TUGAS AKHIR KAPASITAS VoIP PADA MEDIA TRANSMISI WLAN
Diajukan Guna Melengkapi Sebagian Syarat Dalam mencapai gelar Sarjana Strata Satu (S1)
Disusun Oleh :
Nama NIM Jurusan Peminatan Pembimbing
: NASTUTI PRIHANI : 41405110150 : Teknik Elektro : Teknik Telekomunikasi : Ir.A.Y.Syauki, MBAT.
PROGRAM STUDY TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI UNIVERSITAS MERCUBUANA JAKARTA 2007
LEMBAR PERNYATAAN
Yang bertanda tangan di bawah ini, Nama
: NASTUTI PRIHANI
NIM
: 41405110150
Jurusan
: Teknik Elektro
Fakultas
: Teknik Industri
Judul Skripsi
: KAPASITAS VoIP PADA MEDIA TRANSMISI WLAN
Dengan ini menyatakan bahwa hasil penulisan Skripsi yang telah saya buat ini merupakan hasil karya sendiri dan benar keasliannya. Apabila ternyata dikemudian hari penulisan Skripsi ini merupakan hasil plagiat atau penjiplakan terhadap karya orang lain, maka saya bersedia mempertanggungjawabkan sekaligus bersedia menerima sanksi berdasarkan aturan tata tertib di Universitas Mercu Buana. Demikian, pernyataan ini saya buat dalam keadaan sadar dan tidak dipaksakan.
Penulis,
Nastuti Prihani
LEMBAR PENGESAHAN
KAPASITAS VoIP PADA MEDIA TRANSMISI WLAN
Disusun Oleh: Nama
: NASTUTI PRIHANI
NIM
: 41405110150
Program Studi
: Teknik Elektro
Peminatan
: Teknik Telekomunikasi
Menyetujui, Pembimbing
Koordinator TA
(Ir.A.Y. Syauki, MBAT)
(Ir. Yudhi Gunardi, MT)
Mengetahui, Ketua Program Studi Teknik Elektro
(Ir. Budiyanto Husodo, M.sc)
iii
ABSTRAKSI
KAPASITAS VoIP PADA MEDIA TRANSMISI WLAN
Pada dasarnya telefoni adalah teknologi yang berhubungan dengan transmisi elektronik atas suara, fax, maupun informasi lain yang disampaikan pada dua tempat yang mempunyai jarak yang jauh melalui telepon, yaitu sebuah piranti genggam (handle device) yang terdiri atas sebuah speaker, pengirim (transmitter), dan penerima (receiver). Dengan hadirnya komputer dan perangkat transmisi yang berbasiskan sistem telepon serta pengguna radio untuk mengirim dan menerimasinyal telepon maka perbedaan antara telefoni dan telekomunikasi menjadi sulit ditemukan. VoIP (Voice Over Internet Protokol) dikenal dengan sebutan telepon internet. Secara umum VoIP didefinisikan sebagai suatu sistem yang menggunakan jaringan internet untuk mengirimkan data paket suara dari suatu tempat ke tempat lainnya menggunakan protokol IP. Pada kenyataannya, VoIP lebih terfokus pada penggunaan internet VoIP adalah aplikasi real time, sehingga tidak dapat men-tolerir waktu tunda dan hilangnya paket (packet loss). Packet loss (kehilangan paket data pada proses transmisi) merupakan masalah yang berhubungan dengan kebutuhan bandwidth, namun lebih dipengaruhi oleh stabilitas rute yang dilewati data pada jaringan, metode antrian yang efisien, pengaturan pada router, dan penggunaan kontrol terhadap congesti (kelebihan beban data) pada jaringan. Packet loss (hilangnya paket) terjadi ketika terdapat penumpukan data pada jalur yang dilewati dan menyebabkan terjadinya overflow buffer pada router. Selain packet loss permasalah yang ada pada VoIP adalah adanya waktu tunda dimana waktu tunda internet sangat besar bahkan melebihi waktu tunda yang terjadi pada seluler. Untuk mengurangi waktu tunda ini ada beberapa cara yang bisa ditempuh, diantaranya adalah dengan meningkatkan efisiensi bandwidth dengan header compression, dan menggunakan metode Multiplex-Multicast pada aliran trafik VoIP. Seperti telah diketahui sebelumnya bahwa kapasitas VoIP pada WLAN adalah sangat rendah dan juga performance VoIP sangat dipengaruhi oleh aliran data dari pengguna lain di internet seperti web, email. Standar WLAN yang paling populer digunakan adalah IEEE 802.11b yang dapat mendukung transmisi kecepatan data sampai 11 Mbps. Dengan perhitungan jumlah aliran VoIP yang dapat ditangani dengan menggunakan skema VoIP biasa (ordinary/ unicast) dan VoIP dengan menggunakan skema multiplexedmulticast dapat diketahui bahwa jumlah aliran VoIP yang dapat ditangani dengan menggunakan teknik VoIP multiplexed-multicast jauh lebih besar jika dibandingkan dengan VoIP biasa (ordinary/ unicast ) yaitu teknik transmisi VoIP dengan multiplexed-multicast dapat meningkatkan kapasitas sampai kisaran 73.5 % sampai 91.9% dibandingkan dengan VoIP dengan menggunakan transmisi VoIP ordinary (unicast).
iv
KATA PENGANTAR
Sesungguhnya segala puji hanya milik Allah, kami memuji-Nya, memohon pertolongan-Nya, dan memohon ampunan-Nya. Syukur Alhamdulillah penulis panjatkan ke Hadirat Allah Subhanallahu wa Ta’alla, yang telah memberi rahmat dan hidayah-Nya hingga akhirnya
penulis dapat menyelesaikan
penyusunan Tugas Akhir dengan judul “ KAPASITAS VoIP PADA MEDIA TRANSMISI WLAN”. Kebaikan tidak pernah sia-sia. Sekecil apapun, ia selalu bermanfaat untuk diri sendiri maupun orang lain, di dunia, terlebih di akherat. Pada kesempatan ini, dengan setulus hati, penulis mengucapkan terimakasih kepada: 1. Kedua orang tua dan kakak-kakakku terimakasih atas doa, kasih sayangnya, motifasi untuk terus dan terus mencari ilmu serta dorongan semangatnya. Semoga Allah memberi balasan yang lebih baik. 2. Bapak Ir.A.Y. Syauki, MBAT. Selaku dosen pembimbing yang telah bersedia meluangkan waktunya untuk memberikan bimbingan dan pengarahan hingga selesainya penulisan Tugas Akhir ini. 3. Ukhti Dyah, jazakillah khoir atas segala tausyiah, dorongan semangat, dan persahabatan yang terjalin selama ini semoga Allah selalu mengabadikan persahabatan kita. 4. Dhek Ida, makasih atas dorongan semangatnya dan pinjamam modulkuliahnya,
semoga
Allah
memudahkan
menggenapkan separuh dari dien- mu.
v
jalan-Nya
untuk
5. Pak Agung Pamuji, sebagai atasan Application And Support Design di PT. SANYO terimakasih atas support dan kelonggarannya dalam bekerja selama penulis menyelesaikan Tugas Akhir ini, semoga Allah selalu memberikan yang terbaik. 6. M’Elly, M’Dwi, Mas Jaim, Oneng, Mas Ika dan Mas Joe terimakasih atas dorongan semangat dan persahabatannya selama ini, semoga Allah selalu memberikan yang terbaik pada kita semua. 7. Teman-teman Ekstensi seangkatan terimakasih atas segala bantuaanya. 8. Temen-temen kost Ciremai Raya terimakasih atas bantuannya. 9. Teman-teman seperjuangan dalam meniti jalan dakwah, jazakumullah khoiron katsiro atas tausyiah, do’a, serta bantuannya selama ini. Hidup adalah perjuangan dan pengorbanan. Penulisan Tugas Akhir ini merupakan perjuangan dan pengorbanan untuk mencapai kehidupan yang lebih baik. Insya Allah. ” Ya Allah hanya kepada-Mu hamba memohon dan berserah diri”
Bekasi, 12 Agustus 2007
Penulis
vi
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ………………………………………………………..
i
LEMBAR PERNYATAAN ………………………………………………...
ii
LEMBAR PENGESAHAN ………………………………………………...
iii
ABSTRAKSI ……………………………………………………………….
iv
KATA PENGANTAR ……………………………………………………...
v
DAFTAR ISI ……………………………………………………………….
vii
DAFTAR GAMBAR ……………………………………………………….
x
DAFTAR TABEL …………………………………………………………..
xiii
DAFTAR ISTILAH .......................................................................................
xiv
BAB I PENDAHULUAN ............................................................................. 1 1.1 Latar Belakang .............................................................................
1
1.2 Rumusan Masalah ........................................................................
3
1.3 Batasan Masalah ..........................................................................
3
1.4 Maksud dan Tujuan ......................................................................
3
1.5 Metodologi Penulisan ..................................................................
4
1.6 Sistematika Penulisan ...................................................................
4
BAB II TEORI DASAR .................................................................................
6
2.1 Komunikasi pada Protokol Internet ..............................................
7
2.1.1 Arsitektur Dasar TCP/IP ................................................
8
2.1.2 Perutean ( Routing) IP ...................................................
11
2.2 Protokol Transport ........................................................................
12
vii
2.2.1 TCP ( Transmission Control Protokol) ...........................
12
2.2.2 UDP ( User Datagram Protocol) .....................................
13
2.3 Komunikasi Multipoint pada Jaringan Komputer ..........................
14
2.3.1 Unicast .............................................................................
15
2.3.2 Broadband ........................................................................
17
2.3.3 Multicast ...........................................................................
19
2.4 Model Arsitektur Jaringan VoIP .....................................................
21
2.4.1 Arsitektur Utama Jaringan ...............................................
21
2.4.2 Arsitektur Perangkat Lunak VoIP ....................................
23
2.5 Klasifikasi Koneksi VoIP ................................................................
23
2.5.1 Koneksi Kelas 1 (Phone ke Phone via internet) ...............
24
2.5.2 Koneksi Kelas 2-1 ( Phone ke PC via internet) ................
24
2.5.3 Koneksi Kelas 3 ( PC ke PC via internet) ........................
25
2.5.4 Koneksi kelas 3 (PC ke PC le wat internet) ......................
26
2.6 Protokol Pada Pensinyalan VoIP …………...…………………….
26
2.6.1 Registration, Admission dan Status (RAS) …………….
27
2.6.2 Call Control Signaling ………………………………….
28
2.6.3 Media Control Transport ………………………………..
29
2.6.4 Real Time Transport Protocol (RTP ) …………………… 30 2.6.5 RTP Control Protocol (RTCP) ………………………….. 33 2.6.6 Resource Reservation Setup Protocol (RSVP) ...……….. 35 2.6.7 Real Tome Streaming Protocol (RSTP) ………………… 37 2.7 Implememntasi VoIP via Wireless LAN …………………………. 37
viii
2.8 Konfigurasi Jaringan VoIP via Wireless LAN ……………………
38
2.8.1 Gateway …………………………………………………
39
2.8.2 Gatekeeper ………...…………………………………….
41
2.8.3 Multipoint Control Unit (MCU) ………………………… 41 BAB III PEMBAHASAN DAN PRINSIP KERJA …...…...............................
44
3.1 Prinsip Kerja Teknologi VoIP Wireless LAN ................................
44
3.2 Format Paket VoIP ..........................................................................
46
3.3 Frekuensi Wireless LAN .................................................................
47
3.4 Arsitektur IEEE 802.11 .................................................................... 49 3.4.1 Struktur Jaringan IEEE 802.11 .......................................... 49 3.4.2 Lapisan IEEE 802.11 ......................................................... 49 3.5 Kualitas Layanan VoIP .................................................................... 56 3.5.1 Latency ............................................................................. 56 3.5.2 Waktu Tunda ……………………………………………. 57 3.5.3 Packet Loss ……………………………………………… 58 3.5.4 Sequency Error …………………………………………. 59 3.6 Skema VoIP Multiplex-Multicast ………………………………… 59 3.7 Paket Multiplex-Multicast ………………………………………...
61
3.8 Standar Kompresi Data Suara …………………………………….. 63 3.8.1 G.711 ……………………………………………………. 63 3.8.2 G. 723.1 …………………………………………………. 65 BAB IV KAPASITAS VoIP PADA MEDIA TRANSMISI WLAN …………. 67 4.1 Perhitungan Besar Datagram IP ........................................................ 67
ix
4.2 Analisa Kapasitas VoIP ................................................................... 70 4.2.1 Analisa Kapasitas VoIP Pada WLAN IEEE 802.1b ......... 71 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ............................................................. 78 5.1 Kesimpulan....................................................................................... 78 5.2 Saran ................................................................................................. 78 DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................ 79
x
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Model Referensi OSI dan TCP/IP ……………………………….. 7 Gambar 2.2 Layer TCP/IP ……………………………………………………. 10 Gambar 2.3 Pergerakan data dalam layer TCP/IP ……………………………
11
Gambar 2.4 Format datagram UDP …………………………………………..
14
Gambar 2.5 Replikasi datagram oleh host dalam mode unicast ……………...
15
Gambar 2.6 Pengiriman datagram ke broadcast address .................................. 18 Gambar 2.7 Pengiriman datagram ke suatu multicast address ........................... 19 Gambar 2.8 Koneksi Phone ke Phone via Internet …………………….……... 24 Gambar 2.9 Koneksi PC ke Phone ………………………….………………...
25
Gambar 2.10 Koneksi PC ke PC ........................................................................ 26 Gambar 2.11 Format Header RTP ..................................................................... 31 Gambar 2.12 Format Header RTCP .................................................................. 34 Gambar 2.13 Konfigurasi Layanan VoIP menggunkan WLAN ........................ 39 Gambar 2.14 Komponen Gateway ..................................................................... 40 Gambar 2.12 Komponen Gatekeeper ................................................................. 41 Gambar 3.1 Integrasi WLAN dengan jaringan IP .............................................. 45 Gambar 3.2 Format Paket VoIP ......................................................................... 47 Gambar 3.3 Jaringan ESS .................................................................................. 50 Gambar 3.4 Media Acces Control (MAC) ......................................................... 51 Gambar 3.5 Layer IEEE 802.11 ......................................................................... 52 Gambar 3.6 Prinsip kerja dari 802.11 DCF ........................................................ 53
xi
Gambar 3.7 CSMA/CA ...................................................................................... 54 Gambar 3.8 Collision ......................................................................................... 55 Gambar 3.9 (a) Aliran paket VoIP unicast. (b) Aliran paket VoIP MultiplexingMulticast ........................................................................................ 60 Gambar 3.10 MUX/DEMUX Prosedur .............................................................. 63
xii
DAFTAR TABEL
Tabel 3.1 Pita ISM ............................................................................................. 48 Tabel 3.2 Spektrum WLAN pada pita 2,4 GHz ................................................. 48 Tabel 3.3 PHY pada masing- masing standar 802.11 ......................................... 51 Tabel 3.4 Nilai parameter 802.11b DCF ............................................................ 55 Tabel 4.1 Perbandingan Teknik-teknik Kompresi Standar ITU-T ..................... 68 Tabel 4.2 Coder-Decoder Pada Berbagai Standar .............................................. 71 Tabel 4.3 Kapasitas VoIP dengan teknik Codec yang berbeda-beda ................. 74 Tabel 4.4 VoIP ordinary dan M-M .................................................................... 77
xiii
DAFTAR ISTILAH
TCP/IP
: Sekelompok protokol yang mengatur komunikasi data di internet.
IP
: (Internet Protocol)Bagian dari protokol TCP/IP yang bertugas mengirimkan paket data dari sumber ke tujuan melalui sejumlah titik (node) jaringan.
TCP
: (Transmission Control Protocol), Protokol transport yang digunakan jika pertimbangan reliabilitas lebih penting daripada waktu tunda.
UDP
: (User Datagram Protocol), Protokol transport yang lebih mementingkan waktu tunda yang rendah.
H.323
:
Standar
yang
Telecomunication
direkome ndasikan Union
(ITU)
yang
oleh
International
menspesifikasikan
pengiriman audio, video, dan data pada jaringan IP, termasuk didalamnya internet. SIP
: Protokol signaling kontrol yang berada pada lapisan aplikasi.
RAS
: (Registration, admission and Status), Proses mengijinkan titik akhir untuk bergabung pada suatu zone dan memberikan informasi alamat IP pada gatekeeper.
RTP
: (Real Time Protocol), Protokol yang menyediakan layanan penyampaian pesan ujung ke ujung (end to end) untuk data yang mempunyai karakteristik yang real time.
xiv
RSVP
: (Resource Reservation Setup Protocol), Protokol pensinyalan unicast dan multicast yang dirancang untuk memasang dan mengatur informasi pemesanan pada tiap router sepanjang jalur data.
IEEE
: (Institute Electrical and Electronic Engineer). Suatu organisasi professional dimana salah satu aktivitasnya mengembangkan standard-standar komunikasi dan jaringan.
Gateway
: Titik akhir yang menyediakan translasi protokol untuk call set up dan release dan konversi format sinyal antar jaringan H.323 pada jaringan non H.323 dan pada terminal pada jaringan non H.323 yang terhubung dengannya.
Gatekeeper
: Penyedia layanan seperti pengalamatan, otentifikasi dari terminal dan gateway, manajemen bandwidth, accounting, pembiayaan dan rekening.
MCU
: (Multipoint Control Unit), Titik akhir yang mendukung multipoint conference
AP
: (Access Point) merupakan transceiver yang terhubung pada jaringan kabel pada suatu lokasi yang tetap, sehingga AP akan mengirimkan dan menerima data, serta sebagai buffer data antara wireless LAN dengan wired LAN.
Latency
: Waktu yang dibutuhkan. Oleh suatu perangkat dari meminta hak akses ke jaringan sampai mendapatkan hak akses itu.
xv
Sequency Error
: Pengambilan rute yang berbeda untuk mencapai tujuan
yang sama. MOS
: (Mean Opinion Score) penilaian subyektif kualitas layana VoIP
MAC
: (Media Access Control), Layer yang berada pada model OSI sebelum
physical
layer
yang
berfungsi
pengontrolan
dan
pengaksesan media fisik. PHY
: (Physical), Layer yang menyediakan sarana pengiriman paketpaket data sepanjang jalur komponen fisik.
QoS
: (Quality of Service), Pengukuran level layanan yang diterima pada pengguna jaringan yang berusaha untuk menyediakan layanan yang lebih baik untuk penggunanya.
G.711
: Suatu standar Internasional untuk kompresi audio dengan menggunakan teknik Pulse Code Modulation (PCM).
PCM
: Teknik konversi sinyal analog ke bentuk digital dengan melakukan sampling sinyal analog 8000 kali/detik dan dikodekan dalam kode angka.
xvi
BAB I PENDAHULUAN
1. 1
Latar Belakang Secara umum terdapat dua tipe dasar jaringan komunikasi yaitu circuit
switch dan paket (packet). Jaringan circuit switch yang biasanya berupa connection oriented beroperasi dengan membentuk sambungan terdedikasi antara 2 titik/lebih, sedangkan dalam jaringan penyambungan paket (packet switch) yang biasanya berupa connectionless atau connection oriented, data yang akan dikirimkan akan disegmantasi dalam blok-blok kecil yang disebut paket (datagram) atau PDU (Protocol Data Unit). Sebuah paket yang terdiri atas beberapa ratus byte data membawa pengenal yang memungkinkan sebuah perangkat keras jaringan untuk mengetahui metode pengiriman paket data ke tujuan yang dimaksud dimana tiap-tiap paket berusaha menemukan rutenya sendiri secara independen untuk mencapai tujuannya dalam jaringan internet. LAN (Local Area Network) nirkabel atau biasa disebut WLAN (Wireless Local Area Network ) telah banyak diimplementasikan untuk melayani perkantoran (office), kampus, rumah sakit, hotel maupun bandara/stasiun. Hampir semua sistem WLAN digunakan untuk melayani aplikasi data misalkan transfer file, internet maupun e-mail. Dengan perkembangan teknologi sekarang ini WLAN juga digunakan untuk melewatkan layanan suara (voice). Dengan potensi yang dimiliki baik infrastuktur WLAN maupun terminal pengguna maka WLAN sangat
1
2 berpotensi memberikan layanan suara. Seperti diketahui bahwa terminal pengguna WLAN biasanya bisa berupa notebook/laptop maupun PDA (Personal Digital Access) karena terminal tersebut sangat mendukung untuk pengguna bergerak (user mobile) maupun tetap (fixed). Voice over Internet Protocol (VoIP) adalah teknologi yang mampu melewatkan trafik suara, video dan data yang berbentuk paket melalui jaringan IP. Jaringan IP sendiri adalah merupakan jaringan komunikasi data yang berbasis packet-switch, jadi dalam bertelepon menggunakan jaringan IP atau Internet. Dengan bertelepon menggunakan VoIP, banyak keuntungan yang dapat diambil diantaranya adalah dari segi biaya jelas lebih murah dari tarif telepon tradisional, karena jaringan IP bersifat global. Sehingga untuk hubungan Internasional dapat ditekan hingga 70%. Selain itu, biaya maintenance dapat di tekan karena voice dan data network terpisah, sehingga IP Phone dapat ditambah, dipindah dan di ubah. Hal ini karena VoIP dapat dipasang di sembarang ethernet dan IPaddress, tidak seperti telepon tradisional yang harus mempunyai port tersendiri di Sentral atau PBX. Implementasi teknologi VoIP pada 802.11 wireless LAN yang paling utama adalah pada jaringan VoIP. WLAN dalam sistem ini sebagai media transmisi dari jaringan VoIP kepengguna akhir (end user). Sehingga perangkatnya akan sama dengan perangkat pada jaringan VoIP pada jaringan WLAN yang tidak saling berhubungan atau terpisah, tetapi terdapat peralatan tambahan yakni antarmuka (interface) penghubung antara kedua jaringan tersebut. Kedua jaringan berhubungan dengan jaringan IP sehingga diperlukan ethernet untuk koneksi ke
3 jaringan VoIP dan jaringan WLAN. Ethertnet ini yang menyampaikan datagram ke jaringan IP. 1.2 Rumusan Masalah Dengan adanya beberapa masalah yang perlu diatasi seperti “kapasitas yang mampu ditangani VoIP pada media transmisi Wireless LAN dan hubungannya dengan bandwidth yang dibutuhkan, maka diambil tema yaitu Kapasitas VoIP Pada Media Transmisi WLAN.
1.3
Batasan Masalah
Masalah yang akan dibahas dibatasi tentang kapasitas VoIP (Voice Over Internet Protocol) pada media transmisi Wireless LAN, protocol pendukung VoIP pada jaringan WLAN dengan media gelombang radio dan konfigurasinya, masalahmasalah yang masih ada pada VoIP dengan standar IEEE 802.11 WLAN dengan menggunakan media jaringan WLAN (Wireless Local Area Network).
1.4
Maksud Dan Tujuan Untuk menjabarkan tentang kapasitas layanan VoIP unicast dan multiplex-
multicast melalui jaringan paket berbasis IP (Internet Protocol) dengan media WLAN (Wireless Local Area Network) yaitu mengenai kapasitas maksimum yang mampu ditangani VoIP pada Wireless LAN dengan adanya penambahanpenambahan paket header pada tiap lapisan (layer).
4 1.5
Metodologi Penulisan Dalam penulisan skripsi ini digunakan studi literatur dengan sumber-
sumber acuan yang digunakan yaitu buku-buku teori telekomunikasi, majalahmajalah komunikasi, jurnal-jurnal komunikasi, karya tulis, dan situs-situs Internet yang menndukung dan relevan.
1.6
Sistematika Penulisan
BAB I PENDAHULUAN; berisi latar belakang masalah, maksud dan tujuan, batasan masalah dan metode penulisan. BAB II TEORI DASAR; berisi tentang teknologi VoIP WLAN tentang konsepkonsep dasar dan protokol pada VoIP WLAN serta perangkat yang digunakan dalam transmisi suara melalui jaringan IP. BAB III PEMBAHASAN DAN PRINSIP KERJA; berisi mengenai uraian konsep format paket VoIP, struktur Jaringan standar IEEE 802.11b, skema VoIP multiplex-multicast, paket multiplex-multicast dan berbagai standar kompresi standar ITU-T. BAB IV KAPASITAS VoIP PADA MEDIA TRANSMIS1 WLAN; berisi analisa dan pembahasan mengenai efisiensi penggunaan bandwidth dengan menggunakan teknik kompresi data dan kapasitas VoIP pada media transmisi Wireless LAN yang meliputi Kapasitas VoIP pada sistem unicast dan multicast yang mempengaruhi besar kecilnya kapasitas VoIP yang mampu ditangani,
5 BABV
PENUTUP; berisi kesimpulan mengenai perbedaan kapasitas yang mampu ditangani oleh VoIP pada media transmisi WLAN dengan menggunakan sistem unicast dan multiplex-multicast serta saran-saran untuk mengembangkannya.
BAB II TEORI DASAR
Voice over Internet Protocol (VoIP) merupakan salah satu pengguna layanan internet yang perkembangannya sangat pesat pada saat ini, hal ini disebabkan
karena
adanya
beberapa
keuntungan
yang
didapatkan
jika
dibandingkan dengan layanan suara pada jaringan telepon tradisional. Beberapa keuntungan tersebut diantaranya adalah dengan bertelepon menggunakan VoIP dari segi biaya jelas lebih murah dari tarif telepon tradisional, karena jaringan IP bersifat global. Sehingga untuk hubungan Internasional dapat ditekan hingga 70%. Selain itu, biaya maintenance dapat di tekan karena voice dan data network terpisah, sehingga IP Phone dapat ditambah, dipindah dan di ubah. Hal ini karena VoIP dapat dipasang di sembarang ethernet dan IPaddress, tidak seperti telepon tradisional yang harus mempunyai port tersendiri di Sentral atau PBX. Dengan tingkat mobilitas komunikasi manusia yang semakin besar maka wireless LAN juga menyediakan layanan paket voice yang disebut juga teknologi Voice Over Internet Protocol (VoIP). VoIP Wireless LAN adalah teknologi yang mampu melewatkan trafik suara, video dan data yang berbentuk paket melalui jaringan IP dengan menggunakan media wireless. Jaringan IP sendiri adalah merupakan jaringan komunikasi data yang berbasis packet-switch, jadi dalam bertelepon menggunakan jaringan IP atau Internet.
6
7 2.1 Komunikasi pada Protokol Internet Internet protocol (IP) merupakan bagian dari protocol TCP/IP yang bertugas mengirimkan paket data dari sumber ke tujuan melalui sejumlah titik (node)
jaringan.
Berdasarkan
Model
Referensi
OSI
(Open
System
Interconnection), IP adalah protokol pada lapisan jaringan (network). Gambar 2.1 menunjukkan Model Referensi OSI dan protokol TCP/IP.
Gambar 2.1 Model referensi OSI dan TCP/IP
Fungsi utama dari IP adalah sebagai berikut: 1. fragmentation dan reassembly digunakan jika sebuah paket data akan melalui suatu jaringan dengan ukuran paket maksimum yang lebih kecil. 2. perutean (routing) digunakan untuk menentukan arah pengiriman paket data pada setiap titik jaringan berdasarkan tujuannya. 3. error reporting digunakan untuk memberikan laporan kepada host sumber jika sebuah data tidak dapat mencapai host tujuan.
8 Internet
protocol
(IP)
merupakan
protokol
yang
memiliki
sifat
connectionless. Dengan sifat ini pengiriman data dilakukan tanpa adanya sesi pembangunan hubungan terlebih dahulu antara sumber dan tujuan. Paket yang berasal dari sumber informasi yang sama dapat dikirimkan melalui rute yang berbeda-beda, sehingga akan terdapat dua masalah yakni paket tiba dengan urutan yang tidak benar dan waktu pengiriman yang dialami setiap paket berbeda. Selain itu, protokol ini bersifat unreliable, sehingga IP tidak akan melakukan perbaikan atau pengiriman ulang terhadap paket yang mengalami kesalahan atau hilang di tengah jalan, tapi IP akan mengirimkan laporan kesalahan pada pengirim jika terdapat paket yang tidak dapt mencapai tujuan. Akibatnya adalah data yang sampai di tujuan tidak lengkap atau mengalami kesalahan.
2.1.1 Arsitektur Dasar TCP/IP Internet dapat terbentuk karena sekumpulan besar jaringan komputer yang memiliki kesempatan untuk menggunakan bahasa yang sama. Kesepakatan ini semata- mata merupakan kesepakatan yang bersifat teknis. Oleh karena itu, tidak ada suatu badanpun didunia ini yang berhak mengatur jalannya internet secara keseluruhan. Hal yang dapat diatur dalam internet adalah protocol yang digunakan. TCI/IP merupakan sekelompok protokol yang mengatur komunikasi data di internet. Dengan adanya protokol TCP/IP dan internet ini setiap host yang telah memenuhi standar TCP/IP sebagai protokol yang digunakan di internet dapat berhubungan dengan host lain yang telah memenuhi standar TCP/IP juga tanpa
9 harus mengetahui secara detail sistem apa yang digunakan oleh host yang terkoneksi. Semua ini tidak tergantung pada jenis perangkat keras, sistem operasi, lokasi fisik, medium yang digunakan jaringan , atau metode koneksinya. TCP menyediakan kehandalan transmisi data antara cleint dan server apabila data hilang atau diacak. TCP memicu transmisi ulang sampai galat terkoreksi. IP menjalankan paket data dari simpul ke simpul, mengkodekan alamat dan rute data ke tujuan yang ditunjuk. IP yang membuat jaringan dari beberapa jaringan oleh sistem linking pada tingkat yang berbeda. TCP/IP terdiri dari empat lapis kumpulan protokol yang bertingkat, keempat lapisan tersebut adalah sebagai berikut: 1. Lapisan antarmukajaringan (network interface layer); merupakan layer terbawah yang bertanggung jawab mengirim dan menerima data ke dan dari media fisik. Media fisiknya dapat berupa kabel, serap optik atau gelombang radio. Karena tugasnya ini, protokol pada layer ini harus mampu menjadi data digital yang dimengerti komputer yang berasal dari peralatan lain yang sejenis. 2. Lapisan internet (internet layer); protokol yang berada pada layer ini bertanggung jawab dalam proses pengiriman paket ke alamat yang tepat. Pada layer ini terdapat tiga macam protocol yakni IP, ARP dan ICMP. 3. Lapisan transport (transport layer); layer ini bertanggung jawab untuk mengadakan komunikasi antara dua host. Kedua protokol yang
10 terdapat pada layer ini adalah TCP (Transmission Control Protocol) dan UDP (User Datagram Protocol). 4. Lapisan aplikasi (application layer); pada lapisan ini user memakai semua aplikasi yang disediakan oleh layanan TCP/IP. Program aplikasi akan memilih jenis protokol transport yang diperlukan. Sekumpulan protokol TCP/IP ini dimodelkan dengan empat layer, sebagaimana ditunjukkan pada gambar 2.2.
Application layer (SMTP, FTP, HTTP,dll) Transport layer (TCP, UDP) Internet layer (IP, ICMP, ARP) Network Interface Layer (Ethernet, X25, SLIP, PPP)
Jaringan fisik
Gambar 2.2 Layer TCP/IP
Dalam TCP/IP terjadi penyampaian data dari protokol yang berada di satu layer ke protokol yang berada di layer yang lain. Proses pergerakan data pada keempat layer ditunjukkan pada gambar 2.3.
11
Gambar 2.3 Pergerakan data dalam layer TCP/IP
2.1.2 Perutean (Routing) IP Perutean (routing) merupakan fungsi yang sangat penting dalam pengiriman paket hingga ke tujuan pada jaringan IP. Penentuan jalur pengiriman suatu paket ke tujuannya dilakukan oleh suatu protokol yang disebut IP routing protocol. Topologi suatu jaringan IP biasanya terbentuk dari interkoneksi sejumlah link dan router. Link merupakan media transport antar dua router, dan router akan bertindak sebagai suatu titik atau node pada jaringan IP. Pendekatan yang digunakan protokol perutean (routing) IP pada pengiriman paket adalah hop by hop forwading. Ketika suatu paket IP sampai di suatu router, tugas pertama yang dilakukan router adalah memilih link berikutnya yang akan digunakan untuk meneruskan perjalanan paket tersebut. Jika terdapat beberapa pilihan link yang dapat digunakan, maka router harus dapat mengambil
12 keputusan untuk memberikan link dengan kondisi yang terbaik. Kriteria pengambilan keputusan yang umum digunakan adalah berdasarkan algoritma distance-vector (DV) dan link state (LS). Kedua algoritma diatas akan menghasilkan suatu tabel perutean (routing). Tabel ini selanjutnya digunakan oleh router untuk melakukan proses perutean paket yang datang. Pada saat pemrosesan terjadi, paket yang datang disimpan terlebih dahulu pada buffer. Jika laju kedatangan paket melebihi waktu pemrosesan maka akan terjadi antrian pada buffer. Terjadinya antrian ini dapat mengakibatkan terjadinya kemacetan (congestion). Dengan pola pemrosesan FIFO ( First In First Out), maka tunda pengiriman paket akan menjadi lebih tinggi.
2.2 Protokol Transport Pada Model Referensi TCP/IP, protokol transport berada pada lapisan transport. Jika pada protokol internet terjadi komunikasi secara link by link, maka pada protokol transport terjadi komunikasi secara peer to peer. Protokol yang termasuk dalam protokol transport TCP/IP adalah protokol TCP dan UDP (User Datagram Protocol).
2.2.1 TCP (Transmission Control Protocol) TCP merupakan protokol transport yang digunakan jika pertimbangan reliabilitas lebih penting daripada tunda. Protokol ini memberikan garansi bahwa
13 pesan yang dikirim akan sampai di tujuan. Untuk memberikan garansi itu TCP menggunakan mekanisme kendali aliran (flow control). Sejumlah
aplikasi
internet
lebih
mementingkan
reliabilitas
data
menggunakan TCP sebagai protokol transport. Aplikasi-aplikasi tersebut diantaranya File Transport Protocol (FTP), Worl Wide Web (WWW), telnet dan E- mail. Untuk layanan VoIP, TCP digunakan pada bagian pensinyalan. Hal ini dilakukan karena reliabilitas proses set-up panggilan harus baik, sedangkan untuk data suara VoIP, TCP tidak digunakan karena proses transmisi ulang dapat berakibat besarnya tunda.
2.2.2 UDP (User Datagram Protocol) UDP merupakan protokol transport yang lebih mementingkan tunda yang rendah, seperti untuk komunikasi suara dan video. Berbeda dengan TCP yang connection oriented, UDP bersifat connectionless. Dalam UDP tidak ada pengurutan kembali (sequencing) paket yang datang, tidak ada penolakan terhadap paket yang datang atau mengirim ulang paket jika mengalami masalah ditengah jalan. UDP digunakan oleh aplikasi yang secara periodik melakukan aktivitas tertentu (misalnya query routing table pada jaringan lokal), karena hilangnya data akan dapat diatasi pada periode berikutnya yang melakukan pengiriman data, ini berarti jarak tempuh datagram akan mengurangi resiko kerusakan data. Format UDP ditunjukkan pada gambar 2.4
14
Gambar 2.4 Format datagram UDP Header paket UDP lebih kecil dibandingkan TCP, hal ini untuk mengurangi waktu pemrosesan. Penggunaan UDP untuk aplikasi sensitif terhadap tunda dan tidak memiliki kendali aliran (flow control) seperti hal TCP menyebabkan UDP akan terus mengirimkan paket walaupun kinerja jaringan memburuk. Dengan karakteristik seperti ini, maka ada kemungkinan beberapa paket UDP akan hilang ditengah perjalanan. Selain itu, tanpa adanya kendali aliran (flow control) dan dengan menggunakan mekanisme statistical multiplexing, paket-paket dapt saja tiba di tujuan dengan urutan yang tidak benar sehingga terjadi jitter.
2.3 Komunikasi Multipoint pada Jaringan Komputer Aplikasi tradisional pada jaringan TCP/IP umumnya hanya melibatkan komunikasi antara dua host. Dalam perkembangannya pengguna jaringan mulai merasakan kebutuhan untuk melakukan komunikasi yang melibatkan lebih dari dua pihak secara bersamaan. beberapa aplikasi pada jaringan komputer mulai membutuhkan komunikasi multipoint, diantaranya aplikasi chat bersama, audio dan video broadcast untuk membuat siaran radio dan TV pada jaringan komputer, serta aplikasi video conference yang bersifat multimedia, real-time dan interaktif
15 2.3.1 Unicast Komuniksai point-to-point yang sangat klasik menggunakan datagram IP dengan mode unicast. Pada mode unicast setiap datagram mempunyai alamat tujuan yang unik (milik host tertentu). Komunikasi multipoint dapat diwujudkan dengan cara membuat beberapa hubungan sekaligus pada beberapa host, yang masing- masing
mengirimkan
datagram
unicast.
Lapisan
aplikasi
akan
mengirimkan satu kopi untuk setiap host yang menjadi anggota komunikasi multipoint ini. Teknik ini sangat sederhana untuk diimplementasikan, karena prinsipnya hanya berdasarkan kemampuan multitasking dari suatu host untuk melayani berbagai aplikasi dari beberapa host sekaligus. Namun demikian cara ini memiliki keterbatasan, teruatama jika jumlah host yang terlibat dalam komuniksi multipoint ini sangat banyak. Host yang berhubungan multipoint harus membuat hubungan komunikasi sebanyak host yang terlibat. Selain meningkatkan beban kerja masing- masing host yang terlibat, trafik yang ditimbulkan oleh komunikasi ini akan berlipat ganda sebanyak host yang terlibat. Hal ini akan menimbulkan masalah pemakaian bandwidth. Perhatikan gambar 2.5 untuk ilustrasi ini:
16
Gambar 2.5 Replikasi datagram oleh host dalam mode unicast
Dari gambar, terlihat bahwa host sumber mengadakan hubungan dengan host A, host B,host C (ketiganya terletak dalam jaringan yang sama dengan host sumber, yakni network 1) dan host D (terletak pada network 2). Dalam hal ini aplikasi yang dijalankan adalah aplikasi multimedia (video, audio, dan text conference), dimana host sumber mengirim informasi yang sama untuk seluruh host yang berhubungan dengannya. Pada host sumber, terjadi replikasi datagram sebanyak jumlah host yang mengadakan hubungan dengannya. Perlu diingat bahwa isi setiap datagram ini persis sama hanya berbeda alamat tujuan saja ( pada field destination address). Beberapa hal yang dapat digarisbawahi dari skenario mode multi-unicast ini adalah: • Teknik ini adalah cara yang paling sederhana, karena tidak memerlukan perubahan-perubahan pada sisi jaringan atau modul IP pada setiap host.
17 • Untuk komunikasi point-to-multipoint, beban kerja host sumber akan meningkat sebanding dengan jumlah host yang berhubungan dengannya. • Penggunaan bandwidth oleh host sumber akan meningkat karena host sumber harus mengirimkan informasi yang sama sebanyak jumlah host yang berhubungan dengannya, walaupun host-host tersebut berada pada satu shared media seperti ethernet. Dalam contoh di atas, host sumber menggunakan bandwidth sebesar 4 kali bandwidth yang diperlukan untuk mengirimkan informasi ke suatu host.
2.3.2 Broadcast Cara yang lain untuk menyampaikan informasi yang sama kepada seluruh host adalah dengan metoda broadcast. Konsep broadcast pada jaringan komputer (khususnya pada network layer dalam keluarga protokol TCP/IP ) dan telah diterangkan pada bab sebelumnya. Untuk mengirimkan informasi kepada seluruh host yang ada pada jaringan yang sama, host cukup mengirimkan satu datagram yang ditujukan ke broadcast address jaringan yang bersangkutan. . Karena seluruh host yang pada satu jaringan memiliki broadcast address yang sama, maka seluruh host akan menerima datagram tersebut sebagai informasi yang harus diterima. Perhatikan gambar 2.6 untuk ilustrasi broadcast ini :
18
Gambar 2.6 Pengiriman datagram ke broadcast address Dengan cara ini, bandwidth yang ditimbulkan oleh hubungan video conference dalam suatu jaringan tidak bergantung pada jumlah host yang terlibat. Demikian juga dengan beban host pengirim, karena hanya cukup mengirim satu datagram yang dapat diterima oleh semua host pada jaringan. Akan tetapi, host yang tidak ingin terlibat pada video conference ini juga menerima datagram tersebut, karena menggunakan broadcast yang sama. Hal ini akan menambah kerja dari host yang tidak terlibat karena harus memproses datagram tersebut sebelum akhirnya diabaikan. Selain itu, setiap jaringan memiliki broadcast address yang berbedabeda. Jika datagram ini diteruskan oleh router ke setiap broadcast address dari jaringan yang terhubung dengannya, maka datagram tadi bisa-bisa akan tersebar ke berbagai jaringan yang tidak ingin menerima datagram tersebut.
19 2.3.3 Multicast Cara
ketiga
untuk
membuat
komunikasi
multipoint
adalah
dengan
menggabungkan keunggulan kedua cara di atas dalam hal pengiriman datagram, yakni: • Pengiriman hanya mengirimkan satu datagram untuk mencapai seluruh host yang merupakan anggota group • Datagram hanya diterima oleh sejumlah host tertentu disebut host grup.Cara ini disebut mode multicast, yakni dengan cara mencantumkan satu multicast address sebagai alamat tujuan (destination address) dari datagram yang dikirim. Sebagaimana yang telah dijelaskan, multicast address tidak dipakai untuk alamat suatu host, namun ditujukan utnuk mengalamatkan sejumlah host yang bergabung dalam satu grup yang menjalankan aplikasi yang sama. Perhatikan gambar 2.7 sebagai ilustrasi dalam pengiriman datagram pada komunikasi multipoint.
Gambar 2.7 Pengiriman datagram ke suatu multicast address
20 Pada gambar di atas, sejumlah host melakukan komunikasi multipoint untuk menjalankan suatu aplikasi bersama. Host yang terlibat dalam komunikasi multipoint ini sebagian ada pada network 1, sebagian lagi pada network2. Antara network 1 dan network 2 dihubungkan melalui router. Salah satu host (pada gambar disebut source host) mengirimkan datagram ke suatu multicast address (misalkan 224.22.33.44). Untuk lebih memudahkan, multicast address ini kita identikan dengan grup 1, karena ada kemungkinan penggunaan multicast address lain sebagai group 2, group 3 , dst. Source host ini hanya mengirimkan 1 datagram ke jaringan. Pada network 1 yang menggunakan shared media, seluruh host sebenarnya mendengar datagram ini. Khusus bagi host-host yang terlibat dan menyatakan dirinya sebagai group 1 (memiliki multicast address 224.22.33.44 ) , datagram akan diproses lebih lanjut oleh lapisan di atas IP, sementara bagi host yang tidak terlibat (host C), datagram akan diabaikan sebagaimana datagram lain yang memiliki alamat tujuan bukan kepadanya. Dengan bantuan router yang telah memiliki kemampuan multicast, datagram ini diteruskan ke network 2 karena ada anggota group 1 yang berada pad network 2 berapapun jumlah host pada network 2 ini.. Keputusan untuk meneruskan atau tidak meneruskan datagram multicast ke jaringan lain diatur dalam suatu mekanisme protokol. Dengan protokol ini, router multicast dapat mengetahui pada network mana saja terdapat aggota suatu group. Kesimpulannya, penggunaan mode multicast dalam membentuk komunikasi multipoint ini memiliki beberaapa keunggulan yaitu : • Beban kerja host pengirim cukup ringan, karena tidak perlu melakukan replikasi datagram
21 • kebutuhan bandwidth untuk transisi datagram tidak bergantung kepada jumlah host yang terlibat. Satu atau seratus host yang terlibat pada satu jaringan, bandwidth yang dibutuhkan tetap sama. Demikian juga jika pada network 2 terdapat puluhan host sebagai anggota group, router hanya perlu meneruskan satu datagram, saja untuk mencapai seluruh host tersebut. Sedangkan kelemahan (dapat dibaca sebagai konsekuensi) metoda ini adalah: • Memerlukan standar baru pada protokol IP dan protokol data link layer (misalnya Ethernet) untuk bisa mengirim dan menerima datagram multicast • Memerlukan mekanisme protokol baru untuk mengatur alokasi multicast address sebagai group tertentu, keanggotaan host pada suatu group dalam suatu jaringan, routing datagram multicast.
2.4 Model Arsitektur Jaringan VoIP 2.4.1 Arsitektur utama jaringan Pada dasarnya arsitektur utama teknologi voice over internet protocol terdiri atas elemen-elemen berikut ini: 1. Infrastruktur IP; jaringan switch IP menyediakan proses pengangkutan dan
mungkin
juga
switching
untuk
fitur
dan
pensinyalan
(signaling).Permasalahan utama pada infrastruktur IP adalah bagaimana mengendalikan IP untuk memastikan kualitas kecepatan tinggi. 2. Call processing server, CPS disediakan untuk fungsi sentralisasi secara keseluruhan seperti resolusi alamat (address resolution) ke atau dari IP yang menjadikan dapat dirutekan secara dinamik pada jaringan tersebut.
22 CDP juga menyediakan user registration, autentikasi (authentication), layanan direktori (directory service), dan pengendalian panggilan seperti call hold, forwarding,
waiting,
CDR,
accounting process,
dan
management function. Beberapa fungsi penting CPS adalah sebagai beikut: a. Address Resolution; menerjemahkan penomeran standard jaringan telepon ataupun penomeran privat ke alamat IP b. Profil pengguna; menyimpan informasi mengenai tiap-tiap pengguna termasuk features dan call priveleges. c. Proses panggilan; mengolah panggilan ke client dan gateway melalui jaringan IP terdiri atas set-up, disconnect, release, hold, transfer, retrieve, dan calling number identification (CNI). d. API (Application Programming Interface); API yang disediakan oleh jaringan berfungsi untuk menambahkan beberapa aplik asi dan layanan pada infrastruktur dasar VoIP. API juga menyediakan sebuah penyetelan (set interface) dan aturan yang sudah didefinisikan terlebih dahulu untuk dapat digunakan oleh para pengembang third-party untuk membangun perangkat-perangkat lunak aplikasi. e. Call manager; mempunyai fungsi yang lebih sedikit daripada komponen gatekeeper, dibutuhkan pada konfigurasi sistem telepon melalui internet, menyimpan data base konversi dari nomor telepon menjadi nomor IP, dan sebaliknya agar data paket suara yang ditransmisikan akan mencapai tujuan yang benar.
23
2.4.2 Arsitektur perangkat lunak VoIP Arsitektur perangkat lunak telepon terdiri atas antarmuka pengguna, pemrosesan suara, gateway pensinyalan suara, manajemen jaringan, protokol antarmuka jaringan, dan layanan sistem. 1. Antarmuka
pengguna;
antarmuka
pengguna
ini
menyediakan
komponen-komponen perangkat lunak yang menangani antarmuka ke pengguna telepon IP, dan terdiri atas sebuah driver penampil sebagai pengendali perangkat keras yang membangkitkan karakter ke penampil. 2. Pemrosesan suara; perangkat lunak pemrosesan suara terdiri atas antarmuka PCM, penghapus gema (echo canceler), VAD, voice codec unit, packet layout, dan packet encapsulation unit. Antarmuka PCM ini berfungsi sebagai penerima sampel data PC, antarmuka analog dan meneruskan ke modul. 3. Gateway pensinyalan telepon; berperan dalam fungsi pembangunan, pemeliharaan, dan pemutusan panggilan. 2.5 Klasifikasi Koneksi VoIP Berdasarkan pengamatan yang dilakukan oleh Cark, pembahasan di ETSI, serta IETF, disimpulkan bahwa koneksi yang potensial pada IP telefoni dibagi atas beberapa kelas, dalam hal ini interkoneksi antar PSTN dan internet, yaitu koneksi kelas 1, koneksi kelas 2-1, koneksi kelas 2-2, dan koneksi kelas 3.
24 2.5.1 Koneksi kelas 1 (phone ke phone via internet) Dalam ko0neksi ini, pemanggil pada terminal telepon di PSTN dihubungkan dengan yang terpanggil (caller) pada terminal telepon di PSTN lewat internet. Kedua jaringan memiliki interkoneksi dengan internet. Gateway diletakkan dikedua terminal. Jalur koneksi yang terjadi ada tiga jenis, yaitu: jalur pertama yakni terdapat antar pemanggil ke gateway di PSTN. Jalur ini dibuat dengan aturan E.164. Jalur kedua merupakan jalur yang terdapat antar gateway pemanggil dan yang terpanggil lewat server IP telefoni di internet dengan alamat IP. Jalur ke tiga yang menghubungkan gateway calle ke callee di PSTN, dan dibuat dalam format E.164. Hal ini ditunjukkan pada gambar 2.8
Gambar 2.8 Koneksi Phone ke Phone via Internet
2.5.2 Koneksi kelas 2-1 (Phone ke PC via internet) Pada koneksi ini, pemanggil pada telepon PSTN dihubungkan dengan yang terpanggil pada terminal di internet. Gateway pemanggil dan yang terpanggil ada dititik interkoneksi antara jaringan pemanggil dan internet. Alamat gateway pemanggil dan terpanggil dibuat dalam format penomeran E.164 dan alamat IP.
25 Pemanggil ditetapkan dalam alamat IP. Terminal komputer terpanggil langsung terhubung dengan internet dial access melalui PSTN. Ada dua jalur interkoneksi pada sistem ini yaitu: jalur pertama merupakan jalur antara pemanggil ke gateway yang diberi format E.164. Jalur kedua yaitu jalur yang merupakan jalur yang terdapat antara gateway ke terpanggil lewat server IP telefoni di internet. Hal ini ditunjukkan pada gambar 2.9
Gambar 2.9 Koneksi PC ke Phone
2.5.3 Koneksi kelas 2-2 (PC di internet ke phone) Pemanggil pada terminal komputer di internet terhubung dengan terpanggil di terminal telepon PSTN. Gateway pemanggil dan terpanggil berada di titik interkoneksi antar internet dan jaringan terpanggil. Alamat pemanggil ditetapkan dalam bentuk format alamat IP. Seperti terminal komputer terpanggil pada koneksi kelas 2-1, terminal komputer pemanggil pada koneksi kelas ini bisa langsung terhubung dengan internet atau terhubung lewat dial in access lewat PSTN dengan menggunakan modem. Jalur koneksi yang ada pada jenis koneksi kelas ini, adalah jalur pertama yakni jalur antara pemanggil ke gateway lewat
26 server IP telefoni di internet. Jalur kedua yakni jalur antar gateway ke terpanggil di PSTN. Hal ini bisa dilihat pada gambar 2.9
2.5.4 Koneksi kelas 3 (PC ke PC lewat internet) Terminal caller dan callee merupakan terminal komputer di internet yang terhubung langsung atau melalui PSTN dengan modem. Oleh karena kedua terminal berada di internet, maka tidak dibutuhkan gateway dalam koneksi kelas ini untuk keperluan pengaturan layanan IP telefoni seperti autentifikasi pengguna, identifikasi alamat tujuan, dan billing. Hal ini ditunjukkan dalam gambar 2.10
Gambar 2.10 Koneksi PC ke PC
2.6 Protokol Pada Pensinyalan VoIP H.323 dan SIP (Session Initiation Protocol) merupakan standar yang digunakan untuk implementasi teknologi VoIP agar terjamin interoperabilitas antara perangkat VoIP multivendor H.323 merupakan rekomendasi ITU (International Telecomunication Union) yang menspesifikasikan pengiriman audio, video,dan data pada jaringan IP, termasuk di dalamnya internet.
27 Session Initiation Protocol (SIP) merupakan protokol signaling kontrol yang berada pada lapisan aplikasi. Protokol ini digunakan untuk membangun, memelihara dan memutuskan sesi komunikasi multimedia, termasuk didalamnya adalah Internet Telephony. Standar H.323 menyediakan pondasi untuk komunikasi audio, video, dan data melalui jaringan berbasis IP. Jaringan-jaringan tersebut mendominasi keperluan jaringan ditingkat perusahaan dan korporat seperti packet switch TCP/IP, IPX over ethernet, Fast Ethernet, dan teknologi jaringan token ring. Dalam bagian ini akan dipaparkan beberapa protokol yang termasuk di dalam bagian rekomendasi H.323, antara lain RTP (Real Time Transport Protokol), RCTP (RTP Control Protocol), RSVP (Resources Reservation Setup Protocol), dan SIP (Session Initiation Protocol). Susunan protokol H.323 dibagi kedalam tiga area utama untuk pengontrolan yaitu: 1. Registration, admission, dan status (RAS), menyediakan precall control di dalam jaringan H.323 yang menggunakan gategeeper. 2. Call Control Signaling, yang digunakan untuk proses penyambungan, pemeliharaan, dan pemutusan panggilan antar terminal. 3. Media Control dan Transport, menyediakan kanal H.245 yang membawa pesan media kontrol. 2.6.1 Registration, admission, dan status (RAS) Registrasi merupakan proses memperbolehkan titik akhir untuk bergabung pada suatu zone dan memberikan informasi alamat IP pada gatekeeper. Proses ini berlangsung sebelum pengguna dapat melakukan panggilan.
28 Addmisi merupakan proses antara titik akhir dan gatekeeper untuk melakukan otorisasi terjadinya suatu panggilan. Alokasi lebar pita komunikasi yang tersedia dapat menjadi pertimbangan gatekeeper untuk menerima atau menolak suatu permintaan admission. Gatekeeper dapat menggunakan kanal RAS untuk memperoleh informasi status atau offline dari titik akhir. Gatekeeper memperoleh informasi tersebut dengan cara poling setiap 10 detik atau meminta titik akhir untuk mengirimkan informasi statusnya pada gatekeeper secara periodik.
2.6.2 Call Control Signaling Pesan-pesan pensinyalan yang paling umum digunakan pada jaringan H.323 adalah: a. set-up merupakan pesan yang dikirimkan oleh titik akhir pemanggil kapada titik akhir yang dipanggil sebagai usaha untuk membangun koneksi diantara keduanya. b. call proceeding merupakan pesan yang dikirimkan oleh titik akhir yang dipanggil pada pemanggil untuk memberitahukan bahwa pembangunan prosedur panggilan (procedur call establishment) telah dimulai. c. alerting merupakan pesan yang dikirimkan oleh titik akhir yang dipanggil pada pemanggil untuk memberitahukan bahwa proses pengebelan telah dimulai.
29 d. connect merupakan pesan yang dikirimkan oleh titik akhir yang dipanggil kepada pemanggil untuk memberitahukan bahwa titik akhir yang dipanggil telah menjawab panggilan. e. released complete, pesan yang dikirim oleh titik akhir yang memulai pemutusan koneksi untuk memberitahu bahwa koneksi telah diputus. f. facility, merupakan pesan yang digunakan untuk meminta suplementary services.
2.6.3 Media Control Transport Hal-hal yang dikontrol pada informasi meliputi: a. capability exchange; pertukaran pesan-pesan yang berkaitan dengan
kemampuan
pengirim
dan
penerima
yang
harus
disesuaikan. b. master slave termination, prosedur yang digunakan untuk menentuksn terminal yang berperan sebagai master dan slave pada hubungan komunikasi c. round trip delay, prosedur yang digunakan untuk menentukan tunda antara kedua terminal. d. logical channel signaling, merupakan pensinyalan yang mengatur pembukaan dan penutupan kanal logik untuk membawa informasi aodio, video, dan data.
30 2.6.4 RTP (Real Time Transport Protocol) RTP menyediakan layanan penyampaian ujung ke ujung (end to end) untuk data yang mempunyai karakteristik yang real time, seperti audio dan video interaktif. Layanan tersebut diantaranya identifikasi tipe payload, sequence numbering time, stamping dan pemantauan pengiriman. Aplikasi tipikal yang menjalankan RTP berada diatas protokol UDP untuk mengoptimalkan penggunaan multiplexing dan layanan checksum yang ada didalam protokol UDP. RTP mendukung pemindahan data ke beberapa tujuan menggunakan distribusi multicast, jika ternyata memang disediakan oleh jaringan tersebut. RTP telah dikembangkan dengan kemampuan fleksibilitas dan scalability dan digunakan sebagai inti protokol real time pada jaringan IP dan sistem hibrid MPOA (Multiprotocol Over ATM). RTP menyediakan mekanisme pengalamatan pemesanan sumber (Resources Reservation Addressing) dan tidak menjamin layanan QoS untuk aplikasi yang real time. Secara specifik, RTP tidak menyediakan mekanisme apapun untuk memastikan pengiriman yang tepat waktu menjamin kualitas layanan, tapi mendelegasikan tugas ke lapisan yang lebih rendah, yaitu RSVP (Resources Reservation Setup Protocol) yang berbasis QoS. RTP tidak hanya didesain untuk memenuhi kebutuhan banyak peserta dalam suatu konferensi multimedia, melainkan juga sebagai penyimpanan data yang kontinue, simulasi interaktif yang terdistribusi, dan aplikasi pengukuran dan pengendalian. RTP diharapkan dapat fleksibel dalam hal penyediaan informasi yang dibutuhkan oleh beberapa aplikasi biasa dan terkadang mungkin untuk diintegrasikan dengan pengolahan aplikasi
31 dibandingkan hanya diimplementasikan sebagai protokol di layer transport saja. Berikut format header yang ditunjukkan pada gambar 2.11 0
1
2
V M
3
4
P
5 X
6
7 CSRC count
Payload Type Sequence Type Timestamp SSRC CSRC
Gambar 2.11 Format header RTP
Bagian-bagian yang terdapat didalam format header RTP tersebut sebagai berikut: 1. V, melambangkan version (versi) untuk mengenali versi RTP 2. P, melambangkan padding. Ketika dibuat, sebuah paket terdiri atas satu atau lebih lapisan (padding) octets tambahan dibagian akhirnya yang tidak termasuk bagian utama (payload). 3. X, adalah extension bit. Header yang fixed biasanya diikuti oleh tepat satu perluasan (extension header), dengan format yang sudah ditentukan. 4. 4. CSRC count, bagian ini terdiri atas sejumlah pengenal CSRC yang mengikuti fixed header.
32 5. M, adalah marker. Marker dapat diartikan sebagai profil. Marker dimaksudkan untuk menyediakan kejadian yang signifikan seperti frame boundaries yang ditandai dalam aliran paket. 6. Payload type, bagian ini dibuat agar format payload RTP dapat dikenali dan ditentukan oleh aplikasi yang menggunakannya. Sebuah profil menentukan pemetaan statis standar dari tipe kode payload. Tipe payload tambahan mungkin didefinisikan secara dinamik melalui antrian non RTP. 7. Sequence Number, ditambahkan satu untuk tiap paket data RTP yang dikirimkan dan mungkin digunakan oleh penerima untuk mendeteksi paket yang hilang (packet loss) dan mengembalikan urutan paket. 8. Time stamp, bagian ini mencerminkan pencuplikan yang cepat dari octet pertama dalam paket data RTP. Pencuplikan ini harus diturunkan dari waktu yang bertambah secara monoton dan linier agar dapat terjadi sinkronisasi dan kalkulasi terhadap jitter. Resolusi dari waktu harus cukup untuk tingkat keakuratan sinkronisasi yang diinginkan dan pengukuran paket jitter. 9. SSRC, adalah bagian pengenal dari sumber sinkronisasi (syncronization source). Pengenal ini dipilih acak dengan maksud agar tidak ada sumber sinkronisasi yang memiliki pengenal SSRC yang sama pada satu sesi RTP. 10. CSRC, sebagai daftar pengnal sumber.
33 2.6.5 RTCP (RTP Control Protocol) Sebagai pelengkap RTP, IETF telah merancang RTP control protocol (RCTP) yang digunakan untuk berkomunikasi antara sumber dan tujuan. RCTP tidak digunakan untuk membagun parameter QoS dengan switch ATM, RCTP dibuat berdasarkan transmisi periodik paket kendali (control packet) ke semua peserta yang mengikuti suatu sesi komunikasi multimedia yang real time, dengan menggunakan mekanisme distribusi yang sama untuk tiap paket. Protokol pokok yang menggunakan RTCP harus menyediakan multiplexing terhadap data paket kendali, sebagai contoh yaitu dengan menggunakan nomor port yang berbeda dengan UDP, RCTP mempunyai empat fungsi utama, yaitu: 1. Untuk menyediakan umpan balik terhadap kualitas distribusi data. Bagian ini terintegrasi dengan aturan RTP sebagai protokol transport dan berhubungan dengan aliran dan fungsi kendali kongesti dari protokol lainnya. 2. Umpan balik mungkin secara langsung digunakan untuk pengendalian dan encoding yang adaptif. Dengan mekanisme distribusi seperti IP multicast, jadi dimungkinkan untuk sebuah entitas seperti penyedia layanan jaringan untuk ikut serta dalam sesi untuk menerima informasi umpan balik dan bertindak
selayaknya
third
party
monitor
untuk
mendiagnosis
permasalahan jaringan. 3. RTCPmembawa pengenal level transport secara terus menerus untuk sebuah sumber RTP yang lebih dikenal dengan sebutan canonical nama (CNAME). Untuk mengendalikan paket RTP yang dikirimkan oleh peserta
34 konferensi sehingga dapat menampung penambahan peserta lainnya dalam sesi real time tersebut. Berikut gambar 2.12 adalah format header RTCP. 0
1
2
Version
3
4 P
5
6
Reception report count
Packet type Lenght
Gambar 2.12 Format header RTCP
4. Fungsi opsional yaitu untuk menyampaikan informasi kendali pada sebuah sesi agar identifikasi masing- masing peserta dapat ditampilkan pada antarmuka (user interface). Fungsi ini menjadikan sebuah konferensi tidak dapat dihadiri dan ditinggalkan begitu saja oleh peserta konferensi multimedia yang tidak mempunyai keanggotaan. Bagian-bagian yang terdapat didalam format ini antara lain sebagai berikut: a. Version, berfungsi sebagai pengenal versi RTP yang sama dengan paket RTCP dan paket dat RTP. Version yang ditentukan untuk keperluan ini ada dua jenis. b. P, ketika dibuat paket RTCP terdiri atas beberapa octet padding dari informasi kendali. Oktet terakhir dari padding adalah untuk menghitung barapa banyak octet padding yang seharusnya diabaikan. Padding mungkin dibutuhkan oleh beberapa enkripsi dengan ukuran blok yang tetap. Dalam sebuah paket RTCP
7
35 padding seharusnya hanya dibutuhkan pada paket individual terakhir karena keseluruhan paket telah dienkripsi sebelumnya. c. Reception report count, jumlah blok reception report terdapat dalam paket ini. Walaupun nilainya nol tetap dianggap valid. d. Packet Type, terdiri atas niali konstant 200 untuk mengenali bahwa sebuah paket memang benar paket RTCP SR. e. Length, panjang dari paket RTCP adalah 32 bit dikurangi 1, termasuk header dan padding.
2.6.6 RSVP (Resource Reservation Setup Protocol) RSVP adalah protokol pensinyalan unicast dan multicast yang dirancang untuk memasang dan mengatur informasi pemesanan pada tipa router sepanjang jalur data. Protokol ini digunakan terminal untuk memperoleh QoS tertentu dari jaringannya agar dapat digunakan oleh aplikasi VoIP. Protokol ini juga digunakan oleh router untuk mengirimkan permintaan QoS kepada semua titik (router lain) dalam jaringan data VoIP. Tanggapan terhadap permintaan ini adalah pemesanan sumber daya (resources reservation) pada jalur yang akan digunakan oleh VoIP. Quality of Service diimplementasikan oleh suatu mekanisme kolektif yang disebut pengendalian trafif (trafic control). Mekanisme ini terdiri atas beberapa bagian, yaitu sebagai berikut: 1. Packet classifier, menentukan kelas-kelas apket data. Penentu paket ini juga dapat digunakan untuk menentukan jalur mana yang akan digunakan sesuai dengan kelas yang telah dipilih.
36 2. Packet scheduler, merupakan mekanisme link layer dependent. Penjadwalan
paket
berfungsi
untuk
menset
tiap
antarmuka
(interface) pada router untuk memenuhi QoS yang diminta. 3. Admission Control, menentukan apakah router mempunyai QoS seperti yang diminta oleh terminal VoIP. 4. Policy Control, menentukan apakah pengguna yang menggunakan VoIP mempunyai kemampuan untuk melakukan pemesanan. Selain mekanisme diatas ada tiga jenis mekanisme yang dijalankan oleh SRVP, yaitu sebagai berikut: 1. Aplication Process, adalah program aplikasi yang sudah mendukung RSVP 2. RSVP Control Process, adalah proses yang bertugas mengirim dan menerima pembukaan sesi, penutupan sesi, dan beberapa parameter QoS lain dari apllication process, mengirim dan menerima permintaan ini ke admission control dan policy control, dan meneruskan spesifikasi QoS kepada paket scheduler. 3. Routing process, adalah proses routing yang dibutuhkan oleh packet classifier untuk meneruskan data ketitik berikutnya dan dibutuhkan juga oleh RSVP proses untuk mengirimkan permintaan pemesanan QoS RSVP membentuk suatu sesi tertentu untuk menangani tiap-tiap aliran data untuk masing-
37 masing tujuan dan protokol. Sesi dibentuk dan dibubarkan atas permintaan application process. RSVP memperlakukan tiap sesi ini secara terpisah sehingga tidak akan saling menganggu. Sebuah sesi membutuhkan yaitu destaddress, protocol ID, dan DestPort. DestAddress adalah alamat IP dari paket data yang akan dikirimkan. Protokol ID adalah nomor ID protokol (misal TCP mempunyai nomor ID 6 sedangkan UDP 17), DestPort adalah port yang akan dituju oleh paket data. DestPort ini dibutuhkan bila terdapat beberapa sesi yang mempunyai DestAddress yang sama pada sesi unicast.
2.6.7 RSTP (Real Time Streaming Protocol) Protokol
ini
merupakan
lapisan
aplikasi
yang
digunakan
untuk
mengendalikan pengiriman aliran data yang real time. RSTP menyediakan lingkup kerja operasi yang ekstensibel untuk keperluan pengendalian data real time seperti audio dan video. RSTP ini merupakan protokol yang memiliki tipe client server dalam proses pengiriman data real time.
2.7 Impementasi VoIP via Wireless LAN Impementasi ini terdiri atas dua bagian pokok yaitu jaringan wireless LAN dan jaringan VoIP. Jaringan ini bisa menggunakan standar H.323 yang merupakan rekomendasi ITU. Kedua bagian yakni teknologi VoIP dan wireless LAN dihubungkan dengan antarmuka atau interface data yang dapat membentuk hubungan dengan jaringan IP (IP network). Antarmuka ini dapat berupa VoIP
38 card dan Ethernet yang dihubungkan dengan kabel UTP, sehingga jaringan wireless LAN dan jaringan VoIP dapat saling terhubung dengan jaringan IP. Jaringan IP inilah yang akan mencakup beberapa segmen alamat IP dalam suatu perkantoran maupun gedung yang difungsikan sebagai hotspot. Hotspot adalah area dimana dapat melakukan akses internet tanpa terhubung dengan kabel atau tanpa menggunakan perangkat radio wireless, cukup menggunakan PCMCIA card dan laptop dapat terhubung ke internet tanpa perlu penyetelan apapun di laptop. Pemanfaatan teknologi wireless LAN (WLAN IEEE 802.11b) ini mampu memberikan kecepatan akses yang tinggi hingga 11 Mbps pada jangkauan hingga100 meter AP (Access Point) tergantung struktur bangunan atau penghalang yang ada di antara AP dengan terminal pengguna. Istilah hotspot sudah merupakan ungkapan umum di dunia global untuk lokasi layanan akses WLAN bagi publik/umum.
2.8 Konfigurasi Jaringan VoIP via Wireless LAN Konfigura jaringan VoIP via wireless LAN terdiri dari tiga jaringan yaitu jaringan VoIP, jaringan wireless LAN, dan jaringan PSTN. Jaringan VoIP yang digunakan biasanya menggunakan standar H.323 yang merupakan rekomendasi ITU.
39
Gambar 2. 13 Konfigurasi Layanan VoIP menggunakan WLAN
Komponen-komponen dari standar H.323 yang digunakan pada jaringan VoIP antar lain: 2.8.1 Gateway H.323 gateway digunakan sebagai translasi protocol call set up dan release serta konversi sinyal informasi antar telepon (PSTN/PABX) dengan paket H.323. Pada struktur jaringan VoIP dengan WLAN terdapat struktur protokol dan fungsi gateway yang ditunjukkan oleh gambar berikut:
40
Layanan billing
Internetworking call control
Gateway manager
RTP
RTCP
RAS
Call Signaling
PSTN signaling call control Control Signaling
Protokol transport dan antarmuka jaringan
PSTN signaling link control
PSTN signaling Physical interface
Gambar 2.14 Komponen Gateway
Selain itu sebagai terminal akses VoIP pada jaringan VoIP. Gateway menyediakan interface ke PSTN, mengubah sinyal suara da fax ke format yang dapat ditransmisikan ke jaringan dan melakukan komunikasi dengan gatekeeper untuk menjalankan fungsi registration admission status (RAS) untuk routing paket ke tujuan di dalam jaringan. Disamping itu gateway juga mendukung sejumlah panggilan secara bersamaan antar H.323 dan non H.323. Gateway merupakan titik akhir yang menyediakan translasi protokol untuk call set up dan release dan konversi format sinyal antar jaringan H.323 pada jaringan non H.323 dan pada terminal pada jaringan non H.323 yang terhubung dengannya.
41 2.8.2 Gatekeeper Terminal pada jaringan VoIP dapat berupa terminal H.323 atau terminal bukan H.323. Terminal H.323 adalah titik akhir atau terminal bukan H.323. Terminal H.323 adalah titik akhir yang menyediakan real time dengan terminal H.323 yang lain, gateway atau multipoint control unit (MCU). Gatekeeper menyediakan layanan yang penting seperti pengalamatan, otentifikasi dari terminal dan gateway, manajemen bandhwidth, accounting, pembiayaan dan rekening. Gatekeeper juga bisa menyediakan layanan call routing.
Gateway manager
Layanan Billing Layanan directory
RAS
Call Signaling
Call Signaling
Protokol Transport Antarmuka Jaringan
Layanan keamanan
Call management
Gambar 2.15 Komponen Gatekeeper
2.8.3 Multipoint Control Unit (MCU) MCU merupakan titik akhir yang mendukung multipoint conferences. Terminal ya ng terhubung dalam suatu hubungan membentuk koneksi dengan MCU. Sebuah MCU terdiri dari sebuah Multiponit Controller (MC) dan Multipoint Processor (MP).
42 Multipoint Controller menangani proses pensinyalan pada hubungan antar terminal dan melakukan kontrol pada terminal-terminal yang terhubung dengan multipoint conferences. MC tidak langsung terhubung dengan aliran media. Hal ini ditangani oleh MP yang melakukan proses mixing, switching dan proses lainnya dari aliran-aliran data yang dikontrol MC. MP menanga ni pemusatan pemrosesan suara, gambar, dan aliran data pada multipoint conference. Dengan demikian pengoperasian WLAN akan menyesuaikan teknologi VoIP seperti konfigurasi IP maupun pengiriman voice packet dalam media wireless. Paket suara yang dikirimkan melalui media wireless sudah berupa paket data yang mengandung informasi voice yang telah terkompresi sehingga sudah berupa paket data yang sudah dapat dilewatkan pada jaringan wireless LAN. Kemudian pada penerima akan dibutuhkan gateway untuk mengubah paket-paket data yang mengandung voice tadi sehingga dapat diubah menjadi isyarat suara lagi. Gateway ini dapat dikonfigurasikan pada router jaringan WLAN. MCU memberikan dukungan untuk konferensi tiga atau lebih terminal H.323 semua terminal yang akan berpartisipasi dalam konfrensi melakukan koneksi terlebih dahulu dengan konfrensi resource, negosiasi antar terminal untuk tujuan penentuan audio atau video coder/decoder yang digunakan dan memungkinkan menangani media stream. Pada sistem jaringan VoIP ini pengguna dapat melakukan pembicaraan atau menelpon dengan orang lain hanya dengan menambahkan peralatan multimedia pad PC maupun notebook yang dilengkapi dengan modem. Selain itu pada PC maupun notebook perlu adanya software tambahan lagi untuk bisa
43 melakukan percakapan dan juga perangkat-perangkat mutimedia seperti sound card, speaker, microphone, IP telephony software, modem yang ama di kedua sisi dan koneksi ke jaringan IP. Untuk memulai suatu panggilan keduanya harus terhubung ke jaringan terlebih dahulu.
BAB III PEMBAHASAN DAN PRINSIP KERJA
Wireless LAN memiliki kemampuan menyalurkan data dengan kecepatan hingga 11 Mbps termasuk menyalurkan layanan multimedia dan video. Disamping itu, wireless LAN juga menyediakan layanan packet voice yang disebut juga teknologi Voice Over Internet Protocol (VoIP).
3.1 Prinsip Kerja Teknologi VoIP Wireless LAN Implementasi VoIP via Wireless LAN terdiri atas dua bagian pokok, yaitu jaringan wireless LAN dan jaringan VoIP. Jaringan ini bisa menggunakan standar H.323 yang merupakan rekomendasi ITU. Kedua bagian yakni teknologi VoIP dan wireless merupakan rekomendasi ITU. Kedua bagian yakni teknologi VoIP dan wireless LAN dihubungkan dengan antarmuka atau interface data yang dapat membentuk hubungan dengan jaringan IP (IP network). Antarmuka ini dapat berupa VoIP card dan Ethernet yang dihubungkan dengan kabel UTP, sehingga jaringan WLAN dan jaringan VoIP dapat saling berhubungan dengan jaringan IP. Jaringan IP inilah yang akan mencakup beberapa segment alamat IP dalam suatu perkantoran maupun gedung yang difungsikan sebagai hotspot. Hotspot adalah area dimana dapat melakukan akses internet tanpa terhubung dengan kabel atau tanpa menggunakan perangkat radio wireless, cukup menggunakan PCMCIA card dan laptop, dapat terhubung ke internet tanpa perlu penyetelan apapun di laptop. Gambar 3.1 merupakan jaringan wireless LAN yang dihubungkan atau
44
45 dikonfigurasikan dengan jaringan IP. Pada konfigurasi ini terdiri atas beberapa komponen atau bagian yang terdiri dari notebook/PC, AP, HUB, APC dan router sehingga bagian ini merupakan jaringan wireless LAN biasa.
Jaringan IP
PC AP Notebook Notebook
Gambar 3.1 Integrasi WLAN dengan jaringan IP
Peralatan yang utama adalah PC atau notebook yang dilengkapi dengan software dan hardware multimedia yang digunakan untuk fungsi komunikasi. Software yang digunakan ialah software network untuk koneksi ke jaringan, sedangkan untuk hardware adalah card PC atau PCMCIA dan modem. Access point merupakan transceiver yang terhubung pada jaringan kabel pada suatu lokasi yang tetap, sehingga acces point akan mengirimkan dan menerima data, serta sebagai buffer data antara wireless LAN dengan wired LAN. Satu access point dapat melayani sejumlah user atau pemakai untuk jarak sampai 100 meter dari access point. Untuk beberapa access point yang jumlahnya cukup banyak maka digunakan HUB. HUB ini tentu saja yang digunakan pada jaringan wireless LAN. Kemudian HUB dihubungkan ke access point controller (APC) sebagai pengendali beberapa AP yang ada dilokasi hotspot dengan manajemen jaringan.
46 Agar dapat terhubung dengan jaringan IP, APC dihubungkan dengan router. Router ini akan melakukan perutean data terkompresi yang dikirimkan. Masing- masing bagian yang berkomunikasi melalui konfigurasi ini memerlukan sebuah PC atau notebook yang dilengkapi dengan peralatan multimedia seperti sound card, speaker, microphone, IP telephony software, VoIP card, modem di kedua sisi dan koneksi ke jaringan IP. Untuk memulai suatu panggilan, keduanya harus terhubung ke jaringan terlebih dahulu. Tugas utama dari IP telephony software adalah mengubah sinyal suara menjadi bentuk paket, melakukan kompresi dan dekompresi. Untuk konfigurasi yang melibatkan perangkat telepon, seperti PC ke phone dan phone ke phone, dibutuhkan perangkat IP telephony gateway yang akan melakukan penyesuaian format data suara yang digunakan pada plain old telephone service (POTS) dan VoIP. Pemanfaatan teknologi wireless LAN (WLAN IEEE 802.11b) ini mampu memberikan kecepatan akses yang tinggi hingga 11 Mbps pada jangkauan hingga 100 meter dari access point tergantung struktur bangunan atau penghalang yang ada di antara access point dengan terminal pengguna.
3.2 Format paket VoIP Tiap paket VoIP terdiri atas dua bagian, yakni kepala (header) dan payload (beban). Header terdiri atas IP header, real time transport protocol (RTP), user datagram protocol (UDP) header dan datalink header. IP header bertugas menyimpan informasi perutean (routing) untuk mengirimkan paket-paket ke tujuan. Pada tiap header IP disertakan tipe layanan atau type of service (ToS) yang
47 memungkinkan paket tertentu seperti paket suara diperlakukan berbeda dengan paket yang non real time. Header UDP memiliki ciri tertentu yang menjamin paket akan mencapai tujuan sehingga UDP cocok digunakan pada aplikasi voice real time yang sangat peka terhadap delay dan latency. Header RTP adalah header yang dapat dimanfaatkan untuk melakukan framing dan segmentasi data real time. Seperti UDP, RTP juga tidak mendukung reliabilitas paket untuk sampai tujuan.
Link header
X bytes
IP header
UDP header
RTP header
Voice payload
20 bytes
8 bytes
12 bytes
x bytes
Gambar 3.2 Format paket VoIP
RTP (Real Time Protocol) menggunakan protocol kendali yang disebut RTCP (Real Time Transport Protocol) yang mengendalikan QoS dan sinkronisasi media stream yang berbeda.
3.3 Frekuensi WLAN WLAN menggunakan pita ISM ( Industrial Scientific and Medical) yang terdiri dari tiga pita: 900 MHz, 2.4 GHz dan 5 GHz. Secara rinci frekuensi yang digunakan beserta karakteristik frekuensi tersebut dapat ditunjukkan pada tabel 3.1 dibawah ini:
48 Tabel 3.1 Pita ISM Frekuensi Spesifikasi Frekuensi Bandwidth Jangkauan Transmisi Pemakaian Delay Sumber Interferensi
915 MHz
2.4 GHz
5.8 GHz
902 ~ 928 MHz 25 MHz
2400 ~ 2483.5 MHz 83.5 MHz
5725 ~ 5850 MHz 125 MHz
Paling Jauh Sangat Ramai Besar Banyak
Sedang
Pendek
Sepi Sedang Sedang
Sangat Sepi Kecil Sedikit
Khusus pada pita 2.4 GHz, alokasi spektrumnya berbeda antar negara di dunia. Tabel 3.2 dibawah ini memperlihatkan frekuensi yang dimaksud
Tabel 3.2 Spektrum WLAN pada pita 2,4 GHz Daerah Amerika Eropa Jepang Perancis Spanyol
Alokasi Spektrum 2,4000 ~ 2,4835 GHz 2,4000 ~ 2,4835 GHz 2,471 ~ 2,497 GHz 2,4465 ~ 2,4835 GHz 2,445 ~ 2,475 GHz
Namun demikian, biasanya access point WLAN mampu menyediakan kelima standar frekuensi di atas, tinggal administrator melakukan pemilihan frekuensi yang akan digunakan. Pada standar WLAN 802.11 terdapat empat standar yang relevan, ketiga diantaranya bekerja pada 2,4 GHz ISM dan yang satu bekerja pada 5 GHz UNII (Unlicensed National Information Infrastructure). Ketiga standar yang bekerja pada ISM digunakan di Eropa, Amerika dan Jepang karena menyediakan bandwidth yang lebih besar yakni 802.11 (2Mb/s), 802.11b (11Mb/s) dab 802.11g (54 Mb/s). Dan yang terakhir adalah 802.11a yang bekerja pada 5 GHz dan menyediakan bandwidth 54 Mb/s.
49 3.4 Arsitektur IEEE 802.11 3.4.1
Struktur Jaringan IEEE 802.11
Standar 802.11 mendukung dua topologi sebagai berikut: a. Jaringan independen basic service set b. Jaringan extended service set (ESS) Pada jaringan IBSS, sebuah BSS adalah BSS stand alone yang tidak mempunyai infrastruktur tulang punggung dan terdiri dari 2 stasiun nirkabel. Tipe jaringan ini sering disebut juga sebagai jaringan ad hoc karena tersusun dengan cepat tanpa banyak perencanaan. Jaringan ini hanya memerlukan jangkauan yang lebih kecil seperti didalam rumah, rumah sakit dan lain- lain. Jaringan ad hoc berguna untuk aplikasi seperti file sharing dalam skenario ruang konfrensi. Dalam jaringan ini, suatu stasiun hanya dapat mengirim bingkai (frame) melalui titik akses atau langsung ke stasiun lain. Tidak ada stasuin yang dipakai sebagai relay bagi titik akses tanpa menggunakan mekanisme diluar yang didefinisikan dalam standar. Pada jaringan ESS, untuk keperluan yang lebih luas dan lebih komplek, standar IEEE 802.11 menetapkan sebuah LAN ESS. Stndard
802.11
mendifinisikan sistem distribusi sebagai elemen yang menghubungkan BSS-BSS dalam ESS melalui titik akses. Sistem distribusi mendukung tipe mobilitas dengan penyediaan layanan logika untuk menangani pemetaan alamat ke tujuan dan berfungsi menghubungkan ke banyak BSS. Titik akses merupakan stasiun yang dapat diberi alamat dan berfungsi menyediakan antarmuka antara sistem distribusi
50 dengan stasiun yang ditempatkan dalam berbagi BSS. Dalam jaringan ini dikenal 3 tipe mobilitas: •
Tak ada trans isi, tipe ini menunjukkan stasiun tidak berpindah maupun berpindah tapi masih dalam lokal BSS
•
Transisi BSS, tipe ini menunjukkan stasiun berpindah dari satu BSS ke BSS yang lain dalam satu ESS yang sama
•
Transisi ESS, menunjukkan stasiun berpindah dari satu BSS ke BSS yang lain dalam ESS yang berbeda. Sistem jaringan ini ditunjukkan pada gambar 3.3 berikut ini.
Gambar 3.3 Jaringan ESS
3.4.2
Lapisan IEEE 802.11
Pada IEEE 802.11 stuktur lapisan protokolnya terdiri dari lapisan kontrol akses media (Medium Access Control, MAC) dan lapisan fisis (Phisycal Layer, PHY).
51 MAC ditanamkan pada interface suatu perangkat jaringan.MAC dengan format 12 heksadesimal.
Gambar 3.4 Media Acces Control (MAC)
Pada standar ini sebuah lapisan MAC dapat mempengaruhi tiga jenis lapisan yang merupakan bagian dari lapisan PHY dimana semuanya bekerja pada kecepatan 1 sampai 2 Mbit/s.Ketiga lapisan yang ada pada lapisan PHY adalah: 1. Frequency Hopping Spread Spectrum (FHSS) 2. Direct Sequency Spread Spectrum (DSSS) 3. Infra Red
Tabel 3.3 PHY pada masing-masing standar 802.11
52
Piranti WLAN DSSS mampu beroperasi pada pesat data yang relatif tinggi, mampu mendukung aplikasi yang memerlukan lebar bidang dan jangkauan yang lebih dalam sebuah sel tunggal. Akan tetapi, produk DSSS lebih mahal dari teknologi tanpa kabel yang lain.
. Gambar 3.5 Layer IEEE 802.11 Medium Access Control berfungsi untuk berhubungan dengan protokol yang ada di layer atasnya, antara lain layer framentasi (fragmentation), Paket pengiriman kembali (Packet Retransmission) dan Acknowlegde. Pada MAC ada dua metode access yang berbeda yaitu: a. Fungsi Koordinasi Distribusi (Distributed Coordination Function, (DCF) b. Fungsi Koordinasi Pokok (Point Coordination Function, PCF) Pada metode PCF disebut juga dengan mekanisme terpusat, dimana satu sentral mengkoordinasi beberapa panggilan dari stasiun yang lain dan mengijinkan pengguna jaringan untuk menggunakan jaringan yang dalam kondisi kosong (free) . Sedangkan metode akses DCF didasarkan pada CSMA/CA (Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidence). Dengan metode CSMA/CA akan
53 dilakukan penentuan waktu pengiriman data yang tepat apabila suatu media sudah terpakai, hal ini perlu melakukan suatu deteksi sinyal pembawa agar tidak terjadi tabrakan/ collision ketika data dikirimkan Prinsip kerja dari 802.11 DCF digambarkan pada gambar 3.5 dibawah ini.
Gambar 3.6 Prinsip kerja dari 802.11 DCF
Ketika pengirim akan melakukan transmisi maka terlebih dahulu akan melakukan pemantauan kondisi jaringan apakah kondisi jaringan dalam keaadaan penuh/sibuk (busy) atau dalam keadaan kosong (idle), apabila jaringan dalam kondisi sibuk maka proses transmisi akan ditunda sampai menunggu jaringan dalam kondisi kosong (idle). Ketika pengirin akan melakukan proses pengiriman data (transmission) maka akan terjadi proses jarak pengiriman dalam frame (Distributed Inter Frame Space, DIFS). Setelah pengirim selesai mengirimkan paket data maka akan ada jarak pengiriman antar paket tersebut yang dikatakan
54 dengan jarak frame pendek (Short Inter Frame Space, SIFS) dan pengirim akan menunggu sinyal dari penerima yang menyatakan bahwa paket data yang diterima adalah benar, sinyal yang dikirimkan oleh penerima ini disebut sinyal pemberitahuan (Acknowledge, ACK) baru setelah pengirim menerima sinyal acknowledge maka baru pengirim akan melakukan proses pengiriman berikutnya dan apabila pengirim tidak menerima sinyal acknowledge maka pengirim menganggap bahwa telah terjadi kesalahan atau tabrakan (collission) data pada saat proses pengiriman maka pengirim akan melakukan proses pengiriman ulang (retransmission) prinsip kerja ini berlaku untuk proses pengiriman dengan prosedur unicast packet, sedangkan untuk model paket multicast dalam proses pengiriman data pengirim tidak akan menunggu ACK dari penerima karena pada sistem pengiriman model multicast penerima tidak akan mengirimkan sinyal ACK apabila sudah menerima paket data. Berikut ini contoh proses dari CSMA/CA.
Gambar 3.7 CSMA/CA
55 Pada jaringan yang dapat melakukan akses secara bersamaan simultan. Maka bila Host A mengirimkan data ke Host D, maka Host B dan C akan melakukan deteksi jalur, dan apabila jalur sedang dipakai maka Host B dan C akan menunggu terlebih dahulu. Hal ini dapat mencegah terjadinya collision. Ilustrasi seperti pada Gambar 3.7
Gambar 3.8 Collision Tabel 3.4 Nilai parameter 802.11b DCF
56 3.5 Kualitas Layanan VoIP WLAN QoS (Quality of Service) adalah kemampuan suatu jaringan untuk menyediakan layanan yang lebih baik pada trafik data tertentu pada berbagai jenis platform teknologi. QoS tidak diperoleh langsung dari infrastruktur yang ada, melainkan diperoleh dengan mengimplementasikannya pada jaringan yang bersangkutan. VoIP adalah aplikasi real time, sehingga tidak dapat mentolerir tunda (dalam batasan tertentu) dan hilangnya paket (packet loss). Tunda internet sangat besar bahkan melebihi tunda yang terjadi pada cellular. Quality of service dari jaringan VoIP WLAN akan turun jika: 1. Jaringa n tidak mempunyai policy pengaturan trafic yang jelas 2. Bandwidth jaringan tidak memenuhi standar minimal aplikasi 3. Tidak terdapat urutan prioritas paket data pada jaringan. Beberapa parameter yang menyatakan QoS untuk IP telephony antara lain latency, delay, jitter, packet loss, dan sequency error pada jaringan.
3.5.1
Latency Latency adalah waktu yang dibutuhkan oleh suatu perangkat dari meminta
hak akses ke jaringan sampai mendapatkan hak akses tersebut. Ada dua jenis latency, yaitu real dan induced. Real latency berhubungan dengan fisikal jaringan dan karakteristik penyambungan media pengangkutnya, seperti pensinyalan elektriknya dan clock speed. Juga berhubungan dengan RTT (Round Trip Time) selama ditransmisikan dari sumber ke tujuan melalui perubahan kecepatan transmisi. Induced latency adalah tunda yang terjadi akibat tunda antrian pada
57 peralatan jaringan (misalnya ethernet card router), tunda proses pada sistem akhir dan kongesti lain jaringan antara sumber dan tujuan. Pada jaringan yang cukup besar, tunda antrian tidak dapat dapat ditangai secara baik(misalnya penggunaan metode antrian yang berbeda pada tiap router). Ada satu lagi latency yang tidak terlalu signifikan namun dapat berpengaruh pada perspektif pengguna yaitu remembered latency. Latency ini adalah latency yang terjadi akibat daya ingat manusia. Manusia dapat menyerap begitu banyak informasi dan cenderung sensitif pada tunda saat pengiriman dan penyampaian informasi. Misalnya, seseorang yang menggunakan layanan jaringan akan cenderung mengingat jumlah proses kegagalan yang sedikit dalam penggunaan layanan dibanding mengingat jumlah keberhasilan pengguna layanan tersebut.
3.5.2
Waktu Tunda Pertimbangan disain dalam implementasi transmisi suara adalah waktu
tunda satu arah atau waktu tunda akhir. Waktu tunda merupakan parameter yang paling menentukan dalam QoS. Ada beberapa penyebab terjadinya waktu tunda, antara lain: kongesti, kekurangan pada metode traffic shaping, penggunaan paketpaket data yang besar pada jaringan berkecepatan rendah, adanya paket-paket data dengan ukuran-ukuran yang berbeda, perubahan kecepatan antar jaringan WAN dan pemadatan bandwidth secara tiba-tiba. Waktu tunda maksimum yang dapat ditolerir pada transmisi sinyal suara sesuai dengan standar ITU G.114 yang merekomendasikan bahwa waktu tunda kumulatif harus lebih kecil atau sama dengan 150 ms. Tunda kumulatif ini terdiri atas dua jenis, yaitu:
58 1. Fixed delay, terbagi atas o Tunda propagasi yaitu ditentukan oleh karakter jarak antara sumber dan tujuan, serta media transmisi yang dugunakan untuk pengiriman sinyal suara. o Proses tunda yang disebabkan oleh coding, kompresi dan dekoding yang ditentukan oleh algoritma standar codec. o Tunda paketisasi disebabkan pemrosesan data sampel suara digital yang dibawa untuk ditempatkan pada payload sampai paket terisi penuh. o Variabel tunda, ini disebabkan oleh waktu tunggu paket yang dilayani pada sebuah trunk, delay jitter buffer, digunakan disisi penerima untuk melicinkan (smooth out) delay variabel untuk memungkinkan decoding dan kompresi. 2. Jitter Jitter disebabkan oleh bervariasinya waktu peneriman paket data dari pengirim ke penerima. Jitter tidak mungkin dihilangkan sebab metode antrian yang paling baik tetap saja tidak dapat menangani seemua kasus antrian. Jitter dapat mempengaruhi kualitas suara yang dikirim sebab kedatangan.
3.5.3
Packet Loss Packet loss pada jaringan untukIP telefoni sangat besar pengaruhnya. Bila
terjadi packet loss dalam jumlah tertentu akan menyebabkan terjadi interkoneksi TCP lambat (terlalu banyak pengulangan proses handshake). Biasanya packet
59 loss sebesar 10% tidak bisa ditolerir. Pendekatan yang dapat digunakan adalah dengan pembagian bandwidth.
3.5.4
Sequency Error Kongesti jaringan packet switch dapat mengakibatkan paket mengambil
rute yang berbeda untuk mencapau tujuan yang sama. Ak ibatnya, paket sampai dengan urutan yang berbeda. Untuk penilaian subyektif kualitas layanan VoIP adalah MOS (Mean Opinion Score), dengan nilai- nilai subyektifnya diambil berdasarkan kepuasan pendengar dan pembicara saat mengadakan hubungan VoIP dengan medai WLAN.
3.6 Skema VoIP Multiplex-Multicast Seperti telah diketahui bahwa lapisan transport yang digunakan dalam VoIP adalah User Datagram Protocol (UDP) yang memiliki ciri tertentu yaitu menjamin paket akan mencapai tujuan karena aplikasi data yang bersifat real time yang sangat peka terhadap delay dan latency dan pada lapisan ini akan melakukan multiplexing terhadap data yang datang, mengurutkan data yang datang apabila datangnya tidak berurutan. Suatu paket yang melewati suatu jaringan maka ketika melewati lapisan satu ke lapisan yang lainnya maka jumlah byte paket akan semakin bertambah besar sebagai fungsi dari pengalamatan dengan bertambah besar paket yang harus dikirimkan maka akan berpengaruh terhadap jaringan seperti berpengaruh terhadap bandwidth, congesti serta hilangnya paket (packet loss). Untuk memperkecil dari dampak-dampak tersebut maka akan digunakan
60 metode Multiplex-Multicast ( M-M sceme) pada aliran paket data VoIP. Pada gambar 3.11 dibawah ini menunjukkan aliran paket data VoIP pada skema biasa (unicast) dan dengan skema multiplex-multicast.
Gambar 3.9 (a) Aliran paket VoIP unicast. (b) Aliran paket VoIP Multiplexing-Multicast
Pada gambar 3.9(a) diatas terdapat dua access point (AP) sebagai interface dan interface yang digunakan untuk komunikasi dengan stasiun tanpa kabel adalah 802.11 dan Ethernet sebagai interface yang dihubungkan ke voice gateway. Dua gateway digunakan pada 2 jaringan basic service set (BSS) yang berbeda dimana
61 kedua gateway tersebut dihubungkan dengan internet. Standar yang digunakan pada voice gateway adalah standar H.323 yang digunakan untuk pengalamatan, call routing untuk pensinyalan dan untuk control addmission dalam jaringan, jadi sebelum paket suara dilewatkan melalui media tanpa kabel (WLAN) semua persyaratan tersebut harus terpenuhi terlebih dahulu. Sedangkan pada gambar 3.9 (b) diatas, percakapan yang berupa sinyal analog akan mengalami pengkodean dan kompresi guna memperkecil jumlah paket data yang dikirimkan ke jaringan dan pada user akan terjadi proses demultiplexer. Pada VoIP gateway, dibagian terminal, terdapat audio codec melakukan proses framing (pembentukan frame datagram IP yang dikompresi) dari sinyal suara terdigitasi dan juga melakukan rekonstruksi pada sisi receiver. Frame - frame yang merupakan paket – paket informasi ini lalu di transmisikan melalui jaringan IP dengan suatu standar komunikasi jaringan packet – based . Pada jaringan basic service set (BSS) terdapat dua aliran data VoIP yaitu uplink dan downlink. Aliran data uplink adalah aliran data dari user (user ke access point) ke jaringan sedangkan aliran data downlink adalah aliran data dari jaringan menuju ke tujuan yaitu receiver (dari access point ke receiver).
3.7 Paket Multiplex –Multicast Tujuan utama menggunakan skema Multiplex-Multicast adalah untuk lebih menghemat jumlah paket data yang akan dikirimkan, yaitu dari beberapa aliran data downlink diubah menjadi satu aliran paket data. Setelah dilakukan proses multiplexing maka beberapa paket VoIP yang akan dikirimkan hanya cukup satu
62 format alamat header dari VoIP dan payload yang dibawa oleh beberapa paket data tadi digabung menjadi satu dengan cukup 1 alamat header (Internet Protocol/IP, User Datagram Protocol/UDP dan Medium Access Control/MAC). Sedangkan teknik multicast digunakan untuk mengirimkan paket data yang telah di-multiplexing atau telah mengalami kompresi jadi semua stasiun dapat menerima paket data yang telah ditransmisikan dalam bentuk tunggal. Teknik multicast ini digunakan untuk transmisi data dari access point kenuju ke receiver dengan menggunakan alamat IP header agar data tersebut sampai pada tujuan yang benar. Teknik multiplexing (MUX) dan demultiplexing (DEMUX) digambarkan pada gambar 3.12 Pada lalu lintas traffic paket VoIP akan terjadi proses multiplexing pada voice gateway dimana multiplexing menempatkan Real Time Protocol (RTP), User Datagram Protocol (UDP) dan Internet Protocol (IP) header dari beberapa paket suara di-compressed (ditekan) ke paket miniheader) kemudian paket yang telah di-multiplexing akan ditransmisikan ke AP melalui WLAN. Beban (payload) dari format paket data VoIP didahului oleh miniheader yang berfungsi sebagai pengalamatan. Paket data yang sudah sampai ke penerima telah menerima format paket data yang sama seperti sebelum paket tersebut di-multiplexing karena sebelum sampai ke stasiun tujuan format paket data tersebut akan terlebih dahulu di-demultiplexing. Untuk aliran data secara uplink proses pengiriman data akan dilakukan secara unicast dan untuk sampai ke tujuan yang berada pada BSS yang lain maka pada voice gateway akan dilakukan proses multiplexing. Dari gambar 4.1(b)dapat diketahui bahwa dengan metode ini dapat mengurangi jumlah paket
63 data yang akan dikirimkan dalam satu BSS dari 2n menjadi n + 1, dimana n adalah jumlah aliran VoIP. Proses multiplex dari paket data akan dikirimkan setiap T ms
Gambar 3.10 MUX/DEMUX Prosedur
3.8. Standar Kompresi Data Suara ITU-T (International Telecommunication Union – Telecommunication Sector) membuat beberapa standar untuk voice coding yang direkomendasikan untuk implementasi VoIP. Beberapa standar yang sering dikenal antara lain: 3.8.1 G.711 Sebelum mengetahui lebih jauh apa itu G.711 sebelumnya diberikan sedikit gambaran singkat fungsi dari kompresi. Sebuah kanal video yang baik tanpa di kompresi akan mengambil bandwidth sekitar 9Mbps. Sebuah kanal suara (audio) yang baik tanpa di kompresi akan mengambil bandwidth sekitar 64Kbps. Dengan
64 adanya teknik kompresi, kita dapat menghemat sebuah kanal video menjadi sekitar 30Kbps dan kanal suara menjadi 6Kbps (half-duplex), artinya sebuah saluran Internet yang tidak terlalu cepat sebetulnya dapat digunakan untuk menyalurkan video dan audio sekaligus. Tentunya untuk konferensi dua arah dibutuhkan double bandwidth, artinya minimal sekali kita harus menggunakan kanal 64Kbps ke Internet. Dengan begitu suara / audio akan memakan bandwidth jauh lebih sedikit di banding pengiriman gambar / video. G.711 adalah suatu standar Internasional untuk kompresi audio dengan menggunakan teknik Pulse Code Modulation (PCM) dalam pengiriman suara. Standar ini banyak digunakan oleh operator Telekomunikasi termasuk PT. Telkom sebagai penyedia jaringan telepon terbesar di Indonesia. PCM mengkonversikan sinyal analog ke bentuk digital dengan melakukan sampling sinyal analog tersebut 8000 kali/detik 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 /detik dengan 8bit/sampel, menghasilkan 64.000 bit/detik . 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
65 datagram IP yang dikompresi) dari sinyal suara terdigitasi (hasil PCM G.711) dan juga melakukan rekonstruksi pada sisi receiver. Frame - frame yang merupakan paket – paket informasi ini lalu di transmisikan melalui jaringan IP dengan suatu standar komunikasi jaringan packet – based . Standar G.711 merupakan teknik kompresi yang tidak effisien, karena akan memakan bandwidth 64Kbps untuk kanal pembicaraan. Agar bandwidtrh yang digunakan tidak besar dan tidak mengesampingkan kualitas
suara,
maka
solusi
yang
digunakan
untuk
pengkompresi digunakan standar G.723.1.
3.8.2 G.723.1 Pengkode
sinyal
suara
G.723.1
adalah
jenis
pengkode
suara
yang
direkomendasikan untuk terminal multimedia dengan bit rate rendah. G.723.1 memiliki dual rate speech coder yang dapat di-switch pada batas 5.3 kbit/s dan 6.3 kbit/s. Dengan memiliki dual rate speech coder ini maka G.723.1memiliki fleksibilitas dalam beradaptasi terhadap informasi yang dikandung oleh sinyal suara.G.723.1 dilengkapi dengan fasilitas untuk memperbagus sinyal suara hasil sintesis. Pada bagian encoder G.723.1 dilengkapi dengan formant perceptual weighting filter dan harmonic noise shaping filter sementara di bagian decodernya G.723.1 memiliki pitch postfilter dan formant postfilter sehingga sinyal suara hasil rekonstruksi menjadi sangat mirip dengan aslinya. Sinyal eksitasi untuk bit rate rendah dikodekan dengan Algebraic Code Excited Linier Prediction (ACELP) sedangkan untuk rate tinggi dikodekan dengan menggunakan Multipulse Maximum Likelihood Quantization (MP-MLQ). Rate yang lebih tinggi
66 menghasilkan kualitas yang lebih baik. Masukan bagi G.723.1adalah sinyal suara digital yang di-sampling dengan frekuensi sampling 8.000 Hz dan dikuantisasi dengan PCM 16 bit. Delay algoritmik dari G.723.1 adalah 37.5 msec (panjang frame ditambah lookahead), delay pemrosesannya sangat ditentukan oleh prosesor yang mengerjakan perhitunganperhitunganpada algoritma G.723.1. Dengan menggunakan DSP priosesor maka delay pemrosesan dapat diperkecil. Selain itu kompresi data suara yang direkomendasikan ITU adalah G.726, merupakan teknik pengkodean suara ADPCM dengan hasil pengkodean pada 40, 32, 24, dan 16 kbps. Biasanya juga digunakan pada pengiriman paket data pada telepon publik maupun peralatan PBX yang mendukung ADPCM. G.728, merupakan teknik pengkodean suara CELP dengan hasil pengkodean 16 kbps. G.729 merupakan pengkodean suara jenis CELP dengan hasil kompresi pada 8kbps.
BAB IV KAPASITAS VoIP PADA MEDIA TRANSMISI WLAN
VoIP adalah aplikasi real time, sehingga tidak dapat men-tolerir waktu tunda dan hilangnya paket (packet loss). Packet loss (kehilangan paket data pada proses transmisi) merupakan masalah yang berhubungan dengan kebutuhan bandwidth, namun lebih dipengaruhi oleh stabilitas rute yang dilewati data pada jaringan, metode antrian yang efisien, pengaturan pada router, dan penggunaan kontrol terhadap congesti (kelebihan beban data) pada jaringan. Packet loss (hilangnya paket) terjadi ketika terdapat penumpukan data pada jalur yang dilewati dan menyebabkan terjadinya overflow buffer pada router. Selain packet loss permasalah yang ada pada VoIP adalah adanya waktu tunda dimana waktu tunda internet sangat besar bahkan melebihi waktu tunda yang terjadi pada seluler. Untuk mengurangi waktu tunda ini ada beberapa cara yang bisa ditempuh, diantaranya adalah dengan meningkatkan efisiensi bandwidth dengan header compression, dan menggunakan metode Multiplex-Multicast pada aliran trafik VoIP
4.1 Perhitungan Besar Datagram IP Disamping jumlah aliran paket VoIP yang disederhanakan, untuk lebih meningkatkan efisiensi penggunaan bandwidth maka juga dilakukan teknik kompresi pada packet header selama proses pengkodean. Berikut ini adalah tabel perbandingan beberapa teknik kompresi standar ITU-T.
67
68 Tabel 4.1 Perbandingan Teknik-teknik Kompresi Standar ITU-T
Untuk menghitung kebutuhan bandwidth minimum transmisi paket-paket data VoIP pada jaringan packet switch seperti jaringan IP pada perhitungan kali ini digunakan teknik kompresi G.723.1 Dua mode bit rate G.723.1 adalah 6,3 Kbps dan 5,3 Kbps. Bit rate tersebut adalah angka keluaran dari coder dan belum termasuk overhead transpor seperti header RTP/UDP/IP sebesar 40 byte. Durasi sampling G.723.1 adalah 30 ms . Berdasarkan referensi, bit rate keluaran G.723.1 dapat dihitung sebagai berikut : Ø Pada bit rate 5.3 Kbps dengan durasi sampling 30ms •
besar payload data
= 5300 bps x 0.03 s = 159 bit = 159 / 8 = 19.875 byte ˜ 20 byte
Dengan adanya penambahan header IP, UDP, RTP dan MAC sebesar 74 bytes maka total payload/bebannya adalah 94 bytes. Jadi besar bandwidth yang dibutuhkan adalah = 94 x 50 x 8
* IEEE Transaction on Vehicular Technology, Vol 54 No. 1 January 2005
69 = 37,6 Kbps
Ø Pada bit rate 6.3 Kbps dengan durasi sampling 30ms •
besar payload data
= 6300 bps x 0.03 s = 189 bit = 189 / 8 = 23.625 byte ˜ 24 byte
Dengan adanya penambahan header IP, UDP, RTP dan MAC sebesar 74 bytes maka total payload/bebannya adalah 98 bytes. Jadi besar bandwidth yang dibutuhkan adalah = 98 x 50 x 8 = 39.2 Kbps Dibandingkan dengan menggunakan teknik kompresi G.711 Ø Pada bit rate 64 Kbps dengan durasi sampling 20ms •
besar payload data
= 64000 bps x 0.02 s = 1280 bit = 1280 / 8 = 160 byte
Dengan adanya penambahan header IP, UDP, RTP dan MAC sebesar 74 bytes maka total payload/bebannya adalah 234 bytes. Jadi besar bandwidth yang dibutuhkan adalah = 234 x 50 x 8 = 93,6 Kbps Dari perbandingan pada kedua teknik kompresi yang digunakan diketahui bahwa dengan menggunakan teknik kompresi G.723 bandwidth yang dibutuhkan untuk
* IEEE Transaction on Vehicular Technology, Vol 54 No. 1 January 2005
70 mengirimkan paket data jauh lebih kecil bila dibandingkan dengan menggunakan teknik kompresi G.711.
4.2 Analisa Kapasitas VoIP Seperti telah diketahui sebelumnya bahwa kapasitas VoIP pada WLAN adalah sangat rendah dan juga performance VoIP sangat dipengaruhi oleh aliran data dari pengguna lain di internet seperti web, email. Standar WLAN yang paling populer digunakan adalah IEEE 802.11b
yang dapat mendukung transmisi
kecepatan data sampai 11 Mbps. Aliran data VoIP yang dipersyaratkan tidak boleh melebihi dari 10kb/s. Idealnya jumlah transmisi data ya ng bisa ditransmisikan secara bersama-sama yang didukung oleh standar WLAN IEEE 802.11 adalah 11 Mbps/10Kps = 1100, jadi untuk transmisi data secara uplink dan downlink ada 550 jumlah transmisi data yang dapat ditangani. Tetapi aktualnya jumlah tersebut terlalu besar atau hanya sedikit transmisi data yang dapat ditangani oleh VoIP dengan media transmisi WLAN IEEE 802.11, hal ini disebabkan karena adanya penambahan paket header pada tiap lapisan (layer) yang ada pada jaringan, yaitu penambahan header pada lapisan Internet Protokol (Iinternet Protocol/ IP) sebanyak 20 bytes, header pada lapisan User Datagram Protocol ( UDP) sebanyak 8 bytes dan header pada Real Time Protocol (RTP) sebanyak 12 bytes. Sehingga total penambahan paket yang dikirimkan sebelum ditransmisikan
adalah
sebanyak
40
bytes.
ITU-T
(International
Telecommunication Union – Telecommunication Sector) membuat beberapa standar untuk voice coding yang direkomendasikan untuk implementasi VoIP yang
berfungsi
untuk
melakukan
kompresi
terhadap
data
yang akan
ditransmisikan karena sebuah kanal video yang baik tanpa di kompresi akan mengambil bandwidth sekitar 9Mbps. Sebuah kanal suara (audio) yang baik tanpa di kompresi akan mengambil bandwidth sekitar 64Kbps. Dengan adanya teknik kompresi, kita dapat menghemat sebuah kanal video menjadi sekitar 30Kbps dan kanal suara menjadi 6Kbps (half-duplex), artinya sebuah saluran Internet yang tidak terlalu cepat sebetulnya dapat digunakan untuk menyalurkan video dan
* IEEE Transaction on Vehicular Technology, Vol 54 No. 1 January 2005
71 audio sekaligus. Tentunya untuk kebutuhan konferensi dua arah dibutuhkan double bandwidth, artinya minimal sekali kita harus menggunakan kanal 64Kbps ke Internet. Dengan begitu suara / audio akan memakan bandwidth jauh lebih sedikit di banding pengiriman gambar / video. Tabel 4.2 dibawah ini menunjukkan teknik coder-decoder yang digunakan dalam beberapa standar.
Tabel 4.2 Coder-Decoder Pada Berbagai Standar
4.2.1 Analisa Kapasitas VoIP Pada WLAN IEEE 802.1b Pada pembahasan ini akan diperhitungkan besar paket yang akan ditransmisikan dengan adanya penambahan beberapa paket header dari IP, RTP dan UDP. Dimisalkan n adalah jumlah maksimum paket yang bisa ditangani. Waktu transmisi untuk aliran paket downlink dan uplink berturut-turut dimisalkan Tdown dan Tup . Waktu rata-rata untuk transmisi dua paket secara berurutan pada WLAN dimisalkan Tavg, dan total paket yang ditransmisikan oleh access point (AP) ke stasuin tujuan atau end user dimisalkan dengan notasi 1/T avg.
1/Tavg = jumlah aliran data x jumlah paket ......................................( 4.1) *
i.
Kapasitas VoIP biasa (Unicast) pada WLAN IEEE 802.11b Untuk paket VoIP, header overhead OH hdr terdiri dari header RTP, UDP, IP dan lapisan MAC pada 802.11, yaitu;
* IEEE Transaction on Vehicular Technology, Vol 54 No. 1 January 2005
72
OHhdr = HRTP + HUDP + HIP + HMAC ....................................................... (4.2) *
Dari nilai- nilai yang ada pada tabel 3.3 nilai parameter 802.11b yaitu HRTP = 12 bytes, HUDP = 8 bytes, HIP = 20 bytes dan HMAC = 34 bytes serta disini standar kompresi yang digunakan adalah G.723.1 dengan besar payload 24bytes, maka OHhdr dapat dihitung ;
OHhdr = 20 bytes + 8 bytes + 12 bytes + 34 bytes = 74 bytes
Disamping lapisan MAC overhead yang dilibatkan dalam transmisi paket data ini adalah OHsender, yaitu;
OHsender = DIFS + averageCW + PHY .............................................(4.3) *
Dengan nilai DIFS 50 µs, rata-rata CW 310 µs dan nilai PHY 192 µs Dimana averageCW dapat dihitung
averageCW = slotTime x (CWmin -1)/2 ............................................(4.4) *
dimana nilai slot time 20 µs dan Cwmin 32, jadi averageCW
= 20 x (32-1)/2 = 310 µs
Jadi untuk perhitungan OHsender adalah OHsender = 50 µs + 310 µs + 192 µs = 552 µs = 55.2 x 10 −5 s
* IEEE Transaction on Vehicular Technology, Vol 54 No. 1 January 2005
73
Paket yang ditransmisikan secara unicast maka overhead yang dilibatkan pada sisi penerima adalah
OHreceiver = SIFK + ACK ................................................................. (4.5) *
Dari tabel didapat nilai SIFK 10 µs dan nilak ACK 248 µs, maka OHreceiver = 10 µs + 248 µs = 258 µs = 24.8 x10 −5 s
Dari nilai- nilai perhitungan dari OHhdr, OHsender dan OHreceiver maka dapat dihitung besarnya waktu transmisi secara downlink ( Tdown ) dan uplink (Tup ), dimana dengan asumsi menggunakan teknik kompresi G.231.1 dengan besar bebab (payload) adalah 24 bytes dan besarnya kecepatan transmisi pada 802.11 adalah 11Mbps,jadi:
Tdown = Tup = (Payload + OHhdr) x 8/dataRate + OHsender + OHreceiver..................................................................................... ..... (4.6) * Tdown = Tup = (24byte +74 byte) x 8/11.10 6 + 55.2 x 10 −5 + 25.8 x10 −5 = 88.127 x 10 −5 s
Untuk VoIP dengan menggunakan teknik transmisi secara unicast maka akan terdapat aliran paket data secara uplink dan downlink, jadi besarnya waktu rata-rata dari transmisi paket data tersebut adalah;
Tavg = (Tdown + Tup )/2 .......................................................................(4.7) * = 88.127 x 10 −5 s
* IEEE Transaction on Vehicular Technology, Vol 54 No. 1 January 2005
74 Besarnya paket yang ditransmisikan pada teknik kompresi G.723.1 adalah sebesar 33. Dengan diketahuinya nilai- nilai yang dibutuhkan maka dengan persamaan (4.1) dapat dihitung besarnya aliran VoIP yang bisa ditangani dengan menggunkan teknik kompresi G.723.1, ya itu;
1/Tavg =2n x Np .................................................................................(4.8) * 1/88.127 x 10 −5 = 2n x 33 n = 17.2
Dari perhitungan diatas maka dapat diketahui bahwa besarnya aliran data VoIP yang bisa ditangani dengan menggunakan teknik kompresi G.723.1 adalah sebanyak 17 aliran data VoIP. Besar kecilnya aliran data VoIP yang bisa ditangani tergantung dari teknik kompresi yang digunakan, berikut ini pada tabel 4.3 ditunjukkan besarnya aliran data VoIP yang bisa ditangani dari berbagai teknik kompresi yang ada.
Tabel 4.3 Kapasitas VoIP dengan teknik Codec yang berbeda -beda
Codecs
ii.
Ordinary VoIP
GSM 6.10
11.2
G.711
10.2
G.723.1
17.2
G.726-32
10.8
G.729
11.4
Kapasitas VoIP pada WLAN 802.11 dengan Skema Multiplex-Muticast Pada VoIP dengan menggunakan teknik multiplex-multicast, transimisi paket suara VoIP secara downlink akan mengalami multiplexe pada voice gateway dimana pada voice gateway ini paket-paket suara yang terdiri dari IP, UDP, RTP dan payload akan dijadikan dalam satu aliran paket VoIP yaitu beberapa aliran paket VoIP hanya memiliki satu alamat header
* IEEE Transaction on Vehicular Technology, Vol 54 No. 1 January 2005
75 IPmulticast dan UDP dan payload dari beberapa paket VoIP tidak akan mengalami perubahan,dengan adanya teknik multiplexe ini maka akan lebih menghemat jumlah bytes paket yang akan ditransmisikan ke jaringan. Sedangkan untuk aliran paket VoIP secara uplink tidak akan mengalami teknik
multiplexed.
Jadi
pada
perhitungan
kapasitas
VoIP
dengan
menggunakan teknik multiplexed-multicast ini tidak akan melibatkan overhead reciever (OHreceiver)
Tdown = [(Payload + 2) x n + HUDP +HIP + HMAC] x 8/dataRate + OHsender............................................................................................(4.9) * Tdown = [(24 + 2) x n + 8 + 20 + 24] x 8/11Mbps + 55.2 x 10 −5 s = [(26n + 62) bytes x 8/11Mbps ] + 55.2 x 10 −5 s = 1.8909 x 10 −5 n + 4.509 x 10 −5 s + 55.2 x 10 −5 s = 1.8909 x 10 −5 n + 59.709 x 10 −5
Rata-rata transmisi paket secara downlink adalah jumlah total paket yang berhubungan dengan paket uplink yang mana waktu rata-rata yang digunakan untuk mentransmisikan paket adalah;
Tavg = ( Tdown + n x Tup ) / (n + 1) .............................................. (4.10) * Tavg = [(1.8909x10 −5 n + 59.709 x 10 −5 ) + 88.127 x 10 −5 n] / ( n + 1) = 9 x 10 −4 n + 59.709 x 10 −5 / (n + 1) Dan untuk besarnya waktu transmisi secara uplink sama seperti ( 4.6) dan untuk mencari besarnya jumlah aliran VoIP yang dapat ditangani dengan menggunakan teknik kompresi G.723.1 adalah;
1/Tavg = ( n + 1 ) x Np ................................................................... (4.11) *
* IEEE Transaction on Vehicular Technology, Vol 54 No. 1 January 2005
76 1/Tavg = ( n + 1) x 33 = 33n + 33
Dari kedua hasil perhitungan pada persamaan 4.10 dan 4.11 maka didapatkan nilai n, yaitu:
1/Tavg = 33n + 33 (n + 1)/9 x 10 −4 n + 59.709 x 10 −5 = 33n + 33 33 (9 x 10 −4 n + 59.709 x 10 −5 ) = 1 297x10 −4 n + 1970.397 x 10 −5 = 1 297x10 −4 n = 1-1970.397 x 10 −5 297x10 −4 n = 0.98 n = 33.01
Dari perhitungan didapatkan nilai besarnya jumlah aliran VoIP yang bisa ditangani dengan menggunkan teknik kompresi G.723.1 adalah sebesar 33.01.
Dengan perhitungan jumlah aliran VoIP yang dapat ditangani dengan menggunakan skema VoIP biasa (ordinary/ unicast) dan VoIP dengan menggunakan skema multiplexed-multicast dapat diketahui bahwa jumlah aliran VoIP yang dapat ditangani dengan menggunakan teknik VoIP multiplexedmulticast jauh lebih besar jika dibandingkan dengan VoIP biasa (ordinary/ unicast ) tetapi besar kecilnya aliran VoIP yang dapat ditangani juga tergantung pada teknik kompresi yang digunakan, berikut ini tabel ringkasan dari perhitungan jumlah VoIP dengan berbagai teknik kompresi yang digunakan dan perbandingan jumlah aliran VoIP yang bisa ditangani apabila menggunakan teknik VoIP biasa (ordinary) dan VoIP dengan menggunakan skema multiplexed-multicast yang mana perhitungannya didasarkan dari tabel (3.3) mengenai parameter-parameter pada IEEE.802.11b dan tabel (4.2) mengenai coder-decoder yang digunakan pada berbagai teknik kompresi.
* IEEE Transaction on Vehicular Technology, Vol 54 No. 1 January 2005
77
Tabel 4.4 VoIP ordinary dan M-M
Ordinary VoIP
Multiplex-Multicast Scheme
Persentasi kenaikan
GSM 6.10
11.2
21.2
89.3%
G.711
10.2
17.7
73.5%
G.723.1
17.2
33.01
91.9%
G.726-32
10.8
19.8
83.3%
G.729
11.4
21.7
90.3%
Codecs
Dengan menggunakan VoIP multiplexed-multicast dengan media wireless dapat meningkatkan kapasitas dari VoIP, yaitu teknik transmisi VoIP dengan multiplexed- multicast dapat meningkatkan kapasitas sampai kisaran 73.5 % sampai 91.9% dibandingkan dengan VoIP dengan menggunakan transmisi VoIP ordinary (unicast).
* IEEE Transaction on Vehicular Technology, Vol 54 No. 1 January 2005
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan Dari hasil uraian yang dibahas pada bab-bab sebelumnya, maka dapat disimpulkan sebagai berikut; 1. Dengan menggunakan teknik transmisi Multiplexed-Multicast pada VoIP WLAN dapat meningkatkan kapasitas jaringan sampai dengan 91.9% dibandingkan dengan menggunakan teknik transmisi VoIP biasa (unicast) 2. Besar kecilnya kebutuhan bandwidth minimum transmisi paket-paket data VoIP dipengaruhi juga teknik kompresi yang digunakan dalam jaringan tersebut. 5.2
Saran 1.
Codec
yang digunakan
untuk
implementasi
VoIP sebaiknya
menggunakan bandwidth yang cukup kecil namun tetap harus memperhatikan kualitas suara yang dihasilkan. 2 VoIP Wireless LAN dengan menggunkan teknik transmisi MultiplexedMulticast yang mempunyai berbagai keunggulan dalam berbagai permasalahan yang ada pada VoIP WLAN diharapkan dapat segera diterapkan pada jaringan VoIP yang sudah ada mengingat kebutuhan masyarakat saai ini akan kebutuhan komunikasi yang sangat tinggi.
78
DAFTAR PUSTAKA
Collins, D., 2001, Carrier Grade Voice Over Internet Protocol, McGraw-Hill, New York DP, 2003, Teknologi pada jaringan Wireless LAN, http://www.Ristinet.com Franklin, E., 2001, Standar VoIP and Spplication, http://www.IEEE.Org Mark, A., dan Kelner, S., 2000, Wireless LAN, Government Computer News Purbo,.O.W., 2001, TCP/IP Standar, Desain dan Implementasi, Elex Media Komputindo, Jakarta Purbo,O.W., 2002, Teknologi VoIP, Elex Media Komputindo, Jakarta Smith, C., dan Collins, D., 2002, 3G Wireless Network, Mc Graw-Hill Companies, Amerika Serikat Rasyid, R., 2004, Ilmu Komputer, ,
[email protected] Wei Wang., Soung Chang Liew.,dan Victor,O.,2005, IEEE Transaction on Vehicular Technology, vol. 54, no. 1 Tharom, T., 2002, Teknis dan Bisnis VoIP, Elex Media Komputindo, Jakarta.
79
