TUGAS AKHIR ANALISIS PACKET DELAY VoIP (Voice over Internet Protocol ) PADA JARINGAN AD-HOC WIRELESS LAN ( IEEE 802.11) Diajukan untuk memenuhi salah satu persyaratan dalam menyelesaikan pendidikan sarjana (S-1) pada Departemen Teknik Elektro
Oleh DEDI IMMANUEL GULTOM 040402013
DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2010
Universitas Sumatera Utara
ABSTRAK Perkembangan teknologi komunikasi sudah menjadi sangat pesat dan menjadi salah satu aspek yang sangat penting pada saat ini. Kebutuhan akan teknologi komunikasi yang handal dan baik dalam penyajian kecepatan laju data maupun kualitas pelayanan semakin meningkat dalam upaya untuk memenuhi kebutuhan aplikasi multimedia,maka koneksi nirkabel (tanpa kabel) merupakan salah satu aspek yang sangat penting untuk terus dikembangkan seiring dengan meningkatnya kebutuhan akan kualitas komunikasi antar pengguna. Jaringan nirkabel atau sering disebut dengan Wireless Local Area Network (WLAN) mampu menyediakan kemampuan seperti jaringan kabel pada umumnya tanpa ada batasan seperti jaringan berkabel. WLAN menggunakan frekuensi radio yang sama untuk mengirimkan dan menerima sinyal. Voice Over Internet Protocol (VoIP) adalah teknologi yang mampu melewatkan trafik suara, video, dan data yang berbentuk paket melalui jaringan IP. Jaringan VoIP dapat dibangun dengan menggunakan jaringan nirkabel atau WLAN (Wireless Local Area Network). Oleh karena itu, pada Tugas Akhir ini dilakukan perhitungan dan analisis packet delay VoIP pada jaringan ad-hoc WLAN dengan menggunakan parameterparameter yang berbeda seperti codec, packetization interval, data rate. Dari hasil analisis diperoleh gambaran tentang pengaruh jumlah panggilan (numbers of call ) terhadap packet delay, dan juga pengaruh codec, packetization interval, data rate terhadap packet delay.
Universitas Sumatera Utara
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur Penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas berkat dan rahmat-Nya sehingga penulis diberikan kemampuan dan kesempatan untuk dapat mennyelesaikan Tugas Akhir ini dengan baik. Tugas Akhir ini berjudul : Analisis Packet Delay VoIP Pada Jaringan AdHoc Wireless LAN (IEEE 802.11). Tugas Akhir ini merupakan salah satu syarat untuk memperoleh gelar kesarjanaan pada Departemen Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Penulis menyampaikan rasa hormat dan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada orang tua saya, Ayahanda L.Gultom, SE dan Ibunda J. Nainggolan yang telah membesarkan, mendidik dan terus membimbing serta mendoakan saya. Juga rasa sayang kepada saudara-saudara saya Maria Imelda, Yetti Diana, David Kurniawan dan juga lae Ridwan Simanjuntak. Dalam kesempatan ini, Penulis juga menyampaikan rasa terima kasih yang sebesar-besarnya kepada : 1. Bapak Ir. Arman Sani MT. selaku Dosen Pembimbing Tugas Akhir, yang dengan ikhlas dan sabar memberikan masukan, membimbing dan memotivasi saya dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini. 2. Bapak Ir. Syahrawardi, selaku dosen wali saya selama mengikuti perkuliahan. 3. Bapak Prof. Dr. Ir. Usman Baafai selaku Pelaksana Tugas Ketua Departemen Teknik Elektro, Fakultas Teknik USU.
Universitas Sumatera Utara
4. Seluruh staf pengajar di Departemen Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara yang telah membekali saya dengan ilmu pengetahuan selama di perkuliahan. 5. Seluruh karyawan Departemen Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. 6. Kepada seluruh teman-teman seperjuangan angkatan 2004 yang masih menyelesaikan Tugas Akhir : Alex Sitepu, Immanuelta Sitepu, Batara, Hanna, Augus, Juan Rio, Wiclif, Franklyn, Adinata, Joshua, Jefri, Ronal, Willy dan seluruh teman-teman yang belum disebutkan. 7. Teman-teman Mahasiswa dan pihak lainnya yang belum disebutkan satu persatu. Penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini masih belum sempurna, baik dari segi materi maupun penyajiannya. Oleh karena itu Penulis sangat mengharapkan saran dan kritik dari pembaca yang sifatnya membangun demi kesempurnaan Tugas Akhir ini. Akhir kata, Penulis berharap agar Tugas Akhir ini bermanfaat bagi pembaca dan Penulis.
Medan,
Februari 2010
Penulis
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
ABSTRAK ................................................................................................................... i KATA PENGANTAR ................................................................................................ ii DAFTAR ISI .............................................................................................................. iv DAFTAR GAMBAR ............................................................................................... viii DAFTAR TABEL ..................................................................................................... ix
BAB I
PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang ................................................................................................... 1
1.2
Rumusan masalah ............................................................................................... 2
1.3
Tujuan Penulisan ................................................................................................ 2
1.4
Batasan Masalah ................................................................................................. 3
1.5
Metodologi Penulisan ......................................................................................... 3
1.6
Sistematika Penulisan ......................................................................................... 4
BAB II
WIRELESS LAN (IEEE 802.11)
2.1. Umum ................................................................................................................. 5 2.2. Arsitektur WLAN ............................................................................................... 6 2.2.1. WLAN Station ............................................................................................ 7 2.2.2. Access Point ................................................................................................ 8 2.2.3. Wireless Bridge ........................................................................................... 9 2.2.4. Wireless Router ........................................................................................... 9
Universitas Sumatera Utara
2.2.5. BSS (Basic Service Set) ............................................................................ 10 2.2.6. ESS (Extended Service Set)....................................................................... 12 2.3. Physical Layer .................................................................................................. 13 2.3.1. Direct Sequence Spread Spectrum ( DSSS) .............................................. 14 2.3.2. Frequency Hopping Spread Spectrum ( FHSS ) ...................................... 15 2.3.3. Orthogonal Frequency Division Multiplexing ( OFDM ) ........................ 15 2.3.4. Infrared ( IR ) ........................................................................................... 15 2.4. W-LAN MAC ( Medium Access Control ) ....................................................... 16 2.5. Struktur Frame WLAN 802.11 ......................................................................... 20 2.6. Inter Frames Spaces ( IFS ) ............................................................................. 21 2.7. Standar IEEE 802.11 Wireless LAN ................................................................ 22 2.7.1. 802.11a ...................................................................................................... 22 2.7.2. 802.11b ...................................................................................................... 23 2.7.3. 802.11g ...................................................................................................... 23
BAB III
VoIP (Voice over Internet Protocol)
3.1
Pengertian VoIP ................................................................................................ 24
3.2
Keuntungan VoIP ............................................................................................. 24
3.3
Kerugian VoIP .................................................................................................. 25
3.4
Protokol – Protokol Penunjang VoIP ............................................................... 27 3.4.1. Protokol TCP/IP ....................................................................................... 27 3.4.1.1
Application layer ........................................................................... 27
3.4.1.2
TCP ( Transmission Control Protocol ) ....................................... 28
Universitas Sumatera Utara
3.4.1.3
UDP ( User Datagram Protocol ) ................................................ 29
3.4.1.4
IP (Internet Protocol) ................................................................... 30
3.5
Standar Komunikasi H.323............................................................................... 30
3.6
Arsitektur H.323 ............................................................................................... 31 3.6.1. Terminal ................................................................................................... 32 3.6.2. Gateway ................................................................................................... 32 3.6.3. Gatekeeper ............................................................................................... 32 3.6.4. MCU ( Multipoint Control Unit ) ........................................................... 32
3.7
Protocol pada H.323 ......................................................................................... 33 3.7.1. RTP ( Real-Time Protocol ) ..................................................................... 33 3.7.2. RTCP ( Real-Time Control Protocol ) .................................................... 34 3.7.3. RSVP ( Resource Reservation Protocol ) ............................................... 35
3.8
CODEC ( Kompresi Data Suara )..................................................................... 36
3.9
Perhitungan Packet Delay VoIP pada Jaringan Ad-Hoc Wireless LAN .......... 39 3.9.1. Delay ........................................................................................................ 41
BAB IV
ANALISIS PACKET DELAY VoIP Pada JARINGAN AD-HOC WIRELESS LAN
4.1. Model Sistem Yang Dianalisis ......................................................................... 43 4.2. Parameter – Parameter Yang Digunakan Dalam Analisis ................................ 45 4.3. Perhitungan Analisis Packet Delay VoIP Pada Jaringan Ad-Hoc Wireless LAN ................................................................................................... 46
Universitas Sumatera Utara
4.3.1. Perhitungan Packet Delay dengan CODEC yang berbeda yaitu dengan CODEC G.729, CODEC G.723.1, dan CODEC G.728........................... 46 4.3.2. Perhitungan Packet Delay dengan Packetization Interval yang berbeda yaitu dengan 20 ms, 30 ms, dan 40 ms .................................................... 54 4.3.3. Perhitungan Packet Delay dengan Data Rate yang berbeda yaitu dengan Data Rate 2 Mbps, 5,5 Mbps, dan 11 Mbps ........................................... 62
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan ....................................................................................................... 72 5.2. Saran ................................................................................................................. 73
DAFTAR PUSTAKA ............................................................................................... 74 LAMPIRAN
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1
Kartu Adapter Nirkabel SMC Networks 802.11a ................................ 7
Gambar 2.2
Bus PCI Berdasarkan NIC dengan Menyatukan Kartu PC dengan Kartu Adapter PC ................................................................................. 8
Gambar 2.3
SMC Networks 802.11a Wireless Access point Menggunakan Dua Antena .................................................................................................. 9
Gambar 2.4
Jaringan Point-to-Point ( Jaringan Ad Hoc ) ..................................... 10
Gambar 2.5
Infrastructure Basic Service Set ......................................................... 11
Gambar 2.6
Extended Service Set (ESS)................................................................ 12
Gambar 2.7
Layer Fisik ......................................................................................... 14
Gambar 2.8
Metode Akses CSMA/CA pada Wireless LAN ................................. 18
Gambar 2.9
Struktur Frame Data 802.11 ............................................................... 21
Gambar 3.1
Mekanisme Protokol VoIP ................................................................. 27
Gambar 3.2
Arsitektur H.323................................................................................. 31
Gambar 4.1
Packetization Interval dibagi dalam beberapa slot. Slot dapat kosong, tabrakan, atau sukses. ......................................................................... 44
Gambar 4.2
Proses Pengiriman Paket Data ........................................................... 44
Gambar 4.3
Perbandingan Delay dengan jenis CODEC yang berbeda ................. 54
Gambar 4.4
Perbandingan Delay dengan Packetization Interval yang berbeda .... 62
Gambar 4.5
Perbandingan Delay dengan Data Rate yang berbeda ....................... 71
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1
Perbandingan Standar 802.11a, b dan g ............................................. 23
Tabel 3.1
Performansi CODEC G.729 ............................................................... 37
Tabel 3.2
VoIP per Call Bandwidth ................................................................... 38
Tabel 4.1
Parameter – Parameter Analisis ......................................................... 45
Tabel 4.2
Hasil Perhitungan Collision Probability dan Delay untuk CODEC G.729 .................................................................................................. 48
Tabel 4.3
Hasil Perhitungan Collision Probability dan Delay untuk CODEC G.723.1 ............................................................................................... 51
Tabel 4.4
Hasil Perhitungan Collision Probability dan Delay untuk CODEC G.728 .................................................................................................. 53
Tabel 4.5
Hasil Perhitungan Collision Probability dan Delay untuk packetization interval 20 ms ............................................................. 57
Tabel 4.6
Hasil Perhitungan Collision Probability dan Delay untuk packetization interval 40 ms ............................................................. 61
Tabel 4.7
Hasil Perhitungan Collision Probability dan Delay untuk Data Rate 2 Mbps................................................................................................... 65
Tabel 4.8
Hasil Perhitungan Collision Probability dan Delay untuk Data Rate 5.5 Mbps............................................................................................. 67
Tabel 4.9
Hasil Perhitungan Collision Probability dan Delay untuk Data Rate 11 Mbps.............................................................................................. 70
Universitas Sumatera Utara
