1 Contoh pengalamatan SIP ................................................................................... 26 Tabel 2.2 Header SIP ......................................................................................................... 31 Tabel 2.3 Kelas Respon pada SIP ....................................................................................... 33 Tabel 2.4 Standar Nilai MOS ............................................................................................. 37 Tabel 2.5 Hubungan antara R-Factor dengan MOS ............................................................ 39 Tabel 3.1 Standar Nilai MOS ............................................................................................. 50 Tabel 4.1 Hasil pengukuran kebutuhan bandwidth berdasarkan kualitas suara..................... 64 Tabel 4.2 Nilai MOS codec G.711 A-Law pada jaringan tanpa gangguan ........................... 65 Tabel 4.3 Nilai MOS codec G.711 U-Law pada jaringan tanpa gangguan ........................... 65 Tabel 4.4 Nilai MOS codec G.711 MOS pada jaringan tanpa gangguan .............................. 66 Tabel 4.5 Nilai Packet Loss pada jaringan dengan gangguan statis...................................... 67 Tabel 4.6 Nilai Jitter pada jaringan dengan gangguan statis ................................................ 69 Tabel 4.7 Nilai MOS pada jaringan dengan gangguan statis ................................................ 71 Tabel 4.7 Nilai packet loss pada jaringan dengan gangguan bervariasi ................................ 74 Tabel 4.8 Nilai jitter pada jaringan dengan gangguan bervariasi ......................................... 75 Tabel 4.9 Nilai MOS pada jaringan dengan gangguan bervariasi ......................................... 77

xv


DAFTAR GRAFIK

Grafik 4.1 Hasil pengukuran kebutuhan bandwith berdasarkan kualitas suara ..................... 64 Grafik 4.2 Perbandingan nilai MOS masing - masing codec ............................................... 66 Grafik 4.3 Nilai Packet Loss pada jaringan dengan gangguan statis .................................... 68 Grafik 4.4 Nilai Jitter pada jaringan dengan gangguan statis............................................... 70 Grafik 4.5 Nilai MOS pada jaringan dengan gangguan statis .............................................. 72 Grafik 4.6 Nilai packet loss pada jaringan dengan gangguan bervariasi............................... 74 Grafik 4.7 Nilai jitter pada jaringan dengan gangguan bervariasi ........................................ 76 Grafik 4.8 Nilai MOS pada jaringan dengan gangguan bervariasi ........................................ 78

xvi


DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Format paket VoIP ............................................................................................ 9 Gambar 2.2 Proses sesi Invite dengan Proxy Server ............................................................ 24 Gambar 2.3 Redirect Server ............................................................................................... 25 Gambar 2.4 Registrar Server .............................................................................................. 26 Gambar 2.5 Format Pesan SIP ............................................................................................ 28 Gambar 3.1 Topologi Jaringan ............................................................................................ 52 Gambar 3.2 Flowchart kerja ............................................................................................... 57 Gambar 3.3 Jaringan yang diberikan gangguan statis.......................................................... 59 Gambar 3.4 Jaringan dengan gangguan bervariasi .............................................................. 61 Gambar 4.1 Gangguan pada bandwidth 512 Kbps .............................................................. 67 Gambar 4.2 Jaringan dengan gangguan bervariasi .............................................................. 73

xvii


BAB I PENDAHULUAN

1.1

Latar Belakang Komunikasi adalah suatu proses penyampaian informasi dari satu pihak

kepada pihak lain agar terjadi saling mempengaruhi di antara keduanya. Dalam praktiknya komunikasi sangat berperan penting dalam perkembangan teknologi yang setiap waktu terus meningkat. Dalam dunia informatika, contoh teknologi komunikasi yang saat ini berkembang adalah Voice over Internet Protocol (VoIP). Voice over Internet Protocol (VoIP) adalah teknologi yang memungkinkan percakapan suara jarak jauh melalui media Internet. VoIP sering disebut juga dengan IP Telephony, Internet Telephony atau Digital Phone. Penggunaan teknologi VoIP ini tentu sangat menguntungkan bagi masyarakat luas karena dengan hadirnya VoIP layanan komunikasi menjadi murah jika dibandingkan dengan telepon biasa. Bandwidth jaringan yang terbatas merupakan salah satu permasalahan besar dalam implementasi jaringan VoIP. Beban trafik yang tinggi akan menyebabkan adanya kongesti yang bisa menyebabkan terjadinya jitter dan packet loss pada jaringan. Salah satu cara untuk mengurangi beban trafik tersebut adalah dengan menggunakan speech codec yang memiliki bit rate rendah. Codec merupakan algoritma untuk melakukan kompresi data suara yang bertujuan mengurangi jumlah byte yang dikirimkan dalam jaringan.

1


2

Penggunaan codec yang tepat pada implementasi VoIP merupakan salah satu hal yang menentukan dalam pencapaian kualitas komunikasi VoIP. Contoh codec yang berkembang pada saat ini adalah GSM 06.10, G.711 A-law, G.711 U-law, G.723, G.729 dan lain-lain (Kurniawan, F. & Wahjuni,. S. 2010). Pada dasarnya codec adalah sebuah algoritma untuk mengubah sinyal suara (analog) menjadi data digital. Codec yang digunakan pada penelitian ini adalah G.711a (A-Law), G.711u (U-Law) dan GSM 06.10. Ketiga codec ini bersifat open source dan paling banyak digunakan dalam jaringan VoIP. Perbedaan yang paling mendasar diantara ketiga codec ini adalah pada bit rate dan algoritma yang digunakan, bit rate codec G.711 adalah 64 kbps, sedangkan GSM 06.10 memiliki bit rate 13 kbps (Purbo, O.W. & Raharja, A.2010). Codec G.711a dan G.711u memiliki perbedaan pada algoritma yang digunakan. Codec G.711a mensampling sinyal suara menjadi 13 bit, sedangkan codec G.711u men-sampling sinyal suara menjadi 14 bit (Brokish, C.W. & Lewis, M. 1997). Ketiga codec tersebut memiliki bit rate dan algoritma yang berbeda, tentu saja kepekaan terhadap kondisi jaringan akan berbeda pada masing-masing codec. 1.2

Rumusan Masalah Bagaimana perbandingan unjuk kerja jaringan Voice over Internet Protocol

(VoIP) terhadap codec G.711 A-Law, G.711 U-Law dan GSM 06.10 ?


1.3

3

Batasan Masalah Agar penelitian lebih terarah, maka permasalahan dibatasi pada hal-hal pokok

sebagai berikut : 1. Protokol yang digunakan dalam pengujian adalah Session Initiation Protocol (SIP). 2. Codec audio yang digunakan adalah G.711 A-Law, G.711 U-Law dan GSM 06.10. 3. VoIP Server yang digunakan dalam melakukan pengujian pada protokol SIP adalah Trixbox. 4. Parameter-parameter pengujian yang digunakan adalah jitter, packet loss dan Mean Opinion Score (MOS). 5. Aplikasi yang digunakan untuk menganalisa unjuk kerja VoIP adalah Wireshark dan Commview. 6. Aplikasi softphone yang digunakan adalah Ekiga. 7. Tipe jaringan yang digunakan adalah jaringan LAN (Local Area Network). 1.4

Tujuan Penelitian Beberapa tujuan yang ingin dicapai dalam melakukan penelitian ini adalah

sebagai berikut : 1. Mengukur, membandingkan dan menganalisis unjuk kerja pada jaringan VoIP yang menggunakan beberapa codec berbeda.


4

2. Mengetahui perbedaan kualitas suara antara layanan VoIP yang menggunakan codec G.711 A-Law, G.711 U-Law dan GSM 06.10 dalam protokol SIP. 1.5

Metodologi Penelitian Metodologi yang digunakan dalam penulisan tugas akhir ini yaitu melalui

tahapan pengumpulan data. Adapun metode pengumpulan data yang digunakan dalam penelitian tugas akhir ini adalah sebagai berikut: a. Studi Literatur Metode Studi Literatur dimaksudkan untuk memperoleh dan mempelajari data-data sebagai sumber acuan dan pendalaman landasan teori dalam proses perancangan, pembuatan dan pengujian sistem. Selain dari bukubuku pendukung, referensi juga diperoleh dari Internet. b. Observasi Teknik pengumpulan data dengan mengadakan penelitian dan peninjauan langsung terhadap permasalahan yang diambil. c. Wawancara Teknik pengumpulan data dengan cara melakukan tanya jawab kepada beberapa narasumber yang terkait dengan penelitian tugas akhir baik secara langsung maupun dengan media forum-forum yang terdapat di internet.


1.6

5

Sistematika Penulisan Laporan ini dibagi dalam beberapa bab dengan pokok pembahasan secara umum sebagai berikut: BAB I PENDAHULUAN Bab ini berisi latar belakang, identifikasi masalah, maksud dan tujuan, batasan masalah, metodologi penelitian, dan sistematika penulisan. BAB II LANDASAN TEORI Membahas berbagai teori-teori yang berhubungan dengan masalah yang dibahas. Bab ini membahas mengenai VoIP, Cara Kerja VoIP, Protokol VoIP, Codec Audio, TrixBox serta parameter QoS yang digunakan. BAB III PERANCANGAN DAN IMPLEMENTASI SISTEM Bab ini berisi perancangan sistem dalam melakukan penelitian. Selain itu terdapat juga implementasu sistem dan proses konfigurasi untuk beberapa aplikasi yang berhubungan dengan kebutuhan berdasarkan hasil analisis yang telah dibuat. BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISA SISTEM Bab ini berisi hasil implementasi dari hasil analisis dan perancangan yang telah dibuat dengan disertai hasil pengujian terhadap kualitas jaringan VoIP yang telah dilakukan. Tahapan ini akan dilakukan pengujian terhadap masing - masing protokol serta membandingkan hasil dari setiap uji coba yang dilakukan.


6

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN Bab ini berisi kesimpulan tentang keseluruhan dari penelitian skripsi dan saran mengenai hasil penelitian untuk masa yang akan datang.


BAB II LANDASAN TEORI

2.1

Voice over Internet Protocol (VoIP) Voice over Internet Protocol (VoIP) adalah teknologi yang memungkinkan

percakapan suara jarak jauh melalui media internet. VoIP sering disebut juga dengan IP Telephony, Internet Telephony atau Digital Phone. VoIP memungkinkan seseorang untuk saling berkomunikasi (berbicara) melalui internet dengan biaya yang ekonomis jika dibandingkan dengan media telepon biasa. Kelebihan dan kekurangan VoIP adalah sebagai berikut (Lazuardi, 2008) Kelebihan : •

Biaya lebih rendah untuk sambungan jarak jauh.

•

Memanfaatkan infrastruktur jaringan yang sudah ada untuk suara.

•

Penggunaan bandwidth yang lebih kecil daripada telepon biasa.

•

Memungkinkan penggabungan dengan telepon lokal yang sudah ada.

•

Berbagai bentuk jaringan VoIP bisa digabungkan menjadi jaringan besar.

•

Memungkinkan variasi penggunaan aplikasi yang ada.

Kekurangan : •

Kualitas suara tidak sejernih jaringan PTSN.

•

Ada jeda dalam komunikasi.

•

Dibutuhkan konfigurasi khusus untuk NAT 7


•

8

Berpotensi mengakibatkan jaringan stuck.

2.1.1 Cara Kerja VoIP Konsep cara kerja VoIP yaitu dengan melakukan pengiriman sebuah sinyal secara digital. Sebelum proses transmisi (pengiriman) dilakukan, data yang berupa sinyal analog akan dikonversikan terlebih dahulu dengan ADC (Analog to Digital Converter) menjadi bentuk data digital. Setelah proses konversi dilakukan data digital akan ditransmisikan ke sumber tujuan. Setelah sampai, data sinyal digital tersebut akan dikonversi kembali menjadi data sinyal analog dengan DAC (Digital to Analog Converter) sehingga dapat diterima oleh sumber tujuan sesuai dengan data sinyal yang ditransmisikan. 2.1.2 Format Paket VoIP Tiap paket VoIP terdiri atas dua bagian, yakni header dan payload (beban). Header terdiri atas IP header, Real-time Transport Protocol (RTP) header, dan User Datagram Protocol (UDP) header. IP header bertugas menyimpan informasi routing untuk mengirimkan paket-paket ke tujuan. Pada tiap header IP disertakan tipe layanan atau type of service (ToS) yang memungkinkan paket tertentu seperti paket suara diperlakukan berbeda dengan paket yang non real time (Purbo & Raharja, 2010). UDP header memiliki ciri tertentu yaitu tidak menjamin paket akan mencapai tujuan sehingga UDP cocok digunakan pada aplikasi real time yang sangat peka terhadap delay. RTP header adalah header yang dapat dimanfaatkan untuk melakukan


9

framing dan segmentasi data real time. Seperti UDP, RTP juga mendukung realibilitas paket untuk sampai di tujuan. RTP menggunakan protocol kendali yang mengendalikan RTCP (real-time transport control protocol) yang mengendalikan QoS dan sinkronisasi media stream yang berbeda.

Gambar 2.1 Format paket VoIP 2.1.3 Komponen VoIP VoIP memiliki empat komponen utama, yaitu User Agent, Proxy, Protocol, dan Codec. Berikut penjelasan mengenai masing-masing komponen dalam membangun jaringan VoIP. 1. User Agent User Agent merupakan komponen yang digunakan oleh pengguna untuk memulai dan menerima sesi komunikasi. Dalam VoIP, user agent berupa komponen yang melakukan dial nomor telepon VoIP atau menerimanya. User agent dapat berupa software atau biasa disebut dengan softphone. Softphone merupakan user agent yang paling populer, hal ini dikarenakan banyak softphone dapat diperoleh secara gratis dan dapat langsung diunduh pada masing-masing website penyedia softphone. Contoh user agent dengan jenis softphone adalah Sjphone, X-Lite, QuteCom, Ekiga, ZoIPer, NetMeeting,


10

VoIP Rakyat Communicator dan masih banyak yang lainnya. Pada dasarnya semua fungsi softphone hampir sama, yaitu melakukan panggilan dan menerima panggilan serta memutuskan panggilan, layaknya melakukan sebuah percakapan dengan telepon biasa. Softphone harus terinstal pada komputer dan memerlukan sebuah sebuah microphone dan speaker sebagai alat tambahan dalam melakukan komunikasi. 2. Proxy Proxy dalam teknologi VoIP, sedikit berbeda dengan proxy server internet yang ada dalam sebuah jaringan komputer. Proxy yang dimaksud dalam teknologi VoIP merupakan aplikasi server yang mengatur jaringan VoIP. Proxy merupakan komponen yang menerima registrasi user agent dan bertugas mengatur penomoran dan call routing. Proxy juga dapat dikatakan sebagai IP PBX Server. Proxy yang saat ini digunakan mempunyai 2 jenis, yaitu berupa hardware mesin IPPBX dan berupa software yang disebut sebagai softswitch seperti Asterisk dan SER (SIP Express Router), dan Yate. Beberapa softswitch yang dapat digunakan sebagai Proxy atau IP PBX server diantaranya adalah Asterisk, Axon, MiniSIP Server, Trixbox, dan Briker. 3. Protocol Protocol adalah komponen berupa seperangkat aturan komunikasi antara User Agent, antar Proxy atau User Agent dengan Proxy. Protokol yang saat ini digunakan untuk membangun jaringan VoIP adalah H.323 dan SIP. Penjelasan


11

lebih lanjut mengenai kedua protokol ini akan diuraikan pada sub bab selanjutnya. 4. Codec Codec merupakan kependekan dari Compressor/Decompressor. Codec merupakan teknologi yang memaketkan data voice ke dalam format lain dengan perhitungan matematis tertentu, sehingga menjadi lebih teratur dan mudah dipaketkan. Codec bertujuan untuk mengurangi penggunaan bandwith di dalam transmisi sinyal pada setiap pemanggilan dan sekaligus berfungsi untuk mengingkatkan jumlah panggilan. Dengan adanya codec, penggunaaan bandwith pada jaringan VoIP dapat dihemat. Banyak sekali jenis protokol vioce codec yang tersedia untuk implementasi VoIP. Voice Codec yang umum dikenal adalah : G.711, G.723, G.726, G.728, G.729 dan GSM 06.10. 2.1.4 Compressor-decompressor (Codec) pada VoIP Pengkodean suara merupakan pengalihan kode analog menjadi kode digital agar suara dapat dikirim dalam jaringan komputer (Purbo,

2007). Pengkodean

dikenal dengan istilah codec, yang merupakan singkatan dari coder-decoder atau compressor-decompressor. Berbagai jenis codec dikembangkan untuk memampatkan suara agar bisa menggunakan bandwidth secara hemat tanpa mengorbankan kualitas suara (suara yang keluar masih dapat didengar dengan baik) (Wahyuddin M. I. 2009). Perbedaan skema kompresi dapat dibandingkan dengan 4 parameter, yaitu (Boger, Y.):


12

1. Compressed voice rate, codec mengkompres suara berkisar dari 64 kbps sampai bit rate yang lebih rendah. 2. Complexity, semakin tinggi tingkat kerumitan codec, semakin tinggi resource komputer yang diminta. 3. Voice quality, pengompresan suara di beberapa codec menghasilkan kualitas yang sangat bagus, sedangkan yang lain menyebabkan degradasi yang signifikan. 4. Digitalizing delay, setiap algoritma membutuhkan waktu untuk mem-buffer percakapan sebelum pengompresan, inilah yang disebut dengan digitalizing delay. Delay ini dimasukkan ke dalam delay end-to-end secara keseluruhan. Codec mempengaruhi kebutuhan bandwidth untuk VoIP, semakin kecil bit rate sinyal digital yang dihasilkan codec, maka semakin baik codec tersebut. Namun perhitungan matematis yang dilakukannya menjadi semakin rumit dan ini mempengaruhi kualitas suara setelah di-decode. Kualitas suara biasanya dihitung dengan metode Mean Opinion Score (MOS). Metode ini memberi nilai rata-rata kualitas suara antara 1 sampai 5 dimana 1 artinya buruk dan 5 artinya baik. Codec mengconverter sinyal analog menjadi digital untuk pemancaran melalui rangkaian data. 1. Codec G.711 G.711 adalah suatu standar Internasional untuk kompresi audio dengan menggunakan teknik Pulse Code Modulation (PCM) dalam pengiriman suara. PCM mengkonversikan sinyal analog kebentuk digital dengan melakukan


13

sampling sinyal analog tersebut 8000 kali perdetik dan dikodekan dalam kode angka. Jarak antar sampel adalah 125 μ detik. Sinyal analog pada suatu percakapan diasumsikan berfrekuensi 300 Hz-3400 Hz. Sinyal tersampel lalu dikonversikan ke bentuk diskrit. Sinyal diskrit ini direpresentasikan dengan kode yang disesuaikan dengan amplitudo dari sinyal sampel. Format PCM menggunakan 8 bit untuk pengkodeannya. Laju transmisi diperoleh dengan mengkalikan 8000 sampel perdetik dengan 8 bit persampel, menghasilkan 64.000 bit perdetik. Bit rate 64 Kbps ini merupakan standar transmisi untuk satu kanal telepon digital. Percakapan berupa sinyal analog yang melalui jaringan PSTN mengalami kompresi dan pengkodean menjadi sinyal digital oleh PCM G.711 sebelum memasuki VoIP gateway. Pada VoIP gateway, di bagian terminal, terdapat audio codec melakukan proses framing (pembentukan frame datagram IP yang dikompresi) dari sinyal suara terdigitasi (hasil PCM G.711) dan juga melakukan rekonstruksi pada sisi receiver. Frame yang merupakan paket-paket informasi ini lalu ditransmisikan melalui jaringan IP dengan suatu standar komunikasi jaringan packetbased. Standar G.711 merupakan teknik kompresi yang tidak efisien, karena akan memakan bandwidth 64 Kbps untuk kanal pembicaraan. Codec G.711 dibagai menjadi 2, yaitu G.711 U-law (standar Amerika Serikat dan Jepang) dan G.711 A-law (standar Eropa dan negara lainnya selain Amerika Serikat dan Jepang). U-law berkaitan dengan penggunaan kabel T1 yang digunakan di Amerika Utara dan Jepang sedangkan A-law berkaitan dengan


14

kabel E1 yang digunakan di Eropa dan negara – negara lainnya. Kabel T1 terdiri dari 24 kanal dengan kecepatan keseluruhan 1544 Mbit per detik. Sedangkan kabel E1 terdiri dari 31 kanal dengan kecepatan total 2048 Mbit per detik. G.711 A-law dan G.711 U-law memiliki perbedaan pada algoritma yang digunakan. Codec G.711 A-law melakukan sampling sinyal suara menjadi 13 bit, sedangkan codec G.711 U-law melakukan sampling sinyal suara menjadi 14 bit (Brokish, C.W. & Lewis, M. 1997). Perbedaan kualitas suara yang dihasilkan juga terjadi antara codec G.711 A-law dan U-law walaupun sedikit, dimana kedua codec tersebut memiliki bit rate yang hampir sama besar. Perbedaan ini disebabkan karena perbedaan algoritma yang digunakan oleh kedua codec tersebut, codec G.711 A-law menggunakan algoritma yang lebih sederhana dibandingkan dengan yang digunakan oleh G.711 U-law. Proses encoder dan decoder pada codec G.711 A-Law dan U-Law dapat dilihat pada block diagram di bawah ini :

Gambar 2.2 Block diagram encoder pada G.711


15

Penjelasan dari block diagram di atas adalah : •

Konversi sinyal A-Law atau U-Law ke uniform (linear) PCM.

•

Menghitung perbedaan sinyal dengan mengurangkan perkiraan sinyal input dari sinyal input itu sendiri.

•

Mengeksekusi adaptif 31-, 15-, 7- atau 4-level kuantisasi untuk menetapkan lima, empat, tiga atau dua digit biner, untuk nilai sinyal yang digunakan pada transmisi.

•

Menghitung perkiraan sinyal input yang diharapkan.

Gambar 2.3 Block diagram decoder pada G.711 Penjelasan block diagram decoder di atas adalah :


•

16

Sebuah quantizer menghasilkan perbedaan sinyal terkuantisasi dari lima, empat, tiga atau dua digit biner.

•

Perkiraan sinyal ditambahkan pada perbedaan sinyal terkuantisasi untuk menghasilkan versi rekonstruksi dari sinyal input.

•

Kedua sinyal tersebut diproses oleh adaptive predictor yang menghitung perkiraan sinyal yang diharapkan, menyusun sinyal dari yang berbeda menjadi seragam (linear) PCM.

•

Mengkompresi sinyal PCM linear sesuai dengan A-Law atau U-Law.

2. Codec GSM 06.10 Codec GSM 06.10 adalah suatu standar internasional yang dimiliki oleh European Telecommunications Standards Institute (ETSI). GSM 06.10 memiliki bit rate yang jauh berbeda dari codec G.711 A-law maupun G.711 U-law. Codec GSM 06.10 memiliki bit rate 13 kbps sedangkan codec G.711 A-law dan G.711 U-law memiliki bit rate sebesar 64 kbps (Purbo, O.W. & Raharja, A. 2010). Hal inilah yang menyebabkan besarnya perbedaan kualitas suara yang dihasilkan oleh codec GSM 06.10 dan G.711. GSM yang digunakan pada asterisk merupakan GSM-FR yang biasa disebut juga GSM 06.10. Codec ini menggunakan Linear Predictive Coding with Regular Pulse Excitation (LPC-RPE). GSM-FR merupakan codec suara yang beroperasi pada 13.2 kbps dengan lebar paket 20ms. Setiap paket berisi payload


17

sebesar 264 bit atau sekitar 33 byte. Perhitungan pemakaian bandwidth untuk codec ini dapat dijabarkan sebagai berikut (Zuhdan, 2008). •

Bit rate (Br) = 13,2 kbps = 13200 bps

•

Packet length = 20 ms

•

Packet/s (Ps) = 1/20ms = 1/0.02s = 50 packet/s

•

Payload = Br / Ps = 13200 bps / 50 = 264bit = 33 Byte

•

IP header ( IP + UDP + RTP ) = 40 Byte

•

Bandwidth = (payload + IP header) X packet/s X 8 bit/Byte Bandwidth = (33 + 40) X 50 X 8 = 29,2 Kbps


18

error +

-

Packet Suara 20 ms

Linear Prediction

36 bit

Long term prediction

36 bit

Excitation analysis

206 bit

Synthesis Filter

Gambar 2.4 Diagram codec GSM Encoder •

input speech frame, terdiri dari 160 sample sinyal (uniform 13 bit PCM sample), pertama kali di pre-proses untuk menghasilkan offset free signal yang akan menjadi urutan pertama dalam pre-emphasis filter.160 sample sinyal yang diperoleh kemudian dianalisa untuk menentukan koefisien untuk filter analisis jangka pendek (analisis LPC). Parameter ini kemudian digunakan untuk penyaringan 160 sampe yang sama. Hasilnya adalah 160 sample dari short term residu signal. Filter parameter, disebut koefisien refleksi ditransformasikan ke area log rasio, LARs sebelum ditransmisikan. Speech frame dibagi menjadi 4 sub-frame dengan 40 sample pada setiap frame. Setiap sub frame diproses berdasarkan blok oleh elemen fungsional berikutnya.


•

19

sebelum pemrosesan sub-blok dari 40 short term sample, parameter dari long term analisis filter, LTP lag dan LTP gain diperkirakan dan diupdate pada blok LTP analisis, pada dasar sub blok yang sekarang dan urutan yang tersimpan dari 120 sample short term sebelumnya.

•

sebuah blok dari 40 sample long term residual didapatkan dengan mengurangi perkiraan 40 short term residual signal itu sendiri. Menghasilkan 40 blok long term residual sample diumpankan ke Regular Pulse Excitation Analysis yang menghasilkan kompresi dasar dari algoritma

•

Sebagai hasil dali RPE-analysis, 40 blok input long term residual signal diwakili oleh salah satu dari 4 kandidat dari masing-masing 13 getaran. Suburutan terpilih diidentifikasi ole RPE grid position (M). 13 getaran RPE diencode menggunakan Adaptive Pulse Code Modulation (APCM) dengan perkiraan dari amplitudo sub-blok yang ditransmisikan ke decoder sebagai informasi tambahan. RPE parameter juga diumpankan ke sebuah decoing RPE lokal dan modul rekonstruksi yang menghasilkan 40 blok short term residual signal baru dari versi kuantisasi dari long term residual signal.

•

Dengan menambahkan 40 sample terkuantisasi dari long term residual signal ke blok sebelumnya dari short term residual signal memperkirakan, sebuah versi rekonstruksi

dari short term residual signal yang sekarang yang

dihasilkan. Blok dari short term residual signal yang direkonstruksi ini


20

kemudian diumpankan ke long term analysis filter yang menghasilkan 40 blok baru dari short term residual signal yang digunakan untuk sub blok selanjutnya untuk melengkapi feedback loop.

Decoder •

Decoder memiliki feedback loop yang sama dengan encoder. Dalam transmisi bebas error, output dari tahap ini adalah short term residual sample yang telah direkonstruksi. Sample ini kemudian diterapkan pada short term synthesis filter diikuti dengan de-emphasis filter menghasilkan speech signal yang direkonstruksi.

•

GSM 06.10 menjelaskan pemetaan detail antara input blok dari 160 speech sample dalam bentuk 13 bit uniform PCM ke 260 bit blok yang diencode dan dari 260 bit blok yang diencode ke output blok yang terdiri dari 160 sample yang telah direkonstruksi. Sampling 8000 sample/detik menghasilkan rata-rata bit rate untuk bit stream encode sebesear 13 kbit/s

2.2

Session Initiation Protocol (SIP) Session Initiation Protocol (SIP) merupakan standar protokol multimedia

yang dikeluarkan oleh grup yang tergabung dalam Multyparty Multimedia Session Control (MMUSIC) yang berada dalam organisasi Internet Engineering Task Force


21

(IETF). SIP merupakan protokol yang berada pada layer aplikasi yang mendefinikan proses awal, pengubahan dan pengakhiran (pemutusan) suatu sesi komunikasi multimedia. Protokol SIP didukung oleh beberapa protokol, antara lain RSVP untuk melakukan pemesanan pada jaringan, RTP dan RTCP untuk mentransmisikan media dan mengetahui kualitas layanan, serta SDP untuk mendeskripsikan sesi media. Secara default, SIP menggunakan protokol UDP tetapi beberapa kasus dapat juga menggunakan TCP sebagai protokol transport (Johnston, 2001). a. Real Time Transport Protocol (RTP) Protokol RTP menyediakan transfer media secara real-time pada jaringan paket. Protokol RTP menggunakan protokol UDP dan header RTP mengandung informasi kode bit yang spesifik pada tiap paket yang dikirimkan. Hal ini membantu penerima untuk melakukan antisipasi jika terjadi paket yang hilang. b. Real Time Control Protocol (RTCP) Protokol RTCP merupakan protokol yang mengendalikan transfer media. Protokol ini bekerja sama dengan protokol RTP. Dalam satu sesi komunikasi, protokol RTP mengirimkan paket RTCP secara periodik untuk memperoleh informasi transfer media dalam memperbaiki kualitas jaringan. c. Session Description Protocol (SDP) Protokol SDP merupakan protokol yang mendeskripsikan media dalam suatu komunikasi. Tujuan protokol SDP adalah untuk memberikan


22

informasi aliran media dalam satu sesi komunikasi agar penerima yang menerima informasi tersebut dapat berkomunikasi. Hal-hal yang dicakup dalam protokol ini adalah : a. Nama sesi komunikasi dan tujuannya. b. Waktu sesi (jika) aktif. c. Media dalam sesi komunikasi. d. Informasi bagaimana cara menerima media (misalnya port, format, dan sebagainya). e. Bandwidth yang digunakan dalam komunikasi. f. Orang yang dapat dihubungi. 2.2.1 Komponen SIP Dalam hubungannya dengan VoIP ada dua komponen yang ada dalam sistem SIP, yaitu User Agent dan Network Server. 1. User Agent Sama seperti komponen VoIP pada umumnya, komponen terpenting dalam membangun VoIP berbasis protokol SIP pun membutuhkan User Agent. User agent merupakan sistem akhir (end system) yang digunakan untuk melakukan komunikasi. Pada SIP, user Agent terbagi atas dua bagian, yaitu : a. User Agent Client (UAC), merupakan aplikasi pada client yang didesain untuk memulai SIP request. b. User

Agent

Server

(UAS),

merupakan

aplikasi

seirver

yang

memberitahukan user jika menerima request dan memberikan respon


23

terhadap request tersebut. Respon dapat berupa menerima atau menolak request. 2. Network Server Agar user pada jaringan SIP dapat memulai suatu panggilan dan dapat pula dipanggil, maka user terlebih dahulu harus melakukan registrasi agar lokasinya dapat diketahui. Registrasi dapat dilakukan dengan mengirimkan pesan REGISTER ke server SIP. Lokasi user dapat berbeda-beda sehingga untuk mendapatkan lokasi user yang aktual diperlukan location server. Pada jaringan SIP, ada tiga tipe network server, yaitu : a. Proxy Server Proxy server adalah komponen penengah antar user agent. Proxy server bertindak sebagai server dan client yang menerima request message dari user agent dan menyampaikan pada user agent lainnya. Request dapat dilayani sendiri atau disampaikan (forward) pada proxy server lain. Proxy Server bertugas menerjemahkan data dan/atau menulis ulang request message sebelum menyampaikan pada user agent tujuan atau proxy lain. Selain itu, proxy server bertugas menyimpan seluruh state sesi komunikasi antara UAC dan UAS. Proxy server dapat berfungsi sebagai client dan server karena proxy server dapat memberikan request dan respon.


24

Gambar 2.2 Proses sesi Invite dengan Proxy Server

b. Redirect Server Komponen ini merupakan server yang menerima request message dari user agent, memetakan alamat SIP user agent atau proxy server tujuan kemudian memberikan respon terhadap request tersebut dan menyampaikan hasil pemetaan kembali pada user agent pengirim (UAC). Redirect Server tidak menyimpan state sesi komunikasi antara UAC dan UAS setelah pemetaan disampaikan pada UAC. Berbeda dengan Proxy Server, Redirect Server tidak dapat memulai inisiasi request message dan tidak dapat menerima ataupun menutup sesi komunikasi.


25

Gambar 2.3 Redirect Server c. Registrar Server Registar Server adalah komponen yang menerima request message REGISTER. Registrar Server menyimpan databases user untuk otentikasi dan lokasi sebenarnya agar user dapat dihubungi oleh komponen SIP lainnya. Pada Gambar 2.4 menunjukkan proses registrasi oleh user dengan alamat sip:[email protected]. Alamat sip:[email protected] atau sip:[email protected]:5060 berada dalam database server. Proses yang dilakukan adalah user meregistrasikan dirinya ke server dengan mengirimkan pesan REGISTER ke Registar. Bila otentikasi yang diberikan valid dan ada dalam database, maka Registrar akan mengirimkan pesan respon 200 OK dan proses registasi pun selesai dilakukan.


26

Gambar 2.4 Registrar Server 2.2.2 Alamat pada SIP Entitas pada jaringan SIP mempunyai alamat yang diberi atribut SIP URL (SIP Uniform Resource Locator) agar mudah dikenali. SIP URL yang digunakan pada jaringan SIP berbentuk seperti alamat email yaitu user@host dimana user dapat berupa nama user, nomor telepon, atau nama instansi. Host dapat berupa nama domain atau IP address. Contoh pengalamatan pada SIP dapat dilihat pada daftar tabel berikut : No

Alamat

Keterangan

1

sip: [email protected]

Merupakan host independent

2


Merupakan host spesifik

3


Merupakan nomor telepon user dengan domain gateway voip.telkom.net

Tabel 2.1 Contoh pengalamatan SIP


27

2.2.3 Pesan pada SIP Secara keseluruhan, pesan SIP terdiri atas dua bagian, yaitu request dan respon. Ketika client mengirimkan pesan request, server akan memberikan tanggapan terhadap pesan ini melalui pesan respon. SIP merupakan protokol yang berbasis teks dimana pesan request dan respon menggunakan generic-message yang didefinisikan pada standar pesan berbasis teks dalam komunikasi internet. Pesan request dan respon terdiri atas start line, satu atau lebih header field atau biasanya disebut dengan message header, empty line yang menunjukkan akhir dari header field, serta message body yang mendefinisikan sesi komunikasi. Format pesan SIP yaitu : Generic-message =

Start-Line (dalam pesan request) Status-Line (dalam pesan respon) Message header Empty line Message body

Contoh lengkap pesan yang dihasilkan saat komunikasi dengan menggunakan protokol SIP dapat dilihat pada Gambar 2.5.


28

Gambar 2.5 Format Pesan SIP 2.2.4 Header SIP Protokol SIP mempunyai 37 header, yaitu pesan-pesan yang terdapat pada SIP menggunakan header field untuk mendefinisikan caller, calle, jalur pesan, tipe, dan panjang message body, dan sebagainya. Header SIP dikelompokkan ke dalam empat jenis header (Johnston, 2001), yakni : a. General Header Field (GHF) GHF merupakan header yang dipakai pada pesan request dan respon. GHF umumnya digunakan pada pesan request dan respon, yakni :


29

1) Call-ID, header ini digunakan untuk mengidentifikasikan secara khusus suatu panggilan atau registrasi yang dilakukan oleh client. Call-ID mempunyai fungsi untuk mendeteksi adanya duplikasi dan mendeteksi suatu respondari request yang dikirmkan. Call-ID yang baru digunakan untuk setiap awal suatu panggilan baru. Contoh : [email protected]. 2) From Header ini terdapat pada semua pesan request dan respon, berfungsi untuk menunjukkan tampilan nama dan alamat asal pesan tersebut. Contoh : From : sip:[email protected] Pesan di atas berasal dari user1. Dalam hal ini menggunakan login di domain voiprakyat.or.id dengan username user1. 3) To Header ini terdapat pada semua pesan request dan respon. Berfungsi menunjukkan tujuan pesan tersebut. Contoh : To : sip:[email protected] Pesan di atas ditujukan ke admin dengan IP address 192.168.20.248.

4) Via Header ini digunakan untuk mencatat rute server dari pesan request agar dapat mengirimkan balasan ke pesan request tersebut melalui server yang


30

sama. Setiap proxy server yang dilalui pesan tersebut akan menambah header via yang berisi alamat proxy server itu sendiri. Contoh : INVITE To : sip:[email protected] Via: SIP/2.0/UDP 132.95.1.5 Pesan di atas akan dikirimkan ke John yang menggunakan username “john” dengan IP address 132.98.10.10 melalui proxy server dengan IP address 132.95.1.5. 5) Cseq Setiap pesan request mempunyai header Cseq (Command sequence) yang berisikan sequence number dan methode name. Dalam setiap pangilan sequence number mengalami penambahan untuk setiap request yang baru (kecuali jika terjadi transmisi dari request yang sebelumnya). Pesan request ACK memiliki Cseq yang sama dalam acknowledge reply CANCEL memiliki Cseq yang sama terhadap request yag dibatalkan. b. Entity Header Field (EHF) EHF menunjukkan informasi message body. Jika message body tidak ada, header ini menunjukkan sumber yang diidentifikasi oleh request. Contoh header yang terdapat pada EHF, antara lain: 1) Content Encoding, Header ini menunjukkan panjang message body dalam satuan byte.


31

2) Content Length, Header ini menunjukkan tipe media dalam message body. 3) Content Type, Header ini dipakai untuk melakukan proses kompresi terhadap message body tanpa harus kehilangan identitas dari tipe media. c. Request Header Field (RsHF) RsHF adalah header dalam pesan request yang merupakan tambahan informasi tentang client dan pesan request itu sendiri. Header yang sering dipakai adalah header Contact yang menunjukkan informasi lokasi yang tergantung dari pesan tempat header itu berada. d. Response Header Field (ReHF) ReHF merupakan header yang dipakai oleh sever untuk menambahkan informasi tentang respon yang tidak dapat ditempatkan pada start line request. Secara lengkap, header yang terdapat di dalam SIP dapat di lihat pada tabel 2.2 di bawah.

Tabel 2.2 Header SIP


32

2.2.5 SIP Request SIP Request merupakan sebuah pesan yang dikirimkan dari client ke server. Ada enam tipe pesan request, yaitu : a. INVITE, Pesan ini digunakan untuk memulai suatu komunikasi. Message body pesan INVITE berisikan deskripsi media yang dapat digunakan dalam komunikasi. b. ACK, Pesan ini berfungsi memberitahukan bahwa client telah menerima tanggapan terakhir terhadap INVITE. Message body pada pesan ACK dapat membaca deskripsi media yang digunakan oleh user yang dipanggil (disebut calle). Jika message body ini kosong berarti calle setuju dengan message body yang terdapat pada pesan INVITE. c. BYE, Pesan ini dikirimkan oleh client untuk mengakhiri komunikasi. d. CANCEL, Pesan CANCEL dikirimkan untuk membatalkan pesan request yang telah dikirimkan sebelum server mengirimkan pesan final response. e. OPTIONS, Pesan ini dikirimkan oleh client ke server untuk mengetahui kapabilitasnya. f. REGISTER, Client dapat melakukan registrasi lokasinya dengan mengirimkan pesan REGISTER ke server SIP dimana server yang menerima pesan REGISTER disebut SIP Register.


33

2.2.6 SIP Response SIP Response dikirimkan setelah menerima pesan request yang menunjukkan status keberhasilan server. Pesan respon dapat didefinisikan dengan tiga angka. Pesan respon terbagi atas dua kategori, yakni : a.

Provisional Response Respon ini merupakan respon yang dikirimkan oleh server untuk

menunjukkan proses sedang berlangsung, tapi tidak mengakhiri transaksi SIP. b. Final Response Respon ini merupakan respon yang mengakhiri transaksi SIP.

Tabel 2.3 merupakan kelas respon yang terdapat pada SIP. Angka pertama merupakan kelas respon sedangkan angka kedua dan ketiga menunjukkan arti dari respon tersebut. Kelas Respon

Jenis Respon

Kategori Respon

1xx

Informational

Provisional

2xx

Succes

Final

3xx

Redirection

Final

4xx

Client Error

Final

5xx

Server Error

Final

6xx

Global Error

Final

Tabel 2.3 Kelas Respon pada SIP


2.3

34

Trixbox Trixbox dibuat oleh Andrew Gillis pada bulan November 2004 dengan tujuan

untuk membuat para pengguna komputer biasa dapat menggunakan secara maksimal asterisk PBX system tanpa dibutuhkannya pengajar atau pengetahuan lebih mengenai VoIP. Sebelumnya trixbox menggunakan nama asterisk@home, namun dikarenakan asterisk merupakan nama produk dari perusahaan Digium.Ltd dan @home tidak sesuai dengan fungsionalitas dari trixbox yang dapat melayani lebih dari sekedar pengguna rumahan atau bisnis sekala kecil dan menengah. Cara instalasi server Trixbox ini tergolong mudah, berbeda dengan server Asterisk sebelumnya yang cara penginstalnya berupa paket-paket yang terpisah, maka pada Trixbox sudah di jadikan satu bundle dengan sistem operasi yang di usungnya yaitu CentOS sehingga kestabilan dari server ini dapat diandalkan. Trixbox memiliki fitur-fitur yang mampu berfungsi sebagai IP PBX Server. Beberapa fitur Trixbox diantaranya adalah sebagai berikut : 1.

AMP (Asterisk Management Portal), fitur ini adalah sebuah fitur yang sangat dapat melakukan konfigurasi melalui interface web tanpa harus mengedit file konfigurasi.

2.

ARI (Asterisk Recording Interface), fitur ini berfungsi menyimpan percakapan, baik percakapan ke luar maupun ke dalam.

3.

Flash Operator Panel, adalah sebuh fitur yang berguna untuk memonitor semua extension secara real time berbasis web.


2.4

35

4.

Cisco XML Service.

5.

Music On Hold, Trixbox menggunakan mpg123 untuk music on hold.

6.

Fax Support, adalah suatu fitur yang untuk menerima fax.

Quality of Service (QoS) VoIP Terdapat beberapa faktor yang mempengaruhi kualitas suara, yaitu variasi

waktu tunda (jitter), dan tingkat paket hilang (packet loss). Ukuran dan pengalokasian kapasitas jaringan juga mempengaruhi kualitas VoIP secara keseluruhan. 1.

Variasi waktu tunda (jitter) Jitter merupakan perbedaan selang waktu kedatangan antar paket di

terminal tujuan. Jitter dapat disebabkan oleh terjadinya kongesti, kurangnya kapasitas jaringan, variasi ukuran paket, serta ketidak urutan paket. Faktor ini perlu diperhitungkan karena karakteristik komunikasi voice adalah sensitive terhadap jitter. Untuk

meminimalisasi

jitter

dalam

jaringan

maka

perlu

diimplementasikan suatu buffer yang akan menahan beberapa urutan paket sepanjang waktu tertentu hingga paket terakhir datang. Namun adanya buffer tersebut akan mempengaruhi waktu tunda total sistem akibat adanya tambahan proses untuk mengompensasi jitter. Menurut ITU-T nilai jitter dikategorikan seperti di bawah ini. a. 0-20 ms

Baik

b. 20-50 ms

Cukup


c. >50 ms 2.

36

Buruk

Tingkat paket hilang (packet loss) Sinyal suara pada telepon internet akan ditransmisikan dalam jaringan IP

dalam bentuk paket-paket IP. Karena jaringan IP merupakan best effort network maka tidak ada jaminan pada pengiriman paket tersebut. Setiap paket dapat dirutekan pada jalur yang berbeda menuju penerima. Pada best effort network tidak ada perbedaan antara paket data voice dengan paket-paket data lainnya yang mengalir di jaringan. Standar packet loss menurut ITU-T dikategorikan seperti di bawah ini. a. 0-1 % Baik b. 1-2% Cukup c. >2%

Buruk

Nilai packet loss dapat dikalkulasi berdasarkan persamaan (ITU-T G.114), Packetloss = ((Pt – Pr)/Pt) * 100% Pt = Packet transmitted Pr = Packet receieved 2.5

Mean Opinion Score (MOS) Mean Opinion Score (MOS) merupakan sistem penilaian yang berhubungan

dengan kualitas suara yang di dengar pada ujung pesawat penerima. Standar penilaian MOS dikeluarkan oleh ITU- T pada tahun 1996. Tabel 2.6 adalah tabel yang menunjukkan skala penilaian MOS. MOS memberikan penilaian kualitas suara


37

dengan skala 1 sampai 5, dimana satu mempresentasikan nilai kualitas suara yang paling buruk dan lima mempresentasikan kualitas suara yang paling baik. Penilaian dengan menggunakan MOS masih bersifat subyektif karena kualitas pendengaran dan pendapat dari masing-masing pendengar berbeda-beda.

Nilai MOS

Kualitas

5

Sangat Bagus

4

Bagus

3

Cukup

2

Buruk

1

Sangat Buruk

Tabel 2.4 Standar Nilai MOS

Metode MOS dirasakan kurang efektif untuk mengestimasi kualitas layanan suara untuk VoIP, hal ini dikarenakan : 1. Tidak terdapat nilai yang pasti terhadap parameter yang mempengaruhi kualitas layanan suara dalam VoIP. 2. Setiap orang memiliki standar yang berbeda-beda terhadap suara yang mereka dengar. Karena nilai MOS dirasakan kurang efektif maka digunakanlah perhitungan matematis untuk menentukan kualitas suara berdasarkan penyebab menurunnya


38

kualitas suara dalam jaringan VoIP (packet loss), perhitungan matematis ini disebut E-Model yang distandarkan kepada ITU-T G.107. Nilai akhir estimasi E-Model disebut dengan R-Factor. R-Factor didefinisikan sebagai faktor kualitas transmisi yang dipengaruhi oleh beberapa parameter seperti signal to noise ratio, echo, codec, kompresi, packet loss dan delay. R-Factor didefinisikan sebagai berikut (ITU-T G.107) : R = 94,2 – Id – Ie Keterangan : Id = faktor penurunan kualitas yang disebabkan oleh pengaruh delay satu arah Ie = faktor penurunan kualitas yang disebabkan oleh teknik kompresi dan packet loss yang terjadi. Nilai Id ditentukan dari persamaan di bawah ini (ITU-T G.107) Id = 0,024d + 0,11(d-177,3) H(d-177,3) Nilai Ie tergantung pada metode kompresi yang digunakan. Nilai R-factor secara keseluruhan dihitung dari persamaan di bawah ini (ITU-T G.107) R = 94,2 – [0,024d + 0,11(d-177,3) H(d-177,3)] – Ie Dimana : R = Faktor kualitas tramsisi


39

d = delay satu arah (ms) H = fungsi tangga, dengan ketentuan H(x) = 0

jika x < 0

H(x) = 1

jika x > 0

Hubungan antara R-factor denga MOS dapat dilihat pada tabel di bawah ini No 1 2 3 4 5 6

R-Factor MOS Keterangan 0 - 49 1,0 - 2,5 Buruk / tidak direkomendasikan 5 - 59 2,6 - 3,0 Buruk / berkualitas rendah 60 - 69 3,1 - 3,5 Kurang baik 70 - 79 3,6 – 3,9 Cukup baik 80 - 89 4,0 – 4,3 Baik 90 - 94 4,4 Sangat baik Tabel 2.5 Hubungan antara R-Factor dengan MOS

2.6 Flow Control Flow Control adalah suatu teknik untuk memastikan/meyakinkan bahwa suatu stasiun transmisi tidak menumpuk data pada suatu stasiun penerima. Tanpa flow control, buffer dari receiver akan penuh saat sedang memproses data lama. Karena ketika data diterima, harus dilaksanakan sejumlah proses sebelum buffer dapat dikosongkan dan siap menerima banyak data. Flow control yang dibahas adalah flow control pada data link layer.


40

Queue

Layer 3

Layer 3

Layer 3

Layer 3

Layer 2

Layer 2

Layer 3

Layer 2

Layer 2 Layer 2

Sliding window buffer

Gambar 2.6 Ilustrasi packet flow Gambar di atas adalah ilustrasi packet flow. Pertama komputer 1 dan komputer 2 akan mengirimkan data ke arah komputer 3 dan komputer 4 melalui router. Data dikirim melalui ethernet (layer 2) pada komputer menuju ethernet (layer 2) pada router dengan kecepatan 100 Mbps. Pada saat layer 2 router menerima data dan mentransmisikan data tersebut ke layer 3, terjadi antrian pada layer 3 yang


41

disebabkan bottleneck pada router. Bottleneck dapat terjadi karena layer 3 pada router memanipulasi kecepatan transfer data menjadi 512 Kbps dengan menggunakan simple queue. Saat terjadi antrian, layer 2 pada router dan layer 2 pada komputer akan menggunakan mekanisme sliding window yang tersedia pada data link layer untuk menghindari pengiriman data saat antrian sudah penuh. Mekanisme sliding window ini akan menyebabkan terjadi juga antrian pada komputer. 2.6.1 Stop and Wait Flow Control Protokol ini memiliki karakteristik dimana sebuah pengirim mengirimkan sebuah frame dan kemudian menunggu acknowledgment sebelum memprosesnya lebih lanjut. Mekanisme stop and wait dapat dijelaskan dengan menggunakan gambar di bawah, dimana DLC mengizinkan sebuah pesan untuk ditransmisikan (event 1), pengujian terhadap terjadinya error dilakukan dengan teknik seperti VCR (Vertical Redundancy Check) atau LRC (Longitudinal Redundancy Check) terjadi pada even 2 dan pada saat yang tepat sebuah ACK atau NAK dikirimkan kembali untuk ke stasiun pengirim (event 3). Tidak ada pesan lain yang dapat ditransmisikan selama stasiun penerima mengirimkan kembali sebuah jawaban. Jadi istilah stop and wait diperoleh dari proses pengiriman pesan oleh stasiun pengirim, menghentikan transmisi berikutnya, dan menunggu jawaban. Pendekatan stop and wait sesuai untuk susunan transmisi half duplex, karena menyediakan transmisi data dalam dua arah, tetapi hanya dalam satu arah setiap saat. Kekurangan yang terbesar adalah disaat jalur tidak jalan sebagai akibat dari stasiun


42

yang dalam keadaan menunggu, sehingga kebanyakan DLC stop and wait sekarang menyediakan lebih dari satu terminal yang on line. Terminal-terminal tetap beroperasi dalam susunan yang sederhana. Stasiun pertama atau host sebagai penaggung jawab untuk peletakkan pesan diantara terminal-terminal (biasanya melalui sebuah terminal pengontrol yang berada di depannya) dan akses pengontrolan untuk hubungan di bawah dan menjadi masalah yang serius ketika ACK atau NAK hilang dalam jaringan atau dalam jalur. Jika ACK pada event 3 hilang, setelah habis batas waktunya stasiun master mengirim ulang pesan yang sama untuk kedua kalinya. Transmisi yang berlebihan mungkin terjadi dan menciptakan sebuah duplikasi record pada tempat kedua dari file data pengguna. Akibatnya, DLC harus mengadakan suatu cara untuk mengidentifikasi dan mengurutkan pesan yang dikirimkan dengan berdasarkan pada ACK atau NAK sehingga harus dimiliki suatu metode untuk memeriksa pesan yang terduplikasi.

Gambar 2.6 Stop and wait flow control


43

Pada gambar di bawah ditunjukkan bagaimana urutan pendeteksian duplikasi pesan bekerja, pada event 1 stasiun pengirim mengirikan sebuah pesan dengan urutan 0 pada headernya. Stasiun penerima menjawab dengan sebuah ACK dan sebuah nomor urutan 0 (event 2). Pengirim menerima ACK, memeriksa nomor urutan 0 di headernya, mengubah nomor urutan menjadi 1 dan mengirimkan message berikutnya (event 3).

Gambar 2.7 Stop and wait alternative sequence Stasiun penerima mendapatkan pesan dengan ACK 1 di event 4. Akan tetapi pesan ini diterima dalam keadaan rusak atau hilang pada jalan. Stasiun pengirim mengenali bahwa pesan dievent 3 tidak dikenali. Setelah batas waktu terlewatkan (timeout) stasiun pengirim mengirim ulang pesan ini (event 5). Stasiun penerima mencari sebuah pesan dengan nomor urutan 0. Stasiun penerima membuang pesan,


44

sejak itu dia adalah sebuah duplikat dari message yang dikirim pada event 3. Untuk melengkapi pertanggungjawaban, stasiun penerima mengirim ulang ACK 1 (event 6). 2.6.2 Sliding Window Flow Control Masalah utama selama ini adalah bahwa hanya satu frame yang dapat dikirimkan pada saat yang sama. Dalam keadaan antrian bit yang akan dikirimkan lebih besar dari panjang frame (a>1) maka diperlukan suatu efisiensi. Untuk memperbesar efisiensi yang dapat dilakukan dengan memperbolehkan transmisi lebih dari satu frame pada saat yang sama. Bila suatu station A dan B dihubungkan dengan jalur full-duplex, station B mengalokasikan buffers dengan selebar n frame, yang berarti stasiun B dapat menerima n frame, dan station A diperbolehkan untuk mengirim frame sebanyak n tanpa menunggu adanya jawaban. Untuk menjaga jejak dimana frame yang dikirimkan sedang dijawab maka masing-masing jawaban diberi label dengan nomor yang urut. Station B menjawab frame dengan mengirimkan jawaban yang dilengkapi nomor urut dari frame berikutnya yang diinginkan. Jawaban ini juga memiliki maksud untuk memberitahukan bahwa station B siap untuk menerima n frame berikutnya, dimulai dengan nomor urut yang telah tercantum. Skema ini juga dapat dipergunakan untuk menjawab lebih dari satu frame. Misalnya station B mendapat jawaban sampai frame ke 4 tiba, dengan mengirim kembali jawaban dengan nomor urut 5, station B menjawab frame 2, 3, dan 4 pada satu saat. Station A menyimpan daftar nomor urutan yang boleh dikirim, sedangkan station B menyimpan daftar nomor urutan yang akan diterima. Masing-masing daftar


45

tersebut dapat dianggap sebagai window dari frame, sehingga prinsip kerjanya disebut dengan pengontrol aliran sliding-window. Diperlukan untuk dibuat komentar tambahan untuk masing-masing, karena nomor urut yang dipakai menempati daerah didalam frame, komentar tambahan ini dibatasai oleh terbatasnya tempat yang tersedia. Misalnya untuk daerah dengan panjang 3 bit, maka nomor urut jangkauannya antara 0 s/d 7 saja, sehingga frame diberi nomor dengan modulo 7, jadi sesudah nomor urut 7 berikutnya adalah nomor 0. Pada umumnya untuk daerah dengan panjang k-bit, maka jangkauan nomor urut dari 0 sampai dengan 2k-1, dan frame diberi nomor dengan modulo 2k. Pada gambar dibawah menggambarkan proses sliding-windows, dengan diasumsikan nomor urut menggunakan 3-bit sehingga frame diberi nomor urut 0 s/d 7, selanjutnya nomor yang sama dipakai kembali sebagai bagian urutan frame. Gambar segiempat yang diberi bayangan disebut window menunjukkan transmitter dapat mengirimkan 7 frame, dimulai dengan frame nomor 7. Setiap frame dikirimkan maka window yang digambarkan sebagai kotak dibayangi akan menyusut, setiap waktu jawaban diterima, window akan membesar. Ukuran panjang window sebenarnya tidak diperlukan sebanyak ukuran maksimumnya untuk diisi sepanjang nomor urut. Sebagai contoh, nomor urut menggunakan 3-bit, stasiun dapat membentuk window dengan ukuran 4, menggunakan protokol pengatur aliran slidingwindow. Sebagai contoh diasumsikan memiliki daerah nomor urut 3-bit dan maksimum ukuran window adalah 7 frame. Dimulai dari station A dan B telah menandai window dan station A mengirimkan 7 frame yang dimulai dengan frame 0


46

(F0), sesudah mengirimkan 3 frame (F0, F1, dan F2) tanpa jawaban maka station A telah menyusutkan window nya menjadi 4 frame. Window menandati bahwa station A dapat mengirimkan 4 frame, dimulai dari frame nomor 3 selanjutnya stasiun B mengirim receive-ready (RR) yang berarti semua frame telah diterima sampai frame nomor 2 dan selanjutnya siap menerima frame nomor 3, tetapi pada kenyataannya disiapkan menerima 7 frame, dimulai frame nomor 3. Station A terus mengirimkan frame nomor 3, 4, 5, dan 7, kemudian station B menjawab RR7 sebagai jawaban dari semua frame yang diterima dan pengusulkan station A mengirim 7 frame, dimulai frame nomor 7.

Gambar 2.8 Mekanisme sliding window Receiver harus dapat menampung 7 frame melebihi satu jawaban yang telah dikirim, sebagian besar protokol juga memperbolehkan suatu station untuk


47

memutuskan aliran frame dari sisi (arah) lain dengan cara mengirimkan pesan receive-not-ready (RNR), yang dijawab frame terlebih dulu, tetapi melarang transfer frame berikutnya. Bila dua stasiun saling bertukar data (dua arah) maka masingmasing perlu mengatur dua window, jadi satu untuk transmit dan satu untuk receive dan masingmasing sisi (arah) saling mengirim jawaban. Untuk memberikan dukungan agar efiisien seperti yang diinginkan, dipersiapkan piggybacking (celengan), masing-masing frame data dilengkapi dengan daerah yang menangkap urutan nomor dari frame, ditambah daerah yang menangkap urutan nomor yang dipakai sebagai jawaban. Selanjutnya bila suatu station memiliki data yang akan dikirim dan jawaban yang akan dikirimkan, maka dikirimkan bersama-sama dalam satu frame, cara yang demikian dapat meningkatkan kapasitas komunikasi. Jika suatu station memiliki jawaban tetapi tidak memiliki data yang akan dikirim, maka station tersebut mengirimkan frame jawaban yang terpisah. Jika suatu station memiliki data yang akan dikirimkan tetapi tidak memiliki jawaban baru yang akan dikirim maka station tersebut mengulangi dengan mengirimkan jawaban terakhir yang dikirim, hal ini disebabkan frame data dilengkapi daerah untuk nomor jawaban, dengan suatu nilai (angka) yang harus diletakkan kedalam daerah tersebut. Jika suatu station menerima jawaban yang sama (duplikat) maka tinggal mengabaikan jawaban tersebut. Slidingwindow dikatakan lebih efisien karena jalur komunikasi disiapkan seperti pipa saluran


48

yang setiap saat dapat diisi beberapa frame yang sedang berjalan, tetapi pada stop-and wait hanya satu frame saja yang boleh mengalir dalam pipa saluran tersebut.


BAB III PERANCANGAN DAN IMPLEMENTASI SISTEM

3.1

Kriteria Pengujian Penelitian bertujuan untuk mengetahui perbandingan unjuk kerja jaringan

VoIP dengan menggunakan codec G711 A-Law, G.711 U-Law dan GSM 06.10. Untuk itu perlu ditetapkan nilai ukuran yang disepakati guna mengetahui QoS VoIP yang dikatakan baik. Berdasarkan hal tersebut, dalam penelitian ini ditetapkan dua tipe variabel yaitu dependent variabel yang merupakan variabel yang akan diukur dalam penelitian, dalam hal ini adalah packet loss, jitter dan Mean Opinion Score (MOS). Variabel yang kedua adalah independent variabel yang merupakan variabel yang mempengaruhi dependent variabel. 3.1.1 Dependent Variabel Dalam jaringan VoIP, kualitas VoIP secara objektif ditentukan oleh elemen kunci dibawah ini, yaitu : 1) Jitter. Merupakan variasi delay, terjadi karena adanya perubahan karakteristik dari suatu sinyal sehingga menyebabkan waktu kedatangan speech paket pada receiver yang tidak sama, selisih atau interarrival waktu datang antar speech paket atau RTP paket (variasi delay) disebut dengan jitter. Average jitter sebaiknya ditargetkan kurang dari 30 ms.

49


50

2) Packet Loss. Packet loss adalah hilangnya paket data yang sedang dikirimkan disebabkan karena jitter atau karena adanya permasalahan di perangkatperangkat jaringan seperti router atau jalur komunikasi yang terlalu padat penggunanya. 3) Mean Opinion Score. Mean Opinion Score (MOS) merupakan sistem penilaian yang berhubungan dengan kualitas suara yang di dengar pada ujung pesawat penerima. MOS memberikan penilaian kualitas suara dengan skala 1 sampai 5, dimana satu mempresentasikan nilai kualitas suara yang paling buruk dan lima mempresentasikan kualitas suara yang paling baik. Penilaian dengan menggunakan MOS masih bersifat subyektif karena kualitas pendengaran dan pendapat dari masing-masing pendengar berbeda-beda. Nilai MOS

Kualitas

5

Sangat Bagus

4

Bagus

3

Cukup

2

Buruk

1

Sangat Buruk

Tabel 3.1 Standar Nilai MOS


51

3.1.2 Independent Variabel Independent variabel merupakan variabel yang mempengaruhi dependent variabel. Berdasarkan namanya variabel ini bersifat bebas yang artinya nilai dari variabel ini dapat diatur, sedangkan nilai dependent variabel tidak dapat diatur karena nilai tersebutlah yang akan diukur dan besar nilai hasil pengukuran dipengaruhi nilai independent variabel yang ditetapkan. Dalam penelitian ini ditetapkan independent variable berupa pembatasan bandwidth pada jaringan. 3.2

Analisis Kebutuhan Dalam mencapai tujuan implementasi dalam penelitian tugas akhir ini,

dilakukan pendekatan analisis dan desain terhadap terhadap jaringan VoIP. Untuk merealisasikan tujuan tersebut maka pendekatan analisis dan desain sistem yang dilakukan antara lain : 1) Topologi Jaringan 2) Hardware 3) Software Pada sub-sub bab berikut, akan dijelaskan pendekatan analisis dan desain yang telah disebutkan di atas. 3.2.1 Topologi Jaringan Client terdiri dari 5 buah PC, 2 PC sebagai client VoIP dan 1 PC sebagai client biasa yang akan mengganggu trafik jaringan sehingga beban jaringan bertambah, 1 PC yang akan diganggu, dan 1 PC sebagai server Trixbox. Kelima PC


52

ini dihubungkan ke Router melalui sebuah switch. Pada server digunakan Trixbox sebagai IPPBX server. Codec G.711 A-Law, G.711 U-Law dan GSM 06.10 akan digunakan secara bergantian. Kemudian dilakukan pengujian jitter, packet loss dan MOS untuk setiap codec. Topologi jaringan yang digunakan adalah sebagai berikut:

Gambar 3.1 Topologi Jaringan 3.2.2 Hardware Hardware adalah semua bagian fisik dari mesin dan media penghubung yang ada pada jaringan komputer. Proses kerja perangkat keras dibedakan dengan data yang beroperasi didalamnya dan dibedakan dengan perangkat lunak yang menyediakan instruksi untuk perangkat keras dalam menyelesaikan tugasnya. 1) Komputer SIP Server a. Tipe : PC/Desktop b. Processor : Dual Core


c. Memory : 3 GB RAM d. Harddisk : 200 GB e. Sistem Operasi : Windows XP 2) Client VoIP 1 : a. Tipe : PC/Desktop b. Processor : Dual Core c. Memory : 3 GB RAM d. Harddisk : 200 GB e. Sistem Operasi : Windows XP 3) Client VoIP 2 : a. Tipe : PC/Desktop b. Processor : Dual Core c. Memory : 3 GB RAM d. Harddisk : 200 GB e. Sistem Operasi : Windows XP 4) Client Pengganggu 1 : a. Tipe : PC/Desktop b. Processor : Dual Core c. Memory : 3 GB RAM d. Harddisk : 200 GB e. Sistem Operasi : Windows XP 5) Client Pengganggu 2 :

53


54

a. Tipe : PC/Desktop b. Processor : Dual Core c. Memory : 3 GB RAM d. Harddisk : 200 GB e. Sistem Operasi : Windows XP 6) Router Mikrotik RB 750 a. Tipe : Router b. CPU : AR7241 400MHz c. Main Storage : 64 MB d. RAM : 32 MB e. LAN Ports : 5 3.2.3 Software Software atau perangkat lunak adalah program komputer yang berfungsi sebagai sarana interaksi antara pengguna dan perangkat keras. Perangkat lunak dapat juga dikatakan sebagai 'penterjemah' perintah-perintah yang dijalankan pengguna komputer untuk diteruskan ke atau diproses oleh perangkat keras. Software yang akan digunakan dalam penelitian ini terdapat lima jenis, yaitu : a. Sistem Operasi (Operating System). b. VoIP/SIP server. c. Softphone.


55

d. Traffic Generator. e. VoIP Monitor. 1) Sistem Operasi (Operating System) Sistem operasi merupakan perangkat lunak sistem yang bertugas untuk melakukan kontrol dan manajemen perangkat keras serta operasi-operasi dasar sistem, termasuk menjalankan perangkat lunak seperti aplikasi pengolah kata data web-browser. Dalam penelitian ini sistem operasi yang digunakan adalah Windows XP dan TrixBox. 2) VoIP/SIP server Asterisk memiliki kemampuan yang luar biasa sebagai VoIP server, akan tetapi pada skripsi ini, penulis tidak menggunakan asterisk terlalu mendalam. Konfigurasi asterisk yang dilakukan hanya bertujuan agar asterisk dapat melakukan fungsi dasarnya sebagai SIP server yang dapat mendukung komunikasi VoIP. Asterisk sendiri sudah terdapat dalam sistem operasi TrixBox. 3) Softphone Softphone adalah pesawat telepon yang berbentuk software yang dapat diinstall pada PC atau notebook. Beberapa softphone yang sering digunakan seperti Ekiga, SJPhone, dan X-lite, yang dapat didownload dengan gratis dari Internet. Selain itu juga dibutuhkan headphone/speaker dan microphone agar dapat berbicara dan mendengar suara lawan bicara. Softphone yang digunakan pada penelitian ini adalah Ekiga.


56

4) Traffic Generator Untuk memberikan beban traffic TCP dan UDP pada jaringan, digunakan suatu aplikasi Traffic Generator dengan mengirim paket data secara continous atau terus menerus. Hal ini dilakukan untuk melihat performa codec-codec yang akan diukur pada jaringan yang diuji ketika diberikan beban. Dalam penelitian ini Traffic Generator yang digunakan adalah D-ITG. 5) VoIP Monitor Perangkat lunak VoIP Monitor adalah aplikasi untuk menganalisa data-data yang lewat pada jaringan VoIP. Aktivitas jaringan sangat mempengaruhi keberadaan data-data ini, seorang administrator jaringan menggunakan aplikasi ini untuk mengoptimalkan performa jaringan, maintenance dan melacak gangguan pada jaringan VoIP. Penelitian ini menggunakan aplikasi Wireshark dan Commview yang merupakan aplikasi khusus untuk memonitor dan analisa jaringan VoIP dengan parameter MOS. 3.3

Skenario Pengujian Pengujian dilakukan dengan menggunakan musik untuk menggambarkan

suasana jaringan dengan trafik tertinggi. Codec yang digunakan adalah G.711 A-Law, G.711 U-Law dan GSM. Ketiga codec ini merupakan codec yang paling banyak digunakan pada saat ini dan bersifat open source. Selain itu, pemilihan codec G.711 dan GSM dilakukan karena kedua codec ini menggunakan bandwidth yang berbeda (G.711 A-Law dan U-Law menggunakan bandwidth besar sedangkan GSM


57

menggunakan bandwidth yang relatif kecil). Untuk mempermudah pembuatan dan analisis sistem maka dibuat suatu flowchart kerja yang berfungsi menjelaskan secara sistematis bagaimana nantinya sistem tersebut dirancang diimplementasikan dan di analisis serta parameter apa saja yang akan gunakan dan dianalisis. Adapun flowchart yang dibuat sebagai berikut.

Mulai

Instalasi & konfigurasi Trixbox server

Instalasi & konfigurasi softphone

Registrasi client ke server VoIP

Pengujian

Analisa

Selesai

Gambar 3.2 Flowchart kerja


58

Setelah semua yang diperlukan untuk membangun sistem VoIP selesai, maka ada beberapa skenario yang akan dilakukan untuk melakukan pengujian terhadap performansi codec dari jaringan VoIP. 1. Skenario Pertama Pada skenario pertama dibangun sebuah panggilan antara client VoIP 1 dan client VoIP 2 menggunakan softphone Ekiga. Codec G.711 A-Law, G.711 U-Law dan GSM 06.10 akan digunakan secara bergantian. Panggilan akan dilakukan dari jaringan dengan network 10.1.1.0. Pada skenario ini akan dilakukan pengukuran kebutuhan bandwidth untuk masing - masing codec. Kebutuhan bandwidth akan dibagi menjadi 3 kategori, yaitu : 1. Kebutuhan bandwidth untuk kualitas suara Baik (MOS 3.6 - 4.4) 2. Kebutuhan bandwidth untuk kualitas suara Kurang Baik (MOS 3.1 - 3.5) 3. Kebutuhan bandwidth untuk kualitas suara Buruk (nilai MOS kurang dari 3.0) 2. Skenario Kedua Pada skenario kedua dibangun sebuah panggilan antara client VoIP 1 dan client VoIP 2 menggunakan softphone Ekiga. Codec G.711 A-Law, G.711 U-Law dan GSM 06.10 akan digunakan secara bergantian. Pada skenario ini akan dilakukan pengujian untuk melihat kualitas VoIP dengan codec G.711 A-Law, G.711 U-Law dan

GSM pada jaringan dengan bandwidth 512 Kbps. Bandwidth tersebut

selanjutnya akan diberikan gangguan sehingga hanya tersisa bandwith untuk


59

kebutuhan masing - masing kualitas suara dari setiap codec. Besarnya gangguan yang diberikan tergantung pada kebutuhan bandiwth dari masing - masing codec yang telah diukur sebelumnya. Panggilan dan gangguan akan diberikan dari jaringan dengan network 10.1.1.0 ke arah jaringan dengan 172.23.1.0. Gangguan dan panggilan deberikan dari arah yang sama agar terjadi stop and wait flow control yang dapat menyebabkan packet loss pada jaringan.

Bandwidth yang dibutuhkan untuk masing - masing kualitas suara

Gangguan

Gambar 3.3 Jaringan yang diberikan gangguan statis Adapun flowchart untuk pengujian ini adalah sebagai berikut :

Bandwidth 512 Kbps


60

Mulai

Kirimkan gangguan dengan D-ITG

Jalankan aplikasi ekiga

Status terdaftar?

tidak

Tambahkan SIP account

ya

Register otomatis

Lakukan panggilan suara

Capture data dengan wireshark & commview

Selesai

Gambar 3.4 flow chart skenario 2

3. Skenario Ketiga Pada skenario ketiga dibangun sebuah panggilan antara client VoIP 1 dan client VoIP 2 menggunakan softphone Ekiga. Codec G.711 A-Law, G.711 U-Law dan GSM 06.10 akan digunakan secara bergantian. Pada skenario ini akan dilakukan pengujian untuk melihat kualitas VoIP dengan codec G.711 A-Law, G.711 U-Law


dan

61

GSM pada jaringan dengan bandwidth 512 Kbps. Bandwidth tersebut

selanjutnya akan diberikan gangguan dengan ukuran yang bervariasi sehingga hanya tersisa bandwith untuk kebutuhan masing - masing kualitas suara dari setiap codec. Ilustrasi dari pengujian seperti tampak pada gambar dibawah ini. Panggilan dan gangguan akan diberikan dari jaringan dengan network 10.1.1.0 ke arah jaringan dengan 172.23.1.0. Gangguan dan panggilan deberikan dari arah yang sama agar terjadi stop and wait flow control yang dapat menyebabkan packet loss pada jaringan. Bandwidth yang tersisa untuk masing - masing kualitas suara

Gangguan

Gambar 3.4 Jaringan dengan gangguan bervariasi Adapun flowchart untuk pengujian ini adalah sebagai berikut :

Bandwidth 512 Kbps


Mulai

Kirimkan gangguan dengan D-ITG

Jalankan aplikasi ekiga

Status terdaftar?

tidak

Tambahkan SIP account

ya

Register otomatis

Lakukan panggilan suara

Capture data dengan wireshark & commview

Selesai

Gambar 3.4 flow chart skenario 3

62


BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISA SISTEM

Pada bab ini dilakukan pengujian dan analisa performansi jaringan Voice over Internet Protocol (VoIP) dengan menggunakan codec G.711 A-Law, G.711 U-Law dan GSM. Pengujian akan dilakukan dengan parameter jitter, packet loss dan MOS, baik dalam kondisi jaringan dengan gangguan yang bersifat statis dan dalam kondisi utilitas jaringan terbebani dengan gangguan yang bervariasi. 4.1

Pengujian Sistem Pengujian dilakukan ketika berlangsungnya sesi komunikasi VoIP antara

client 1 dan client 2. Pengujian dilakukan sebanyak 3 kali untuk masing-masing codec. Lama sesi komunikasi adalah 3 menit untuk masing-masing pengujian dan dilakukan pembatasan bandwidth untuk masing-masing skenario. 4.1.1 Pengujian untuk mengetahui kebutuhan bandwidth masing - masing codec Pada skenario ini akan dilakukan pengukuran kebutuhan bandwidth untuk masing - masing codec. Kebutuhan bandwidth akan dibagi menjadi 3 kategori berdasarkan standar ITU-T, yaitu : 1. Kebutuhan bandwidth untuk kualitas suara Baik (MOS 3.6 - 4.4) 2. Kebutuhan bandwidth untuk kualitas suara Kurang Baik (MOS 3.1 - 3.5) 63


64

3. Kebutuhan bandwidth untuk kualitas suara Buruk (nilai MOS kurang dari 3.0) Pengujian dilakukan dengan cara melakukan panggilan VoIP dari client 1 ke client 2 untuk selanjutnya dipantau pemakaian bandwith rata - rata dari masing masing codec. Pengujian ini dilakukan dalam kondisi jaringan kosong tanpa gangguan. Adapun hasil pengukuran yang didapatkan disajikan pada tabel di bawah ini :

Kualitas Suara Baik Kurang Baik Buruk

Bandwidth (Kbps) G.711 U-Law 130 100 70

G.711 A-Law 130 100 70

GSM 40 30 20

Tabel 4.1 Hasil pengukuran kebutuhan bandwidth berdasarkan kualitas suara

Data-data yang disajikan pada tabel di atas, dikonversi menjadi grafik berikut ini untuk mempermudah melihat perbedaan yang terjadi. 140

130 130

120

100 100

Kbps

100

70 70

80 60 40

40

30

20

G.711 A-Law 20

G.711 U-Law GSM

0 Kualitas Suara Baik

Kualitas Suara Kurang Baik

Kualitas Suara Buruk

Grafik 4.1 Hasil pengukuran kebutuhan bandwith berdasarkan kualitas suara


65

Dari grafik diatas terlihat bahwa pemakaian bandwidth untuk codec GSM jauh lebih kecil jika dibandingkan dengan codec G.711 A-Law dan U-Law. Hal ini disebabkan codec GSM yang memiliki ukuran bitrate lebih kecil jika dibandingkan dengan codec G.711 A-Law dan U-Law sehingga bandwith yang dibutuhkan juga lebih kecil. Kebutuhan bandwidth yang didapatkan untuk masing - masing codec akan digunakan untuk sebagai acuan pada pengujian dalam skenario berikutnya. Nilai MOS dari masing - masing bandwidth yang didapatkan seperti tampak pada tabel di bawah ini : 1. Codec G.711 A-Law No

MOS Kualitas Suara Buruk Kualitas Suara Kualitas Suara Baik Kurang Baik 1 1.9 3.5 4.4 2 2.0 3.5 4.4 3 2.0 3.5 4.4 Rata-rata 1.97 3.5 4.4 Tabel 4.2 Nilai MOS codec G.711 A-Law pada jaringan tanpa gangguan 2. Codec G.711 U-Law No

MOS Kualitas Suara Buruk Kualitas Suara Kualitas Suara Baik Kurang Baik 1 1.9 3.6 4.4 2 1.9 3.6 4.4 3 1.9 3.6 4.4 Rata-rata 1.9 3.6 4.4 Tabel 4.3 Nilai MOS codec G.711 U-Law pada jaringan tanpa gangguan


66

3. Codec GSM No

MOS Kualitas Suara Buruk Kualitas Suara Kualitas Suara Baik Kurang Baik 1 1.9 3.1 3.7 2 1.9 3.3 3.7 3 1.9 3.4 3.7 Rata-rata 1.97 3.27 3.7 Tabel 4.4 Nilai MOS codec G.711 MOS pada jaringan tanpa gangguan Data-data yang disajikan pada tabel di atas, dikonversi menjadi grafik berikut ini untuk mempermudah melihat perbedaan yang terjadi.

MOS (Poin)

5 4.5 4 3.5 3 2.5 2 1.5 1 0.5 0

4.4 4.4 3.5 3.6

3.7

3.27

G.711 A-Law

1.97 1.9 1.97

G.711 U-Law GSM



Kualitas Suara Baik

Grafik 4.2 Perbandingan nilai MOS masing - masing codec 4.1.2 Pengujian pada jaringan dengan gangguan Pengujian pada skenario ini dilakukan untuk melihat kualitas VoIP dengan codec G.711 A-Law, G.711 U-Law dan GSM pada jaringan dengan bandwidth 512 Kbps. Bandwidth tersebut selanjutnya akan diberikan gangguan sehingga hanya


67

tersisa bandwith untuk kebutuhan masing - masing kualitas suara dari setiap codec. Besarnya gangguan yang diberikan tergantung pada kebutuhan bandiwth dari masing - masing codec yang telah diukur sebelumnya.

Bandwidth yang dibutuhkan untuk masing - masing kualitas suara *) Bandwidth 512 Kbps

Gangguan

*) Berdasarkan hasil pengukuran pada tabel 4.1 Gambar 4.1 Gangguan pada bandwidth 512 Kbps Parameter yang diukur pada skenario ini adalah packet loss, jitter dan MOS untuk setiap codec. Adapun hasil pengukurannya disajikan dalam tabel dibawah ini : 1. Packet Loss (%) Packet Loss (%) G.711 A-Law No

G.711 U-Law

GSM

Suara

Suara

Suara

Suara

Suara

Suara

Suara

Suara

Suara

Baik

Kurang

Buruk

Baik

Kurang

Buruk

Baik

Kurang

Buruk

Baik

Baik

Baik

1

0

0

4.6

0

0

4.6

0

0

1.9

2

0

0

4.9

0

0

4.7

0

0

1.1

3

0

0

6.4

0

0

4.9

0

0

1.3

Rata-rata

0

0

5.3

0

0

4.73

0

0

1.43

Tabel 4.5 Nilai Packet Loss pada jaringan dengan gangguan statis


68

Data-data yang disajikan pada tabel di atas, dikonversi menjadi grafik berikut ini untuk mempermudah melihat perbedaan yang terjadi. 6 5.3 4.73

Packet Loss (%)

5 4

G.711 U-Law

3

G.711 A-Law 2

1.43

GSM

1 0

0

0

0

Kualitas Suara Baik

0

0

0



Grafik 4.3 Nilai Packet Loss pada jaringan dengan gangguan statis VoIP menggunakan protokol UDP untuk mengirimkan data. Berbeda dengan TCP yang bersifat connection oriented, protokol UDP tidak mengirim ulang data yang hilang atau tidak sesuai. Menurut standar ITU-T packet loss yang masih dapat diterima yaitu antara 0% - 2%. Pengujian terhadap ketiga codec terlihat hanya codec GSM yang memenuhi syarat pada setiap kondisi pengujian baik pada bandwidth untuk kualitas suara baik, kualitas suara kurang baik dan kualitas suara buruk. Pengujain pada codec G.711 A-Law dan G.711 U-Law hanya memenuhi standar ITU-T pada bandwidth untuk kualitas suara baik dan kualitas suara kurang baik, sedangkan pada bandwidth untuk kualitas suara buruk kedua codec tidak memenuhi


69

standar. Packet loss dapat terjadi ketika data berukuran besar dikirim pada bandwidth kecil yang menyebabkan terjadinya collision antar data menjadi lebih tinggi. Packet loss yang tinggi menyebabkan suara yang dikirim tidak akan diterima dengan baik di sisi penerima. Grafik diatas menunjukkan bahwa pacet loss terjadi pada jaringan dengan bandwidth kecil (pada pengujian ini bandwidth untuk kualitas suara buruk) karena bandwidth tersebut lebih kecil dari kebutuhan minimal codec G.711 A-Law dan G.711 U-Law (86 Kbps) serta GSM (30 Kbps). Namun pada codec GSM packet loss yang terjadi lebih kecil dibandingkan kedua codec lainnya dan masih masuk kedalam standar packet loss yang baik menurut ITU-T. Hal ini menunjukkan bahwa codec GSM memiliki daya tahan yang lebih baik terhadap gangguan dibandingkan dengan codec G.711 A-Law dan G.711 U-Law. 2. Jitter (ms) Jitter (ms) G.711 A-Law No

G.711 U-Law

GSM

Suara

Suara

Suara

Suara

Suara

Suara

Suara

Suara

Suara

Baik

Kurang

Buruk

Baik

Kurang

Buruk

Baik

Kurang

Buruk

Baik

Baik

Baik

1

0.99

2.6

10.95

0.5

2.85

11.14

0.32

0.37

5.64

2

1.15

2.93

11.55

0.66

2.89

11.33

0.34

0.38

6.69

3

1.31

2.63

12.68

0.48

3.1

11.53

0.37

0.34

6.43

Rata-rata

1.15

2.72

11.73

0.55

2.95

11.33

0.34

0.36

6.25

Tabel 4.6 Nilai Jitter pada jaringan dengan gangguan statis


70

Data-data yang disajikan pada tabel di atas, dikonversi menjadi grafik berikut ini untuk mempermudah melihat perbedaan yang terjadi. 14 11.73 11.33

12

Jitter (ms)

10 8 6.25 6

G.711 U-Law

4 2

G.711 A-Law GSM

2.72 2.95 1.15

0.55 0.34

0.36

0 Kualitas Suara Baik



Grafik 4.4 Nilai Jitter pada jaringan dengan gangguan statis Jitter merupakan salah satu faktor yang mempengaruhi kualitas suara. Semakin besar jitter maka suara yang dihasilkan akan semakin tidak jelas (terputusputus). ITU-T merekomendasikan jitter yang baik adalah < 20 m. Hasil pengujian pada ketiga codec menunjukkan ketiganya memenuhi standar tersebut. Codec GSM memiliki nilai jitter yang lebih kecil dibandingkan dengan kedua codec lainnya. Selain itu codec GSM lebih stabil karena perubahan nilai jitter yang terjadi dari kualitas suara baik ke kualitas suara kurang baik tidak terlalu signifikan.


71

Ketiga codec akan menghasilkan nilai jitter yang paling besar pada jaringan dengan bandwith kecil (pada pengujian ini bandwidth untuk kualitas suara buruk). 3. Mean Opinion Score (MOS) MOS G.711 A-Law No

G.711 U-Law

GSM

Suara

Suara

Suara

Suara

Suara

Suara

Suara

Suara

Suara

Baik

Kurang

Buruk

Baik

Kurang

Buruk

Baik

Kurang

Buruk

Baik

Baik

Baik

1

4.4

4.4

3.3

4.4

4.4

3.3

3.7

3.7

3.2

2

4.4

4.4

3.2

4.4

4.4

3.2

3.7

3.7

3.4

3

4.4

4.4

2.9

4.4

4.4

3.2

3.7

3.7

3.4

Rata-rata

4.4

4.4

3.13

4.4

4.4

3.23

3.7

3.7

3.33

Tabel 4.7 Nilai MOS pada jaringan dengan gangguan statis Data-data yang disajikan pada tabel di atas, dikonversi menjadi grafik berikut ini untuk mempermudah melihat perbedaan yang terjadi.


72

5 4.5 4

4.4 4.4

4.4 4.4 3.7

3.7 3.33 3.13 3.23

MOS (poin)

3.5 3 2.5

G.711 A-Law

2

G.711 U-Law GSM

1.5 1 0.5 0 Kualitas Suara Baik



Grafik 4.5 Nilai MOS pada jaringan dengan gangguan statis ITU-T P.800 merekomendasikan nilai MOS yang baik adalah antara 3.6 - 4.0, sedangkan nilai yang kurang baik adalah antara 3.1 - 3.5. Grafik diatas menunjukkan bahwa nilai MOS yang baik baru terpenuhi pada bandwidth untuk kualitas suara kurang baik dan bandwidth untuk kualitas suara baik. Tabel 4.3 menunjukkan bahwa nilai MOS maksimal baru tercapai pada bandwidth untuk kualitas suara baik namun pada pengujian ini nilai MOS mencapai poin maksimal pada bandwidth untuk kualitas suara kurang baik, hal ini membuktikan bahwa codec memiliki daya tahan yang baik terhadap gangguan. GSM merupakan codec yang memiliki nilai MOS paling stabil jika dibandingkan dengan G.711 A-Law dan G.711 U-Law. Codec GSM yang memiliki nilai MOS maksimum 3.7 hanya mengalami penurunan nilai MOS sebesar 0.4 poin ketika berada pada bandwidth untuk kualitas suara buruk. Berbeda


73

dengan codec G.711 A-Law dan G.711 U-Law yang memiliki nilai MOS maksimum 4.4, kedua codec ini mengalami penurunan nilai MOS lebih dari 1 poin ketika berada pada jaringan dengan bandwidth kecil. 4.1.3 Pengujian dengan gangguan bervariasi Pengujian pada skenario ini dilakukan untuk melihat kualitas VoIP dengan codec G.711 A-Law, G.711 U-Law dan GSM pada jaringan dengan bandwidth 512 Kbps. Bandwidth tersebut selanjutnya akan diberikan gangguan dengan ukuran yang bervariasi dengan rata - rata gangguan sebesar 412 Kbps (untuk G.711 A-Law dan ULaw) dan 482 Kbps (untuk GSM) sehingga hanya tersisa bandwith untuk kebutuhan masing - masing kualitas suara dari setiap codec. Ilustrasi dari pengujian seperti tampak pada gambar dibawah ini.

Bandwidth yang tersisa untuk masing - masing kualitas suara *)

Gangguan

Bandwidth 512 Kbps

*) Berdasarkan hasil pengukuran pada tabel 4.1 Gambar 4.2 Jaringan dengan gangguan bervariasi Parameter yang diukur pada skenario ini adalah packet loss, jitter dan MOS untuk masing - masing codec. Adapun hasil pengukurannya disajikan dalam tabel dibawah ini :


74

1. Packet Loss (%) Packet Loss (%) A-Law U-Law GSM 1 5.3 5.9 0.8 2 3.9 3.9 0.3 3 3.8 3.5 0.4 Rata-rata 4.33 4.43 0.5 Tabel 4.7 Nilai packet loss pada jaringan dengan gangguan bervariasi No

Data-data yang disajikan pada tabel di atas, dikonversi menjadi grafik berikut ini untuk mempermudah melihat perbedaan yang terjadi.

6

Packet Loss (%)

5

5.3 4.73

4.33 4.43

4 G.711 A-Law

3

G.711 U-Law

2 1

1.43 0.5

0 0 0

GSM

0 0 0

0 Packet Loss

Kualitas Kualitas Kualitas Suara Baik *) Suara Kurang Suara Buruk Baik *) *)

*) Merujuk pada grafik 4.3 Grafik 4.6 Nilai packet loss pada jaringan dengan gangguan bervariasi ITU-T merekomendasikan packet loss yang masih dapat diterima yaitu antara 0% - 2%. Berdasarkan pengujian diatas, nilai packet loss pada codec G.711 A-Law dan U-Law tidak memenuhi standar packet loss yang baik menurut ITU-T (kurang


75

dari 2%). Seperti terlihat pada grafik diatas nilai packet loss pada codec G.711 A-Law dan G.711 U-Law mendekati nilai packet loss jaringan dengan bandwidth untuk kualitas suara buruk. Codec GSM memenuhi standar tersebut, karena terlihat pada grafik diatas nilai packet loss GSM mendekati nilai packet loss jaringan dengan bandwidth untuk kualitas suara baik. Nilai packet loss yang dihasilkan GSM juga lebih baik dibandingkan dengan codec G.711 A-Law dan G.711 U-Law. Hal ini dikarenakan codec GSM memiliki bit rate kecil sehingga kemungkinan terjadinya collision pada bandwidth dengan gangguan bervariasi juga kecil. 2. Jitter (ms) Jitter (ms) A-Law U-Law GSM 1 2.23 2.02 1.11 2 2.15 2.18 1.31 3 2.05 1.96 1.2 Rata-rata 2.14 2.05 1.21 Tabel 4.8 Nilai jitter pada jaringan dengan gangguan bervariasi No

Data-data yang disajikan pada tabel di atas, dikonversi menjadi grafik berikut ini untuk mempermudah melihat perbedaan yang terjadi.


76

14 11.73 11.33

12

Jitter (ms)

10 8 6.25 6

G.711 U-Law

4 2

G.711 A-Law

2.14 2.05

2.95 2.72 1.21

1.15 0.55 0.34

GSM

0.36

0 Jitter

Kualitas Kualitas Kualitas Suara Baik *) Suara Kurang Suara Buruk Baik *) *)

*) Merujuk pada grafik 4.4 Grafik 4.7 Nilai jitter pada jaringan dengan gangguan bervariasi ITU-T merekomendasikan jitter yang baik adalah < 20 m. Berdasarkan grafik diatas, ketiga codec

memenuhi nilai jitter yang baik menurut ITU-T. Dalam

pengujian ini nilai rata-rata gangguan yang diberikan untuk ketiga codec mendekati nilai gangguan untuk kualitas suara kurang baik pada skenario sebelumnya. Namun nilai jitter codec G.711 A-Law dan G.711 U-Law dengan gangguan bervariasi lebih kecil jika dibandingkan dengan pengujian pada bandwidth untuk kualitas suara kurang baik pada skenario sebelumnya.


77

Codec GSM secara konsisten memberikan nilai jitter yang paling kecil diantara ketiga codec, namun nilai jitter yang dihasilkan GSM pada jaringan dengan gangguan bervariasi lebih besar jika dibandingkan dengan pengujian pada bandwidth untuk kualitas suara kurang baik pada skenario sebelumnya. Ini menunjukkan bahwa codec G.711 A-Law dan U-Law memiliki nilai jitter yang lebih stabil pada jaringan dengan gangguan bervariasi jika dibandingkan dengan codec GSM. 3. Mean Opinion Score No 1 2 3 Rata-rata

A-Law 3.1 3.4 3.5 3.33

MOS U-Law 3 3.4 3.5 3.30

GSM 3.6 3.6 3.6 3.6

Tabel 4.9 Nilai MOS pada jaringan dengan gangguan bervariasi Data-data yang disajikan pada tabel di atas, dikonversi menjadi grafik berikut ini untuk mempermudah melihat perbedaan yang terjadi


78

5 4.44.4

4.5 4

MOS (Poin)

3.5

3.33 3.3

3.6

3.7

4.44.4 3.7 3.33 3.23 3.13

3 2.5

G.711 A-Law

2

G.711 U-Law GSM

1.5 1 0.5 0 MOS

Kualitas Kualitas Kualitas Suara Baik *) Suara Kurang Suara Buruk *) Baik *)

*) Merujuk pada grafik 4.5 Grafik 4.8 Nilai MOS pada jaringan dengan gangguan bervariasi Menurut rekomendasi ITU-T P.800 nilai MOS yang baik adalah antara 3.6 4.0 sedangkan nilai yang kurang baik tapi masih dapat diterima adalah antara 3.1 3.5. Dari grafik diatas tampak bahwa nilai MOS yang baik hanya terpenuhi pada codec GSM. Sedangkan pada codec G.711 A-Law dan G.711 U-Law masuk kedalam kategori MOS yang kurang baik tetapi masih dapat diterima. Dari pengujian ini terlihat bahwa codec GSM memiliki ketahanan terhadap gangguan yang bervariasi dibandingkan codec G.711 A-Law dan G.711 U-Law.


79

Nilai MOS yang didapatkan pada codec GSM lebih stabil dibandingkan codec G.711 A-Law dan G.711 U-Law. Hal ini dapat dilihat baik dalam pengujian pertama, yaitu pada keadaan jaringan kosong dengan bandwidth yang dibatasi maupun pada jaringan dengan gangguan yang bersifat statis dan jaringan dengan gangguan bervariasi. Dari ketiga pengujian diatas nilai MOS untuk codec GSM selalu berada pada rentang nilai yang baik menurut standar ITU-T.


BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan Berdasarkan analisis hasil pengujian pada jaringan dengan gangguan yang bersifat statis maupun pada jaringan dengan gangguan bervariasi dapat ditarik kesimpulan yaitu : 1. Codec GSM memiliki daya tahan yang paling baik terhadap packet loss dibandingkan dengan codec G.711 U-Law dan G.711 A-Law. 2. Codec GSM memiliki nilai jitter yang paling kecil dibandingkan dengan codec G.711 U-Law dan G.711 A-Law. 3. Codec GSM memiliki nilai MOS yang paling stabil dibandingkan dengan codec G.711 U-Law dan G.711 A-Law pada jaringan dengan kualitas terburuk (bandwidth paling kecil). 4. Mean Opinion Score (MOS) pada VoIP dipengaruhi oleh kapasitas bandwidth jaringan. 5.2 Saran Saran untuk pengujian dimasa yang akan datang adalah sebagai berikut : 1. Pengujian dengan codec yang berbeda dan menambah lebih banyak parameter 80


81

2. Penggunaan asterisk lebih diperdalam lagi misalnya dengan menerapkan call conference dan voice mail. 3. Pengujian dilakukan pada jaringan yang terhubung dengan Internet. 4. Pengujian dilakukan menggunakan IP Phone.


DAFTAR PUSTAKA Boger, Y. Fine–Tuning Voice over Packet Service [Internet], Tech Papers. diakses 27 Mei 2012 Brokish,

C.W.

&

Lewis,

M.

(1997)

A-Law and

mu-Law Companding

Implementations Using the TMS320C54x [Internet], Texas Instruments. diakses 27 Mei 2012 Hanzo, L., Somerville, F.C.A, & Woodward, J.P. Voice Compression and Communications : Principles and Applications for Fixed and Wireless Channels. Dept. of Electronics and Computer Science. University of Southampton, UK. ITU-T G.107. The E-model, a computational model for use in transmission planning. Johnston, Alan B. (2001) SIP: Understanding the Session Initiation Protocol. Artech House. Kurniawan, F. & Wahjuni, S. (2010) Perbandingan Kualitas Layanan Wireless VoIP pada Codec G.711, G.723, dan G.729. Jurnal Ilmiah Ilmu Komputer [Internet], Vol. 14 No. 1, Mei 2010: 22-28. diakses 27 Mei 2012 Lazuardi, N. (2008) Perencanaan Jaringan Komunikasi VoIP Menggunakan Asterisk SIP. Skripsi, Universitas Sumatera Utara.

82


83

Purbo, O.W. & Raharja, A. (2010) VoIP Cookbook: Building Your Own Telecommunication Infrastructure [internet]. Jakarta: One Destination Center. diakses 9 Juni 2012 Stallings, William. 1997. Data and Computer Communications: fifth edition. VoIP Mechanic. MOS-Mean Opinion Score for VoIP Testing. < http://www.voipmechanic.com/mos-mean-opinion-score.htm> diakses 23 Februari 2013 Yletyinen, T. 1998. The Quality of Voice Over IP. Helsinki University Of Technology Zuhdan, Muhammad. 2008. Rancang Bangun Dan Unjuk Kerja Mobile VoIP Berbasis Session Initiation Protocol Dengan Menggunakan Codec G.711, GSM dan iLBC. Skripsi, Universitas Indonesia.


84

LAMPIRAN A. Proses Instalasi TrixBox server Tahap awal yang dilakukan adalah mengunduh program TrixBox (Proxy server)

yang

berbentuk

image

file

pada

website

http://fonality.com/trixbox/downloads. TrixBox merupakan proxy server yang berjalan pada distro Linux CentOS. Instalasi proxy server ini dilakukan pada virtual box dengan network yang akan di-bridge dengan ethernet card yang terdapat pada PC. Langkah-langkah untuk instalasi TrixBox adalah sebagai berikut. 1. Lakukan Booting instalasi TrixBox

Booting TrixBox 2. Memilih tipe keyboard yang akan digunakan (tipe default adalah US), memilih time zone, yaitu Asia/Jakarta, membuat password untuk server TrixBox dan tunggu hingga proses instalasi selesai


85

Proses Instalasi TrixBox 6. Setelah server selesai di-instal, lakukan booting

Booting setelah TrixBox berhasil diinstal 7. Tambahkan IP address server dengan meng-edit file ifcfg-eth0 pada direktori /etc/sysconfig/network-scripts kemudian restart network.


86

Konfigurasi IP address 8. Akses server TrixBox melalui browser untuk menampilkan GUI

Tampilan web based TrixBox 9. Untuk melakukan konfigurasi, ubah user menjadi admin dan masukkan username “maint” dan password “password”.


87

Login Administrator TrixBox 10. Tampilan mode admin

Tampilan Mode Admin 11. Untuk menambahkan client, pilih menu PBX  PBX Settings, kemudian klik tombol Add Extension


88

Menambahkan User extension 12. Isi User Extension dengan nomor telepon yang akan digunakan client, Display Name untuk nama yang akan digunakan client dan secret untuk password yang akan digunakan.


89

Form pengisian data User Extension 13. Setelah menekan tombol submit, klik tombol apply configuration changes pada bagian atas layar untuk menerapkan pengaturan yang telah dibuat sebelumnya.

Menerapkan semua perubahan yang telah dilakukan

B. Instalasi dan Konfigurasi Softphone Ekiga Tahap instalasi dan konfigurasi softphone Ekiga adalah sebagai berikut : 1. Unduh Ekiga dari website http://ekiga.org/download-ekiga-binaries-or-source-code dan lakukan instalasi. 2. Tambahkan akun client sesuai dengan yang telah ditambahkan pada server trixbox. Piih menu Edit  Accounts kemudian pilih Add a SIP Account


90

Menambahkan SIP Account 3. Masukkan data Name untuk nama pengguna, Registrar untuk alamat IP server, password kemudian pilih OK

Data SIP Account 4. Jika proses pendaftaran akun berhasil maka status akan berubah menjadi registered dan pengguna bisa melakukan panggilan VoIP

Pendaftaran SIP Account berhasil dan status Registered


C. Contoh Data WireShark dan CommView MOS

Packet Loss & Jitter

91


F. Contoh Hasil Capture Wireshark 1. Hasil capture untuk G.711 A-Law

2. Hasil capture untuk G.711 U-Law

92


3. Hasil Capture untuk GSM

G. Trafik Pengganggu 1. Tampilan GUI Software D-ITG

93


94

2. Gangguan yang menyisakan bandwidth 70 Kbps untuk G.711 A-Law dan G.711 U-Law



95


5. Gangguan yang menyisakan bandwidth 20 Kbps untuk codec GSM




96


8. Gangguan bervariasi untuk codec G.711 A-Law dan G.711 U-Law

9. Gangguan bervariasi untuk codec GSM

97


98

DATA TAMBAHAN Pengujian dilakukan dengan menggunakan percakapan berbahasa Inggris. Pengujian ini dilakukan untuk menghasilkan data pembanding dengan pengujian pada bab IV yang menggunakan musik sebagai sumber suara. Adapun hasil pengujian untuk skenario kedua dan ketiga adalah sebagai berikut. Pengujian dengan gangguan bersifat statis Pengujian pada skenario ini dilakukan untuk melihat kualitas VoIP dengan codec G.711 A-Law, G.711 U-Law dan GSM pada jaringan dengan bandwidth 512 Kbps. Bandwidth tersebut selanjutnya akan diberikan gangguan sehingga hanya tersisa bandwith untuk kebutuhan masing - masing kualitas suara dari setiap codec. Besarnya gangguan yang diberikan tergantung pada kebutuhan bandiwth dari masing - masing codec yang telah diukur sebelumnya.

Bandwidth yang dibutuhkan untuk masing - masing kualitas suara *) Bandwidth 512 Kbps Gangguan

*) Berdasarkan hasil pengukuran pada tabel 4.1 Gambar Gangguan pada bandwidth 512 Kbps


99

Parameter yang diukur pada skenario ini adalah packet loss, jitter dan MOS untuk setiap codec. Adapun hasil pengukurannya disajikan dalam tabel dibawah ini : a) Packet Loss (%) Packet Loss (%) G.711 A-Law No

Suara Baik

Suara Kurang Baik

G.711 U-Law Suara Buruk

Suara Baik

Suara Kurang Baik

GSM Suara Buruk

Suara Baik

Suara Kurang Baik

1 2 3

0 0 4.7 0 0 5.9 0 0 0 0 4.5 0 0 5.9 0 0 0 0 4.7 0 0 5.8 0 0 Rata-rata 0 0 4.63 0 0 6.23 0 0 Tabel Nilai Packet Loss pada jaringan dengan gangguan statis

Suara Buruk

2.6 2.6 2.8 2.67


6.23

6 4.63

Packet Loss (%)

5 4

2.67

3 2

G.711 U-Law G.711 A-Law GSM

1 0

0

0

0

Kualitas Suara Baik

0

0

0



Grafik Nilai Packet Loss pada jaringan dengan gangguan statis


100

b) Jitter (ms) Jitter (ms) G.711 A-Law

G.711 U-Law

GSM

No

Suara Baik

Suara Kurang Baik

Suara Buruk

Suara Baik

Suara Kurang Baik

Suara Buruk

Suara Baik

Suara Kurang Baik

Suara Buruk

1 2 3

0.41 0.45 0.52 0.46

0.6 0.45 0.41 0.49

13.01 13.25 12.96 13.07

0.39 0.48 0.37 0.41

0.54 0.46 0.46 0.49

13.74 13.04 14.31 13.70

0.36 0.32 0.33 0.34

0.35 0.38 0.31 0.35

5.46 6.57 5.39 5.81

Rata-rata

Tabel Nilai Jitter pada jaringan dengan gangguan statis Data-data yang disajikan pada tabel di atas, dikonversi menjadi grafik berikut ini untuk mempermudah melihat perbedaan yang terjadi. 16 14

13.07

13.7

Jitter (ms)

12 10 G.711 A-Law

8 5.81

6

GSM

4 2

G.711 U-Law

0.46 0.41 0.34

0.49 0.49 0.35

Kualitas Suara Baik


0 Kualitas Suara Buruk

Grafik Nilai Jitter pada jaringan dengan gangguan statis


101

Mean Opinion Score (MOS) MOS G.711 A-Law

G.711 U-Law

GSM

No

Suara Baik

Suara Kurang Baik

Suara Buruk

Suara Baik

Suara Kurang Baik

Suara Buruk

Suara Baik

Suara Kurang Baik

Suara Buruk

1 2 3

4.4 4.4 4.4 4.4

4.4 4.4 4.4 4.4

2.93

4.4

4.4 4.4 4.4 4.4

3 3 2.8 2.93

3.7 3.7 3.7 3.7

3.7 3.7 3.7 3.7

3 3.2 3 3.07

Rata-rata

3

4.4 3 4.4 2.98 4.4 Tabel Nilai MOS pada jaringan dengan gangguan statis

Data-data yang disajikan pada tabel di atas, dikonversi menjadi grafik berikut ini

MOS (poin)

untuk mempermudah melihat perbedaan yang terjadi. 5 4.5 4 3.5 3 2.5 2 1.5 1 0.5 0

4.4 4.4

4.4 4.4 3.7

3.7 2.98 2.93 3.07 G.711 A-Law G.711 U-Law GSM

Kualitas Suara Baik



Grafik Nilai MOS pada jaringan dengan gangguan statis


102

2. Pengujian dengan gangguan bervariasi Pengujian pada skenario ini dilakukan untuk melihat kualitas VoIP dengan codec G.711 A-Law, G.711 U-Law dan GSM pada jaringan dengan bandwidth 512 Kbps. Bandwidth tersebut selanjutnya akan diberikan gangguan dengan ukuran yang bervariasi dengan rata - rata gangguan sebesar 412 Kbps (untuk G.711 A-Law dan ULaw) dan 482 Kbps (untuk GSM) sehingga hanya tersisa bandwith untuk kebutuhan masing - masing kualitas suara dari setiap codec. Ilustrasi dari pengujian seperti tampak pada gambar dibawah ini.

Bandwidth yang tersisa untuk masing - masing kualitas suara *)

Gangguan

Bandwidth 512 Kbps

*) Berdasarkan hasil pengukuran pada tabel 4.1 Gambar 4.2 Jaringan dengan gangguan bervariasi Parameter yang diukur pada skenario ini adalah packet loss, jitter dan MOS untuk masing - masing codec. Adapun hasil pengukurannya disajikan dalam tabel dibawah ini :


103

a) Packet Loss (%) Packet Loss (%) A-Law U-Law GSM 1 2.6 2.7 0 2 2.2 3.7 0.2 3 3.6 2 0.1 Rata-rata 2.80 2.80 0.1 Tabel Nilai packet loss pada jaringan dengan gangguan bervariasi No


2.8

2.8

Packet Loss (%)

2.5 2

G.711 U-Law

1.5

G.711 A-Law

1

0.5

0.1

GSM

0 Packet Loss

Grafik Nilai Packet Loss pada jaringan dengan gangguan bervariasi


104

b) Jitter (ms) Jitter (ms) A-Law U-Law GSM 1 5.15 5.37 2.58 2 5.32 5.4 2.63 3 4.42 5.42 2.59 Rata-rata 5.30 5.4 2.6 Tabel Nilai jitter pada jaringan dengan gangguan bervariasi No


5.4

5.3

Jitter (ms)

5 4 2.58

3

G.711 U-Law G.711 A-Law

2

GSM

1 0 Jitter

Grafik Nilai Jitter pada jaringan dengan gangguan bervariasi c) Mean Opinion Score (MOS) Codec A-Law U-Law GSM 1 3.6 3.7 3.7 2 3.6 3.6 3.7 3 3.5 3.5 3.7 Rata-rata 3.57 3.6 3.7 Tabel Nilai MOS pada jaringan dengan gangguan bervariasi No


105

Data-data yang disajikan pada tabel di atas, dikonversi menjadi grafik berikut ini untuk mempermudah melihat perbedaan yang terjadi. 3.75 3.7

Jitter (ms)

3.7 3.65 3.6

G.711 U-Law

3.6 3.57

G.711 A-Law GSM

3.55 3.5 MOS

Grafik Nilai MOS pada jaringan dengan gangguan bervariasi

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Recommend Documents