Analisa Pengaruh Tingkat Modulasi Transmisi Qam Terhadap Kualitas Video Call (Aplikasi Pada Laboratorium Sistem Komunikasi Radio FT-USU)

BAB II

DASAR TEORI

2.1 Umum

Dalam perkembangan teknologi komunikasi, dimana tuntutan kebutuhan pelayanan bagi pengguna jasa komunikasi makin tinggi, dalam penyampaian ide dan pendapat tidak hanya audio saja akan tetapi diperlukan juga visualnya, oleh karena itu dibutuhkan komunikasi yang dapat mengirimkan audio visualnya.

Pada awalnya informasi ataupun data yang dilewatkan melalui piranti teknologi informasi, internet, masih sebatas karakter teks yang direpresentasikan melalui ASCI code dan gambar yang terdiri dari bit-bit gambar . Sedangkan suara atau voice awalnya dilewatkan melalui jaringan kabel telepon ataupun sinyal seluler. Hal ini membuat data yang berupa suara dan karakter masih terpisah.

Oleh karena itu, muncul konsep agar gambar dan suara dapat dikirimkan sehingga merepresentasikan sumber suara yang dapat dilihat secara jarak jauh dan bersifat lebih dinamis dan real time saat digunakan. Konsep inilah yang merupakan cikal bakal lahirnya videophone yang kemudian dikenal di masyarakat sebagai video Call. Video Call merupakan layanan untuk komunikasi suara di mana kedua pihak dapat saling melihat tampilan wajah lawan bicaranya. Video

Call sudah mulai diminati pelanggan dalam beberapa tahun belakangan ini.

Perkembangan teknologi komunikasi yang semakin canggih membuat jarak yang jauh dibuat seakan-akan sangat dekat didukung dengan perangkat dan gadget yang juga mumpuni. Layanan Video Call dapat membuat penggunanya bertatap muka langsung dan berkomunikasi melalui layar komputer sampai melalui layar ponsel sekalipun. [1].

2.2 Pengertian Video Call

Video Call adalah telepon dengan layar video dan mampu menangkap

video (gambar) sekaligus suara yang ditransmisikan. Fungsi telepon video sebagai alat komunikasi antara satu orang dengan orang yang lainnya secara waktu nyata (real-time). Saat ini telepon video sangat berguna bagi orang tuli dan bisu, karena melalui telepon video, komunikasi bisa dilakukan dengan menggunakan bahasa isyarat melalui layanan video tersebut. Begitu juga untuk orang-orang yang berada di tempat lain yang jauh dan ingin berkomunikasi dengan orang yang berada ditempat lain yang jauh pula. Telepon video dapat digunakan sebagai alat yang dapat menyalurkan gambar serta suara dalam bentuk video sehingga terlihat seperti nyata.

Dunia teknologi informasi dan telekomunikasi semakin canggih dan pesat dengan adanya perkembangan internet. Saat ini teknologi informasi dan telekomunikasi sudah tidak dapat dipisahkan dari kehidupan sehari-hari dan sudah menjadi kebutuhan untuk memenuhi dan mendukung berbagai macam kegiatan, baik individu maupun organisasi.

Dengan teknologi, setiap orang dapat mengakses dan mendapat informasi secara cepat, tanpa mengenal batas-batas wilayah dan batasan waktu. Ini menyebabkan informasi menjadi sesuatu yang berharga dan sangat dibutuhkan guna mengambil keputusan, terutama dalam kegiatan bisnis.

Mulanya, informasi ataupun data yang dilewatkan melalui piranti teknologi informasi, internet, masih sebatas karakter teks yang direpresentasikan melalui ASCI code dan gambar yang terdiri dari bit-bit gambar . Sedangkan suara

atau voice mulanya dilewatkan melalui jaringan kabel telepon ataupun sinyal seluler. Hal ini membuat data yang berupa suara dan karakter masih terpisah.

Video Call merupakan layanan untuk komunikasi suara di mana kedua

pihak dapat saling melihat tampilan wajah lawan bicaranya. Video Call sudah mulai diminati pelanggan dalam 2 tahun belakangan ini. Perkembangan teknologi komunikasi yang semakin canggih membuat jarak yang jauh dibuat seakan-akan sangat dekat didukung dengan perangkat gadget yang juga mumpuni. Layanan

Video Call dapat membuat penggunanya bertatap muka langsung dan

berkomunikasi melalui layar komputer dan layar ponsel [1].

2.3 Jenis Video Call

Menurut perkembangannya Video Call dapat dibagi menjadi dua jenis, yaitu Video Call melalui jaringan internet dan Video Call melalui telepon selular. Berikut ini akan dibahas Video Call melalui perkembangannya.

2.3.1 Video Call Melalui Jaringan Internet

Pada awalnya Video Call berbentuk fisik seperti monitor komputer yang diintegrasikan dengan telepon kabel, sehingga panggilan maupun komunikasi jarak jauh yang akan dilakukan membutuhkan perangkat yang cukup banyak dan tidak fleksibel.

Seiring dengan perkembangan teknologi, terutama teknologi internet, suara dan gambar yang sering disebut video dapat ditransmisikan melalui jaringan internet, sehingga biaya menjadi lebih murah. Hal inilah yang menjadi konsep, internet dapat dimanfaatkan untuk berkomunikasi secara real time, dua arah dan

menyajikan gambar dan suara secara bersamaan. Perangkat yang dibutuhkan pun menjadi semakin lebih praktis. Sekarang, orang tinggal menyambungkan komputer yang memiliki fasilitas video input seperti webcam, video output (monitor), audio input (mikrofon) dan audio output (loudspeaker) dengan jaringan internet atau WAN untuk bisa berkomunikasi secara langsung dan real time serta bertatap muka meskipun jarak jauh [2].

Komunikasi via Video Call yang dibangun melalui jaringan internet memanfaatkan protokol internet atau IP. Selain itu, Video Call dapat pula diatur agar komunikasi hanya terjadi pada jaringan lokal tanpa menghubungkannya dengan internet (cloud).

Komponen yang diperlukan untuk membangun komunikasi melalui Video

Call terdiri dari lapisan internet dan aplikasi serta antar muka pengguna. Pada

lapisan aplikasi dan antar muka pengguna terdapat kamera dan mikrofon sebagai perangkat inputan gambar dan suara. Inputan ini akan ditransmisikan melalui jaringan internet dengan sebelumnya dikodekan untuk menjadi bit-bit biner yang dapat dilewatkan di jaringan dan diatur dengan standar protokol yang digunakan. Untuk komponen yang membangun komunikasi dengan Video Call dapat dilihat pada Gambar 2.1 [2].

Komunikasi melalui internet tentunya membutuhkan aplikasi yang dapat menjadi antar muka pengguna dengan komputer seperti penjelajah web (web

browser) atau aplikasi yang menyediakan fitur Video Call, seperti Yahoo!

Messenger, BeeMessenger, Skype dan lain sebagainya. Aplikasi-aplikasi tersebut dapat diunduh secara gratis maupun berbayar di internet dan penggunaannya pun saat ini sangat luas dari kepentingan pribadi sampai kepentingan bisnis.

2.3.2 Video Call Melalui Telepon Seluler

Sekarang manusia cenderung mobile dan dinamis dalam aktivitas dan kegiatannya. Hal ini menyebabkan segala bentuk komunikasi sudah beralih pada komunikasi mobile yang menyebabkan komunikasi maupun akses informasi dapat dilakukan kapanpun dan dimanapun orang itu berada. Tentunya, hal ini dibarengi dengan perkembangan teknologi wireless atau nirkabel yang lebih fleksibel serta mudah dibangun dan dikonfigurasikan.Teknologi seluler yang merupakan bagian dari teknologi nirkabel telah merambah dari pengiriman suara, data dan akhirnya sampai pada gambar bergerak (video) [1].

Video Call melalui telepon seluler sering disalah artikan dengan 3G. 3G

adalah singkatan dari istilah dalam bahasa Inggris: third-generation technology. Istilah ini umumnya digunakan mengacu kepada perkembangan teknologi telepon nirkabel (wireless). 3G ini difasilisasi oleh penyelenggara telepon genggam (celluler provider) sedangkan Video Call adalah panggilan telepon Video yang dapat dilakukan dengan jaringan 3G, sehingga penelepon dan penerima bisa saling bertatap muka.

Perkembangan dan penyebaran Video Call melalui telepon mulai meluas, Karena hampir semua telepon seluler yang mendukung jaringan UMTS dapat melakukan panggilan video dengan fasilitas kamera yang menjadi perangkat input.

2.4 Design Jaringan Aplikasi Video Call

Didalam jaringan aplikasi Video Call harus lebih jeli melihat hal – hal

yang menjadi kunci faktor dari keberhasilan jaringan aplikasi video call itu sendiri. Faktor – faktornya antara lain Video, Audio, Codec, Bandwidth, Resolition dan Framerate.

2.4.1 Video

Untuk melakukan Video Call, digunakan webcam sebagai data sumber yang akan dikirimkan. Webcam memiliki resolusi pengambilan gambar, dan resolusi antar satu webcam dengan webcam yang lain dapat bervariasi. Dahulu,

webcam masih memiliki resolusi yang kecil, misalnya 160x120. Namun sekarang

sudah ada webcam yang memiliki resolusi beberapa megapixel. Semakin besar ukuran resolusi semakin besar pula jumlah data yang dikirimkan, sehingga

bandwidth yand diperlukan juga semakin besar. Oleh karena itu, jarang sekali

dilakukan conference dengan ukuran resolusi yang besar. Umumnya ukuran resolusi yang digunakan untuk Video Conference adalah 320x240.

Selain itu, hal yang berpengaruh pada ukuran data adalah frame rate.

Frame rate adalah jumlah gambar yang dikirimkan tiap detik. Misalkan ukuran

dikirimkan tiap detiknya adalah 320x240x30 = 2.304.000 piksel. Jika frame rate 15 fps, jumlah piksel yang dikirimkan tiap detiknya berkurang drastis menjadi 1.152.000 piksel, dengan demikian dapat menghemat bandwidth. Namun jika

frame rate diturunkan video yang dihasilkan tidak akan lancar seperti video

dengan frame rate yang tinggi [3].

2.4.2 Audio

Untuk melakukan Video Call, digunakan sebuah microphone untuk input audio. Sama halnya dengan data video terdapat faktor yang dapat mempengaruhi ukuran data yang dikirimkan, misalnya sampling rate (dalam satuan kHz) dan jumlah channel. Pada umumnya ukuran data audio yang dikirimkan melalui streaming ini lebih kecil dibandingkan dengan data video. Sebuah data audio yang tidak dikompres menghasilkan data sebesar 5 megabyte per channel per menit. Tetapi, masih dimungkinkan jika input dari device ingin dikompres sehingga lebih menghemat bandwidth yang ada. Gambar 2.2 memeperlihatkan proses konversi gelombang analog ke digital [3].

2.4.3 Codec

Coding/Decoding yang mana merupakan otak dari sistem. Dan

keberhasilan dari komunikasi visual sangatlah tergantung dari perangkat ini. Gambar 2.3 memperlihatkan beberapa model codec [2].

Gambar 2.3 Beberapa Model Codec

Codec merupakan sebuah proses mengubah data suara yang dikonfersikan

dalam bentuk data digital dan kemudian ditransmisikan dan dikembalikan lagi kebentuk data suara ketika sampai ketujuan. Codec digunakan untuk penghematan

bandwidth. Codec tersedia dalam bentuk open source dan non-open source. Codec adalah teknologi yang memaketkan data voice ke dalam format data

lain dengan perhitungan matematis tertentu sehingga menjadi lebih teratur dan mudah dipaketkan. Dengan menggunakan Codec tertentu bandwidth dapat dihemat. Namun risikonya suara dapat menjadi kurang jernih atau berubah warna suaranya. Apabila mengejar kualitas suara yang baik, jernih, dan tidak berubah warna suaranya, dibutuhkan CODEC dengan perhitungan matematis yang minim. Konsekuensinya kebutuhan bandwidth meningkat.

Codec dengan bandwidth terboros adalah G.711, menghabiskan bandwidth

sekitar 87 kbps. Sebaliknya, CODEC yang paling hemat dan umum digunakan adalah G.723.1, menghabiskan bandwidth sekitar 22 kbps. CODEC lain yang umum digunakan karena suaranya yang lebih jernih dari pada G.723.1, tetapi

bandwidth-nya jauh lebih kecil dibanding G.711 adalah G.729. CODEC ini

menghabiskan bandwidth sekitar 24 kbps. Adapun CODEC lain yang umum dan gratis adalah GSM dan iLBC yang menghabiskan bandwidth sekitar 29 – 31 kbps.Tabel 2.1 menunjukkan perbandingan bit rate codec [5].

Tabel 2.1 Perbandingan Bit Rate Codec

Codec Algoritma Bit Rate (Kbps)

ITU G.721 PCM (Pulse Code Modulation)

64 ITU G.722 SBADPCM (Sub – Band

Adaptive Differential Pulse Code Modulation)

48, 56 dan 64

ITU G.723 Multi – rate Coder 5, 3 dan 6.4

ITU G.726 ADPCM (Adaptive

Differential Pulse Code Modulation)

16, 24, 32 dan 40

ITU G.727 Multi – Rate ADPCM 16 – 40

ITU G.728 LD – CELP (Low – Delay Code Excited Linear

Prediction)

16

ITU G.729 CS-ACELP (Conjugate Structure Algebraic –

Code Excited Linear Prediction)

8

ILBC Internet Low Bitrate Codec

13, 33 dan 15, 20 GSM – Full Rate RPE-LTP(Regular Pulse

Excitation Long – term Prediction)

13

GSM – Enchanced Full ACELP (Algebraic Code Excited Linear Prediction)

12.2 GSM – Half Rate CELP – VSELP (Code

Excited Linear prediction – Vector Sum Excited

Linear Prediction)

11.4

Tabel 2.1 lanjutan

Codec Algoritma Bit Rate (Kbps)

DoD FS - 1016 CELP (code Excited Linear Prediction)

4.8

Speex CELP (Code Excited Linear Prediction)

2.15 – 44.2

2.4.4 Bandwidth

Persyaratan lain yang perlu diperhatikan dalam melakukan komunikasi melalui Video Call adalah masalah bandwidth atau kecepatan transmisi data. Semakin kecil bandwidth yang disediakan untuk komunikasi, semakin rendah pula kecepatan transfer data dan kualitas gambar video yang sedang berlangsung juga buruk atau samar.

Sebuah kapasitas transmisi medium menuju pada transmit info (video, audio & data). Bila digambarkan aliran telpon itu sebagai pipa air, bandwidth adalah ukuran dari pipa itu sendiri sedangkan isi yang mengalir didalamnya adalah informasi, isinya dalam bentuk Kbps (Kilo bits persecond). Penggambaran aliran komunikasi sebagai pipa air diperlihatkan pada Gambar 2.4. Untuk Video Call di rekomendasikan 384 Kbps untuk bisa dihasilkan kualitas yang lebih baik. Namun saat ini telah banyak perangkat Video call yang dapat berkomunikasi dengan hanya menghasilkan kurang dari 128 Kbps bahkan sampai pada bandwidth 64 Kbps [3].

2.4.5 Resolusi

Resolusi sering digunakan sebagai jumlah pixel dalam pencitraan gambar

digital. Sebuah gambar dengan tinggi sejumlah N pixel dan lebar M pixel, dapat memiliki resolusi garis yang kurang dari itu. Namun, jika jumlah pixel digunakan sebagai pengukur resolusi, metode yang digunakan adalah mengambil dua buah bilangan bulat yang menunjukkan berapa pixel tinggi gambar tersebut dan berapa pixel lebarnya, kemudian mengalikan angka ini, dan membaginya dengan satu juta untuk mendapatkan angka megapixel. Jenis – jenis resolusi video diperlihatkan pada Gambar 2.5 [4].

Persepsi resolusi dimana hubungan antara resolusi adalah pada ukurannya. Biasanya penggambaran pada penulisannya adalah dot atau pixel. Berikut ini standarisasi resolusi video.

- HD

Sebuah standarisasi yang dimanfaatkan sistem televisi digital. - XGA

Standarisasi grafik resolusi tinggi yang di perkenalkan oleh IBM.

Semakin besar resolusi yang dipakai maka semakin besar bandwidth yang dipakai, hal ini diperlihatkan Gambar 2.6 [3].

Gambar 2.6 Diagram Bandwidth dengan Resolusi

2.4.6 Frame Rate

Frame rate adalah Jumlah bingkai gambar atau frame yang ditunjukkan

setiap detik dalam membuat gambar bergerak; diwujudkan dalam satuan fps (frames per second), makin tinggi angka fps-nya, semakin mulus gambar bergeraknya. Game dan film, biasanya tinggi fps-nya.

Pengkodean video merupakan salah satu cara untuk mengatasi permasalahan mengenai tingginya bit rate yang harus disediakan untuk proses transmisi dan penyimpanan dari data video digital. Salah satu standar pengkodean video adalah ITU-T G.1010 yang mendefinisikan pengkodean video untuk target bit rate 64 kbps hingga 1024 kbps. Dalam pengkodean ITU-T G.1010, dilakukan kompresi

intraframe melalui transform coding dan kompresi interframe melalui motion

compensation[6].

Perkiraan framerate 22 fps pada penglihatan mata manusia sebagai pergerakan gambar yang halus. Ukuran frame rate untuk Amerika dan sekitarnya adalah 30 fps dengan bentuk standarisasi video NTSC yang ukuran gambarnya

adalah 704 x 480 (pixel x line), sedangkan Eropa dan Indonesia adalah 25 fps dengan bentuk standarisasi video PAL yang ukuran gambarnya 704 x 576 .

2.5 Prinsip Kerja Video Call

Video Call merupakan suatu teknologi yang mampu melewatkan trafik

suara, video dan data secara real time, dengan mengubahnya kedalam bentuk digital, dan dikelompokkan menjadi paket–paket data yang dikirim dengan menggunakan platform IP (Internet Protokol). Perbedaan antara teknologi Video

Call dengan Teknologi PSTN adalah informasi suara yang ditransmisikan dalam

bentuk paket dimana pendudukan kanal tidak terjadi secara terus menerus seperti pada layanan PSTN, sehingga kanal informasi masih dapat diisi oleh jenis layanan lain. Dengan adanya teknologi Video Call, kita dapat melakukan komunikasi suara dan gambar dengan memanfaatkan jaringan IP dengan biaya yang murah.

Hubungan komunikasi suara antara pengguna dapat dilakukan selama pengguna memiliki koneksi ke jaringan dengan menggunakan headphone yang tersambung ke komputer dan software Video Call seperti NetMeeting, X-Lite, SJPhone, Skype, dan lain-lain [7].

2.6 Protokol Penunjang Jaringan Video Call

Video Call pada abad ke-20 terbatas pada protokol H.323 (kecuali

Cisco SCCP ), tetapi Video Call baru sering menggunakan SIP, yang sering lebih mudah untuk mengatur jaringan yang bersifat rumahan. H.323 masih digunakan, tapi lebih sering untuk video conference sedangkan SIP lebih sering digunakan

untuk penggunaan pribadi. Sejumlah metode-setup panggilan berdasarkan pesan instan protokol seperti Skype juga sekarang menyediakan video.

Protokol lain yang digunakan untuk Video Call atau videophone adalah H.324 yang merupakan campuran call setup dan kompresi video. Videophone yang bekerja di saluran kabel telepon biasanya menggunakan protokol ini dan

bandwidth-nya terbatas oleh modem sekitar 33 kbps. Selain itu ada juga protokol

H.320 yang menetapkan persyaratan teknis untuk sistem telepon dan pealatan terminal yang biasa dipakai untuk video conference.

Ada beberapa protokol yang menjadi penunjang jaringan Video Call, antara lain [4].

2.6.1 Application Layer

Fungsi utama lapisan ini adalah pemindahan file. Perpindahan file dari sebuah sistem ke sistem lainnya yang berbeda memerlukan suatu sistem pengendalian untuk menangatasi adanya ketidak cocokan sistem file yang berbeda – beda. Protokol ini berhubungan dengan aplikasi. Salah satu contoh aplikasi yang telah dikenal misalnya HTTP (Hypertext Transfer Protocol) untuk web, FTP (File

Transfer Protocol) untuk perpindahan file, dan TELNET untuk terminal maya

jarak jauh.

2.6.2 Protokol TCP/IP (Transfer Control Protocol/Internet Protocol)

Merupakan sebuah protokol yang digunakan pada jaringan Internet. Protokol ini terdiri dari dua bagian besar, yaitu TCP dan IP. Susunan model TCP/IP dapat dilihat pada Gambar 2.7[5].

Gambar 2.7 Susunan model OSI dan TCP/IP empat lapis

2.6.2.1 TCP (Transmission Control Protocol)

Dalam mentransmisikan data pada layer Transpor ada dua protokol yang berperan yaitu TCP dan UDP. TCP merupakan protokol yang connection-oriented yang artinya menjaga reliabilitas hubungan komunikasi end – to – end. Konsep dasar cara kerja TCP adalah mengirim dan menerima segmen– segmen informasi dengan panjang data bervariasi pada suatu datagram internet. TCP menjamin realibilitas hubungan komunikasi karena melakukan perbaikan terhadap data yang rusak, hilang atau kesalahan kirim.

Hal ini dilakukan dengan memberikan nomor urut pada setiap paket yang dikirimkan dan membutuhkan sinyal jawaban positif dari penerima berupa sinyal ACK (acknoledgment). Jika sinyal ACK ini tidak diterima pada interval pada waktu tertentu, maka data akan dikirikmkan kembali. Pada sisi penerima, nomor urut tadi berguna untuk mencegah kesalahan urutan data dan duplikasi data. TCP juga memiliki mekanisme pengendalian aliran dengan cara mencantumkan informasi dalam sinyal ACK mengenai batas jumlah paket data yang masih boleh ditransmisikan pada setiap segmen yang diterima dengan sukses.

Dalam hubungan Video Call, TCP digunakan pada saat pengiriman sinyal. TCP tidak digunakan dalam pengiriman data suara pada Video Call karena pada suatu komunikasi data Video Call penanganan data yang mengalami keterlambatan lebih penting daripada penanganan paket yang hilang [8].

2.6.2.2 UDP (User Datagram Protocol)

UDP yang merupakan salah satu protokol utama diatas IP merupakan transport protokol yang lebih sederhana dibandingkan dengan TCP. UDP digunakan untuk situasi yang tidak mementingkan mekanisme reliabilitas. UDP pada Video Call digunakan untuk mengirimkan aliran suara yang dikirimkan secara terus menerus.

UDP digunakan pada Video Call karena pada pengiriman aliran suara yang berlangsung terus menerus lebih mementingkan kecepatan pengiriman data agar tiba di tujuan tanpa memperhatikan adanya paket yang hilang walaupun mencapai 50% dari jumlah paket yang dikirimkan. Karena UDP mampu mengirimkan aliran data dengan cepat, maka dalam teknologi Video Call UDP merupakan salah satu protokol penting yang digunakan sebagai header pada pengiriman data selain RTP dan IP. Untuk mengurangi jumlah paket yang hilang saat pengiriman data (karena tidak terdapat mekanisme pengiriman ulang) maka pada teknolgi Video Call pengiriman data banyak dilakukan pada private network [8].

2.6.2.3 IP (Internet Protocol)

Pada jaringan TCP/IP, sebuah komputer diidentifikasi dengan alamat IP. Tiap-tiap komputer memiliki alamat IP yang unik, masing-masing berbeda satu

sama lainnya. Hal ini dilakukan untuk mencegah kesalahan pada transfer data. Terakhir, protokol data akses berhubungan langsung dengan media fisik. Secara umum protokol ini bertugas untuk menangani pendeteksian kesalahan pada saat transfer data. Untuk komunikasi datanya, Internet Protokol mengimplementasikan dua fungsi dasar yaitu addressing dan fragmentasi. Salah satu hal penting dalam IP, dalam pengiriman informasi adalah metode pengalamatan pengirim dan penerima. Saat ini terdapat standar pengalamatan yang sudah digunakan yaitu IPv4 dengan alamat terdiri dari 32 bit [8].

2.6.2.4 RTP (Real Time Transport Protocol)

RTP (Real Time Transport Protocol) adalah sebuah protokol yang dapat memperhatikan masalah waktu dan merupakan standar internet untuk melakukan pengiriman data secara real-time, yang meliputi audio dan video yang bergantung pada protokol transport. Gambar 2.8 memperlihatkan lokasi protokol RTP pada TCP/IP [5].

Gambar 2.8 Lokasi protokol RTP pada TCP/IP

RTP menyediakan layanan penyampaian end to end untuk data yang mempunyai karakteristik real time. Layanan tersebut diantaranya, identifikasi tipe payload,sequence numbering dan time stamp. Aplikasi tipikal yang

menjalankan RTP berada diatas protokol UDP. RTP tidak menyediakan mekanisme apapun untuk memastikan pengiriman yang tepat waktu.

2.7 Kualitas Layanan Video Call

Terdapat beberapa faktor yang mempengaruhi kualitas suara, yaitu waktu tunda (delay), variasi waktu tunda (jitter), dan pemilihan jenis codec. Ukuran dan pengalokasian kapasitas jaringan juga mempengaruhi kualitas Video Call secara keseluruhan. Berikut penjelasan dari beberapa faktor tersebut [9].

2.7.1 Waktu Tunda (Delay)

Waktu tunda (delay) merupakan akumulasi berbagai waktu tunda dari ujung ke ujung pada jaringan Internet. Waktu tunda mempengaruhi kualitas layanan (QoS) karena waktu tunda menyebabkan suatu paket lebih lama mencapai tujuan. ITU-T G.114 merekomendasikan waktu tunda tidak lebih besar dari 150 ms untuk berbagai aplikasi, dengan batas 400 ms untuk komunikasi suara yang masih dapat diterima. Rumus yang digunakan untuk mencari nilai delay dibawah ini[14]:

= ...……….. (2.1)

Keterangan:

Duration = total waktu pengiriman paket Total packet = total paket yang dikirim

Total waktu tunda merupakan penjumlahan dari waktu tunda pemrosesan, waktu tunda paketisasi, waktu tunda antrian, waktu tunda propagasi, dan waktu tunda akibat jitter buffer di sisi penerima. Waktu tunda sangat mempengaruhi kualitas layanan suara, karena pada dasarnya suara memiliki karakteristik

”timing”. Urutan pengucapan tiap suku kata yang ditransmisikan harus sampai ke sisi penerima dengan urutan yang sama pula sehingga dapat terdengar dengan baik secara real-time. ITU G.114 membagi karakteristik waktu tunda berdasarkan tingkat kenyamanan user, seperti pada Tabel 2.2[11].

Tabel 2.2 Pengelompokan Waktu Tunda

Waktu Tunda Kualitas

0 – 150 ms Baik

150 – 400 ms Cukup, masih dapat diterima

> 400 ms Buruk

Ada beberapa komponen waktu tunda yang terjadi di jaringan. Komponen waktu tunda tersebut yaitu waktu tunda pemrosesan, waktu tunda paketisasi, waktu tunda propagasi, dan waktu tunda akibat adanya jitter buffer di terminal penerima. Berikut ini penjelasan mengenai beberapa jenis waktu tunda yang dapat mempengaruhi kualitas layanan telepon internet [9]:

1. Processing delay

Waktu tunda yang terjadi akibat proses pengumpulan dan pengkodean sampel analog menjadi digital. Waktu tunda ini tergantung pada jenis codec yang digunakan.

2. Packetization delay

Waktu tunda ini terjadi akibat proses paketisasi sinyal suara menjadi paket-paket yang siap ditransmisikan ke dalam jaringan.

3. Queueing delay

Waktu tunda yang disebabkan oleh antrian paket data akibat terjadinya kongesti jaringan.

4. Propagation delay

Waktu tunda ini disebabkan oleh medium fisik jaringan dan jarak yang harus dilalui oleh sinyal suara pada media transmisi data antara pengirim dan penerima.

5. Serialization delay

Waktu tunda ini terjadi karena adanya waktu yang dibutuhkan untuk pentransmisisan paket IP dari sisi originating (pengirim).

6. Component delay

Waktu tunda ini disebabkan oleh banyaknya komponen yang digunakan di dalam system transmisi.

2.7.2. Jitter

Jitter merupakan perbedaan selang waktu kedatangan antar paket di

terminal tujuan. Jitter dapat disebabkan oleh terjadinya kongesti, kurangnya kapasitas jaringan, variasi ukuran paket, serta tidak berurutnya paket. Faktor ini perlu diperhitungkan karena karakteristik komunikasi voice adalah sensitif terhadap waktu tunda dan jitter.

Untuk meminimalisasi jitter dalam jaringan maka perlu diimplementasikan suatu buffer yang akan menahan beberapa urutan paket sepanjang waktu tertentu hingga paket terakhir datang. Namun adanya buffer tersebut akan memepengaruhi waktu tunda total sistem akibat adanya tambahan proses untuk mengompensasi jitter. Tabel 2.3 menjelaskan mengenai standar nilai

jitter yang mempengaruhi kualitas layanan Video Call berdasarkan standar ITU-T

Tabel 2.3 Standar Jitter

Jitter Kualitas

0 – 20 ms Baik

20 – 50 ms Cukup, masih dapat diterima

>50 ms Buruk

Semakin besar nilai jitter maka akan seakin menurunkan performansi dari jaringan, karena itu nilai jitter harus seminimum mungkin. Rumus yang digunakan untuk menghitung jitter adalah[14]:

− = ……….. (2.2)

2.7.3 Packet Loss (Tingkat Paket Hilang)

Sinyal suara pada telepon internet akan ditransmisikan dalam jaringan IP dalam bentuk paket-paket IP. Karena jaringan IP merupakan best effort network maka tidak ada jaminan pada pengiriman paket tersebut. Setiap paket dapat dirutekan pada jalur yang berbeda menuju penerima. Pada best effort network tidak ada perbedaan antara paket data voice dengan paket-paket data lainnya yang mengalir di jaringan. Maka dari itu tentunya akan mempengaruhi kualitas layanan. Tabel 2.4 memperlihatkan standar tingkat paket hilang pada jaringan berdasarkan standar ITU-T G.114[11].

Tabel 2.4 Standar Tingkat Paket Hilang

Tingkat Paket Hilang Kualitas

0 – 1 % Baik

1 – 5 % Cukup, masih dapat diterima

Rumus yang digunakan untuk menghitung packet loss adalah[14]:

!" #$%% = & ' ( 100% ... (2.3)

2.7.4 Throughput

Throughput adalah bandwidth aktual yang terukur pada suatu ukuran

waktu tertentu. Throughput lebih menggambarkan bandwidth yang sebenarnya (aktual) pada suatu waktu tertentu yang digunakan untuk mendownload suatu file dengan ukuran tertentu. Throughput merupakan jumlah bit yang berhasil dikirim pada suatu jaringan. Rumus yang digunakan untuk mencari nilai throughput adalah[14]:

,ℎ $./ℎ0. = 1 2 3 4 …………... (2.4)

Beberapa faktor yang menentukan nilai throughput adalah : 1. Piranti jaringan

2. Tipe data yang ditransfer 3. Topologi jaringan

4. Banyaknya pengguna jaringan 5. Spesifikasi komputer client/user 6. Spesifikasi komputer server 7. Induksi listrik dan cuaca

2.7.5 Pengkodean Sinyal Suara

Pengkodean sinyal suara merupakan suatu teknik yang menjelaskan bagaimana suatu aliran sinyal suara yang analog didigitalisasi dan dikompresi menjadi suatu bentuk sinyal digital. Sinyal suara tersebut kemudian dikompresi

sehingga didapat ukuran yang lebih padat. Proses pengkodean ini biasa dikenal dengan nama codec. Beberapa codec telah distandarisasi oleh ITU-T seperti G.711, G.723 dan G.729. Setiap codec tersebut memiliki metode kompresi, waktu tunda untuk code dan decode suara, serta bitrate yang berbeda-beda. Pemilihan

codec yang tepat akan mempengaruhi kualitas layanan secara keseluruhan.

Tabel 2.5 memperlihatkan perbandingan beberapa jenis codec terhadap nilai MOS. Codec dengan bitrate yang lebih besar tentunya memiliki kualitas suara yang lebih baik dibanding codec dengan bitrate yang lebih rendah. Akan tetapi codec dengan bitrate yang tinggi membutuhkan kapasitas jaringan yang besar pula[13].

Tabel 2.5 Perbandingan Beberapa Codec Terhadap MOS.

Codec Bitrate (Kbps) Framing Size (ms) MOS Score

G.711 64 0.125 4.1

G.726 32 0.125 3.85

G.728 16 0.625 3.61

G.729 8 10 3,92

G.723.1 6.3 30 3.9

G.723.1 5.3 30 3.65

2.8 Pemanfaatan Video Call

Dengan adanya teknologi Video Call yang menyebabkan setiap orang dapat berkomunikasi dan seperti bertatap muka langsung. Saat ini pemanfaatan

Video Call tidak hanya untuk kepentingan pribadi saja. Berbagai hal dapat

didukung oleh Video Call sebagai sarana komunikasi real time yang sangat membantu diantaranya[1] :

1. Bisnis : Dengan adanya Video Call, individu-individu di tempat yang jauh

dan akan mengadakan tatap muka ataupun rapat dapat dilakukan video

conference, semacam Video Call tetapi dalam skala lebih besar.

2. Kesehatan dan obat-obatan : Dengan adanya Video Call, penanganan

medis secara jarak jauh pun dapat dilakukan. Ini biasa dilakukan di daerah terpencil yang sarana pengobatannya tidak begitu baik, sehingga dibutuhkan yang lebih canggih dan professional untuk kasus tertentu. Dengan melakukan komunikasi dan tatap muka, pasien dapat dilihat secara langsung dan real time mengenai gejala penyakitnya.

3. Pendidikan : Dengan adanya teknologi Video Call, antar siswa ataupun

guru dapat saling berdiskusi, berksperimen dan bereksplorasi baik dalam maupun luar negeri tanpa adanya batasan tempat dan waktu.

2.9 Quadrature Amplitude Modulation (QAM)

Modulasi adalah suatu proses penumpangan sinyal yang hendak dikirim pada sebuah sinyal pembawa (carier). Sinyal data dapat ditumpangkan ke sinyal pembawa dengan cara mengubah amplitude, frekuensi atau fase dari sinyal pembawa tersebut. Untuk meningkatkan kapasitas informasi yang dikirimkan, dapat dilakukan dengan perubahan terhadap kombinasi 2 dari parameter tersebut. Metode tersebut digunakan pada skema modulasi QAM.

QAM adalah sebuah skema modulasi dimana data ditumpangkan pada gelombang pembawa dengan cara mengubah amplitude dari 2 buah gelombang pembawa tersebut. Dua gelombang pembawa ini biasanya adalah gelombang

sinusoid dan saling berbeda fase 90˚ satu sama lain. Sehingga disebut quadrature cariers[15].

2.9.1 Konsep Modulasi QAM

QAM merupakan salah satu teknik modulasi digital multisombol, pada QAM, setiap simbol yang dikirimkan melambangkan beberapa bit sekaligus. Oleh karena itu, QAM dapat digunakan untuk mendapatkan data rate yang tingggi pada

bandwitdh yang terbatas. Pada QAM, fase dan amplitude sinyal pembawa yang

diubah-ubah. Cara pengubahan gelombang pembawa ini merupakan perpaduan dari 2 teknik modulasi yaitu phase shift keying (psk) dan amplitude shift keying (ask). Berikut ini merupakan beberapa jenis dari modulasi QAM :

1. 4-QAM

QAM adalah teknik pengkodean M-ary dimana M=4. Seperti halnya QPSK, pada empat QAM ada 4 fase keluaran berbeda, maka harus ada 4

kondisi masukan yang berbeda, yaitu: 00,01,10, dan 11. 2. 16-QAM

Modulasi 16 QAM merupak modulasi QAM yang menggunakan inputan 4 bit dengan 16 kondisi logika.

3. 64-QAM

64 QAM adalah teknik pengkodean dengan M=64 sehingga untuk masukan digital ke modulator adalah sinyal dengan jumlah bit sebanyak 6. 4. 128-QAM

128 QAM adalah teknik pengkodean dengan M=128 sehingga untuk masukan digital ke modulator adalah sinyal dengan jumlah bit sebanyak 7.

5. 256-QAM

256 QAM adalah teknik pengkodean dengan M=256 sehingga untuk masukan digital ke modulator adalah sinyal dengan jumlah bit sebanyak 8.

Proses modulasi QAM secara umum dapat ditunjukan pada Gambar 2.9 pada gambar tersebut, sinyal informasi yang akan dikirim (baseband) dibagi menjadi 2 komponen yaitu komponen I dan Q yang saling berbeda fase 90˚. Komponen I dan Q adalah komponen “in-phase” yang merupakan bagian real dari sinyal modulasi QAM dan komponen Q adalah komponen “quadrature” yang merupakan bagian imajiner dari sinyal modulasi.

Gambar 2.9 Diagram blok proses modulasi QAM

Kemudian, sinyal I dan Q dikalikan dengan gelombang yang berasal dari LO (local oscillator) dimana fase dari gelombang yang dihasilkan kedua LO tersebut juga berbeda 90˚. Setelah itu sinyal I dan Q yang telah dicampur dengan gelombang pembawa tersebut dijumlahkan menjadi sebuah sinyal yang dapat ditransmisikan.

Seperti yang telah disebutkan sebelumnya bawah modulasi QAM mengirimkan informasi digital dengan cara mengubah-ubah fase dan amplitude dari gelombang elektromagnetik sinusoidal secara periodik. Sebagai contoh modulasi 4-QAM menggunakan sinyal dengan 4 kombinasi unik antara fase dan amplitudonya. Setiap kombinasi tersebut disebut symbol dimana pada 4-QAM

setiap simbolnya memiliki pola digital 2-bit. Misalanya bitstream yang dibuat adalah (1,0,0,1,1,1) maka bit-bit tersebut dikelompokan setiap 2 bit menjadi (10,01,11), sehingga bitstream tersebut dapat dipetakan pada simbol yang sesuai untuk 4-QAM[16].

2.9.2 Diagram Konstelasi

Diagram konstelasi adalah sebuah diagram yang merepresentasikan pola modulasi digital pada bidang kompleks dan diurutkan berdsasarkan aturan kode Gray. Kode Gray adalah pengurutan nilai biner dimana kedua nilai yang berdekatan hanya mempunyai perbedaan satu digit. Penggunaan kode Gray akan membantu mengurangi bit eror yang terjadi. Jumlah titik-titik pada diagram berupa pemangkatan dari 2_ⁿ, karena pada komunikasi digital datanya bernilai biner. Diagram konstelasi 4 QAM dapat dilihat pada Gambar 2.10[17].

Gambar 2.10 diagram konstelasi 4 QAM

2.9.3 Probabilitas Error Bit

Dalam pengiriman bit pada, pada bagian penerima dapat terjadi kesalahan yang biasa disebut probabilitas error bit (pb). Untuk menunjukan kinerja sistem, digunakan probabilitas error yang nantinya didapatkan nilai BER (Bit Error Rate). Pada konstelasi rectangular, kanal gausian, dan penerima matched filter,

probabilitas error bit untuk M-ary QAM dimana M=2_ᵏ dan k=2,4,6,…….,n (bilangan genap)[18].

2.9.4 Performa dari Bentuk gelombang M-QAM yang sama

Gambar 2.12 memberikan secara rinci performa Symbol error rate (SER) secara teoritis dan ideal untuk gelombang 16 QAM, 64 QAM, dan 256 QAM. Konversi SER ke BER dijelaskan pada catatan Gambar 2.11[19].

Gambar 2.11 Performa ideal dari M-QAM .

Catatan Symbol Error Rate (SER) Dapat diubah menjadi Bit error rate dengan asumsi Gray coded Assignment adalah BER = (1/log2M) x SER. Untuk 16QAM,

BER =SER/4, untuk 64QAM, BER = SER/6 dan untuk 256 QAM, BER= SER/8, sebagai contoh untuk 64 QAM dimana SER= 1x 10-9 maka BER = 1.667 x 10-10 [20].

sehingga didapat ukuran yang lebih padat. Proses pengkodean ini biasa dikenal dengan nama codec. Beberapa codec telah distandarisasi oleh ITU-T seperti G.711, G.723 dan G.729. Setiap codec tersebut memiliki metode kompresi, waktu tunda untuk code dan decode suara, serta bitrate yang berbeda-beda. Pemilihan codec yang tepat akan mempengaruhi kualitas layanan secara keseluruhan.

Tabel 2.5 memperlihatkan perbandingan beberapa jenis codec terhadap nilai MOS. Codec dengan bitrate yang lebih besar tentunya memiliki kualitas suara yang lebih baik dibanding codec dengan bitrate yang lebih rendah. Akan tetapi codec dengan bitrate yang tinggi membutuhkan kapasitas jaringan yang besar pula[13].

Tabel 2.5 Perbandingan Beberapa Codec Terhadap MOS.

Codec Bitrate (Kbps) Framing Size (ms) MOS Score

G.711 64 0.125 4.1

G.726 32 0.125 3.85

G.728 16 0.625 3.61

G.729 8 10 3,92

G.723.1 6.3 30 3.9

G.723.1 5.3 30 3.65

2.8 Pemanfaatan Video Call

Dengan adanya teknologi Video Call yang menyebabkan setiap orang dapat berkomunikasi dan seperti bertatap muka langsung. Saat ini pemanfaatan Video Call tidak hanya untuk kepentingan pribadi saja. Berbagai hal dapat didukung oleh Video Call sebagai sarana komunikasi real time yang sangat membantu diantaranya[1] :

1. Bisnis : Dengan adanya Video Call, individu-individu di tempat yang jauh dan akan mengadakan tatap muka ataupun rapat dapat dilakukan video conference, semacam Video Call tetapi dalam skala lebih besar.

2. Kesehatan dan obat-obatan : Dengan adanya Video Call, penanganan

medis secara jarak jauh pun dapat dilakukan. Ini biasa dilakukan di daerah terpencil yang sarana pengobatannya tidak begitu baik, sehingga dibutuhkan yang lebih canggih dan professional untuk kasus tertentu. Dengan melakukan komunikasi dan tatap muka, pasien dapat dilihat secara langsung dan real time mengenai gejala penyakitnya.

3. Pendidikan : Dengan adanya teknologi Video Call, antar siswa ataupun

guru dapat saling berdiskusi, berksperimen dan bereksplorasi baik dalam maupun luar negeri tanpa adanya batasan tempat dan waktu.

2.9 Quadrature Amplitude Modulation (QAM)

Modulasi adalah suatu proses penumpangan sinyal yang hendak dikirim pada sebuah sinyal pembawa (carier). Sinyal data dapat ditumpangkan ke sinyal pembawa dengan cara mengubah amplitude, frekuensi atau fase dari sinyal pembawa tersebut. Untuk meningkatkan kapasitas informasi yang dikirimkan, dapat dilakukan dengan perubahan terhadap kombinasi 2 dari parameter tersebut. Metode tersebut digunakan pada skema modulasi QAM.

QAM adalah sebuah skema modulasi dimana data ditumpangkan pada gelombang pembawa dengan cara mengubah amplitude dari 2 buah gelombang pembawa tersebut. Dua gelombang pembawa ini biasanya adalah gelombang

sinusoid dan saling berbeda fase 90˚ satu sama lain. Sehingga disebut quadrature cariers[15].

2.9.1 Konsep Modulasi QAM

QAM merupakan salah satu teknik modulasi digital multisombol, pada QAM, setiap simbol yang dikirimkan melambangkan beberapa bit sekaligus. Oleh karena itu, QAM dapat digunakan untuk mendapatkan data rate yang tingggi pada bandwitdh yang terbatas. Pada QAM, fase dan amplitude sinyal pembawa yang diubah-ubah. Cara pengubahan gelombang pembawa ini merupakan perpaduan dari 2 teknik modulasi yaitu phase shift keying (psk) dan amplitude shift keying (ask). Berikut ini merupakan beberapa jenis dari modulasi QAM :

1. 4-QAM

QAM adalah teknik pengkodean M-ary dimana M=4. Seperti halnya QPSK, pada empat QAM ada 4 fase keluaran berbeda, maka harus ada 4

kondisi masukan yang berbeda, yaitu: 00,01,10, dan 11. 2. 16-QAM

Modulasi 16 QAM merupak modulasi QAM yang menggunakan inputan 4 bit dengan 16 kondisi logika.

3. 64-QAM

64 QAM adalah teknik pengkodean dengan M=64 sehingga untuk masukan digital ke modulator adalah sinyal dengan jumlah bit sebanyak 6. 4. 128-QAM

128 QAM adalah teknik pengkodean dengan M=128 sehingga untuk masukan digital ke modulator adalah sinyal dengan jumlah bit sebanyak 7.

5. 256-QAM

256 QAM adalah teknik pengkodean dengan M=256 sehingga untuk masukan digital ke modulator adalah sinyal dengan jumlah bit sebanyak 8.

Proses modulasi QAM secara umum dapat ditunjukan pada Gambar 2.9 pada gambar tersebut, sinyal informasi yang akan dikirim (baseband) dibagi menjadi 2 komponen yaitu komponen I dan Q yang saling berbeda fase 90˚. Komponen I dan Q adalah komponen “in-phase” yang merupakan bagian real dari sinyal modulasi QAM dan komponen Q adalah komponen “quadrature” yang merupakan bagian imajiner dari sinyal modulasi.

Gambar 2.9 Diagram blok proses modulasi QAM

Kemudian, sinyal I dan Q dikalikan dengan gelombang yang berasal dari LO (local oscillator) dimana fase dari gelombang yang dihasilkan kedua LO tersebut juga berbeda 90˚. Setelah itu sinyal I dan Q yang telah dicampur dengan gelombang pembawa tersebut dijumlahkan menjadi sebuah sinyal yang dapat ditransmisikan.

Seperti yang telah disebutkan sebelumnya bawah modulasi QAM mengirimkan informasi digital dengan cara mengubah-ubah fase dan amplitude dari gelombang elektromagnetik sinusoidal secara periodik. Sebagai contoh modulasi 4-QAM menggunakan sinyal dengan 4 kombinasi unik antara fase dan

setiap simbolnya memiliki pola digital 2-bit. Misalanya bitstream yang dibuat adalah (1,0,0,1,1,1) maka bit-bit tersebut dikelompokan setiap 2 bit menjadi (10,01,11), sehingga bitstream tersebut dapat dipetakan pada simbol yang sesuai untuk 4-QAM[16].

2.9.2 Diagram Konstelasi

Diagram konstelasi adalah sebuah diagram yang merepresentasikan pola modulasi digital pada bidang kompleks dan diurutkan berdsasarkan aturan kode Gray. Kode Gray adalah pengurutan nilai biner dimana kedua nilai yang berdekatan hanya mempunyai perbedaan satu digit. Penggunaan kode Gray akan membantu mengurangi bit eror yang terjadi. Jumlah titik-titik pada diagram berupa pemangkatan dari 2_ⁿ, karena pada komunikasi digital datanya bernilai biner. Diagram konstelasi 4 QAM dapat dilihat pada Gambar 2.10[17].

Gambar 2.10 diagram konstelasi 4 QAM

2.9.3 Probabilitas Error Bit

Dalam pengiriman bit pada, pada bagian penerima dapat terjadi kesalahan yang biasa disebut probabilitas error bit (pb). Untuk menunjukan kinerja sistem, digunakan probabilitas error yang nantinya didapatkan nilai BER (Bit Error Rate). Pada konstelasi rectangular, kanal gausian, dan penerima matched filter,

probabilitas error bit untuk M-ary QAM dimana M=2_ᵏ dan k=2,4,6,…….,n (bilangan genap)[18].

2.9.4 Performa dari Bentuk gelombang M-QAM yang sama

Gambar 2.12 memberikan secara rinci performa Symbol error rate (SER) secara teoritis dan ideal untuk gelombang 16 QAM, 64 QAM, dan 256 QAM. Konversi SER ke BER dijelaskan pada catatan Gambar 2.11[19].

Gambar 2.11 Performa ideal dari M-QAM .

Catatan Symbol Error Rate (SER) Dapat diubah menjadi Bit error rate dengan asumsi Gray coded Assignment adalah BER = (1/log2M) x SER. Untuk 16QAM, BER =SER/4, untuk 64QAM, BER = SER/6 dan untuk 256 QAM, BER= SER/8, sebagai contoh untuk 64 QAM dimana SER= 1x 10-9 maka BER = 1.667 x 10-10 [20].