Performansi Seamless Video Session Continuity Pada Jaringan 802.11n Menggunakan Proxy.

TESIS

PERFORMANSI SEAMLESS VIDEO SESSION CONTINUITY
PADA JARINGAN 802.11n MENGGUNAKAN PROXY

ADITYA DWIPAYANA
NIM : 1391761012

MANAJEMEN BISNIS TELEKOMUNIKASI
MAGISTER TEKNIK ELEKTRO
PROGRAM PASCASARJANA
UNIVERSITAS UDAYANA
2016

i

PERFORMANSI SEAMLESS VIDEO SESSION CONTINUITY
PADA JARINGAN 802.11n MENGGUNAKAN PROXY

Tesis untuk Memperoleh Gelar Magister
Pada Program Magister, Program Studi Teknik Elektro,

Program Pascasarjana Universitas Udayana

ADITYA DWIPAYANA
NIM : 1391761012

PROGRAM MAGISTER
PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO
PROGRAM PASCASARJANA
UNIVERSITAS UDAYANA
DENPASAR
2015

ii

Lembar Pengesahan

TESIS TELAH DISETUJUI
PADA TANGGAL 25 AGUSTUS 2016

Pembimbing I,

Pembimbing II,

Dr. I Made Oka Widyantara, ST., MT.
NIP. 197312111999031001

N.M.A.E Dewi Wirastuti, S.T., M.Sc., Ph.D.
NIP. 197603272001122001

Mengetahui

Ketua Program Studi Magister Teknik Elektro
Program Pascasarjana Universitas Udayana,

Direktur Program Pascasarjana
Universitas Udayana,

Prof. Ir, Ida Ayu Dwi Giriantari, M.Eng., Sc., Ph.D.
NIP. 196512131991032001

Prof. Dr. dr. A.A. Raka Sudewi, Sp.S(K)
NIP. 195902151985102001

iii

Tesis Ini Telah Diuji pada
Tanggal 25 Agustus 2016
Panitia Penguji Tesis Berdasarkan SK Rektor
Universitas Udayana, No.: 4171/UN.14.4/HK/2016, Tanggal: 19 Agustus 2016

Ketua

: Dr. I Md. Oka Widyantara, ST., MT

Anggota

:

1. N.M.A.E Dewi Wirastuti, ST., M.Sc., Ph.D.
2. Prof. Ir. Rukmi Sari Hartati, MT., Ph.D.

3. Prof. Ir. Ida Ayu Dwi Giriantari, M.Eng., Sc, Ph.D.
4. Dr. Nyoman Gunantara, ST., MT.

iv

SURAT PERNYATAAN BEBAS PLAGIAT

Saya yang bertandatangan dibawah ini :
Nama

: Aditya Dwipayana

NIM

: 1391761012

Program Studi

: Magister Teknik Elektro

Judul Tesis

: Performansi Seamless Video Session Continuity Pada
Jaringan 802.11n Menggunakan Proxy

Dengan ini menyatakan bahwa karya ilmiah Tesis ini bebas plagiat. Apabila di
kemudian hari terbukti plagiat dalam karya ilmiah ini, maka saya bersedia
menerima sangsi peraturan Mendiknas RI no 17 Tahun 2010 dan Peraturan
Perundang-undangan yang berlaku.

Denpasar 25 Agustus 2016
Yang membuat pernyataan

Aditya Dwipayana

v

UCAPAN TERIMAKASIH
Segenap puja dan puji syukur penulis panjatkan kehadapan Ida Sang
Hyang Widhi Wasa sebagai sumber dari segala sumber pengetahuan, karena

hanya atas asung wara nugraha-Nya, tesis yang berjudul “PERFORMANSI
SEAMLESS
VIDEO
SESSION
PADA
JARINGAN
802.11n
MENGGUNAKAN PROXY” ini dapat diselesaikan.
Pada kesempat ini perkenankanlah penulis mengucapkan terimakasih
yang sebesar-besarnya kepada Dr. I Made Oka Widyantara, ST., MT, pembimbing
satu yang dengan penuh perhatian telah memberikan dorongan, semangat,
bimbingan, dan saran selama penulis mengikuti program magister, khususnya
dalam penyelesaian tesis ini. Terimakasih sebesar-besarnya pula penulis
sampaikan kepada Ni Made Ary Esta Dewi Wirastuti, S.T., M.Sc., Ph.D,
pembimbing II yang dengan penuh perhatian dan kesabaran telah memberikan
bimbingan dan saran kepada penulis. Ucapan yang sama juga ditujukan kepada
Rektor Universitas Udayana Prof. Dr. dr. I Ketut Suastika, Sp.PD-KEMD atas
kesempatan dan fasilitas yang diberikan kepada penulis untuk mengikuti dan
menyelesaikan pendidikan Program Magister di Universitas Udayana. Ucapan
terimakasih ini juga ditujukan kepada Direktur Program Pascasarjana Universitas

Udayana yang dijabat oleh Prof.Dr.dr. A.A. Raka Sudewi, Sp.S(K) atas
kesempatan yang diberikan kepada penulis untuk menjadi mahasiswa Program
Magister pada Program Pascasarjana Universitas Udayana. Tidak lupa pula
penulis ucapkan terimakasih kepada Prof. Ir Ida Ayu Dwi Giriantari,
M.Eng.Sc.,Ph.D sebagai Ketua Program Studi Magister Teknik Elektro Program
Pascasarjana Universitas Udayana dan juga sebagai penguji tesis yang telah
banyak memberikan masukan. Terimakasih pula penulis sampaikan kepada Prof.
Ir. Rukmi Sari Hartati, MT., Ph.D dan Dr. Nyoman Gunantara, ST., MT selaku
penguji tesis yang memberikan banyak saran dan masukan dalam penelitian tesis
ini. Bapak dan Ibu Dosen di Program Studi Teknik Elektro Program Pascasarjana
Universitas Udayana yang sudah mendidik selama perkuliahan. Seluruh staf
pengelola Program Studi Teknik Elektro Program Pascasarjana Universitas
Udayana yang telah melayani administrasi selama menjadi mahasiswa.
Pada kesempatan ini penulis menyapaikan ucapan ucapkan terima kasih
kepada Ibu, Ayah, kakak, adik dan sang dambaan hati Gst Ayu Fifi Wardani yang
tidak henti-hentinya memberikan semangat sehingga terselesaikannya tesis ini.
Terima kasih kepada teman-teman pascasarjana angkatan 2013 terutama kepada
sahabat saya Edy Hermawan untuk lecutan dan semangatnya. Akhir kata, penulis
sampaikan terimakasih kepada teman-teman serta semua pihak yang telah
membantu pelaksanaan dan penyelesaian tesis ini semoga Ida Sang Hyang Widhi

Wasa/Tuhan Yang Maha Esa selalu melimpahkan rahmat-Nya kepada kita semua.
Denpasar 25 Agustus 2016
Penulis

vi

ABSTRAK

PERFORMANSI SEAMLESS VIDEO SESSION CONTINUITY PADA
JARINGAN 802.11n MENGGUNAKAN PROXY
Session continuity pada aplikasi video streaming sangat dibutuhkan oleh
pengguna dengan mobilitas tinggi karena mampu mempertahankan session video
ketika pengguna berpindah dari satu jaringan ke jaringan lain. Penelitianpenelitian untuk meningkatan kinerja seamless video session telah dilakukan salah
satunya penggunaan session proxy. Pada penelitian ini, penggabungan antara
session proxy dan frame proxy diusulkan. Session proxy berfungsi untuk mencatat
session id dan mengekstrak video menjadi sequence frame sedangkan frame proxy
berfungsi untuk melakukan download sequence frame secara simultan. Frame
proxy mulai mengirimkan sequence frame ke player setelah 100 frame awal video
berhasil didownload. Selama sequence frame ditampilkan oleh player, frame
proxy tetap melakukan download sequence frame secara pararel sampai seluruh

sequence frame berhasil didownload. Penggabungan session proxy dan frame
proxy memberikan kemungkinan player untuk memiliki frame cadangan yang
akan ditampilkan ke player selama terjadi handover. Pengukuran kinerja
dilakukan pada dua jenis handover yaitu hard handover dan soft handover. Nilai
PSNR, delay dan frameloss diukur pada setiap jenis handover, sehingga setiap
jenis handover memiliki dua skenario pengukuran QoS yaitu sebelum dan sesudah
penerapan proxy.
Penelitian ini menunjukan perbaikan kinerja video streaming setelah
penggunaan session proxy dan frame proxy. Berdasarkan parameter delay terjadi
peningkatan kinerja sebesar 42,9% pada hard handover dan peningkatan kinerja
sebesar 47% pada soft handover. Pada hard handover maupun soft handover tidak
ditemukan adanya frame loss. Dan nilai PSNR mampu dipertahankan pada kedua
skenario handover karena frame hasil download di sisi client adalah frame yang
sama persis dengan frame pada sisi server. Dengan demikian penggunaan session
proxy dan frame proxy pada protokol RTSP mampu mewujudkan seamless video
session continuity dengan perbaikan performansi yang sangat signifikan jika
dilihat dari parameter PSNR, frame loss dan delay.
Kata Kunci—Video Streaming, 802.11n, RTSP, PSNR, Delay, Frame Loss,
Session Proxy, Frame Proxy.

vii

ABSTRACT

PERFORMANCE OF SEAMLESS VIDEO SESSION CONTINUITY OVER
802.11n NETWORK USING PROXY
Session continuity in video streaming applications are needed by high
mobile users. It can retain video session when user moves from one network to
anothers. Several research to improve the performance of seamless video session
has been done. One of those were proposed the use of a session proxy to keep the
session during a handover. This study proposed a merger between session proxy
and frame proxy. Session proxy served to record the session id and extract video
frames into a sequence frame. Frame proxy served to download the frame
sequence simultaneously. Frame proxy start sending frame sequence to the player
after the initial 100 frames successfully downloaded. During the sequence frame
is displayed by a player, the frame proxy keeps downloading frame sequence in
parallel until the entire sequence of frames successfully downloaded. Merger of
session proxy and frame proxy has given the possibility of player to have a spare
frame to be displayed to the player during a handover. Performance measurement
performed on two types of handover ie hard handover and soft handover. PSNR,

delay and frame loss measured for each type of handover, so each kind of
handover has two scenarios of QoS measurements, ie. before and after applying
the proxy.
This study showed improvement of video streaming performance after
using the session proxy and proxy frame. Based on delay parameter, performance
has been increased by 42.9% in the hard handover and increased performance by
47% in soft handover. Frame loss was not found in the hard handover and soft
handover. PSNR can be maintained in both handover scenarios because the frame
downloaded on the client side was exactly the same frame with the frame on the
server side. Thus, the use of session proxy and proxy frame on the RTSP protocol
was able to realize video seamless session continuity with the significant
performance improvements based on PSNR, frame loss and delay parameters.

Keyword—Video Streaming, 802.11n, RTSP, PSNR, Delay, Frame Loss, Session
Proxy, Frame Proxy.

viii

DAFTAR ISI

SAMPUL DALAM ....................................................................................i
PRASYARAT GELAR ..............................................................................ii
LEMBAR PENGESAHAN .........................................................................ii
LEMBAR PANITIA PENGUJI ...................................................................iii
SURAT PERNYATAAN BEBAS PLAGIAT .............................................x
UCAPAN TERIMAKASIH ........................................................................vi
ABSTRAK .................................................................................................vii
ABSTRACT ..............................................................................................viii
DAFTAR ISI .............................................................................................ix
DAFTAR TABEL ......................................................................................xiv
DAFTAR GAMBAR ..................................................................................xv
DAFTAR SINGKATAN .............................................................................xvii
DAFTAR LAMPIRAN ..............................................................................xviii
BAB I

PENDAHULUAN ........................................................................1

1.1 Latar Belakang ............................................................................1
1.2 Rumusan Masalah........................................................................3
1.3 Tujuan dan Manfaat Penelitian .....................................................3
1.4 Ruang Lingkup dan Batasan Masalah ...........................................3
1.5 Keaslian Penelitian ......................................................................4
1.6 Sistematika Penulisan ..................................................................6

ix

BAB II

KAJIAN PUSTAKA ....................................................................8

2.1 State Of The Art ...........................................................................8
2.2 Video Streaming .........................................................................9
2.3 Streaming Arsitektur ....................................................................11
2.3.1 Content Preparation ...........................................................12
2.3.2 Streaming Server.................................................................12
2.3.3 IP Streaming Network ........................................................12
2.3.4 Media Player ......................................................................13
2.4 Streaming Protocol .....................................................................13
2.4.1 HTTP .................................................................................14
2.4.2 RTP ...................................................................................14
2.4.3 RTCP .................................................................................16
2.4.4 RTSP .................................................................................16
2.4.5 RTMP ................................................................................17
2.4.6 SMIL .................................................................................18
2.5 Steaming Media Distribution ............................................................... 19
2.5.1 Unicast ..............................................................................19
2.5.2 Multicast ............................................................................19
2.5.3 Broadcast ...........................................................................20
2.6 RTSP Proxy Architecture .............................................................21
2.6.1 RTSP Session Proxy ...........................................................21
2.6.2 RTSP Frame Proxy ............................................................22
2.7 WLAN ........................................................................................22

x

2.8 Standar Wireless Area Network ....................................................23
2.8.1 802.11b ..............................................................................23
2.8.2 802.11.a .............................................................................23
2.8.3 802.11g ..............................................................................24
2.8.4 802.11n ..............................................................................24
2.8.5 802.11d ..............................................................................25
2.8.6 802.11h ..............................................................................25
2.8.7 802.11j ...............................................................................25
2.8.8 802.11c ..............................................................................26
2.8.9 802.11F ..............................................................................26
2.8.10 802.11i .............................................................................26
2.8.11 802.11e ............................................................................26
2.8.12 802.11k ............................................................................27
2.8.13 802.11m ...........................................................................28
2.8.14 802.11p ............................................................................28
2.8.15 802.11r .............................................................................28
2.8.16 802.11s ............................................................................29
2.8.17 802.11.2 (802.11T) ...........................................................29
2.8.18 802.11u ............................................................................29
2.8.19 802.11v ............................................................................30
2.8.20 802.11w ...........................................................................30
2.9 Wireless Local Area Network (WLAN) Handover ........................31
2.10 Source Code RTSP Video Streaming ..........................................33

xi

2.11 Motion JPEG Video ...................................................................33
2.12 Peak-to-peak Signal-to-Noise Ratio (PSNR) ...............................35
2.13 Java ...........................................................................................36
BAB III METODE PENELITIAN .............................................................37
3.1 Tempat dan Waktu Penelitian .......................................................37
3.2 Rancangan Penelitian ...................................................................37
3.3 Data Penelitian ............................................................................38
3.4 Instrumen Penelitian ....................................................................39
3.5 Alur Analisis Penelitian ...............................................................39
3.6 Metode Analisa ............................................................................43
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN .....................................................45
4.1 Implementasi ...............................................................................45
4.2 Implementasi Jaringan .................................................................45
4.2.1 Konfigurasi Access Point A ................................................45
4.2.2 Konfigurasi Access Point B ................................................46
4.2.3 Konfigurasi Router .............................................................47
4.3 Implementasi Sistem Seamless Video Session Continuity ..............49
4.3.1 Server ................................................................................50
4.3.2 Session Proxy .....................................................................52
4.3.3 Frame Proxy ......................................................................53
4.3.4 Client .................................................................................53
4.4 Analisa Quality of Service (QOS) .................................................55
4.4.1 Analisa QOS Tanpa Session Proxy dan Frame Proxy ..........55

xii

4.4.2 Analisa QOS Dengan Session Proxy dan Frame Proxy ........59
BAB V PENUTUP .....................................................................................64
5.1 Kesimpulan .................................................................................64
5.2 Saran ...........................................................................................65
DAFTAR PUSTAKA .................................................................................67

xiii

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Kedudukan Penelitian .................................................................10
Tabel 2.2 Perbandingan Standar 802.11 ......................................................30
Tabel 2.3 Quality and Impairment Scale ....................................................36
Tabel 3.1 Kebutuhan Perangkat Keras .......................................................39
Tabel 4.1 Konfigurasi Access Point A .......................................................46
Tabel 4.2 Konfigurasi Access Point B ........................................................46
Tabel 4.3 Konfigurasi Router ....................................................................47
Tabel 4.4 Hasil Percobaan Hard Handover Tanpa Session Proxy dan
Frame Proxy ...................................................................................55
Tabel 4.5 Hasil Percobaan Soft Handover Tanpa Session Proxy dan
Frame Proxy ...................................................................................59
Tabel 4.6 Hasil Percobaan Hard Handover Dengan Session Proxy dan
Frame Proxy ...................................................................................60
Tabel 4.7 Hasil Percobaan Soft Handover Dengan Session Proxy dan
Frame Proxy ...................................................................................62

xiv

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1.1 Diagram Fishbone Penelitian ...................................................7
Gambar 2.1 Streaming System Infrastucture ...............................................11
Gambar 2.2 Stage of Streaming .................................................................11
Gambar 2.3 Steps of streaming Content Preparation ...................................12
Gambar 2.4 RTP Packet Header .................................................................................. 14
Gambar 2.5 Session Pada RTSP .................................................................17
Gambar 2.6 RTMP Message Header ..........................................................18
Gambar 2.7 SMIL Code for Playing a Streaming Presentation ...................18
Gambar 2.8 IP Unicasting .........................................................................19
Gambar 2.9 IP Multicasting .......................................................................20
Gambar 2.10 IP Broadcasting ......................................................................20
Gambar 2.11 STA Roaming/Handoff ..........................................................27
Gambar 2.12 WLAN Handoff ......................................................................32
Gambar 2.13 Header dari Mjpeg .................................................................35
Gambar 3.1 Domain Penelitian ..................................................................37
Gambar 3.2 Aplikasi Tiny_psnr.exe ...........................................................38
Gambar 3.3 Topologi Jaringan ...................................................................40
Gambar 3.4 Alur Kerja Sistem ...................................................................40
Gambar 3.5 Alur Data Satu Sesi Video Streaming ......................................41
Gambar 4.1 Konfigurasi Router ..................................................................47
Gambar 4.2 Mapping Area Penelitian ..........................................................48

xv

Gambar 4.3 Kualitas Sinyal Access Point A ................................................48
Gambar 4.4 Kualitas Sinyal Access Point B .................................................49
Gambar 4.5 System Variabels Windows User ..............................................49
Gambar 4.6 Sub Sistem Server ....................................................................50
Gambar 4.7 Sub Sistem Client ....................................................................54
Gambar 4.8 PSNR Hard Handover Tanpa Session Proxy dan Frame Proxy ..56
Gambar 4.9 Delay Hard Handover Tanpa Session Proxy dan Frame
Proxy .....................................................................................56
Gambar 4.10 PSNR Soft Handover Tanpa Session Proxy dan Frame Proxy...58
Gambar 4.11 Delay Soft Handover Tanpa Session Proxy dan Frame Proxy ...58
Gambar 4.12 PSNR Hard Handover Dengan Session Proxy dan Frame
Proxy ......................................................................................60
Gambar 4.13 Delay Pada Hard Handover Dengan Session Proxy dan
Frame Proxy ...........................................................................60
Gambar 4.14 PSNR Soft Handover Dengan Session Proxy dan Frame
Proxy ......................................................................................61
Gambar 4.15 Delay Soft Handover Dengan Session Proxy dan Frame
Proxy ......................................................................................61
Gambar 4.16 Sequence Frame Tanpa Session Proxy dan Frame Proxy
Pada Soft Handover ................................................................63
Gambar 4.17 Sequence Frame Dengan Session Proxy dan Frame Proxy
Pada Soft Handover ................................................................63

xvi

DAFTAR SINGKATAN

AP

: Access Point

WLAN

: Wireless Lan

IAPP

: Inter Access Point Protocol

MN

: Mobile Node

STA

: Station

QOS

: Quality of Service

QOE

: Quality of Experience

PSNR

: Peak Signal to Noise Ration

RTSP

: Real Time Streaming Protocol

IP

: Internet Protocol

TCP

: Transmition Control Protocol

Mjpeg

: Motion JPEG

PC

: Personal Computer

IP

: Internet Protocol

HTTP

: Hypertext Transfer Protocol

RTP

: Real Time Transport Protocol

UDP

: User Datagram Protocol

RTCP

: Real-Time Control Protocol

DHCP

: Dynamic Host Control Protocol

xvii

DAFTAR LAMPIRAN

xviii