ANALISIS PERANCANGAN VOICE OVER IP (VOIP) MENGGUNAKAN SERVER PBX VIA WLAN DAN INTERKONEKSI DENGAN JARINGAN GSM

  

ANALISIS PERANCANGAN VOICE OVER IP (VOIP)

MENGGUNAKAN SERVER PBX VIA WLAN DAN

INTERKONEKSI DENGAN JARINGAN GSM

  

Rasyidi Usman

  Program Magister Sistem Komputer STMIK Handayani Makassar

  

Rasyidi.usman3@gmail.com

Abstrak

  Saat ini standar protokol yang dipakai dalam komunikasi VoIP adalah SIP dan H.323. Untuk penelitian ini dipakai standar dari IETF yaitu protokol SIP, karena komunikasi akan mengarah ke NGN (Next Generation Network). Jaringan VoIP yang awalnya hanya melayani voice, sekarang telah berkembang pada layanan messaging dan video. Layanan video ini semakin banyak diminati dan mulai dikembangkan.

  Komunikasi data juga mulai mengarah ke jaringan wireless. Wireless Local Area Network ( WLAN ) pada mulanya didesain untuk komunikasi data. Kemudian, komunikasi video dicoba dikembangkan pada jaringan data. Sifat informasi video yang harus real time dan reliable menjadi suatu pertanyaan khusus bagi jaringan data wireless. Apakah komunikasi voice/video call pada jaringan WLAN based on SIP dan juga interkoneksi dengan jaringan seluler GSM memenuhi kelayakan kualitas yang dapat diterima?IP PBX yang dirancang untuk komunikasi antar client SIP dan interkoneksi ke jaringan GSM diharapkan dapat dijadikan sebagai komunikasi alternative.

  Adapun hasil dari analisis menunjukkan bahwa kualitas Video call di jaringan WLAN STMIK Handayani dengan protokol SIP seperti one way delay masih berada dalam rentang standar terbaik seperti

  ITU-T 0

• –150 ms, Jitter berkisar antara 0-20 ms, Packet Loss berkisar antara 0-20 %. Dan berdasarkan percobaan dan MOS menunjukkan bahwa VoIP/Video pada jaringan WLAN di STMIK Handayani menggunakan protokol SIP cukup baik setelah implementasi bandwith management menggunakan PC Router Mikrotik. Sehingga, berdasarkan rekomendasi ITU-T bahwa penelitian ini dapat diimplementasikan pada jaringan WLAN STMIK Handayani. Kata kunci : IP PBX, WLAN, Video Call , SIP, GSM, Mikrotik 1.

   Pendahuluan

1.2 Latar Belakang

  Pembuatan tesis ini berangkat dari sebuah keinginan untuk merealisasikan layanan video call melalui pemanfaatan gelombang radio yaitu penggunaan perangkat jaringan Wireless yaitu WiLAN dan layanan voice call melalui interkoneksi dengan jaringan GSM dengan biaya murah.

  Pemanfaatan gelombang radio sebagai media komunikasi antar pengguna atau user tentu memililki beberapa kelemahan dalam mentransmisikan data untuk sampai ke tujuan seperti rentan propagasi dan interferensi. Padahal layanan multimedia seperti videoconference melalui jaringan WiLAN memerlukan bandwith yang cukup agar performansi dan kualitas voice dan video masih dapat ditoleransi. Sedangkan ketersediaan bandwith yang ada belum mampu memaksimalkan layanan yang diberikan. Oleh karena itu, dalam penelitian ini dirancang suatu jaringan untuk mengetahui performansi atau kualitas voice dan videocall, Apakah komunikasi video pada jaringan WiLAN dan interkoneksi dengan jaringan GSM memenuhi kelayakan kualitas yang dapat diterima di area Makasar studi kasus di STMIK Handayani?

  1.3 Rumusan Masalah dan Ruang Lingkup Penelitian

  Berdasarkan latar belakang masalah, maka rumusan masalah penelitian:

  1. Bagaimana membuat dan mendesain jaringan serta memahami arsitektur jaringan yang diimplementasikan pada jaringan WiLAN dan interkoneksi dengan jaringan GSM yang ada di STMIK Handayani?

  2. Bagaimana menentukan skenario pengujian untuk mendapatkan parameter Uji yaitu Delay, Jitter, Throughput, Packet Loss dan MOS?

  3. Bagaimana performansi kualitas voice dan video antar client pada jaringan WiLAN and Interkoneksi dengan jaringan GSM di STMIK Handayani?

  4. Apa yang diharapkan dari hasil penelitian ini?

  1.4 Tujuan Penelitian

  1. Mampu membuat dan mendesain serta memahami arsitektur jaringan yang diimplentasikan pada jaringan WiLAN dan interkoneksi jaringan GSM di STMIK Handayani.

  2. Membuat skenario pengujian untuk mendapatkan nilai parameter-parameter Delay, Jitter, Throughput, Packet Loss dan MOS untuk analisa kualitas voice dan video.

  3. Mengetahui performansi kualitas voice dan video yang ditransmisikan lewat jaringan WiLAN dan interkoneksi dengan jaringan GSM di STMIK Handayani.

  4. Mengaplikasikan hasil penelitian untuk komunikasi tambahan yaitu video call di STMIK Handayani.

  1.5 Manfaat Penelitian

  Adapun manfaat penelitian:

  1. Mengetahui realibilitas teknologi WiLAN sebagai jalur komunikasi Voice dan Video dan performansinya jika diinterkoneksikan dengan jaringan GSM

  2. Memperoleh sebuah rancangan sistem dengan teknologi VoIP via WiLAN interkoneksi dengan jaringan GSM yang dapat diterapkan secara fixed maupun mobile.

  3. Mengimplementasikan teknologi VoIP via WiLAN secara mobile maupun fixed dan interkoneksi dengan jaringan GSM pada jangkaun jarak tertentu.

  1.6 Ruang Lingkup/Batasan Masalah

  Batasan masalah dalam penulisan tesis ini adalah :

  1. Performansi jaringan yang akan dibahas terbatas hanya pada faktor one way delay, packet lost, delay jitter, throughput, parameter MOS serta Video Quality yang ada pada implementasi sistem.

  2. Penelitian ini dilaksanakan di WiLAN STMIK Handayani Makassar dan terhubung dengan jaringan GSM area Makassar.

  3. Softphone yang digunakan sebagai user atau terminal adalah X-lite/ Softphone yang support SIP dan signalling protokol yang digunakan adalah SIP.

  4. Menggunakan software Asterisk sebagai server dan IP PBX.

  5. Management bandwith dan Queued system menggunakan Mikrotik.

2 Kajian Literature

2.1 Wireless LAN, Standar Dan Infrastrukturnya

  2.1.1 WLAN

  LAN (Local Area Network) merupakan suatu jaringan yang menghubungkan suatu komunitas Data

  

Terminal Equipment (DTE) dalam suatu lokasi (gedung atau grup). Umumnya menggunakan media transmisi

kabel. Jaringan ini biasa juga disebut dengan wired LAN.

  Wireless LAN (WLAN) merupakan teknologi komunikasi data alternatif tanpa menggunakan kabel.

  Menjadi alternatif karena infrastruktur kabel masih mendominasi dalam beberapa area.

  Teknologi wireless WLAN memiliki fleksibilitas, teknik frequency reuse, sellular, mendukung mobilitas, dan menawarkan efisiensi dalam waktu penginstalan. Transmisi dan penerimaan data yang melalui udara sangat memungkinkan pengurangan pemakaian kabel dan penambahan jumlah pengguna dapat dilakukan dengan mudah dan cepat. Pada jaringan wireless ini dapat digunakan untuk transmisi suara maupun data.

  2.1.2 Standar IEEE 802.11

  IEEE merupakan badan internasional yang mendokumentasikan riset-riset teknologi oleh para ahli yang kemudian dijadikan standar internasional. Dalam kerjanya IEEE mengeluarkan salah satu standar internasional untuk LAN. IEEE mendefinisikan satu standar LAN dengan meluncurkan proyek 802.

  Proyek 802 membuat standar jaringan untuk komponen fisik dari jaringan yang terletak pada lapis fisik dan data link pada model OSI. Standar ini disebut spesifikasi 802, yang medefinisikan bagaimana kartu jaringan dapat mengakses danmentransfer data melalui media fisik, termasuk didalamnya proses pembuatan koneksi dan memutuskan koneksi. IEEE 802 terbagi menjadi 12 kategori sebagai berikut:

2.1.2.1Varian standar 802.11

  Standar 802.11f merupakan standar yang direkomendasikan secara praktis untuk Multi-Vendor Access Point Interoperability melalui Inter-Access Point Protocol Access Distribution System Support.

  2. 2. Asterisk IP PBX

  Dalam topologi ini beberapa BSS (mikrosel) terhubung satu dengan yang lain melalui access point membentuk jaringan lokal yang lebih luas yang dinamakan Extended Service Set (ESS). Dengan kata lain, ESS terdiri dari beberapa BSS yang terintegrasi oleh Distribution System (DS) yang dapat berupa Ethernet atau token ring. Pada aplikasi ini, untuk mengakses suatu server adalah dengan menghubungkannya ke wired LAN, dimana suatu intermediate device yang dikenal sebagai Portable Access Unit (PAU) digunakan. Tipikalnya daerah cakupan PAU berkisar antara 50 hingga 100m.

  2.1.3.2 Topologi Infrastructure Network

  Topologi Ad-hoc disebut juga sebagai IBSS (Independent Basic Service Set) suatu kumpulan komputer berkomunikasi satu dengan yang lainnya untuk membentuk self-contained LAN. Ad-hoc network mempunyai konfigurasi peer to peer dalam satu area cakupan tanpa menggunakan access point. Tipejaringan ini sifatnya hanya sewaktu-waktu, dinamis dan tidak memerlukan proses perencanaan.

  2.1.3.1 Topologi IBSS (Independent Basic Service Set) atau peer to peer / Ad-hoc network

  Topologi yang biasa digunakan WLAN secara umum dapat dibagi menjadi dua konfigurasi yaitu peer to peer atau ad-hoc dan topologi infrastucture network.

  Standar untuk penggunaan DSSS dengan transfer 20Mbps dan OFDM 54Mbps. Standar ini backward- compatible dengan 802.11b dan bisa dikembangkan sampai lebih dari 20Mbps

  6. 802.11g

  5. 802.11f

  802.1 Internetworking 802.2 Logical Link Control 802.3 Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection CSMA/CD 802.4 Token Bus LAN 802.5 Token Ring LAN 802.6 Metropolitan Area Network (MAN) 802.7 Broadband Technical Advisory 802.8 Fiber-Optic Technical Advisory 802.9 Integrated Data/Voice Network 802.10 Network Security 802.11 Wireless LAN 802.12 Demand Priority Access LAN, 100 Base VG-any LAN

  Standar 802.11e adalah standar untuk pengembangan aplikasi LAN dengan Quality of Service (QoS), keamanan dan autentifikasi untuk aplikasi seperti suara, streaming media dan konferensi video.

   802.11e

  Standar untuk standar kebutuhan fisik (channel, MIB snmp) 4.

  3. 802.11d

  Standar 802.11b menggunakan teknologi DSSS (Direct Sequence Spread Spectrum) pada lapisan fisik dengan transfer data 5.5 sampai 11 Mbps

  2. 802.11b

  Standar 802.11a merupakan standar yang mengatur perangkat untuk bekerja pada 5GHz dengan teknologi OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplex).

   802.11a

  Ada 6 standar 802.11 yang dipakai dalam IEEE : 1.

  Standar IEEE 802.11 mengkhususkan pengembangan teknologi lapisan fisik dan datalink wireless LAN (lapisan 1 dan 2 OSI).

2.1.3 Infrastruktur dan Topologi Jaringan Wi-Fi

  2.2. 1 Pengertian Asterisk IP PBX

  Asterisk adalah PBX software berbasis Linux, Free BSD, dan Mac OS X. PBX software ini dapat digunakan sebagai VOIP gateway dan dapat menghubungkan dengan PSTN (Public Switched Telephone Network, POTS). IAX adalah protokol yang digunakan oleh asterisk sebagai alternatif ke SIP, H323 dan lainnya, ketika sedang terhubung ke peralatan VoIP lainnya yang support IAX.Asterisk adalah software PBX Asterisk.

  Software PBX menyediakan semua fitur- fitur dari suatu PBX biasa. Asterisk melakukan VoIP di banyak protokol, dan dapat dioperasikan dengan hampir semua standar berbasis peralatan telephony menggunakan hardware yang relatif tidak efektif.

  Asterisk mendukung jangkauan yang luas untuk menangani transmisi voice over interface telephony tradisional. Asterisk mendukung tipe-tipe standar signalling Amerika dan Eropa yang digunakan dalam standar sistem telephony.

2.3. Linux

2.3.1. Pengertian Linux

  Linux merupakan sistem operasi bertipe Unix modular, grafis yang dapat digunakan, umumnya berjalan di atas X Window System. Linux, sebagai salah satu sistem operasi memiliki elemen atau komponen- komponen penyusun yang terintegrasi dan bekerja sama membentuk sistem tersebut.Komponen-komponen penting dalam arsitektur aiatem operasi UNIX/Linux ada 4, yaitu : kernel, shell, utilitas dan aplikasi (user Program)

2.4. Mikrotik

2.4.1. Pengertian Mikrotik

  Adalah sistem operasi termasuk di dalamnya perangkat lunak yang dipasang pada suatu komputer sehingga komputer tersebut dapat berperan sebagai jantung network, pengendali atau pengatur lalu-lintas data antar jaringan, komputer jenis ini dikenal dengan nama router. Jadi intinya mikrotik adalah salah satu sistem operasi khusus untuk router. Mikrotik dikenal sebagai salah satu Router OS yang handal dan memiliki banyak sekali fitur untuk mendukung kelancaran network.

2.5. SIP (Session Initiation Protocol)

  2.5.1. Overview SIP

  SIP adalah peer-to-peersignaling protokol, dikembangkan oleh Internet Engineering Task Force (IETF), yang mengijinkan endpoint-nya untuk memulai dan mengakhiri sessions komunikasi. Protokol ini didefinisikan pada RFC 2543 dan menyertakan elemen protokol lain yang dikembangkan IETF, mencakup

  

Hypertext Transfer Protokol (HTTP) yang diuraikan pada RFC 2068, Simple Mail Transfer Protokol (SMTP)

yang diuraikan pada RFC 2821, dan Session Description Protokol (SDP) yang diuraikan pada RFC 2327.

  2.5.2. Arsitektur SIP

  Arsitektur dari SIP terdiri dari dua komponen yaitu user agent dan servers. User agent merupakan end

  

point dari sistem dan memuat dua sub sistem yaitu user agent client (UAC) yang membangkitkan requests,

  dan user agent server (UAS) yang merespon requests. Dua elemen ini dapat dilihat pada gambar 2.7. SIP server adalah kesatuan fungsi logic, dimana tidak perlu memisahkan alat secara fisik. Fungsi dari empat server tersebut yaitu :

  1. Proxy Server : merupakan host jaringan yang berperan sebagai perantara yang bertujuan untuk meminta

  request atas nama client yang lain. Proxy harus bertindak sebagai server dan client, dia harus mengarahkan SIP request pada user agent server, dan mengarahkan SIP response pada user agentclient. Proxy Server juga berfungsi untuk melakukan routing, memastikan requests dapat disampaikan pada

  yang berhak menerima, dan juga membuat kebijakan seperti meyakinkan bahwa pemakai tertentu diijinkan untuk melakukan panggilan.

  2. Redirect Server : merupakan kesatuan logika yang mengarahkan suatu klien pada perngkat pengganti dari Uniform Resource Indicators (URIs) untuk menyelesaikan tugas request.

  3. Registrar Server: menerima dan memproses pesan pendaftaran yang mengijinkan lokasi dari suatu

  endpoint dapat diketahui keberadaannya. Registrar Server ini kerjanya berhubungan dengan Location Server .

  4. Location Server : menyediakan service untuk database abstrak yang berfungsi mentranslasikan alamat dengan data / keterangan yang ada pada domain jaringan.

  2.5.3. Format Messages pada SIP

  Messages yang terdapat pada SIP didefinisikan dalam dua format : 1. Request, dikirim dari client ke server, yang berisi tentang operasi yang diminta oleh client tersebut.

2. Responses, dikirim dari server ke client, yang berisi informasi mengenai status dari apa yang diminta oleh client.

2.5.4. Protokol yang Terlibat dalam SIP

  SIP menggabungkan beberapa macam protokol baik itu dari standar yang dikeluarkan oleh IETF sendiri maupun oleh ITU-T. Protokol SIP didukung oleh beberapa protokol, antara lain  IETF Session Description Protocol (SDP)

  SDP merupakan protokol yang mendeskripsikan media dalam suatu komunikasi. Tujuan protocol SDP adalah untuk memberikan informasi aliran media dalam satu sesi komunikasi agar penerima yang menerima informasi tersebut dapat berkomunikasi.  IETF Session Announcement Protocol (SAP)

  SAP merupakan suatu protokol yang setiap periode waktu tertentu mengumumkan parameter dari suatu sesi konferensi.  IETF Real-Time Transport Protocol (RTP) Protokol RTP menyediakan transfer media secara real time.  Real-Time Control Protocol (RTCP)

  RTCP mengatur sesi secara periodik mentransmit paket yang berisi feedback atas kualitas dari distribusi data.  ITU-T Codec Algoritma pengkodean yang direkomendasikan, seperti G.723.1, G711, G.728, dan G.729 untuk audio, atau H.261 untuk video.

  Demikian juga dengan Transmission Control Protocol (TCP) dan User Datagram Protocol (UDP) juga digunakan dalam mendukung protokol ini.sebagaimana dijelaskan pada gambar di bawah ini :

2.6. Komponen Penting dalam Jaringan VoIP

  Secara umum, penghematan bandwidth dan biaya percakapan yang murah diusahakan masih dapat memenuhi standar Quality of service (QoS). Performansi mengacu ke tingkat kecepatan dan keandalan penyampaian berbagai jenis beban data di dalam suatu komunikasi. Performansi merupakan kumpulan dari beberapa parameter besaran teknis, yaitu :  Availability, yaitu persentase hidupnya sistem atau subsistem telekomunikasi. Idealnya, availability harus mencapai 100 %. Nilai availability yang diakui cukup baik adalah 99,9999 % (six nines), yang menunjukkan tingkat kerusakan sebesar 2,6 detik per bulan.

   Throughput, yaitu persentase paket yang diterima dibandingkan dengan paket yang dikirimkan. Header dalam paket data mengurangi nilai ini. Berikut adalah cara menghitung nilai troughput:

  Packet receive Throughput = --------------------x 100 % Packet transmit

   Packet Loss, adalah jumlah paket hilang. Umumnya perangkat jaringan memiliki buffer untuk menampung data yang diterima. Jika terjadi kongesti yang cukup lama, buffer akan penuh, dan data baru tidak akan diterima.  Jitter, atau variasi kedatangan paket, hal ini diakibatkan oleh variasi-variasi dalam panjang antrian, dalam waktu pengolahan data, dan juga dalam waktu penghimpunan ulang paket-paket di akhir perjalanan jitter.

  Rekomendasi ITU G.114 merekomendasikan standar delay, bahwa ada 3 band yang ditunjukkan oleh tabel dibawah ini :

Tabel 2.2 Rekomendasi ITU-T G.114 untuk delay

  Range in Description Milisecon Acceptable for most user application

• – 150 msec 150
• – 400 msec Acceptable provided that administrators are aware of the transmission time and it’s impact on transmission quality of user application > 400 msec Unacceptable for general network planning purpose, it is recoqnized that in some exceptional cases this limit will be exceeded.

2.7. Metode Pengukuran Kualitas VoIP

  Untuk mementukan kualitas layanan suara dalam jaringan IP dapat digunakan beberapa metode di bawah ini :

2.7.1. Mean Opinion Score (MOS)

  Metode ini merupakan metode yang digunakan untuk menentukan kualitas suara dalam jaringan IP berdasar kepada standart ITU-T P.800. Metode ini bersifat subjektif, karena berdasarkan pendapat orang- perorangan. Untuk menentukan nilai MOS terdapat dua cara pengetesan yaitu, conversation opinion test dan

  listening test . Rekomendasi nilai ITU-T P.800 untuk nilai MOS adalah sebagai berikut :

Tabel 2.3Rekomendasi ITU-T P.800 untuk nilai kualitas berdasarkan MOS

  Nilai MOS Opini 5 sangat baik

  

4 Baik

3 cukup baik 2 tidak baik

1 Buruk

  Metode MOS dirasakan kurang efektif untuk mengestimasi kualitas layanan suara untuk VoIP, hal ini dikarenakan :

  1. Tidak tedapat nilai yang pasti terhadap parameter yang mempengaruhi kualitas layanan suara dalam VoIP

  2. Setiap orang memiliki standar yang berbeda-beda terhadap suara yang mereka dengar dengan hanya melalui percakapan. Dibutuhkan pendapat banyak orang untuk mengestimasi nilai MOS tersebut.

2.7.2. Estimasi MOS dengan Metode E-Model (ITU-T G.107)

  Di dalam jaringan VoIP, tingkat penurunan kualitas yang diakibatkan oleh transmisi data memegang peranan penting terhadap kualitas suara yang dihasilkan. Hal yang menjadi penyebab penurunan kualitas suara ini diantaranya adalah delay , paket loss dan echo. Pendekatan matematis yang digunakan untuk menentukan kualitas suara berdasarkan penyebab menurunnya kualitas suara dalam jaringan VoIP dimodelkan dengan E – Model yang distandardkan kepada ITU–T G.107 .

  Nilai akhir estimasi E –Model disebut dengan R faktor. R faktor didefinisikan sebagai faktor kualitas transmisi yang dipengaruhi oleh beberapa parameter seperti packet loss, dan delay. R Faktor ini didefinisikan sebagai berikut:

  R = 94,2 - I - I ..............................................(2.1) d ef

  dengan : I = Faktor penurunan kualitas yang disebabkan oleh pengaruh one way delay

  d

  I = Faktor penurunan kualitas yang disebabkan oleh teknik kompresi dan packetloss yang terjadi

  ef

  Nilai I ditentukan dari persamaan berikut ini :

  d I = 0.024 d + 0.11(d – 177.3) H(d – 177.3) ...(2.2) d

  Nilai I tergantung pada metoda kompresi yang digunakan. Untuk teknik kompresi sesuai dengan

  ef

  rekomendasi G.107 nilai Ief sesuai dengan persamaan berikut ini :

  I = 7 + 30 ln (1 + 15e).................................(2.3) ef

  Maka secara umum persamaan nilai estimasi R Faktor menjadi :

  R = 94,2 – [0.024 d + 0.11(d – 177.3) H(d – 177.3)] – [7 + 30ln (1 + 15e)]............(2.4)

  Dengan : R = faktor kualitas transmisi d = one way delay (milli second) H = fungsi tangga ; dengan ketentuan

  H(x) = 0 jika x < 0, lainnya H(x) = 1 untuk x >= 0 e = persentasi besarnya paket loss yang terjadi (dalam bentuk desimal) _{Nilai Maksimum ITU - T G.107} Nilai R faktor mengacu kepada standar MOS , hubungannya dapat dilihat pada gambar dibawah ini: _{R faktor Tingkat Kepuasan MOS 100 94 90 4,3 80 Sangat Baik 4,4 Cukup Baik Baik 4,0 50 60 3,1} 70 3,6 _{Buruk / berkualitas diperkenankan Buruk / tidak Kurang Baik rendah 1,0 2,6}

Gambar 2.5 Hubungan antara E

• – Model (ITU G.107) dengan MOS (ITU P.800)

  Untuk mengubah estimasi dari nilai R kedalam MOS (ITU

• – P.800) terdapat ketentuan sebagai berikut :

  1.Untuk R < 0 : MOS = 1.................(2.5)

  2.Untuk R > 100 : MOS = 4.5..............(2.6) - 6

  3.Untuk 0 < R < 100 : MOS = 1 + 0.035 R + 7x10 R(R-60)(100-R)............(2.7) 2.8. Metode Pengukuran Kualitas Video

  Untuk menentukan kualitas gambar, digunakan MPQM (Moving Picture Quality Metric), berdasarkan riset yang dilakukan oleh Universitas California LosAngeles (UCLA). Untuk mengekspresikan kualitas dari gambar video yangdibroadcast, dalam MPQM digunakan range nilai antara 5 (sangat bagus) sampai1 (jelek).Metodeini sama dengan R-model yang biasadigunakanuntukmengukurestimasikualitas VOIP. Rumusandari MPQM sebagaiberikut :

  [PLRx100/2] Qr = Qe( 1 – PLR )

  Dimana :

  Qr = Nilai kualitas image video , range 0(unusable) s/d 5(best) Qe = Kualitas dari codec yang digunakan, harga berkisar antara 3-5

R = Parameter kalibrasi yang digunakan sebagai expresi kompleksitas dari codec untuk video & bitrate,

  berkisar R(high) = 3 R(low) = 2 PLR = Packet Lost Rate, yaitu paket data yang hilangdibandingkan dengan paket data yang diterima.

2.9. Definisi GSM

  Global System for Mobile Communication disingkat GSM adalah sebuah teknologi komunikasi selular yang bersifat digital. Teknologi GSM banyak diterapkan pada komunikasi bergerak, khususnya telepon genggam. Teknologi ini memanfaatkan gelombang mikro dan pengiriman sinyal yang dibagi berdasarkan waktu, sehingga sinyal informasi yang dikirim akan sampai pada tujuan. GSM dijadikan standar global untuk komunikasi selular sekaligus sebagai teknologi selular yang paling banyak digunakan orang di seluruh dunia

Gambar 2.1 Arsitektur Jaringan GSM

3. Metode Penelitian

3.1 Alurperancangansistem

  Dalammelakukanperancangansistemperludilakukandalambeberapatahap. Adapun tahapan tersebut adalah tahap perancanaan sistem dan tahap analisis.

3.1.1 Tahap Perancanaan dan Analisis Sistem

  Alur pelaksanaan penelitian ini berpedoman pada Gambar 3.1. Pada Gambar 3.1 akan terlihat lebih jelas flow chart tentang alur dari implementasi sistem yang ingin diimplementasikan dalam penelitian ini. Dalam tahap analisis, implementasi skenario pengujian,evaluasi hasil implementasi yang didasarkan pada parameter delay, jitter, troughput, packet los, dan bandwith. Untuk mendapatkan nilai R factor sehingga didapatkan nilai MOS (Mean Opinión Score) dan MPQM (Moving Picture Quality Metric). Berikut di bawah ini adalah flowcahrt penelitian:

Gambar 3.1 Flowchart penelitian

3.2.3. TopologiJaringan yang diimplementasikan

  _{SIP User3 WAN Network Lantai2} Lantai3 _{SIP User2 WLAN IP PABX LAN PC Router Mikrotik Lantai1 SIP User2 Gateway GSM} HuB/Switch _{GSM User} GSM Network

Gambar 3.2 Topologi jaringan

  Pada gambar 3.2 menunjukkan topologi jaringan secara umum. Dalam topologi juga menunjukkan lokasi percobaan. Pada tiap lokasi terdapat Access Point sebagai transmitter dan receiver voice dan video. Dalam topologi tersebut, menjelaskan lebih detail perangkat yang digunakan selain perangkat yang existing. Perangkat hardware untuk Asterisk Server serta database-nya diletakkan di Lantai1. Juga terdapat SIP user yang terletak di Lantai 1,2 dan 3 adalah SIP user yang terhubung secara wireless.

3.2.4 Desain dan Konfigurasi hardware dan software

3.2.4.1 Setting Linux

  Asterisk IP PBX lebih bagus running di Operating System Linux. Pada Tesis ini, digunakan Linux yang masih menggunakan kernel versi 2.4. Ini adalah langkah pertama yang dilakukan.

  3.2.4.2 Desain dan konfigurasi Asterisk IP PBX

  Dalam instalasi asterisk, software yang dibutuhkan untuk menjalankannya selain OS Linux adalah file-file asterisk yang akan dijalankan di Linux. File-file itu antara lain:

  1. Asterisk-1.2.10.tar.gz , Paket Asterisk itu sendiri sebagai Asterisk PBX

  2. Libpri-1.2.3.tar.gz . Paket Libpri sebagai ISDN interface

  3. Zaptel-1.2.7.tar.gz , Paket Zaptel bila kita menggunakan card dari Digium 4. mpg123-059r.tar.gz, Paket mpg123 digunakan untuk memainkan music on hold 5. Asterisk-sounds-1.2.1.tar.gz, Paket Asterisk Sound untuk file suara.

  6. Asterisk-addon1.2.3.tar.gz, Paket Asterisk Addon untuk fitur- fitur tambahan.

  3.2.4.3 Konfigurasi Mikrotik

  Pada penelitian ini, menggunakan Simple Queue. Berikut konfig Mikrotik untuk SimpleQueue

Gambar 3.3 Konfigurasi Bandwith Management-simple Queue 4.

   Hasil dan Pembahasan

4.1. SkenarioPengujian

4.1.1 Pengujian Audio and Video Codec Skenariopengujiandilakukan pada beberapa Audio and Video Codecuntukmengetahuikualitasnya.

  Selainitu, dilakukanujijarak/ tempat di tiaplantai STMIK Handayani (Lantai 1, 2 dan 3). Berikut Audio codec yang diuji Sedangkan untuk video code yang digunakan adalah H.263/H.264. H.264 menawarkan efisiensi kompresi yang lebih baik yakni kompresi video yang lebih berkualitas dan fleksibilitas yang lebih besar dalam melakukan kompresi, transmisi dan penyimpanan video.

4.2 Pengukuran dan Analisis Performansi Voice dan Video call

4.2.1 Pengukuran Delay

  ฀ Tujuan Pengukuran

  Pengukuran ini bertujuan untuk mengevaluasi delay satu arah pada sistem end to end hubungan antar user. ฀ Hasil Pengukuran

  

Grafik 4.1 Hasil Pengukuran Before-After Network Delay (ms)

  

Grafik 4.2 Hasil Pengukuran Before-After Delay VoIP to GSM (ms)

  Dari hasil pengukuran pada Tabel 4.1 dan Tabel 4.2 terlihat delay masing- masing skenario after implementasi bandwith management dapat diterima untuk aplikasi user. Merujuk pada Rekomendasi ITU-T G.114 tentang one way delay pada jaringan aplikasi video call, delay termasuk pada range acceptable < 400 ms. Sebelum implementasi bandwith management delay >400 ms.

4.2.2. Pengukuran Jitter ฀ Tujuan Pengukuran

  Pengukuran ini dilakukan untuk mengetahui besarnya interval waktu antar paket yang dikirimkan oleh entitas originating ke destination terminal. Jika frame di transmisikan lewat jaringan IP, tiap frame akan mengalami delay yang berbeda-beda. ฀ Hasil Pengukuran

  

Grafic 4.4 Hasil Pengukuran Before-After jitter pada kondisi atau waktu tertentu (ms)

Grafic 4.5 Hasil Pengukuran Before-After Jitter VoIP to GSM (ms)

  ฀ Analisis Hasil Pengukuran Besarnya nilai jitter sangat dipengaruhi oleh variasi beban trafik dan besarnya kongesti (tubrukan antar paket) yang ada dalam jaringan IP. Semakin besar beban trafik didalam jaringan maka akan semakin besar pula peluang terjadinya kongesti, sehingga nilai jitter akan semakin besar. Merujuk pada rekomendasi yang dikeluarkan oleh CISCO, bahwa jitter yang dapat ditoleransi adalah kurang dari 30 ms. Dari hasil percobaan bahwa jitter masih termasuk dalam rekomendasi. Dan ada perbaikan jitter setelah implementasi manajemen bandwith. Untuk Pengukuran VoIP to GSM, Jitter > 30 ms, hal ini disebabkan karena perbedaan jaringan IP ke GSM.

  4.2. 3 Pengukuran Packet Loss ฀ Tujuan Pengukuran

  Banyak hal yang dapat menyebabkan adanya packet loss, diantaranya jitter dan kongesti. Kongesti (kepadatan) paket yang melebihi kadar akan menyebabkan banyak paket yang hilang. Oleh sebab itu, buffer yang besar pada setiap node akan dapat mengurangi paket loss.

  ฀ Hasil Pengukuran

  Grafic 4.6 Hasil Pengukuran Before-After Packet Loss (%) Grafik 4.6 Hasil Pengukuran Before-After Packet Loss VoIP to GSM (%)

  ฀ Analisis hasil pengukuran

  Merujuk pada rekomendasi yang dikeluarkan oleh ITU, bahwa packet loss yang masih dapat ditoleransi adalah 10 %. Dari hasil percobaan Pada Tabel 4.6Before menunjukkan bahwa packet loss pada beberapa Uji Codec masih tinggi. Setelah impelementasi Bandwith Management, Packet loss berkurang dan memenuhi rekomendasi ITU

4.2.4 Pengukuran Troughput ฀ Tujuan Pengukuran

  Percobaan ini bertujuan untuk mengukur paket suara yang diterima end user destination dengan baik tanpa error. Juga untuk mengetahui perubahan troughput jika diterapkan pada skenario tertentu.

  ฀ Hasil pengukuran

  G rafic 4.7 Hasil Pengukuran Before-After Throughput (Mbps) Grafik 4.7 Hasil Pengukuran Before-After Throughput VoIP to GSM (Mbps)

  ฀ Analisis hasil pengukuran Besarnya troughput pada beberapa skenario diatas dipengaruhi oleh besarnya packet loss yang terjadi.

  Semakin besar packet loss, maka troughput akan semakin menurun. Besar throughput dalam suatu jaringan juga sangat dipengaruhi oleh besar payload dalam paket voice / video dan bitrate dari speech codec dan

  

video codec yang digunakan. Semakin besar bitrate speech codec dan video codec yang digunakan maka

  akan semakin besar pula throughput di dalam jaringan tersebut. Dari hasil pengukuran Before and After menunjukan G729 memiliki Packet Loss yang sedikit and Throughput yang lebih baik dibandingkan yang lainnya.

4.3 EstimasiParameterHasilPengukuranke MOS

  4.3.1 EstimasiPengaruhPacketLossterhadapKualitas Video (Gambar)

  Untuk menentukan kualitas grafik digunakan MPQM (Moving Picture Quality Metric). Seperti telah dijelaskan pada BAB II bahwa untuk perhitungan MPQM ini digunakan rumusan sebagai berikut :

  ( PLR * 100 ) / R Qr = Qe( 1 – PLR )

  dan pada penelitianinimenggunakanparameterQe = 3, dan R = 2 (low) Grafik 4.8 Hasil Pengukuran Before-After MOS Video

  ฀ Analisis Hasil Pengukuran

  Dari hasil pengukuran , kualitas picture untuk video codec H263 dengan H264p masih standard yaitu diangka rata-rata 3. Before implementasi Bandwith management, Kualitas grafik masih dibawah standar yaitu di rata-rata 2, ini dipengaruhi oleh packet loss yang ditinggi pada saat uji skenario. Setelah impelementasi

  

Bandwith Management , kualitas picture sudah memenuhi standar sesuai MQPM, yaitu berada di rata-rata 3

  (cukup baik)

4.3.2 EstimasiParameterHasilPengukuranVoice

4.3.2.1 EstimasiPengukuran MOS BerdasarkanPengujianJaringan Untukmenentukannilaiakhir MOS, makaterlebihdahuluharusdilakukanpenentuanparameterdalamE-Model.

  

E-Model didefinisikandalamstandar ITU recommendation G.107. Dengan E-Model bisa dilakukan

  perhitungan kualitas layanan dalam jaringan packet switch. Nilaiakhirdariestimasi E- Modeldisebutdengan “R

  

factor factor didefinisikansebagaifaktorkualitastransmisidaribeberapaparameter yang

  ”. R mempengaruhikualitaslayanansuara di dalamjaringan. Persamaan untuk R-factor dituliskan pada

  R = 94,2 - Id

• – Ief
• Perhitungan nilai I

  d

  Nilai I berkaitan erat dengan nilai delay yang terjadi, untuk melakukan perhitungan nilai I

  d d

  Id = 0.024 d + 0.11(d

• – 177.3) H(d – 177.3)
• Perhitungan nilai I

  ef

  Nilai I sangat erat kaitannya dengan packet loss,

  ef Ief = 7 + 30 ln (1 + 15 e)

  Dengan e adalah nilai desimal dari packet loss. Dalam teknologi VoIP nilai packet loss harusnya serendah mungkin, karena yang dikirim merupakan paket suara yang dalam proses pengirimannya tidak ada proses retransmisi.

• Perhitungan nilai R Factor Perhitungan R faktor dapat dihitung dengan menggunakan

  R = 94,2

• – [0.024 d + 0.11(d – 177.3) H(d – 177.3)] – [7 + 30 ln (1 + 15 e)]
• Konversi nilai R Factor ke dalam MOS (ITU – P.800)

  Karena nilai R factor berada pada interval 1 < R < 100 maka persamaan yang digunakan untuk konversi nilai R factor ke dalam MOS adalah

  Untuk 0 < R < 100 : MOS = 1 + 0.035 R + 7x10-6 R(R-60)(100-R).

  Dengan memasukan semua nilai R factor hasil perhitungan sebelumnya didapatkan data sebagai berikut :

  

Grafik 4.9 Hasil Pengukuran Before-After MOS Voice

  Dapat dilihat rata-rata nilai MOS yang didapatkan berada di sekitar nilai 3.8 before dan after implementasi manajemen bandwith 4.01. Jika dirujukan dengan referensi ITU-T, maka dapat ditarik suatu pernyataan bahwa voice/video call pada jaringan WLAN yang dibangun termasuk sistem yang menghasilkan performansi BAIK.

4.4 Uji Performance Server IP PABX

  Selain mengukur performansi atau kualitas Voice dan Video pada jaringan WLAN STMIK Handayani, juga dilakukan Uji kestabilan server IP PABX untuk mengetahui kemampuan server menangani load user. Pada pengujian ini dilakukan dengan menambahkan user sebanyak 5 user SIP. Skenarionya adalah user SIP melakukan call/panggilan secara converence. Berikut hasil pengukuran yang terekam di PABX statistics :

  

Grafik 4.10 Pengujian Ketahanan Server

  Berdasarkan hasil grafik pengukuran diatas, uji ketahanan server yang menangani 5 user SIP :

  1. CPU load server masihsangatkecilyaitu maximum CPU Load 0.08% 2. Penggunaanmemorisekitar 40 %.

  3. Bandwith yang digunakanhanyasekitar 2 MB

  Dapat disimpulkan bahwa server PABX masih sangat mampu menangani panggilan dan berjalan dengan baik.

5. Kesimpulan dan Saran

  Dari beberapa percobaan Video call dengan protokol SIP menunjukkan bahwa layanan video call dapat diimplementasikan pada jaringan Wireless LAN STMIK Handayani, dengan kesimpulan sebagai berikut :

  “Implementasi VoIP Menggunakan Raspberry Pi dan Asterisk Untuk Pusat Panggilan Terintegrasi Pada CV_SatuAtap , Camp. STMIK AMiKOM, Yogyakarta, 2016.

  Research, Microsoft Corporation, University of California San Diego

  pada penelitian “Wakeups Revisited: Energy Management for VoIP over Wi-Fi Smartphone”, Microsoft

  Khaled Alutaibi, Ljiljana Trajković, “Performance Analysis of VoIP Codecs over Wi-Fi and WiMAX Networks”, Simon Fraser University, Vancouver, British Columbia, Canada, 2012. [5] Mohd Nazri Ismail, “Best VoiP Codec Selection for VoIP Conversation over Wireless Carier Network”, Department of MIIT, University of Kuala Lumpur (UniKL), Malaysia, 2011. [6] TruptiDatarkar, N.P.Bobade, M.A.Gaikwad, “Voice over Internet Protocol (VOIP) Based On Asterisk”, Dept.Electronics Engineering BDCOE, Sewagram, 2015. [7] Yuvraj Agarwal, Ranveer Chandra, Alec Wolman, Paramvir Bahl, Kevin Chin, Rajesh Gupta, Wireless

  University of Thrace, University Campus, Xanthi 67100, Greece, 2012. [4]

  ,“A Framework for Anonymizing GSM Calls over a Smartphone VoIP Network”, Department of Electrical and Computer Engineering, Democritus

  [3] Ioannis Psaroudakis, Vasilios Katos, Pavlos Efraimidis

  “Voice over IP over GPRS”, Department of Communication Systems School of Information and Communication Technology Royal Institute of Technology,2008.

  [2] HOMAYOUN DERAKHSHANNO,

  [1] Gushairon Fadli,

  1. Kualitas yang diperoleh dalam penerapan VoIP melalui jaringan Wireless LAN berbasis SIP cukup baik.

  5.1. Kesimpulan

  2. Dapat dicoba implementasi aplikasi video call atau video conference berbasis H.323, SIP atau IAX dan interkoneksinya dengan jaringan WCDMA and LTE. Juga dapat dilakukan penelitian lebih lanjut, VoiP over WiMAX agar jangakauannya lebih luas.

  1. Asterisk IP PBX memiliki banyak fitur yang bukan voice dan video saja. Dan penelitian selanjutnya dapat dikembangkan untuk aplikasi selanjutnya, seperti video conference, video mail.

  5.2. Saran

  Dengan hasil CPU load server masih sangat kecil yaitu maximum CPU Load 0.08%, used memory 40% dan bandwith yang digunakan hanya sekitar 2 MB.

  4. IP PABX masih sangat mampu menangani 5 User SIP secara bersamaan dan berjalan dengan baik.

  3. Penerapan Bandwith Management menggunakan PC Router Mikrotik sangat berpengaruh pada performance jaringan seperti Delay, Jitter, Packet Loss dan Throughput. Parameter Uji memenuhi standar ITU-T, yaitu Delay 150-400 ms (Acceptable provided), Jitter < 30 ms (CISCO Standart 20-50 ms, Acceptable provided ) dan Packet Loss <10 % (Good).

  2. Kualitas yang diperoleh dalam penerapan Video call melalui jaringan Wireless LAN berbasis SIP cukup baik. Hal ini dapat dilihat dengan nilai MOS yang telah didapatkan dari beberapa kali percobaan yang telah dilakukan yaitu rata-rata 3 (cukup baik).

  Hal ini dapat dilihat dengan nilai MOS yang telah didapatkan pada beberapa eksperimen yang telah dilakukan yaitu berkisar 3-4 (dalam MOS) dimana nilai tersebut merupakan nilai yang cukup baik.

  Referensi :