Rekayasa Trafik, Sukiswo 1 Konsep Dasar Trafik Rekayasa Trafik Sukiswo [email protected] [email protected]
Konsep Dasar TrafikRekayasa Trafik
[email protected]@elektro.ft.undip.ac.id
Rekayasa Trafik, Sukiswo
OutlineTujuan TeletrafikBesaran TrafikJenis TrafikPemodelan Trafik
Rekayasa Trafik, Sukiswo
Tujuan UmumMenentukan hubungan antara tiga faktor berikut :Kualitas pelayanan (QoS)Beban trafikKapasitas sistem
Rekayasa Trafik, Sukiswo
Sudut pandang trafikSistem telekomunikasi dari sudut pandang trafik
Idenya :Sistem melayani trafik yg datang Trafik dibangkitkan oleh pengguna sistemsistemIncomingtrafikOutgoingtrafikusers
Rekayasa Trafik, Sukiswo
Pertanyaan menarikDiketahui sistem dan incoming trafik, berapa kualitas pelayanan (QOS) yg dialami users ?
Diketahui incoming trafik dan QOS yg disyaratkan, berapa seharusnya dimensi sistem ?
Diketahui sistem dan QOS yg disyaratkan, berapa beban trafik maksimum ?
Rekayasa Trafik, Sukiswo
ContohTelepon callTrafik : panggilan telepon oleh setiap userSistem : jaringan teleponQOS: kemungkinan telepon tujuan berdering
Rekayasa Trafik, Sukiswo
Hubungan antara 3 faktorSecara kualitatif, hubungannya adl sbb :
Untuk menjelaskan hubungan kuantitatif, diperlukan model matematik
Rekayasa Trafik, Sukiswo
Bidang yg berhubunganTeori probabilitasProses stokastikTeori antrianAnalisa statistik (pengukuran trafik)Riset operasiTeori optimasiTeori pengambilan keputusan (Markov)Teknik simulasi (oop)
Rekayasa Trafik, Sukiswo
Beda real sistem dg modelBiasanya :Model menggambarkan sebagian atau satu sifat dari real sistem dg kesepakatan dan bahkan dari satu sudut pandangDeskripsi tidaklah sangat akurat tapi merupakan pendekatanSehinggaDiperlukan kehati-hatian ketika mengambil kesimpulan
Rekayasa Trafik, Sukiswo
Tujuan praktisPerencanaan jaringanDimensioningOptimasiAnalisa kinerjaManajemen dan pengaturan jaringanOperasi efisienFault recoveryManajemen trafikRoutingaccounting
Rekayasa Trafik, Sukiswo
Besaran trafikVolume trafik (V)Jumlah lamanya waktu pendudukan perangkat telekomunikasiTotal holding time Holding time = durasi panggilanPangggilan (call) = permintaan koneksi dalam sistem teletrafficHolding time = service timeIntensitas trafik (A)Jumlah lamanya waktu pendudukan per satuan waktuVolume trafik dibagi perioda waktu tertentu
Rekayasa Trafik, Sukiswo
Diketahui ada n saluranDiketahui ada sejumlah p saluran (dari n saluran yang ada) diduduki pada saat bersamaanBila tp menyatakan jumlah waktu pendudukan p saluran dalam perioda T, maka :
Rekayasa Trafik, Sukiswo
Besaran trafik
Rekayasa Trafik, Sukiswo
Beberapa pengertian lain intensitas trafikIntensitas trafik yang diolah oleh satu saluran sama dengan peluang (bagian dari waktu) saluran tersebut diduduki (busy)Intensitas trafik menyatakan pula jumlah rata-rata saluran yang diduduki secara bersamaan dalam perioda waktu tertentup=1np(tp/T)Expected value
Rekayasa Trafik, Sukiswo
Pendekatan lain perhitungan intensitas trafik
Rekayasa Trafik, Sukiswo
Pendekatan lain perhitungan intensitas trafik (cont.)
Rekayasa Trafik, Sukiswo
Harap diingat bahwa intensitas trafik tidak bersatuan (dimensionless)Tetapi, untuk menghormati jasa ilmuwan Denmark Agner Krarup Erlang (1878-1929), maka intensitas trafik diberi satuan Erlang (erl)
Rekayasa Trafik, Sukiswo
Contoh-contohMisalkan ada suatu sentral. Asumsikan bahwaRata-rata terdapat 1800 panggilan baru dalam 1 jam, danRata-rata waktu pendudukan adalah 3 menitMaka intensitas trafik adalah a = 1800x3/60 = 90 ErlangJika rata-rata waktu pendudukan naik dari 3 menit menjadi 10 menit, makaa = 1800 x 10/60 = 300 Erlang
Rekayasa Trafik, Sukiswo
Contoh-contoh (cont.)PertanyaanSuatu 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 trafik keluar (outgoing traffic), trafik ke dalam (incoming traffic), dan trafik total.Jawab Out going traffic adalah 120 X 2/60 = 4 erlangIncoming traffic adalah 200 X 3/60 = 10 erlangTrafik total adalah 4 + 10 = 14 erlang
Rekayasa Trafik, Sukiswo
Karakteristik trafikKarakteristik tipikal untuk beberapa katagori pelanggan teleponPrivate subscriber :0,01 0,04 erlangBusiness subscriber :0,03 0,06 erlangPrivate branch exhange :0.10 0,60 erlangPay phone :0,07 erlangHal 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
Rekayasa Trafik, Sukiswo
Perluasan Erlangtrafik data-nontelepon , dari satuan bit menjadi satuan erlang bisa diubah dengan cara sebagai berikut: Trafik sebesar B bit pada pengukuran 1 jam = B/3600 bps , selanjutnya bila trafik tersebut dibagi dengan bit-rate yang satuannya sama , hasilnya adalah akan bersatuan erlang (ingat bahwa erlang = detik/detik=jam/jam=menit/menit , berarti juga = bps/bps=kbps/kbps dll )
Rekayasa Trafik, Sukiswo
Perluasan ErlangWorkstation digunakan untuk pengiriman data sebanyak 1000 packet/detik @ 1 kbit/packet dengan kecepatan 5 Mbps , trafik = 0,2 Erlang
Rekayasa Trafik, Sukiswo
Jenis trafikTrafik yang ditawarkan (offered traffic) : ATrafik yang dimuat (carried traffic) : YTrafik yang ditolak atau hilang (lost traffic) : R
Relasi ketiga jenis trafik tersebut : A = Y + R
Rekayasa Trafik, Sukiswo
Jenis trafikDefinisi-definisi intensitas trafik sebelumnya mengacu pada carried trafficSecara natural, offered traffic dapat didefinisikan sebagai jumlah rata-rata upaya pendudukan selama perioda waktu yang sama dengan waktu rata-rata pendudukan dari pendudukan yang suksesArti dari berhasil tergantung dari fungsi perangkat yang diamati. Sehingga, pendudukan yang berhasil terhadap perangkat pengendali (common control device) belum tentu membawa pada keberhasilan pembentukan jalur komunikasiLost trafik dihitung dari perbedaan antara offered dan carried traffic
Rekayasa Trafik, Sukiswo
Jenis trafikHanya carried traffic yang dapat diukurJenis traffic lainnya harus dihitung
Volume trafik= Intensitas trafik kali perioda pengamatan = AT [Erlang-jam]= Jumlah pendudukan kali waktu pendudukan rata-rata = n.h [Erlang-jam]Sehingga diperoleh relasi dasar : AT = nh
Rekayasa Trafik, Sukiswo
Satuan-satuan trafik lain dan konversinya
Rekayasa Trafik, Sukiswo
Model teletrafikModel teletraffic bersifat stokastik (probabilistik)Kita tidak tahu kapan akan datang panggilan Variabel dalam model tersebut bersifat acak (random variables)Jumlah panggilan yang sedang berlangsungJumlah paket yang ada di bufferRandom variable (peubah acak) dinyatakan oleh suatu distribusiPeluang adanya n panggilan yang sedang berlangsungPeluang terdapatnya n paket di dalam buffer
Rekayasa Trafik, Sukiswo
Istilah Dalam Proses Trafik
Rekayasa Trafik, Sukiswo
Rekayasa Trafik, Sukiswo
Model teletrafikDua fase dalam pemodelanPemodelan incoming trafik -> model trafikPemodelan sistem -> model sistemDua jenis modelSistem dg rugi-rugi (loss system)Sistem dg antrian (waiting/queueing system)Dapat dikombinasikan utk memodelkan seluruh jaringan telekomunikasiModel jaringan dg rugi-rugiModel jaringan dg antrianBerikutnya, Model teletrafik sederhana
Rekayasa Trafik, Sukiswo
Model teletrafik sederhanaPelanggan datang dg laju (pelanggan per satuan waktu)1/ = rata-rata waktu antar kedatanganPelanggan dilayani oleh n paralel serverKetika busy, server melayani dg laju (pelanggan per satuan waktu)1/ = rata-rata waktu pelayananTerdapat m tempat tungguDiasumsikan pelanggan yg ditolak (datang ketika sistem penuh) adl hilang
Rekayasa Trafik, Sukiswo
Pure loss systemTdk ada buffer tunggu (m = 0)Sudut pandang pelanggan :Berapa probabilitas sistem penuh ketika panggilan datang ?Sudut pandang sistemBerapa faktor utilisasi server ?
Rekayasa Trafik, Sukiswo
Pure waiting systemJumlah buffer tunggu infinite (m = ~)Jika semua n server dipakai ketika pelanggan datang, dia akan menempati satu bufferTdk ada customer yg hilang, tetapi sebagian harus menunggu sebelum dilayaniSudut pandang pelangganBerapa probabilitas dia harus menunggu terlalu lama ?Sudut pandang sistemBerapa faktor utilisasi server ?
Rekayasa Trafik, Sukiswo
Mixed systemJumlah buffer finite (0 < m < ~)Jika semua n server dipakai tapi terdapat buffer yg bebas ketika pelanggan datang, dia menempati satu bufferJika semua n server dan semua m buffer dipakai ketika pelanggan datang, dia tdk dilayani sama sekali tapi dibuangBeberapa pelanggan hilang dan beberapa pelanggan harus menunggu sebelum dilayani
Rekayasa Trafik, Sukiswo
Infinite systemJumlah server tak hingga (n = ~)Tdk ada pelanggan yg hilang, tiada yg harus menunggu sbl dilayaniTerkadang Model hipotesis ini dpt digunakan utk mendapatkan hasil aproksimasi dari real sistem dg kapasitas sistem terbatas Memberikan batasan kinerja real sistem dg kapasitas sistem terbatas Lebih mudah utk dianalisa dibanding model dg kapasitas terbatas
Rekayasa Trafik, Sukiswo
Formula Little Perhatikan sistem dg :Pelanggan baru datang dg laju Asumsi stabilitasSekarang dan kemudian sistem tdak pernah penuhKonsekuensiPelanggan keluar dari sistem dg laju LetN = jumlah rata-rata pelanggan dalam sistemT = waktu rata-rata pelanggan dalam sistemFormula Little : N = .T
Rekayasa Trafik, Sukiswo
Model klasik trafik teleponModel rugi-rugi dipakai utk menggambarkan jaringan telepon (circuit switched)Diawali oleh matematikawan AK Erlang (1878-1929)Perhatikan link antara dua sentral teleponTrafik berisi panggilan telepon yg berhasil pada linkErlang memodelkan ini sbg pure loss system (m = 0)Pelanggan = call dg laju kedatangan = Waktu pelayanan = call holding timeh = 1/= waktu holding rata-rataServer = jumlah kanal pada link, n
Rekayasa Trafik, Sukiswo
Intensitas trafikPada jaringan telepon : Trafik PanggilanJumlah trafik digambarkan dg intensitas trafik a, yaitu perkalian laju kedatangan dg holding time h.a = .h (erl)Satuan intensitas trafik adl erlang (erl)Trafik 1 erlang berarti rata-rata 1 kanal dipakai
Rekayasa Trafik, Sukiswo
Contoh Perhatikan sentral lokal dg :Rata-rata 1800 panggilan baru dalam 1 jamRata-rata holding time adl 3 menitIntensitas trafika = 1800 * 3 / 60 = 90 erlang Jika rata-rata holding time meningkat dari 3 menit mjd 10 menit, maka intensitas trafik a = 1800 * 10 / 60 = 300 erlang
Rekayasa Trafik, Sukiswo
Karakteristik trafikBeberapa karakteristik trafik berdasai kategori subscriber :Private0,01 0,04 erlangBisnis0,03 0,06 erlangPBX0,10 0,60 erlangWartel0,07 erlangMaksudnyaJenis private menggunakan 1% s/d 4 %dari waktunya di telepon (disebut juga jam sibuk)Dari contoh tadi:Dibutuhkan 2250 s/d 9000 private subscriber utk membangkitkan trafik 90 erlang
Rekayasa Trafik, Sukiswo
Blocking Pada sistem loss, beberapa panggilan hilangSebuah panggilan hilang jika n kanal dipakai ketika panggilan datang, istilah Blocking mengacu pd kejadian ini.Dua tipe blokingCall blocking Bc = probabilitas panggilan yg datang mendapati n kanal dipakai, bagian panggilan yg hilangTime blocking Bt = probabilitas n kanal dipakai pd sebarang waktu, bagian waktu dimana n kanal dipakaiJika panggilan datang dg distribusi Poisson maka Bc = BtBc menghasilkan pengukuran yg lebih baik utk kualitas pelayanan thd subscriber, sdg Bt lebih mudah dlm perhitungan
Rekayasa Trafik, Sukiswo
Laju panggilanPada loss system setiap panggilan yg datang akan dilayani atau dibuangSehingga ada 3 jenis laju panggilanoffered = laju kedatangan semua panggilancarried = laju panggilanyg dilayanilost = laju panggilan yg dibuangNote :offered = carried + lost = carried = .(1 Bc)lost = .Bcofferedcarriedlost
Rekayasa Trafik, Sukiswo
Aliran trafik3 laju panggilan membawa ke 3 konsep trafik:Trafik yg ditawarkan, aoffered = offered.hTrafik yg dilayani, acarried = carried .hTrafik yg dibuang, alost = lost.hNote aoffered = acarried + alost = aacarried = a.(1-Bc)alost = a.BcTrafik yg ditawarkan dan yg dibuang adl kuantitas hipotesis, trafik yg dilayani dpt diukur (ingat formula Little).Trafik yg dilayani adl jumlah rata-rata kanal yg dipakai pd link
Rekayasa Trafik, Sukiswo
Analisa teletrafikKapasitas sistem, n = jumlah kanal pd linkBeban trafik, a = intensitas trafik yg ditawarkanQOS (sudut pandang subscriber)Bc = probabilitas panggilan yg datang mendapati semua n kanal dipakaiAsumsi loss system M/G/n/n adlPanggilan datang dg distribusi Poisson dan laju Holding time adl terdistribusi secara identik dan independen bergantung distribusinya dg rata-rata hShg hubungan kuantitatif antara 3 faktor trafik diberikan sbg formula blocking Erlang.
Rekayasa Trafik, Sukiswo
Formula blocking Erlang
Bc = Erl (n,a) = (an / n!) / ai / i!
Note : n! = n.(n-1)2.1Nama lain : Formula Erlang, Rumus Erlang-B, Rumus rugi-rugi Erlang, Rumus pertama Erlang
Rekayasa Trafik, Sukiswo
Contoh Misal tdp kanal n=4 pd suatu link dan trafik yg ditawarkan a=2 erlang, maka probabilitas blocking panggilan Bc adl :Bc = Erl(4,2) =(24/4!)/1+2+22/2!+23/3!+24/4!= 2/21 9,5 %Jika kapasitas link ditingkatkan mjd n=6, maka Bc akan turun mjd :Bc = Erl(6,2) 1,2 %
Rekayasa Trafik, Sukiswo
QOS vs trafikDiketahui kapasitas n=10 kanal, QOS yg bgt intensitas trafik a, sbb :1 Bc(a) = 1 Erl (10,a)
Rekayasa Trafik, Sukiswo
QOS vs kapasitasJika intensitas trafik a = 10 erlang, maka QOS bgt kapasitas n adl :1-Bc(n) = 1 Erl(n,10)
Rekayasa Trafik, Sukiswo
Rekayasa Trafik, Sukiswo