Problems we face every day regarding teletraffic

  Pendahuluan Rekayasa Trafk

  

  Problems we face every day regarding teletrafic

  Tu...la...lit

  Sad looks

• - Pelanggan bisa pindah

• Users complain…

Happy looks

• Means money for operators

• - Urusan lancar bagi pelanggan

Sad looks Happy looks

  Teletraffic Engineering

  

  Teletrafic theory :

the application of probability theory to the

solution of problems concerning planning,

performance evaluation, operation, and maintenance of telecommunication systems. (Iversen, 2002)

  

  Istilah teletrafic berhubungan dengan seluruh trafk pada jaringan telekomunikasi (termasuk jaringan data)

  

  Memanfaatkan teori antrian (queuing theory), yang dapat digunakan untuk memodelkan trafk dan sistem pelayanan Incoming traffic Outgoing traffic

  Sistem 

  Trafk dibangkitkan oleh pengguna sistem

  

  Sistem melayani trafk yang masuk

  

  Trafk dapat berupa panggilan yang harus disambungkan pada jaringan telepon, paket yang harus dirutekan pada jaringan data, request untuk web server dsb.

  

  Tujuan teori teletrafic adalah sebagai berikut :

  to make the trafic measurable in well defned units, through mathematical models derive the relationship between grade-of-service (GoS) and system capacity in such a way that theory becomes a tool by which investments can be planned (Iversen, 2002) Some interesting questions 

  Bila diketahui kondisi sistem tertentu dan trafk yang masuk

Bagaimana Quality of Service (QoS) yang dialami pengguna?

   Bila diketahui trafk yang masuk dengan QoS yang dipersyaratkan

  Bagaimana suatu sistem di-dimensioning ? 

  Bila diketahui kondisi sistem dan QoS tertentu

Berapa beban trafk maksimum yang dapat dilayani sistem dengan baik? _ Note : Istilah GoS dan QoS sering digunakan untuk menyatakan _ satu sama lainnya (sering dipertukarkan) Lebih jauh mengenai ini kita bahas pada slide selanjutnya Dengan kata lain, tujuan teletrafc adalah Menentukan hubungan antara

• Quality of Service - Beban trafk
• Kapasitas sistem

Hubungan Kualitatif

  Dengan Dengan QoS tertentu Dengan Kapasitas sistem

  Beban trafik tertentu tertentu

  Untuk menyatakan hubungan antara ketiga faktor secara kuantitatif, diperlukan model matematis

   Sifat model yang dikehendaki :

• Model harus dapat disesuaikan dengan proses pengukuran
• Model harus cukup sederhana agar dapat digunakan untuk men-dimensi sistem 

  Pemodelan adalah proses yang iteratif :

  1. Sistem diamati dan trafk diukur 2.

  Berdasarkan data yang diukur, sebuah model teletrafic dibuat

  3. Model digunakan untuk memprediksi kelakukan sistem 4.

  Jika akurasi model kurang memadai, model diperbaiki berdasarkan pengukuran yang baru Model Sistem 

  Loss (blocking) systems _ Jika trafk tidak dapat diolah, akses terhadap jaringan akan ditolak (blocked) dan trafk akan hilang

   Queuing systems _ Bila trafk tidak dapat diolah langsung, trafk akan

menunggu di bufer sampai tersedianya kapasitas

yang mencukupi (tidak pernah ada trafk yang hilang)

   Mixed system _ Gabungan antara loss dan queuing system _ Bila trafk tidak dapat diolah langsung, trafk akan _ menunggu di bufer Bila kapasitas bufer sudah penuh tetapi masih ada trafk yang datang, maka trafk tersebut akan di-blok (lost trafic)

  

  Topologi jaringan Model Trafk 

  Memodelkan trafk yang dibangkitkan user

  

  Memodelkan trafk tertentu _ Circuit switched trafic _

  Komunikasi selalu connection oriented _ Kapasitas digunakan selama koneksi berlangsung _ Koneksi bisa analog atau digital _

  Packet switched trafic _ Komunikasi dapat connectionless _ Aliran data berbentuk paket _ Ukuran paket dapat bervariasi _

  Message switched _ Messages tidak dibagi-bagi ke dalam beberapa paket melainkan dikirimkan dalam satu buah paket _

  Cell switched _ Ukuran paket tetap (Used in ATM network) Parameter dasar sumber trafik

   Flow adalah sederetan paket yang berasal dari sumber yang sama dan diperuntukkan bagi tujuan yang sama pula

   Flow dapat dikatagorikan berdasarkan trafk yang dibawanya :

   Streaming fows _

  Audio/video transmission _ Small inter-arrival times between packets _ Batasan delay yang ketat (strict delay _ bounds) Panjang fow didefnisikan dalam waktu

   Elastic fows _

  Data transmission (HTTP, FTP etc.) _ Inter-arrival times can have large variations _ Trafic is bursty _ Delay paket dapat bervariasi _ Panjang fow didefnisikan dalam jumlah

  

  Defnisi Intensitas Trafk :

  

The instantaneous trafic intensity in a pool

of resources is the number of busy

resources at a given instant of time. (ITU-T

Recommendation B.18)

  (Intensitas trafk dalam sekumpulan sumber daya adalah jumlah sumber daya yang sibuk dalam suatu saat tertentu)

  

  Contoh resource pool : jumlah saluran trunk dalam suatu konsentrator, jumlah kanal, jumlah timeselot dsb. Besaran trafk 

  Volume trafk (V)

  

  Jumlah lamanya waktu pendudukan perangkat telekomunikasi

  

  Total holding time _

  Holding time = durasi panggilan _{ } Pangggilan (call) = koneksi dalam sistem teletrafic Holding time = service time 

  Intensitas trafk (A)

  

  Jumlah lamanya waktu pendudukan per satuan waktu

  

  Volume trafk dibagi perioda waktu tertentu

   Diketahui ada n saluran

   Diketahui ada sejumlah p saluran (dari n saluran yang ada) diduduki pada saat

bersamaan

   Bila t

_p

menyatakan jumlah waktu pendudukan p saluran dalam perioda T, maka : _n t = T _p

  

  Total holding time semua saluran _n

  V

  p.t _{p p=1}  

  Maka intensitas trafk

  n n A = p.t /T = p(t /T) _{p p}

   _{p=1 p=1} 

  Pengertian lain dari intensitas trafk 

  Intensitas trafk yang diolah oleh satu saluran sama dengan peluang (bagian dari waktu) saluran tersebut diuduki (busy)

  

  Intensitas trafk menyatakan pula jumlah rata-rata saluran yang diduduki secara bersamaan dalam perioda waktu tertentu

  n p(t /T) _p

  Expected value _p=1  Pendekatan lain perhitungan intensitas trafk 

  Jumlah waktu dari seluruh pendudukan per satuan waktu (perioda pengamatan) _N

  

A =1/T

t _{n n=1} 

   Contoh : Suatu berkas saluran terdiri dari 4 saluran.

  Di dalam satu jam (jam sibuk) misalnya diketahui _{ } Saluran 1 diduduki selama total 0,25 jam _ Saluran 2 diduduki selama total 0, 5 jam _ Saluran 3 diduduki selama total 0,25 jam Saluran 4 diduduki selama total 0, 5 jam

  

Maka: A =(0,25+0,5+0,25+0,5)jam/1 jam = 1,5 jam/jam

  _ N

  Hasil-hasil lain _ t

  Waktu pendudukan rata-rata : n t =1/N _{r n=1} 

  

  Jumlah pendudukan per satuan waktu _ C = A/t = N/T _r

  

  A = C.t _{ r} C = jumlah panggilan (pendudukan) per satuan _ waktu (1 jam sibuk) t = lamanya waktu pendudukan rata-rata dinyatakan _r dalam satuan waktu yang sama dengan C _

  Contoh : C = 3600 panggilan/jam = 60 panggilan/ _ menit = 1 panggilan/detik t = 1/60 jam/panggilan = 1 menit/panggilan = 60 _{r } detik/panggilan Maka : A = 3600 x 1/60 = 60 jam/jam = 60 x 1 = 60 menit/menit

  

  Harap diingat bahwa intensitas trafk tidak bersatuan (dimensionless)

  

  Tetapi, untuk menghormati jasa ilmuwan Denmark Agner Krarup Erlang (1878- 1929), maka intensitas trafk diberi satuan Erlang (erl)

  

  Sebuah saluran atau sever dapat menangani trafk sampai 1 E

• Tiga jenis trafik :
• – Trafik yang ditawarkan (offered traffic) : A –

  Trafik yang dimuat (carried traffic) : Y

• – Trafik yang ditolak atau hilang (lost traffic) : R
• Relasi ketiga jenis trafik tersebut : A = Y + R • Hanya carried traffic yang dapat diukur
• Jenis trafik lainnya harus dihitung
• Melihat kembali Volume trafik (V)
• – V = Intensitas trafik kali perioda pengamatan = AT [Erlang-jam]
• – V = Jumlah pendudukan kali waktu pendudukan rata-rata = n.h [Erlang-jam]
• – Sehingga diperoleh relasi dasar : AT = nh
Contoh-contoh 

  Misalkan ada suatu sentral. Asumsikan bahwa

   Rata-rata terdapat 1800 panggilan baru dalam 1 jam, dan

   Rata-rata waktu pendudukan adalah 3 menit 

  Maka intensitas trafk adalah a = 1800x3/60 = 90 Erlang

  

  Jika rata-rata waktu pendudukan naik dari 3 menit menjadi 10 menit, maka a = 1800 x 10/60 = 300 Erlang Contoh-contoh (cont.) Pertanyaan

  

Suatu perusahaan rata-rata melakukan panggilan

keluar sebanyak 120 kali pada 1 jam sibuk. Masing-masing panggilan rata-rata berdurasi 2 menit. Pada arah ke dalam (menerima), perusahaan tersebut menerima 200 panggilan yang durasi setiap panggilannya rata-rata 3

menit.Hitung trafk keluar (outgoing trafic), trafk

ke dalam (incoming trafic), dan trafk total.

  Jawab

  Outgoing trafic adalah 120 X 2/60 = 4 erlang Incoming trafic adalah 200 X 3/60 = 10 erlang Trafk total adalah 4 + 10 = 14 erlang

Karakteristik trafik

  

  Karakteristik tipikal untuk beberapa katagori pelanggan telepon

• ^– Private subscriber : 0,01 – 0,04 erlang ^–

  Business subscriber : 0,03 – 0,06 erlang ^– Private branch exhange : 0.10 – 0,60 erlang ^– Pay phone : 0,07 erlang

  

  Hal ini berarti, misalnya : ^– Seorang pelanggan rumahan (private subscriber) biasanya menggunakan 1% s.d. 4% waktunya untuk berbicara melalui telepon (pada suatu selang waktu yang disebut “jam sibuk”)

• ^– Diperlukan 2250 – 9000 pelanggan rumahan untuk menghasilkan trafik 90 erlang
erl CCS ARHC TU HCS EBHC

  VE UC 1 erl =

  1TU =

  1

  36

  30

  1 VE =

  1 CCS =

  1 HCS = 1/36 1 5/6

  1 UC =

  1 ARHC = 1/30 6/5

  1

  1 EBHC = Variasi Trafk 

  Variasi yang dapat diperkirakan (predictable variations) _

  Long term trend (years) _

  Pertumbuhan trafk _{ Existing services: growth of user population,  changes in habits, economics}  _{New services }

  Variasi selama setahun (months) _ Variasi selama seminggu (days) _ Variasi harian selama 24 jam (hours) _ Variasi predictable lainnya _ Regular: Lebaran, Natal etc. _ Irregular: televoting

   Bermacam kelompok user memiliki profl tahunan/mingguan/harian yang berbeda

  

  Variasi yang acak

  

  Short term random variations (seconds, minutes) _

  Disebabkan oleh tindakan antar user yang independent _{ } Random call arrivals

  Random holding times

  

  Long term random variations (hours)

  

  Random variations caused by external sources

  

  pengertian jam sibuk dan jam tersibuk

  

  Jam tersibuk : satu jam tiap hari dimana trafk tertinggi (tersibuk)

  

  Jam sibuk : selang satu jam (dengan akurasi 15 menit) yang memiliki rata-rata trafk tertinggi dalam periode yang lama  Time Consistent Busy Hour (TCBH)

  

  TCBH diambil dari hasil pengukuran beberapa hari, kemudian dibuat kurva rata- ratanya

  

  TCBH digunakan sebagai dasar bagi perhitungan trafk

  

  Secara statistik, kondisi trafk pada jam sibuk/jam tersibuk dianggap sudah stasioner (setimbang/stabil)

  

  Nila trafk yang diukur di luar jam sibuk dapat lebih besar daripada nilai trafk yang diukur dalam jam sibuk Rekomendasi 

  ITU-T memberikan beberapa rekomendasi cara mengukur trafk pada jam sibuk (E.600)

  

  Operator dipersilakan memilih metoda yang cocok untuk mereka Average Daily Peak Hour (ADPH) 

  

Jam tersibuk ditentukan berbeda-beda untuk

setiap harinya (diferent time for diferent days), lalu dirata-ratakan selama perioda pengamatan

   Bila :

   N = jumlah hari pengamatan

   a _n

() = trafk rata-rata yang terukur selama

interval 1-jam () pada hari ke-n

   max _ a _n () = trafk tertinggi harian dari hari ke-n

   Maka a _ADPH = Ilustrasi ADPH

Time Consistent Busy Hour (TCBH) 

  Perioda satu jam, perioda ini sama untuk setiap harinya, yang memberikan hasil pengukuran trafk rata-rata tertinggi selama perioda pengamatan

  

  N = jumlah hari pengamatan

  

  a () = trafk rata-rata yang terukur selama _n interval 1-jam () pada hari ke-n

  

  max a () = trafk tertinggi harian dari hari _{ n} ke-n

  

  Maka a = _TCBH Ilustrasi TCBH

  Fixed Daily Measurement Hour (FDMH) 

  Selang satu jam pengukuran trafk sudah ditentukan sebelumnya (misalnya antara 9.30-10.30); trafk hasil pengukuran dirata- ratakan selama perioda pengamatan (selama 10 hari misalnya) Ilustrasi FDMH

  

  Defnisi jam sibuk dibagi lagi berdasarkan resolusi waktu yang digunakan. Misalnya :

  

  ADPH-F resolution of an hour

  

  ADPH-Q resolution of an quarter of an hour Quality of Service (QoS) 

  Defnisi QoS :

  The collective efect of service

performance, which determines the degree

satisfaction of a user of the service (ITU-T recommendation E.800)

  

  Serveability: Technical QoS; Service availability and maintenance of quality

  

  Support services: Availability, maintenance and quality of the corresponding support services

  

  Operability: Operability and usability of the application used to access the service

  

  Security: Confdentiality, integrity etc. of the service Grade of Service (GoS) 

  Defnisi GOS :

A number of trafic engineering variables to

provide measure of adequacy of a group of

resources under specifed conditions. (ITU-T

recommendation E.600)

   Nilai-nilai parameter GoS disebut standard GoS

  

Nilai parameter GoS yang doiperoleh dalam

kondisi sebenarnya disebut GoS results

   Standard GoS harus menunjukkan (should refect) persyaratan QoS

   Istilah QoS dan GoS sering saling dipertukarkan

  

  Parameter GoS berdasarkan perspektif user

   Loss systems _

  Call congestion: The fraction of all call attempts which observes all servers busy (the nuisance the _ subscriber feels).

  Time congestion: The fraction of time when all _ servers are busy.

  Trafic congestion: The fraction of the ofered trafic _ that is not carried, possibly despite several attempts. _ Blocking probability = Call congestion Packet loss probability: Probability that trafic is lost due to congestion or transmission errors

   Queuing systems _{ } Packet delay, latency

  Jitter: variance in packet delay

  

  Paramater GoS berdasarkan perspektif jaringan

  

  Throughput: Amount of trafic delivered by the network in a time unit

  

  Capacity: Theoretical upper bound for the carried trafic

  

  Utilization rate: Fraction of capacity used by the network

  

  Konfgurasi jaringan dibuat agar memenuhi persyaratan end-to-end QoS

  

  Parameter GoS dipilih agar memenuhi persyaratan QoS

  

  Service Level Agreement (SLA) adalah perjanjian antara pelanggan dan jaringan atas QoS dan GoS dari layanan jaringan yang dijual