QUALITY OF EXPERIENCE

SIMULASI JARINGAN MULTI PROTOCOL LABEL SWITCHING BERBASIS NS-3 UNTUK MENDUKUNG LAYANAN IPTV DENGAN QUALITY OF SERVICE/QUALITY OF EXPERIENCE

Haikal Andrean Binus University, Jakarta, 08567672149, [email protected]

Fadhil Muhammad Binus University, Jakarta, 082123546615, [email protected]

Putut Wijaya Binus University, Jakarta, 0856717720470, [email protected]

ABSTRAK

Tujuan penyusunan tugas akhir ini adalah membangun sebuah mekanisme dan model simulasi yang digunakan untuk monitoring QoS/QoE pada layanan IPTV sehingga terdapat suatu standarisasi yang diterapkan oleh service provider atas suatu nilai pengukuran QoS/QoE sebelum layanan IPTV diberikan. Metodologi yang digunakan adalah pendekatan secara studi literatur dan analisis baik melalui jurnal - jurnal, textbooks, atau melalui karya ilmiah orang lain yang berhubungan dengan tugas akhir ini. Hasil penelitian yang ingin dicapai adalah terdapatnya suatu tolak ukur berupa nilai yang menjadi standar kualitas layanan IPTV secara objektif. Simpulan yang didapat adalah suatu model simulasi yang memberikan solusi untuk meningkatkan layanan IPTV menjadi terjamin dalam kualitas dengan dukungan infrastruktur jaringan MPLS. Kata Kunci: MPLS, IPTV, QoS, QoE, NS-3

1. PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Teknologi informasi dan komunikasi dewasa ini sudah menjadi bagian yang sangat erat bagi hampir seluruh aspek dikehidupan kita. Hampir semua kegiatan yang kita lakukan menggunakan teknologi ini. Dan dari berbagai sub bagian yang ada di teknologi informasi dan komunikasi ini internet dan jaringan memegang peranan yang paling vital dalam perkembangannya. Ini dapat terlihat dari melonjaknya peggunaan internet khususnya dalam penggunaan aplikasi multimedia dari tahun ke tahun yang saat ini hampir mencakup seluruh lapisan masyarakat. Begitupun yang terjadi di hampir seluruh perusahaan yang bergerak dibidang jasa multimedia khususnya pada penyedia jasa layanan IPTV. Mereka berlomba-lomba untuk menyajikan suatu layanan IPTV dengan teknologi jaringan tingkat tinggi agar mejadi layanan yang berkualitas dari segi content, kualitas gambar dan kinerja layanan sehingga menghasilkan suatu kepuasan pelanggan terhadap layanan IPTV yang diberikan. Tetapi hal ini menjadi suatu hal yang penting bagi service provider untuk diperhatikan karena untuk mencapai layanan IPTV yang berkualitas harus melihat keseluruhan aspek baik dari sisi service provider maupun pengguna. BPPT sebagai fasilitator, kami akan melakukan penelitian atau tugas akhir dengan topik seperti yang telah dijabarkan diatas sebelumnya dengan mensimulasikan sebuah model layanan IPTV menggunakan simulator NS-3 dengan menganalisa parameter – parameter yang berelasi dengan QoS/QoE yang digunakan, serta teknologi jaringan MPLS yang tepat untuk mendukung jaringan IPTV tersebut sehingga dapat berjalan dengan baik dan diandalkan. Dengan harapan melalui simulasi tersebut dapat terlihat proses kinerja dari layanan IPTV yang telah didukung oleh jaringan MPLS dengan QoS/QoE sehingga tidak terjadi masalah yang sering muncul terhadap kualitas layanan IPTV. Melalui penelitian ini, penulis diharapkan mampu menganalisa permasalahan yang ada. Sehingga melalui topik penelitian atau skripsi ini, penulis dapat menemukan suatu solusi yang tepat. Dengan metode yang digunakan dan menemukan realita permasalahan yang ada, penulis dilatih agar dapat memecahkan permasalahan sesuai dengan yang telah didapatkan pada saat kuliah. Solusi terhadap permasalahan diambil penulis dengan pendekatan yang baik, artinya permasalahan yang ada diselesaikan dengan keterkaitan antara yang satu dengan yang lainnya. Oleh karena itu dibutuhkannya suatu studi terlebih dahulu baik melalui referensi atau studi literature atau melalui suatu pengamatan secara langsung atau tidak langsung. Karya ilmiah ini juga dibuat sebagai salah satu syarat pengambilan skripsi non kelas di jurusan Teknik Informatika Binus University.

1.2 Analisis Permasalahan Adapun pada awal penulisan tugas akhir ini, penulis membuat riset awal dengan melakukan tinjauan pustaka maupun riset secara online di internet dengan tujuan untuk menentukan permasalahan yang dapat dianalisa. Kemudian penulis berkeinginan untuk merancang sebuah program simulasi dengan teknologi yang populer saat ini, yang dapat disimulasikan dengan network simulator. Dalam riset awal, penulis menganggap bahwa teknologi infrastruktur jaringan MPLS dengan kaitannya antara kajian QoS dan QoE pada implementasi layanan IPTV adalah salah satu teknologi yang sedang populer saat ini dalam perkembangan teknologi dan informasi, hal ini dapat dilihat berdasarkan penjelasan yang didapat oleh penulis mengenai teknologi ini yaitu bahwa layanan IPTV merupakan suatu layanan multimedia dalam bentuk televisi, audio, video, text, graphic, dan data yang disalurkan ke pengguna melalui jaringan IP, dimana dari sisi penyedia layanan menjamin kualitasnya (QoS). Hal ini juga memungkinkan sekali terdapat komunikasi dua arah atau interaktif secara real time, sehingga dapat memberikan jaminan kualitas (QoE) dari sisi pengguna dalam segi content seperti kualitas layanan gambar atau suara. Setelah penulis melakukan riset lebih jauh akan hal ini terdapat suatu permasalahan yang unik bahwa

kualitas layanan IPTV yang diberikan oleh penyedia layanan dapat berbanding secara lurus atau terbalik dengan kualitas layanan IPTV yang diterima oleh pengguna. Oleh karena itu, penulis tertantang untuk melakukan simulasi akan hal ini dengan tujuan untuk membandingkan kualitas layanan pada saat dikirim dengan kualitas layanan pada saat diterima oleh pengguna dengan menggunakan network simulator yaitu NS-3 serta didukung oleh teknologi infrastruktur jaringan MPLS agar performa jaringan menjadi lebih baik 1.3 Tujuan Membangun sebuah mekanisme dan model simulasi yang bisa memberikan nilai QoS/QoE sebagai perwujudan dari tingkat kepuasan pengguna sebelum sebuah layanan IPTV diberikan. Layanan IPTV yang diberikan berbasis infrastruktur MPLS sebagai representasi jaringan multimedia masa kini.

2. METODE PENELITIAN A. Metode Analisis Studi literatur: Mencari referensi melalui buku-buku di perpustakaan, jurnal dan e-book serta sumber dari internet mengenai variabel – variabel yang ada pada skripsi ini seperti, NS-3, MPLS, IPTV, QoS/QoE. B. Merancang skenario berdasarkan variabel – variabel yang ada pada skripsi ini seperti, NS-3, MPLS, IPTV, QoS/QoE. C. Membangun model simulasi berdasarkan variabel – variabel yang ada pada skripsi ini seperti, NS-3, MPLS, IPTV, QoS/QoE. D. Menguji model simulasi berdasarkan variabel – variabel yang ada pada skripsi ini seperti, NS-3, MPLS, IPTV, QoS/QoE. E. Evaluasi hasil berdasarkan variabel – variabel yang ada pada skripsi ini seperti, NS-3, MPLS, IPTV, QoS/QoE.

3. HASIL DAN BAHASAN 3.1

Perancangan Model atau Simulasi

Penulis fokus kepada cloud yang bertuliskan Managed IP Network. Adapun sisi sebelah kiri cloud merupakan perangkat – perangkat yang ada dalam jangkauan penyedia jasa layanan teknologi IPTV yang berkaitan kearah content IPTV, sedangkan pada sisi sebelah kanan cloud merupakan perangkat – perangkat dari pengguna akhir yang menggunakan layanan teknologi IPTV. Sedangkan yang berada di dalam cloud merupakan teknologi infrastruktur jaringan MPLS yang berkembang saat ini dalam mendukung layanan IPTV agar dapat bekerja secara baik pada sisi pengguna akhir. Dalam dunia real, teknologi infrastruktur jaringan MPLS digunakan sebagai infrastruktur jaringan yang tepat untuk mendukung layanan IPTV karena memiliki banyak keunggulan dibandingkan teknologi cloud seperti frame-ralay maupun ATM dan memiliki fitur pengembangannya seperti MPLS traffic engineering, MPLS VPN L3, MPLS VPN L2 (Atom) dan MPLS QoS. Berikut adalah topologi yang penulis rancang untuk disimulasikan dengan NS-3 menggunakan MPLS traffic engineering:

Skenario 1 penentuan jalur Tunnel1 (Best-path) : VPN1_A & VPN1_C
PE_1
Core_P1
PE_2
VPN1_B Skenario 2 penentuan jalur Redundant Tunnel1 : VPN1_A & VPN1_C
PE_1
Core_P1
Core_P2
PE_2
VPN1_B Kedua skenario ini terdapat uji monitoring, uji monitoring dengan grafik dan paket capture dengan tujuan untuk medapatkan standarisasi nilai parameter QoS.

3.2

Uji skenario dan evaluasi hasil

N Node 6 mengklasifikasikan paket yang diterima dari source pada pengguna1 dan pengguna2 menuju destination pada server1 dengan panjang paket 228. Node 6 menemukan entry dan mencari ftn dan nhlfe yang sesuai. Default policy pada nhlfe memilih label 100 dengan nexthop 10.1.1.2 melalui interface2 untuk forwarding paket ke Node 7

Node 11 menerima paket dari Node 10 yang memiliki stack top label 700 dengan ttl 60 melalui intarface2. stack top label didapat dari pengiriman paket yang berasal dari Node 10 yang memiliki label 700. Node 11 menemukan entry dan mencari ilm dan nhlfe yang sesuai. Secara default policy, Node 11 memilih label dengan nexthop akan tetapi default policy melakukan pop label karena paket sudah mencapai IP destination.

Uji Monitoring dengan grafik :

Pada saat awal, semua pengguna membangun konektivitas dengan server1 yang mempunyai nilai PDR sebesar 96.8 % pada 1.2 seconds sampai 99.7931 pada 3.9 seconds. Nilai ratio PDR akan terus meningkat seiring dengan bertambahnya waktu yang dapat mempengaruhi besarnya packet yang dikirim dan paket yang diterima.

Pada saat awal, semua pengguna membangun konektivitas dengan server1 yang mempunyai nilai Throughput sebesar 0.0631439 Mbps pada 1.2 seconds sampai 0.943767 Mbps pada 3.9 seconds. Nilai ini dipengaruhi oleh ratio PDR yang akan terus meningkat seiring dengan bertambahnya waktu yang dapat mempengaruhi besarnya packet yang dikirim dan paket yang diterima. PDR dalam hal ini mempengaruhi nilai Throughput

Pada saat awal, semua pengguna membangun konektivitas dengan server1 yang mempunyai nilai Delay sebesar 0.00613975 seconds pada 1.2 seconds sampai 0.006144235 pada 3.9 seconds. Nilai ini dipengaruhi oleh bertambahnya waktu yang dapat mempengaruhi besarnya paket yang dikirim dan jumlah hop count ke destination.

Pada saat awal, semua pengguna membangun konektivitas dengan server1 yang mempunyai nilai Packet Loss Ratio sebesar 3.2% pada 1.2 seconds sampai 0.2069 pada 3.9 seconds. Nilai ini dipengaruhi oleh selisih nilai ratio PDR.

Packet Capture

Customer Edge VPN1_A ke Provider Edge PE_1

Provider Edge PE_2 ke Customer Edge VPN1_B

Standarisasi nilai QoS pada Tunnel1 : PDR :

Throughput :

Delay :

PLR :

Standarisasi nilai QoS pada RedundantTunnel1 :

PDR :

Throughput :

Delay :

PLR :

4. SIMPULAN DAN SARAN 4.1 Simpulan 1.

Terdapatnya suatu nilai pengukuran secara objektif berdasarkan parameter – parameter QoS (delay, packet loss, packet delivery ratio, throughput) untuk mendukung kualitas layanan IPTV atas kepuasan pengguna dilihat dari segi jaringan. 2. Terdapatnya teknologi cloud atau WAN menggunakan MPLS untuk mendukung kualitas layanan IPTV secara baik. 3. Terdapatnya kelebihan dan kekurangan dalam menggunakan tool NS-3 dalam penelitian ini. Kelebihan: - Proses compile program yang cepat dan ringan. - Open source dan diperuntukan untuk edukasi dan riset. - Low computational dan penggunaan memori lebih sedikit. - Sudah tersedia template source code untuk dikembangkan. Kekurangan: - Pada NS-3, router PE tidak dapat memiliki VRF (Virtual Route Forwarding) sehingga tidak dapat memiliki IP perfix yang sama. - Belum mendukung untuk Routing Multicast. 4. Masih terdapat kekurangan untuk mengukur nilai QoE secara objektif.

4.2 Saran 1. 2. 3. 4.

Disarankan lakukan pengembangan lebih lanjut untuk mendapatkan parameter – parameter QoS lainnya seperti, jitter dan bandwidth. Dapat dilakukan pengembangan untuk layanan lainnya seperti Web Surfing, VoIP, dan lainlain. Disarankan untuk solusi masalah VRF digunakan IP prefix yang berbeda dan diperlukannya penambahan modul baru untuk Routing Multicast. Karena keterbatasan waktu dan daya, maka disarankan untuk dilakukan penelitian lebih lanjut mengenai QoE hingga dapat diintegerasikan dengan MPLS dan mendapatkan nilai objektif untuk mendukung layanan IPTV.

DAFTAR PUSTAKA [1]. 3GPP. (2009). 3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Services and System Aspects; End-to-end multimedia services performance metrics. 3GPP TR 26.944 V9.0.0,9. [2]. C. Sasi Varnan, A. J. (2011). Image Quality Assessment Techniques pn Spatial Domain. IJCST, 2(3), 177-179. [3]. D. Leghroudi, M. E. (2011, June). eTOM Process to Manitor and Corelat IPTV QoS in IMS. International Journal of Next-Generation Networks (IJNGN), 3(2), 53-72. [4]. D. Saladino, A. P. (2012). A Tool for Multimedia Quality Assessment in NS3: QoE Monitor. Simulation Modelling Practice and Theory, 1-13. [5]. Fiedler, Markus; Hossfeld, Tobias; Tran-Gia, Phuoc. (2010, march). A generic quantitative relationship between Quality of Experience and. IEEE Network, 2, 37-38. [6]. Ghein, L. D. (2006). MPLS Fundamentals. Indianapolis: Cisco Press. [7]. http://host.mpls-experts.com/~mplsex/wp-content/uploads/2012/01/MPLS2.jpg [8]. http://www.nsnam.org/documentation/ [9]. IneoQuest Technology Inc,.Video over Ip Quality Specialists. Ineoquest Article, 2. [10]. Luis Teixeira, A. L.-R. (2009). Statistical Multiplexing of H.264 Video Streams Using Structural Similarity Information. JOURNAL OF INFORMATION SCIENCE AND ENGINEERING, 25, 703. [11]. Th. Alpert, J.-P. Evain. (1997). Subjective quality evaluation The SSCQE and DSCQE methodologies. EBU Technical Review Spring, 12-13. [12]. Tobias Hoßfeld, David Hock, Phuoc Tran-Gia, Kurt. (2008, March). Testing the IQX Hypothesis for Exponential Interdependency between. University of Wurzburg, 4-5. [13]. Vegesna, S. (2001). IP Quality of Service. Indianapolis: Cisco Press. .

RIWAYAT PENULIS

Haikal Andrean lahir di Jakarta pada 9 September 1991. Penulis menamatkan pendidikan S1 di Binus University dalam bidang Computer Science pada 2013.

Fadhil Muhammad

lahir di Bekasi pada 20 Januari 1992. Penulis menamatkan pendidikan S1 di Binus University dalam bidang Computer Science pada 2013

Putut Wijaya

lahir di Jakarta pada 18 Juli 1991. Penulis menamatkan pendidikan S1 di Binus University dalam bidang Computer Science pada 2013.

.