ANALISA PERFORMANSI VIDEO STREAMING PADA JARINGAN WIRELESS 802.11n
Seminar Nasional Informatika 2014
ANALISA PERFORMANSI VIDEO STREAMING
PADA JARINGAN WIRELESS 802.11n
I Gede Putu Krisna Juliharta1, Gede Wisnu TeguhSaputra2, I Wayan Ardiyasa3
Prodi Sistem Komputer, STMIK STIKOM Bali
Jl. Raya Puputan Renon No. 86 Denpasar Bali. Telp. (0361) 244445
1
krisna.juliharta@gmail.com, 2xxx@gmail.com, 3ardibinus@gmail.com
Abstrak
Dengan meningkatnya jenis jenis file video menyebabkan berkembangnya aplikasi video streaming untuk
media pengiriman video berbasis jaringan kabel dan nirkabel. Streaming memungkinkan menampilkan media
tanpa harus menunggu keseluruhan media diterima lengkap terlebih dahulu oleh client. untuk mengetahui
performansi aplikasi video streaming, tiga buah skenario telah dilakukan. Pengukuran Quality of Service
seperti Delay, Jitter, throughput,dan packet data loss dilakukan pada saat pengujian jaringan infrastruktur
(skenario 1), pada mode Wireless Distribution System (skenario 2), dan pada saat client bergerak dari access
point 1 ke access point 2 (skenario 3). Wireless Distribution System adalah sebuah sistem untuk memperluas
jaringan wireless dengan menggunakan dua access point atau lebih. Pengukuran dilakukan dengan cara
streaming video dari server ke client dengan menggunakan aplikasi VLC, kemudian menangkap paket-paket
tersebut dengan menggunakan aplikasi wireshark.
Katakunci : Video Streaming, Delay, Jitter, Throughput, Wireless.
1.
PENDAHULUAN
Penggunaan WLAN sebagai perpanjangan
dari infrastruktur kabel LAN yang sudah ada
menawarkan kenyamanan mobilitas bagi para
pengguna terutama dalam lingkungan bisnis dan
perusahaan.Dengan semakin murahnya hargaharga produk WLAN berdampak pada
peningkatan jumlah pengguna di kalangan
rumahan.Penyebaran pengguna WLAN di
lingkungan rumahan ini adalah faktor utama yang
menyebabkan produk WLAN tumbuh dengan
pesat. WLAN banyak digunakan untuk transfer
data, namun dengan standar WLAN baru seperti
IEEE802.11n dan standar IEEE802.11ac yang
akan datang menyediakan channelbandwidth
yang lebih besar dibandingkan dengan
IEEE802.11a/b/g akhirnya akan mengarah pada
meningkatnya tuntutan untuk penggunaan pada
aplikasi multimedia.
802.11n adalah standarisasi wireless terkini
dari standar 802.11. Standar 802.11n ini sendiri
telah diperkenalkan pada tahun 2007 silam.
Dengan standarisasi yang baru ini tentunya
terdapat perbaikan-perbaikan yang signifikan
terhadap kemajuan dari teknologi wireless itu
sendiri, seperti halnya kemajuan dalam hal
Quality Of Service(QoS) dan kemajuan dalam hal
keamanan. Maka dengan standart 802.11n ini juga
diharapkan pengguna dapat menjalankan aplikasi
atau transfer data dengan jumlah besar seperti
aplikasi video streaming dengan lebih baik.
Teknologi
wireless
802.11
kemudian
menciptakan sebuah topologi jaringan yang
246
disebut Wireless Distribution System (WDS).
Dimana WDS ini menghubungkan dua atau lebih
jaringan LAN baik kabel ataupun nirkabel secara
nirkabel untuk membangun jaringan yang besar.
Dalam proses menjalankan video streaming
ada beberapa factor yang yang perlu
diperhitungkan untuk menentukan baik buruknya
kualitas gambar dan suara. Diantaranya
bandwidth
yang
cukup,
infrasurtuktur
jaringannya, semakin jauh jarak pengguna dari
node utama pemberi bandwidth tentunya semakin
rendah kualitasnya. Selain itu factor yang tidak
lah penting adalah delay, jitter, dan packet loss
pada infrastruktur jaringan tersebut.
Pada Penelitian ini akan dilakukan
pengujian performa dari video streaming melalui
jaringan wireless. Standar yang digunakan adalah
802.11n dengan model jaringan infrastructure dan
Wireless Distribution System (WDS). Dengan
kedua model jaringan tersebut akan diuji
performansinya melalui pengukuran delay, jitter,
packet loss, dan throughput.
Proses
pengujian
dilakukan
dengan
membangun jaringan infrastructure dan WDS.
Selanjutnya akan dijalankan video streaming
melalui
jaringan
tersebut
dan
diukur
performansinya menggunakan tools wireshark.
Format video adalah avidan MPEG menggunakan
bandwidth
512
Kbps
dan
1
Mbps.
Tujuannyauntuk
menunjukkan dampak user
mobility terhadap performansi video streaming
pada jaringan wireless 802.11n.
Seminar Nasional Informatika 2014
2.
LANDASAN TEORI
A.
Wireless Local Area Network (WLAN)
WLAN adalah suatu jaringan area lokal
nirkabel
dimana
media
transmisinya
menggunakan frekuensi radio, untuk memberi
sebuah koneksi jaringan ke seluruh pengguna
dalam area disekitarnya.WLAN memiliki
beberapa standar seperti 802.11 a/b/g dan n.
Tabel 2.1 Perbandingan Standarisasi Wireless
802.11[4].
802.11 802.11 802.11 802.11
a
b
g
n
Max Data
54
11
54
600
Rates
Mbps
Mbps
Mbps
Mbps
DSSS
/
Modulati
OFD
OFD
DSSS
OFD
on
M
M
M
2.4
GHz
5.4
2.4
2.4
RF Band
&5
GHz
GHz
GHz
GHz
83.5
Available
580
83.5
83.5
Mhz /
BW
Mhz
Mhz
Mhz
580
Mhz
20
Channel
20
20
20
Mhz /
Width
Mhz
Mhz
Mhz
40
Mhz
No. of
1,2,3
Spatial
1
1
1
&4
Streams
B.
Topologi Jaringan Wireless LAN
(WLAN)
Point to Point Protocol atau yang biasa
disingkat
PPP
merupakan
enkapsulasi
multiprotocol datagram dalam jaringan yang
sering digunakan pada jaringan WAN, Point to
Point Protocol menggunakan arsitektur berlapis
dengan model logis dan desain yang membantu
komunikasi diantara lapisan interkoneksi. Point
to Point Protocol juga menyediakan enkapsulasi
datagram melalui jalur point to point dan
menggunakan lapisan data link untuk mengetes
koneksi (Gambar 2.1).
Gambar 2.1 Topologi Point to Point
Topologi jaringan wireless yang kedua
adalahPoint-to-multipoint,yang dapat diartikan
sama dengan distribusi . Satu base station dapat
melayani ratusan dari pelanggan yang berbedabeda baik yang bersangkutan dengan bandwith
dan layanan yang disediakan (gambar 2.2).
Gambar 2.2 Topologi Point to Multipoint
C.
Streaming
Streaming adalah sebuah teknik yang
digunakan untuk melakukan transfer data
sehingga dapat diproses secara tetap dan
kontinyu[1]. Dalam videostreaming ada beberapa
hal yang menjadi tolak ukur kualitas dari proses
streaming tersebut seperti Qos, Parameterparameter pengujian jaringan, dan aplikasi
videostreaming.
Beberapa protokol yang digunakan dalam
teknologi streaming adalah:
i. SessionDescriptionProtocol
(SDP)
:
Gambaran format media yang digunakan
untuk menggambarkan session multimedia
untuk tujuan pengumuman session, session
undangan, dan bentuk-bentuk inisiasi session
multimedia.
ii. RealTimeTransportProtocol (RTP) : Sebuah
paket dengan format UDP dan seperangkat
konvensi yang menyediakan fungsi jaringan
transportasi end-to-end, cocok untuk aplikasi
transmisi data real-time seperti audio, video
atau data simulasi, melalui layanan jaringan
multicast atau unicast.
iii. Real-timeControlProtocol (RTCP) : RTCP
adalah protokol kontrol yang bekerja sama
dengan RTP. Paket kontrol RTCP secara
berkala dikirimkan oleh masing-masing paket
dalam sesi RTP untuk semua paket lainnya.
RTCP digunakan untuk mengontrol kinerja
dan untuk tujuan diagnostik.
iv. HypertextTransferProtocol (HTTP) : Sebuah
protokol level aplikasi yang terdistribusi,
kolaboratif, dengan sistem informasi
hypermedia. Ini adalah protokol berorientasi
objek yang dapat digunakan untuk banyak
tugas, seperti servernama dan sistem
manajemen objek terdistribusi, melalui
perpanjangan metode permintaannya.
v. RealTimeStreamingProtocol
(RTSP)
:
Sebuah protokol level aplikasi untuk kontrol
atas pengiriman data dengan sifat real-time.
RTSP menyediakan kerangka extensible
247
Seminar Nasional Informatika 2014
untuk mengaktifkan kendali pada pengiriman
data real-time, seperti audio dan video,
dengan menggunakan Transmission Control
Protocol (TCP) atau User Data Protocol
(UDP).
Wireless Distribution System
Wireless distribution system (WDS) adalah
sebuah sistem untuk memperluas jangkauan
jaringan wireless dengan menggunakan dua atau
lebih Access point. Dengan teknik WDS ini,
penggunaan kabel sebagai backbone jaringan
tidak dibutuhkan, sehingga lebih mudah, murah,
dan efisien untuk instalasinya.Access point
tersebut bisa berupa main, relay, atau remote base
station.
Syarat untuk membangun Wireless
distribution system (WDS) :
i.
Access point utama maupun Access
pointRepeater harus mendukung fitur
WDS
ii.
Masing-masing IP AddressAccess point
tidak boleh sama.
iii.
Sebagian besar Authentication access point
yang didukung dalam WDS adalah WEP
64/128 bit. Dan semua Access point yang
terlibat
dalam
1
koneksi
harus
menggunakan
Metoda
Inkripsi
/
Authentication yang sama.
iv.
Channel Radio yang digunakan harus
sama. Misal Channel 10.
v.
Matikan layanan DHCP Server pada
Access pointRepeater, karena DHCP akan
diambil alih Access point utama yang
sebagai default gateway.
vi.
Ada kemungkinan WDS tidak berfungsi
jika Access point utama dan Access point
Repeater berbeda merk.
ii.
iii.
D.
Quality of Service (QoS)
QoS adalah kemampuan suatu jaringan
untuk menyediakan layanan yang baik dengan
menyediakan kapasitas jaringan, mengatasi jitter
dan QoS dirancang untuk membantu pengguna
menjadi lebih produktif dengan memastikan
bahwa pengguna mendapatkan kinerja yang
handal
dari
aplikasi-aplikasi
berbasis
jaringan[2]. Ada beberapa tolak ukur untuk
menilai QoS dari jaringan, diantaranya adalah :
i.
Throughput
Throughput adalah salah satu ukuran pasti
dari performa sebuah jaringan wireless.
Dengan nilai throughput inilah kita bisa
melihat sebaik apa jaringan tersebut.
Definisi throughput adalah kemampuan
untuk mentransfer packetdata dalam waktu
tertentu. Dengan kata lain, semakin besar
nilai throughput dari jaringan tersebut,
maka semakin baik pula kualitas dari
jaringan tersebut.
iv.
3.
Delay
Delay adalah waktu tunda yang
disebabkan oleh proses transmisi dari satu
titik ke titik lain yang menjadi tujuannya.
Jitter
Jitter adalah variasi waktu dari sinyal
periodik
dalam
elektronik
dan
telekomunikasi,
sering
kali
dalam
kaitannya dengan sumber referensi jam.
Packet loss
Packet loss, adalah perbandingan seluruh
paket IP yang dikirimkan dengan seluruh
paket IP yang diterima antara source dan
destination. Salah satu penyebab packet
loss adalah antrian yang melebihi kapasitas
buffer pada setiap node.
METODELOGI
A.
Pemodelan Sistem
Untuk analisa performansi dari video
streaming
pada
jaringan
802.11n
dibutuhkanperancangan dan pemodelan dengan
tiga skenario sebagai berikut :
i.
Skenario 1
Start
Konfigurasi Access Point
pada topologi infrastructure
Konfigurasi VLC Server
Capture packet dengan
menggunakan Wireshark
E.
248
Start Streaming
End
Gambar 3.1.Flowchart Skenario satu
Gambar 3.1. Menggambarkan alur proses
untuk skenario 1. skenario 1 dilakukan pengujian
kualitas topologi jaringan infrastruktur dengan
cara streamingvideo saat client terhubung dengan
access point 1 yang memiliki directaccess ke
server. Kemudian diambil data parameterparameter Qos seperti Delay, Jitter, Packet Loss
dan Throughput. Di sisi client dan server
ditanamkan aplikasi VLC (Video Lan Client) dan
Wireshark yang telah terkonfigurasi.Dan bentuk
topologi jaringanya dapat dilihat pada gambar 3.2.
Seminar Nasional Informatika 2014
iii.
Skenario 3
Start
Konfigurasi Access Point
pada topologi infrastructure
Server
IP : 66.85.172.170
Subnet : 255.255.255.0
Gateway :66.85.172.1
Konfigurasi Access Point
pada topologi WDS
Access Point 1
LAN IP : 192.168.1.1
WAN IP : 66.85.172.171
Subnet : 255.255.255.0
Gateway: 66.85.172.1
Laptop Client
IP : 192.168.1.91
Subnet : 255.255.255.0
Gateway : 192.168.1.1
Topologi WDS
Terhubung
Ya
Konfigurasi VLC Server
Capture packet dengan
menggunakan Wireshark
Gambar 3.2.Topologi jaringan Infrastruktur
ii.
Tidak
Skenario 2
Start Streaming
Start
Client Berpindah Jaringan
Konfigurasi Access Point
pada topologi infrastructure
End
Konfigurasi Access Point
pada topologi WDS
Topologi WDS
Terhubung
Gambar 3.5.Flowchart skenario tiga
Skenario ketiga (gambar 3.5) adalah
pengukuran kualitas jaringan ketika client
melakukan streaming saat berpindah dari access
point 2 menuju access point 1 dan sebaliknya.
Pengukuran parameter Qos seperti Delay, Jitter,
Packet Loss dan Throughput dilakukan dengan
aplikasi Wireshark.Untuk topologinya dapat
dilihat di gambar 3.6.
Tidak
Ya
Konfigurasi VLC Server
Capture packet dengan
menggunakan Wireshark
Start Streaming
Access Point 2
IP : 192.168.1.3
End
Gambar 3.3.Flowchart Skenario dua
Server
IP : 66.85.172.170
Subnet : 255.255.255.0
Gateway : 66.85.172.1
Pada skenario kedua (gambar 3.3 dan
gambar 3.4)client terhubung pada topologi
Wireless Distribution System (WDS). Di skenario
kedua ini juga akan dilakukan pengujian kualitas
jaringan berupa video streaming untuk
mendapatkan data parameter-parameter Qos
seperti Delay, Jitter, Packet Loss dan Throughput.
Access Point 1
LAN IP : 192.168.1.1
WAN IP : 66.85.172.171
Subnet : 255.255.255.0
Gateway: 66.85.172.1
Server
IP : 66.85.172.170
Subnet : 255.255.255.0
Gateway :66.85.172.1
Access Point 2
Laptop Client
IP : 192.168.1.91
Subnet : 255.255.255.0
Gateway : 192.168.1.1
Gambar 3.4.topologi jaringan WDS
Laptop Client
IP : 192.168.1.91
Subnet : 255.255.255.0
Gateway : 192.168.1.1
Client bergerak
Gambar 3.6.Topologi Jaringan WDS
4.
Access Point 1
LAN IP : 192.168.1.1
WAN IP : 66.85.172.171
Subnet : 255.255.255.0
Gateway: 66.85.172.1
Laptop Client
IP : 192.168.1.91
Subnet : 255.255.255.0
Gateway : 192.168.1.1
Hasil dan Pembahasan
Seperti yang sudah disebutkan pada
pendahuluan, jaringan yang dibangun didukung
oleh koneksi internet berkecepatan 1Mbps dan
512Kbps. Dalam pengujian jaringan dilakukan
tiga skenario.Yang kemudian didapatkan data
parameter QoS seperti delay, jitter, throughput,
dan packet loss.
i.
Delay
Gambar 4.1 menunjukkan hasil pengukuran
yang menunjukkan kenaikan nilai delay pada
skenario dua dan tiga bila dibandingkan dengan
skenario satu. Kenaikan delay terbesar terjadi
pada skenario tiga. Hal ini disebabkan karena
249
Seminar Nasional Informatika 2014
skenario tiga merupakan proses handover. Saat
terjadihandover, komunikasi akan terputus untuk
beberapa saat. Hal ini menyebabkan paket yang
sedang dikirimkan akan berhenti untuk beberapa
saat sehingga paket tersebut akan terlambat
datang. Komunikasi akan terhubung kembali
setelah Client terhubung pada network barunya.
nilai jitter yang terukur pada skenario satu,
skenario dua, dan skenario tiga, jauh lebih kecil
dari nilai 30 ms yang merupakan standar jitter
yang baik.
Gambar 4.4. Pengujian Jitter File MPEG
Gambar 4.1. Pengujian Delayfile Avi
sedangkan hasil pengukuran pada file uji MPEG
tidak mengalami perubahan signifikan bila
dibandingkan dengan file uji AVI (gambar 4.2).
Mengunakan file MPEG (Gambar 4.4.)
hasilnya tidak jauh beda dengan file Avi dengan
nilai jitter masih memenuhi standar untuk Quality
of Service. Hal ini terjadi karena adanya buffer
yang digunakan oleh aplikasi real-time video
streaming.Oleh karena itu, jitter tidak terlalu
mempengaruhi video yang dijalankan oleh
aplikasi real-time video streaming.
ii.
Packet Loss
Gambar 4.5.Menunjukkan bahwa nilai
packet loss terbesar terjadi pada skenario ketiga.
Ini disebabkan oleh client yang melakukan proses
handover. Packet loss terjadi karena client
langsung memutuskan koneksi dengan network
yang lama sebelum membangun koneksi dengan
network yang baru.Nilai packet loss yang terukur
masih dibawah batas toleransi yaitu 10%.
Gambar 4.2. Pengujian Delayfile MPEGJitter
Untuk mendapatkan nilai QoS jaringan yang
baik, nilai jitter harus dijaga seminimum
mungkin.
Gambar 4.5. Pengujian Packet Loss File Avi
Gambar4.3. Pengujian Jitter File Avi
Dari gambar 4.3. Menyatakan tentang
grafik hasil pengukuran Jitter pada file uji AVI
dapat dilihat terjadinya kenaikan nilai jitter pada
skenario dua dan skenario tiga. Besar nilai jitter
dipengaruhi oleh delay yang terjadi pada paket
selama berada di router. Oleh karena itu, besar
250
Berdasarkan gambar 4.5.dan gambar 4.6
dapat terlihat besarnya packet loss yang terjadi
dari setiap skenario. Packet loss terbesar terjadi
pada skenario 3 baik itu menggunakan file Avi
ataupun MPEG. Hal tersebut disebabkan karena
client melakukan proses handover. Packet loss
terjadi karena client langsung memutuskan
koneksi dengan network yang lama sebelum
membangun koneksi dengan network yang baru.
Seminar Nasional Informatika 2014
5.
Gambar 4.6. Pengujian Packet Loss File
MPEG
iii.
Throughput
Gambar
4.7.
Dan
Gambar
4.8.
Menunjukkan bahwa nilai throughput pada
skenario ketiga merupakan nilai throughput
terkecil.Hal ini disebabkan karena pengaruh dari
delay yang lebih besar pada skenario tiga
dibandingkan dengan uji coba yang lainnya.
Terdapat hubungan berbanding terbalik antara
throughput dengan delay dimana semakin kecil
nilai throughput maka semakin besar nilai delay.
KESIMPULAN
Topologi infrastruktur yang diuji coba
pada skenario satu memiliki kualitas QoS paling
baik dibandingkan dengan skenario dua dan
tiga.Hal ini terjadi karena prinsip topologi yang
memberikan bandwidth langsung ke client tanpa
dibagi pada access point lain seperti yang terjadi
pada topologi WDS.
Topologi jaringan WDS bisa dipergunakan
dengan baik pada implementasi aplikasi video
streaming
yang
menggunakan
protokol
RealTimeStreamingProtocol (RTSP).Nilai-nilai
parameter QoS saat terjadi pergerakan client
(usermobility) masih dalam batas toleransi nilai
QoS yang baik.
Secara umum QoS pada skenario satu yang
berupa jaringan infrastruktur dan skenario dua
yang berupa jaringan wireless distribution system
(WDS) yang tidak berpindah networklebih baik
dibandingkan skenario tiga dimana terjadi proses
handover atau perpindahan network pada client.
Format file tidak memiliki dampak yang
signifikan terhadap hasil pengukuran. Hal in
disebabkan karena saat proses streaming, file
dibagi sesuai dengan tingkatan pada layer OSI.
Untuk
kedepannya
topologi
yang
dibandingkan dapat lebih dikembangkan. Sebagai
contoh adalah topologi WDS dengan Mesh.Kedua
topologi ini memiliki kesamaan dan perbedaan di
beberapa sisi yang menjadikan kedua topologi ini
bisa menjadi bahan analisis yang baik.
DAFTAR PUSTAKA
Gambar 4.6. Pengujian Throughput File Avi
Nilai throughput yang didapatkan dari
semua percobaan baik di skenario satu, skenario
dua maupun skenario tiga tidak mengalami
perubahan yang signifikan.
[1]
[2]
[3]
[4]
Gambar 4.7. Pengujian Throughput File
MPEG
[5]
Andreas Handojo, Robin Chandra, Justinis
Andjarwirawan,
Aplikasi
Video
Conference
dengan
Kemampuan
Beroprasi Pada IPV4 dan IPV6, Seminar
Nasional Aplikasi Informasi (SNATI),
2009
Bryan Yonathan, Yoanes Bandung,
Armein Z.R. Langi, Analisis Kualitas
Layanan (QOS) Audio-Video Layanan
Kelas Virtual di Jaringan Digital Learning
Pedesaan, Koferensi Teknologi Informasi
dan Komunikasi untuk Indonesia, 2011
HP Innovation, ProCurve Networking,
Planning a Wireless Network, 2006.
Nor Khairiah Ibrahim, Abdul Halim Ali,
Mohd Raziff Abdul Razak And Mohd Faiz
Azhar, “The Performance Of Video
Streaming Over Wireless-N”, Ieee
Symposium On Wireless Technology And
Applications (Iswta), 2012
Wifi Aliance, “Wi-Fi Certified™ N
Longer-Range,
Faster-Throughput,
Multimedia-Grade Wi-Fi® Networks”,
2009.
251
Seminar Nasional Informatika 2014
[6]
[7]
252
Cisco Systems, Inc., Configuring Cisco Ios
Ip Slas Udp Jitter Operations For Voip,
2010.
Itu-T G.1010, Series G: Transmission
Systems And Media, Digital Systems And
Networks Quality Of Service And
Performance, 2011.
[8]
Videolan Organization, "Videolan Client
Documentation",
Http://Www.Videolan.Org/Doc/, Diakses
Maret 2014.
ANALISA PERFORMANSI VIDEO STREAMING
PADA JARINGAN WIRELESS 802.11n
I Gede Putu Krisna Juliharta1, Gede Wisnu TeguhSaputra2, I Wayan Ardiyasa3
Prodi Sistem Komputer, STMIK STIKOM Bali
Jl. Raya Puputan Renon No. 86 Denpasar Bali. Telp. (0361) 244445
1
krisna.juliharta@gmail.com, 2xxx@gmail.com, 3ardibinus@gmail.com
Abstrak
Dengan meningkatnya jenis jenis file video menyebabkan berkembangnya aplikasi video streaming untuk
media pengiriman video berbasis jaringan kabel dan nirkabel. Streaming memungkinkan menampilkan media
tanpa harus menunggu keseluruhan media diterima lengkap terlebih dahulu oleh client. untuk mengetahui
performansi aplikasi video streaming, tiga buah skenario telah dilakukan. Pengukuran Quality of Service
seperti Delay, Jitter, throughput,dan packet data loss dilakukan pada saat pengujian jaringan infrastruktur
(skenario 1), pada mode Wireless Distribution System (skenario 2), dan pada saat client bergerak dari access
point 1 ke access point 2 (skenario 3). Wireless Distribution System adalah sebuah sistem untuk memperluas
jaringan wireless dengan menggunakan dua access point atau lebih. Pengukuran dilakukan dengan cara
streaming video dari server ke client dengan menggunakan aplikasi VLC, kemudian menangkap paket-paket
tersebut dengan menggunakan aplikasi wireshark.
Katakunci : Video Streaming, Delay, Jitter, Throughput, Wireless.
1.
PENDAHULUAN
Penggunaan WLAN sebagai perpanjangan
dari infrastruktur kabel LAN yang sudah ada
menawarkan kenyamanan mobilitas bagi para
pengguna terutama dalam lingkungan bisnis dan
perusahaan.Dengan semakin murahnya hargaharga produk WLAN berdampak pada
peningkatan jumlah pengguna di kalangan
rumahan.Penyebaran pengguna WLAN di
lingkungan rumahan ini adalah faktor utama yang
menyebabkan produk WLAN tumbuh dengan
pesat. WLAN banyak digunakan untuk transfer
data, namun dengan standar WLAN baru seperti
IEEE802.11n dan standar IEEE802.11ac yang
akan datang menyediakan channelbandwidth
yang lebih besar dibandingkan dengan
IEEE802.11a/b/g akhirnya akan mengarah pada
meningkatnya tuntutan untuk penggunaan pada
aplikasi multimedia.
802.11n adalah standarisasi wireless terkini
dari standar 802.11. Standar 802.11n ini sendiri
telah diperkenalkan pada tahun 2007 silam.
Dengan standarisasi yang baru ini tentunya
terdapat perbaikan-perbaikan yang signifikan
terhadap kemajuan dari teknologi wireless itu
sendiri, seperti halnya kemajuan dalam hal
Quality Of Service(QoS) dan kemajuan dalam hal
keamanan. Maka dengan standart 802.11n ini juga
diharapkan pengguna dapat menjalankan aplikasi
atau transfer data dengan jumlah besar seperti
aplikasi video streaming dengan lebih baik.
Teknologi
wireless
802.11
kemudian
menciptakan sebuah topologi jaringan yang
246
disebut Wireless Distribution System (WDS).
Dimana WDS ini menghubungkan dua atau lebih
jaringan LAN baik kabel ataupun nirkabel secara
nirkabel untuk membangun jaringan yang besar.
Dalam proses menjalankan video streaming
ada beberapa factor yang yang perlu
diperhitungkan untuk menentukan baik buruknya
kualitas gambar dan suara. Diantaranya
bandwidth
yang
cukup,
infrasurtuktur
jaringannya, semakin jauh jarak pengguna dari
node utama pemberi bandwidth tentunya semakin
rendah kualitasnya. Selain itu factor yang tidak
lah penting adalah delay, jitter, dan packet loss
pada infrastruktur jaringan tersebut.
Pada Penelitian ini akan dilakukan
pengujian performa dari video streaming melalui
jaringan wireless. Standar yang digunakan adalah
802.11n dengan model jaringan infrastructure dan
Wireless Distribution System (WDS). Dengan
kedua model jaringan tersebut akan diuji
performansinya melalui pengukuran delay, jitter,
packet loss, dan throughput.
Proses
pengujian
dilakukan
dengan
membangun jaringan infrastructure dan WDS.
Selanjutnya akan dijalankan video streaming
melalui
jaringan
tersebut
dan
diukur
performansinya menggunakan tools wireshark.
Format video adalah avidan MPEG menggunakan
bandwidth
512
Kbps
dan
1
Mbps.
Tujuannyauntuk
menunjukkan dampak user
mobility terhadap performansi video streaming
pada jaringan wireless 802.11n.
Seminar Nasional Informatika 2014
2.
LANDASAN TEORI
A.
Wireless Local Area Network (WLAN)
WLAN adalah suatu jaringan area lokal
nirkabel
dimana
media
transmisinya
menggunakan frekuensi radio, untuk memberi
sebuah koneksi jaringan ke seluruh pengguna
dalam area disekitarnya.WLAN memiliki
beberapa standar seperti 802.11 a/b/g dan n.
Tabel 2.1 Perbandingan Standarisasi Wireless
802.11[4].
802.11 802.11 802.11 802.11
a
b
g
n
Max Data
54
11
54
600
Rates
Mbps
Mbps
Mbps
Mbps
DSSS
/
Modulati
OFD
OFD
DSSS
OFD
on
M
M
M
2.4
GHz
5.4
2.4
2.4
RF Band
&5
GHz
GHz
GHz
GHz
83.5
Available
580
83.5
83.5
Mhz /
BW
Mhz
Mhz
Mhz
580
Mhz
20
Channel
20
20
20
Mhz /
Width
Mhz
Mhz
Mhz
40
Mhz
No. of
1,2,3
Spatial
1
1
1
&4
Streams
B.
Topologi Jaringan Wireless LAN
(WLAN)
Point to Point Protocol atau yang biasa
disingkat
PPP
merupakan
enkapsulasi
multiprotocol datagram dalam jaringan yang
sering digunakan pada jaringan WAN, Point to
Point Protocol menggunakan arsitektur berlapis
dengan model logis dan desain yang membantu
komunikasi diantara lapisan interkoneksi. Point
to Point Protocol juga menyediakan enkapsulasi
datagram melalui jalur point to point dan
menggunakan lapisan data link untuk mengetes
koneksi (Gambar 2.1).
Gambar 2.1 Topologi Point to Point
Topologi jaringan wireless yang kedua
adalahPoint-to-multipoint,yang dapat diartikan
sama dengan distribusi . Satu base station dapat
melayani ratusan dari pelanggan yang berbedabeda baik yang bersangkutan dengan bandwith
dan layanan yang disediakan (gambar 2.2).
Gambar 2.2 Topologi Point to Multipoint
C.
Streaming
Streaming adalah sebuah teknik yang
digunakan untuk melakukan transfer data
sehingga dapat diproses secara tetap dan
kontinyu[1]. Dalam videostreaming ada beberapa
hal yang menjadi tolak ukur kualitas dari proses
streaming tersebut seperti Qos, Parameterparameter pengujian jaringan, dan aplikasi
videostreaming.
Beberapa protokol yang digunakan dalam
teknologi streaming adalah:
i. SessionDescriptionProtocol
(SDP)
:
Gambaran format media yang digunakan
untuk menggambarkan session multimedia
untuk tujuan pengumuman session, session
undangan, dan bentuk-bentuk inisiasi session
multimedia.
ii. RealTimeTransportProtocol (RTP) : Sebuah
paket dengan format UDP dan seperangkat
konvensi yang menyediakan fungsi jaringan
transportasi end-to-end, cocok untuk aplikasi
transmisi data real-time seperti audio, video
atau data simulasi, melalui layanan jaringan
multicast atau unicast.
iii. Real-timeControlProtocol (RTCP) : RTCP
adalah protokol kontrol yang bekerja sama
dengan RTP. Paket kontrol RTCP secara
berkala dikirimkan oleh masing-masing paket
dalam sesi RTP untuk semua paket lainnya.
RTCP digunakan untuk mengontrol kinerja
dan untuk tujuan diagnostik.
iv. HypertextTransferProtocol (HTTP) : Sebuah
protokol level aplikasi yang terdistribusi,
kolaboratif, dengan sistem informasi
hypermedia. Ini adalah protokol berorientasi
objek yang dapat digunakan untuk banyak
tugas, seperti servernama dan sistem
manajemen objek terdistribusi, melalui
perpanjangan metode permintaannya.
v. RealTimeStreamingProtocol
(RTSP)
:
Sebuah protokol level aplikasi untuk kontrol
atas pengiriman data dengan sifat real-time.
RTSP menyediakan kerangka extensible
247
Seminar Nasional Informatika 2014
untuk mengaktifkan kendali pada pengiriman
data real-time, seperti audio dan video,
dengan menggunakan Transmission Control
Protocol (TCP) atau User Data Protocol
(UDP).
Wireless Distribution System
Wireless distribution system (WDS) adalah
sebuah sistem untuk memperluas jangkauan
jaringan wireless dengan menggunakan dua atau
lebih Access point. Dengan teknik WDS ini,
penggunaan kabel sebagai backbone jaringan
tidak dibutuhkan, sehingga lebih mudah, murah,
dan efisien untuk instalasinya.Access point
tersebut bisa berupa main, relay, atau remote base
station.
Syarat untuk membangun Wireless
distribution system (WDS) :
i.
Access point utama maupun Access
pointRepeater harus mendukung fitur
WDS
ii.
Masing-masing IP AddressAccess point
tidak boleh sama.
iii.
Sebagian besar Authentication access point
yang didukung dalam WDS adalah WEP
64/128 bit. Dan semua Access point yang
terlibat
dalam
1
koneksi
harus
menggunakan
Metoda
Inkripsi
/
Authentication yang sama.
iv.
Channel Radio yang digunakan harus
sama. Misal Channel 10.
v.
Matikan layanan DHCP Server pada
Access pointRepeater, karena DHCP akan
diambil alih Access point utama yang
sebagai default gateway.
vi.
Ada kemungkinan WDS tidak berfungsi
jika Access point utama dan Access point
Repeater berbeda merk.
ii.
iii.
D.
Quality of Service (QoS)
QoS adalah kemampuan suatu jaringan
untuk menyediakan layanan yang baik dengan
menyediakan kapasitas jaringan, mengatasi jitter
dan QoS dirancang untuk membantu pengguna
menjadi lebih produktif dengan memastikan
bahwa pengguna mendapatkan kinerja yang
handal
dari
aplikasi-aplikasi
berbasis
jaringan[2]. Ada beberapa tolak ukur untuk
menilai QoS dari jaringan, diantaranya adalah :
i.
Throughput
Throughput adalah salah satu ukuran pasti
dari performa sebuah jaringan wireless.
Dengan nilai throughput inilah kita bisa
melihat sebaik apa jaringan tersebut.
Definisi throughput adalah kemampuan
untuk mentransfer packetdata dalam waktu
tertentu. Dengan kata lain, semakin besar
nilai throughput dari jaringan tersebut,
maka semakin baik pula kualitas dari
jaringan tersebut.
iv.
3.
Delay
Delay adalah waktu tunda yang
disebabkan oleh proses transmisi dari satu
titik ke titik lain yang menjadi tujuannya.
Jitter
Jitter adalah variasi waktu dari sinyal
periodik
dalam
elektronik
dan
telekomunikasi,
sering
kali
dalam
kaitannya dengan sumber referensi jam.
Packet loss
Packet loss, adalah perbandingan seluruh
paket IP yang dikirimkan dengan seluruh
paket IP yang diterima antara source dan
destination. Salah satu penyebab packet
loss adalah antrian yang melebihi kapasitas
buffer pada setiap node.
METODELOGI
A.
Pemodelan Sistem
Untuk analisa performansi dari video
streaming
pada
jaringan
802.11n
dibutuhkanperancangan dan pemodelan dengan
tiga skenario sebagai berikut :
i.
Skenario 1
Start
Konfigurasi Access Point
pada topologi infrastructure
Konfigurasi VLC Server
Capture packet dengan
menggunakan Wireshark
E.
248
Start Streaming
End
Gambar 3.1.Flowchart Skenario satu
Gambar 3.1. Menggambarkan alur proses
untuk skenario 1. skenario 1 dilakukan pengujian
kualitas topologi jaringan infrastruktur dengan
cara streamingvideo saat client terhubung dengan
access point 1 yang memiliki directaccess ke
server. Kemudian diambil data parameterparameter Qos seperti Delay, Jitter, Packet Loss
dan Throughput. Di sisi client dan server
ditanamkan aplikasi VLC (Video Lan Client) dan
Wireshark yang telah terkonfigurasi.Dan bentuk
topologi jaringanya dapat dilihat pada gambar 3.2.
Seminar Nasional Informatika 2014
iii.
Skenario 3
Start
Konfigurasi Access Point
pada topologi infrastructure
Server
IP : 66.85.172.170
Subnet : 255.255.255.0
Gateway :66.85.172.1
Konfigurasi Access Point
pada topologi WDS
Access Point 1
LAN IP : 192.168.1.1
WAN IP : 66.85.172.171
Subnet : 255.255.255.0
Gateway: 66.85.172.1
Laptop Client
IP : 192.168.1.91
Subnet : 255.255.255.0
Gateway : 192.168.1.1
Topologi WDS
Terhubung
Ya
Konfigurasi VLC Server
Capture packet dengan
menggunakan Wireshark
Gambar 3.2.Topologi jaringan Infrastruktur
ii.
Tidak
Skenario 2
Start Streaming
Start
Client Berpindah Jaringan
Konfigurasi Access Point
pada topologi infrastructure
End
Konfigurasi Access Point
pada topologi WDS
Topologi WDS
Terhubung
Gambar 3.5.Flowchart skenario tiga
Skenario ketiga (gambar 3.5) adalah
pengukuran kualitas jaringan ketika client
melakukan streaming saat berpindah dari access
point 2 menuju access point 1 dan sebaliknya.
Pengukuran parameter Qos seperti Delay, Jitter,
Packet Loss dan Throughput dilakukan dengan
aplikasi Wireshark.Untuk topologinya dapat
dilihat di gambar 3.6.
Tidak
Ya
Konfigurasi VLC Server
Capture packet dengan
menggunakan Wireshark
Start Streaming
Access Point 2
IP : 192.168.1.3
End
Gambar 3.3.Flowchart Skenario dua
Server
IP : 66.85.172.170
Subnet : 255.255.255.0
Gateway : 66.85.172.1
Pada skenario kedua (gambar 3.3 dan
gambar 3.4)client terhubung pada topologi
Wireless Distribution System (WDS). Di skenario
kedua ini juga akan dilakukan pengujian kualitas
jaringan berupa video streaming untuk
mendapatkan data parameter-parameter Qos
seperti Delay, Jitter, Packet Loss dan Throughput.
Access Point 1
LAN IP : 192.168.1.1
WAN IP : 66.85.172.171
Subnet : 255.255.255.0
Gateway: 66.85.172.1
Server
IP : 66.85.172.170
Subnet : 255.255.255.0
Gateway :66.85.172.1
Access Point 2
Laptop Client
IP : 192.168.1.91
Subnet : 255.255.255.0
Gateway : 192.168.1.1
Gambar 3.4.topologi jaringan WDS
Laptop Client
IP : 192.168.1.91
Subnet : 255.255.255.0
Gateway : 192.168.1.1
Client bergerak
Gambar 3.6.Topologi Jaringan WDS
4.
Access Point 1
LAN IP : 192.168.1.1
WAN IP : 66.85.172.171
Subnet : 255.255.255.0
Gateway: 66.85.172.1
Laptop Client
IP : 192.168.1.91
Subnet : 255.255.255.0
Gateway : 192.168.1.1
Hasil dan Pembahasan
Seperti yang sudah disebutkan pada
pendahuluan, jaringan yang dibangun didukung
oleh koneksi internet berkecepatan 1Mbps dan
512Kbps. Dalam pengujian jaringan dilakukan
tiga skenario.Yang kemudian didapatkan data
parameter QoS seperti delay, jitter, throughput,
dan packet loss.
i.
Delay
Gambar 4.1 menunjukkan hasil pengukuran
yang menunjukkan kenaikan nilai delay pada
skenario dua dan tiga bila dibandingkan dengan
skenario satu. Kenaikan delay terbesar terjadi
pada skenario tiga. Hal ini disebabkan karena
249
Seminar Nasional Informatika 2014
skenario tiga merupakan proses handover. Saat
terjadihandover, komunikasi akan terputus untuk
beberapa saat. Hal ini menyebabkan paket yang
sedang dikirimkan akan berhenti untuk beberapa
saat sehingga paket tersebut akan terlambat
datang. Komunikasi akan terhubung kembali
setelah Client terhubung pada network barunya.
nilai jitter yang terukur pada skenario satu,
skenario dua, dan skenario tiga, jauh lebih kecil
dari nilai 30 ms yang merupakan standar jitter
yang baik.
Gambar 4.4. Pengujian Jitter File MPEG
Gambar 4.1. Pengujian Delayfile Avi
sedangkan hasil pengukuran pada file uji MPEG
tidak mengalami perubahan signifikan bila
dibandingkan dengan file uji AVI (gambar 4.2).
Mengunakan file MPEG (Gambar 4.4.)
hasilnya tidak jauh beda dengan file Avi dengan
nilai jitter masih memenuhi standar untuk Quality
of Service. Hal ini terjadi karena adanya buffer
yang digunakan oleh aplikasi real-time video
streaming.Oleh karena itu, jitter tidak terlalu
mempengaruhi video yang dijalankan oleh
aplikasi real-time video streaming.
ii.
Packet Loss
Gambar 4.5.Menunjukkan bahwa nilai
packet loss terbesar terjadi pada skenario ketiga.
Ini disebabkan oleh client yang melakukan proses
handover. Packet loss terjadi karena client
langsung memutuskan koneksi dengan network
yang lama sebelum membangun koneksi dengan
network yang baru.Nilai packet loss yang terukur
masih dibawah batas toleransi yaitu 10%.
Gambar 4.2. Pengujian Delayfile MPEGJitter
Untuk mendapatkan nilai QoS jaringan yang
baik, nilai jitter harus dijaga seminimum
mungkin.
Gambar 4.5. Pengujian Packet Loss File Avi
Gambar4.3. Pengujian Jitter File Avi
Dari gambar 4.3. Menyatakan tentang
grafik hasil pengukuran Jitter pada file uji AVI
dapat dilihat terjadinya kenaikan nilai jitter pada
skenario dua dan skenario tiga. Besar nilai jitter
dipengaruhi oleh delay yang terjadi pada paket
selama berada di router. Oleh karena itu, besar
250
Berdasarkan gambar 4.5.dan gambar 4.6
dapat terlihat besarnya packet loss yang terjadi
dari setiap skenario. Packet loss terbesar terjadi
pada skenario 3 baik itu menggunakan file Avi
ataupun MPEG. Hal tersebut disebabkan karena
client melakukan proses handover. Packet loss
terjadi karena client langsung memutuskan
koneksi dengan network yang lama sebelum
membangun koneksi dengan network yang baru.
Seminar Nasional Informatika 2014
5.
Gambar 4.6. Pengujian Packet Loss File
MPEG
iii.
Throughput
Gambar
4.7.
Dan
Gambar
4.8.
Menunjukkan bahwa nilai throughput pada
skenario ketiga merupakan nilai throughput
terkecil.Hal ini disebabkan karena pengaruh dari
delay yang lebih besar pada skenario tiga
dibandingkan dengan uji coba yang lainnya.
Terdapat hubungan berbanding terbalik antara
throughput dengan delay dimana semakin kecil
nilai throughput maka semakin besar nilai delay.
KESIMPULAN
Topologi infrastruktur yang diuji coba
pada skenario satu memiliki kualitas QoS paling
baik dibandingkan dengan skenario dua dan
tiga.Hal ini terjadi karena prinsip topologi yang
memberikan bandwidth langsung ke client tanpa
dibagi pada access point lain seperti yang terjadi
pada topologi WDS.
Topologi jaringan WDS bisa dipergunakan
dengan baik pada implementasi aplikasi video
streaming
yang
menggunakan
protokol
RealTimeStreamingProtocol (RTSP).Nilai-nilai
parameter QoS saat terjadi pergerakan client
(usermobility) masih dalam batas toleransi nilai
QoS yang baik.
Secara umum QoS pada skenario satu yang
berupa jaringan infrastruktur dan skenario dua
yang berupa jaringan wireless distribution system
(WDS) yang tidak berpindah networklebih baik
dibandingkan skenario tiga dimana terjadi proses
handover atau perpindahan network pada client.
Format file tidak memiliki dampak yang
signifikan terhadap hasil pengukuran. Hal in
disebabkan karena saat proses streaming, file
dibagi sesuai dengan tingkatan pada layer OSI.
Untuk
kedepannya
topologi
yang
dibandingkan dapat lebih dikembangkan. Sebagai
contoh adalah topologi WDS dengan Mesh.Kedua
topologi ini memiliki kesamaan dan perbedaan di
beberapa sisi yang menjadikan kedua topologi ini
bisa menjadi bahan analisis yang baik.
DAFTAR PUSTAKA
Gambar 4.6. Pengujian Throughput File Avi
Nilai throughput yang didapatkan dari
semua percobaan baik di skenario satu, skenario
dua maupun skenario tiga tidak mengalami
perubahan yang signifikan.
[1]
[2]
[3]
[4]
Gambar 4.7. Pengujian Throughput File
MPEG
[5]
Andreas Handojo, Robin Chandra, Justinis
Andjarwirawan,
Aplikasi
Video
Conference
dengan
Kemampuan
Beroprasi Pada IPV4 dan IPV6, Seminar
Nasional Aplikasi Informasi (SNATI),
2009
Bryan Yonathan, Yoanes Bandung,
Armein Z.R. Langi, Analisis Kualitas
Layanan (QOS) Audio-Video Layanan
Kelas Virtual di Jaringan Digital Learning
Pedesaan, Koferensi Teknologi Informasi
dan Komunikasi untuk Indonesia, 2011
HP Innovation, ProCurve Networking,
Planning a Wireless Network, 2006.
Nor Khairiah Ibrahim, Abdul Halim Ali,
Mohd Raziff Abdul Razak And Mohd Faiz
Azhar, “The Performance Of Video
Streaming Over Wireless-N”, Ieee
Symposium On Wireless Technology And
Applications (Iswta), 2012
Wifi Aliance, “Wi-Fi Certified™ N
Longer-Range,
Faster-Throughput,
Multimedia-Grade Wi-Fi® Networks”,
2009.
251
Seminar Nasional Informatika 2014
[6]
[7]
252
Cisco Systems, Inc., Configuring Cisco Ios
Ip Slas Udp Jitter Operations For Voip,
2010.
Itu-T G.1010, Series G: Transmission
Systems And Media, Digital Systems And
Networks Quality Of Service And
Performance, 2011.
[8]
Videolan Organization, "Videolan Client
Documentation",
Http://Www.Videolan.Org/Doc/, Diakses
Maret 2014.