Voip Over Wimax

HALAMAN JUDUL

PENGUJIAN PERFORMANSI VoIP PADA JARINGAN WiMAX (WORLDWIDE INTEROPERABILITY FOR MICROWAVE ACCESS)

STUDI KASUS BEBERAPA AREA DI KOTA BANDUNG

PERFORMANCE TEST OF VoIP OVER WiMAX (WORLDWIDE

INTEROPERABILITY FOR MICROWAVE ACCESS) NETWORK

CASE STUDY SOME AREA IN BANDUNG

TUGAS AKHIR

Diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik

pada Jurusan Teknik Elektro Sekolah Tinggi Teknologi Telkom

Disusun Oleh :

ADYOSO HERWIDYAWAN 111020083

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO

SEKOLAH TINGGI TEKNOLOGI TELKOM

BANDUNG

2007

LEMBAR PENGESAHAN

Tugas Akhir dengan judul:

PENGUJIAN PERFORMANSI VoIP PADA JARINGAN WiMAX

(WORLDWIDE INTEROPERABILITY FOR MICROWAVE ACCESS)

STUDI KASUS BEBERAPA AREA DI KOTA BANDUNG

(PERFORMANCE TEST OF VoIP OVER WiMAX NETWORK

CASE STUDY SOME AREA IN BANDUNG)

Telah diperiksa untuk disetujui sebagai salah satu syarat untuk

memperoleh gelar Sarjana Teknik pada Jurusan Teknik Elektro

Sekolah Tinggi Teknologi Telkom

Oleh,

Adyoso Herwidyawan

111020083

Bandung, 12 Februari 2007 Disahkan oleh,

Pembimbing I

Asep Mulyana, ST

NIK : 94570124-4

Pembimbing II

Gunadi Dwi Hantoro, ST

NIK : 720254

LEMBAR PERSEMBAHAN

gâztá T~{|Ü |Ç| ~âÑxÜáxÅut{~tÇ áxutzt| àtÇwt àxÜ|Åt ~tá|{~â ~xÑtwt `tÅt wtÇ ctÑt çtÇz àxÄt{ ÅxÅuxátÜ~tÇ~â wxÇztÇ ÑxÇâ{ ~tá|{ átçtÇz Percaya kita akan berhasil, maka kita pun akan berhasil....

Berpikirlah kalau kita akan gagal, maka kita pun akan selalu gagal...

Kita adalah apa yang kita pikirkan...

Tidak ada kesusksesan tanpa diraih dengan kerja keras dan berdoa kepada-Nya...

“Wahai Tuhan Yang Mempunyai Kerajaan, Engkau Berikan Kerajaan kepada orang-orang yang Engkau Kehendaki dan Engkau Cabut Kerajaan dari orang yang Engkau Kehendaki. Engkau Muliakan orang yang Engkau Kehendaki dan Engkau Hinakan orang yang Engkau Kehendaki. Di Tangan Engkaulah segala kebajikan. Sesungguhnya Engkau Maha Kuasa atas segala sesuatu. Engkau Masukkan malam ke dalam siang dan Engkau Masukkan siang ke dalam malam. Engkau Keluarkan yang mati dari yang hidup. Dan Engkau Beri Rezeki siapa yang Engkau Kehendaki tanpa hisab.”

(Q.S: Ali Imran, 26-27)

iii

ABSTRAK

Semakin berkembangnya teknologi, semua aplikasi akan berbasis Internet

Protokol (IP). Berbagai cara digunakan untuk melewatkan layanan melalui jaringan

IP. Jaringan IP sendiri adalah merupakan jaringan komunikasi data yang berbasis

packet-switch. Salah satu layanan yang bisa dilewatkan melalui jaringan IP adalah

layanan voice atau biasa disebut Voice over Internet Protocol (VoIP). VoIP adalah

teknologi yang mampu melewatkan trafik suara yang berbentuk paket melalui

jaringan IP.

Komunikasi real time seperti voice merupakan layanan yang sangat rentan

terhadap delay sedangkan jaringan akses yang sudah ada memberikan delay yang

cukup besar untuk layanan ini. Salah satu alternatif jaringan yang dapat digunakan

adalah jaringan dengan teknologi WiMAX (Worldwide Interoperability for

Microwave Access) Teknologi ini mampu memberikan layanan data berkecepatan

hingga 70 Mbps dalam radius hingga 50 km[9]. Radius yang cukup untuk menjadikan

WiMAX sebagai jaringan telekomunikasi broadband. Dengan teknologi WiMAX,

impian akan layanan informasi data yang murah dengan kecepatan tinggi akan segera

terwujud.

Tugas Akhir ini menguji performansi VoIP pada jaringan WiMAX. Parameter

yang diamati disini adalah one way delay, jitter dan packet loss yang terjadi mulai

dari source node sampai dengan destination node. Selain itu diuji juga mengenai

throughput untuk membuktikan konsistensi dari spek teknis atau teoritis dari WiMAX

itu sendiri. Dari hasil pengukuran diperoleh hasil bahwa nilai one way delay, jitter dan

packet loss masih berada pada range yang direkomendasikan oleh ITU, yaitu nilai

maksimum untuk one way delay adalah 116.399 ms, untuk jitter adalah 6,546 ms dan

untuk packet loss adalah 3,175 %. Sedangkan nilai maksimal throughput bisa

mencapai 1,91 Mbps untuk downlink dan 0,475 Mbps untuk uplink pada daerah

Rancaekek dan nilai maksimal yang terukur pada pengukuran sebesar 63,67 % dari

nilai spesifikasi perangkat atau teori. Pada lokasi Rancaekek, Bale Endah dan Seminar

Room nilai SNR yang didapat sekitar 30 dB sehingga modulasi yang digunakan

adalah 64 QAM. Nilai RSSI paling kecil adalah -120 dBm pada lokasi Jl. Sudirman

dan nilai RSSI terbesar adalah -93 dBm pada lokasi Bale Endah. Jarak terjauh sinyal

masih bisa diterima dengan baik adalah pada daerah Rancaekek dengan jarak 32,8

km.

iv

ABSTRACT

As technology expands day by day, all application will be based on Internet

Protocol (IP). Several methods used to transmit services over IP network. IP network

itself is data communication network which is packet-switch based. One of the

services that can be transmitting over IP network is voice services or called Voice

over Internet Protocol (VoIP). VoIP is a technology that is able to transfer voice

traffic in packet form through IP network.

Real time communication such as voice is a very susceptible to delay where as

access network that existing gives long delay for this service. One of the alternate

networks which can be used is WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave

Access). This technology gives data speed until 70 Mbps in radius 50 km [9]. Radiuses

that make WiMAX become broadband telecommunication network replacing fixed

line technology. With WiMAX, the dream about cheap data information services with

high speed data will be come true.

This Final Project will analyze performance of VoIP over WiMAX network.

Parameters that will be analyzed are delay, jitter and packet loss that happens between

source node and destination node. Beside that, this Final Project will analyze about

the throughput to proof the consistency from technical spec or theoretical from

WiMAX itself.

Based on research, result of one way delay, jitter and packet loss are still on

range which is recommended by ITU, that is maximum result of one way delay is

116,399 ms, for jitter is 6.546 ms and for packet loss is 3.175%. Whereas maximum

throughput is 1.91 Mbps for downlink and 0.475 for uplink on Rancaekek and

maximum result that measured on research is 63.67% from spec equipment or

theoritic. On Rancaekek, Bale Endah and Seminar Room, SNR value obtain

approximately 30 dB, so modulation that used is 64 QAM. The lowest RSSI is -120

dBm on Jl. Sudirman and the biggest RSSI is -93 dBm on Bale Endah. The longest

distance where is signal stiil got properly is on Rancaekek with 32,8 km.

v

KATA PENGANTAR

Assalamu’alaikum, Wr, Wb.

Bismillaahirohmaanirrohiim,

Syukur Alhamdulillah, penulis persembahkan kehadirat Allah SWT yang

senantiasa mencurahkan taufik, hidayah, dan inayah-Nya, sehingga penulis dapat

menyelesaikan tugas akhir yang berjudul “Uji Performansi VoIP pada Jaringan

WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access)“. Tugas akhir ini

disusun untuk memenuhi salah satu syarat dalam menyelesaikan pendidikan pada

Program Sarjana Teknik Elektro STT Telkom.

Pada proses penyelesaian tugas akhir ini penulis telah banyak menerima

bantuan dan dukungan baik secara material maupun spiritual dari berbagai pihak.

Dengan segala kerendahan hati penulis menyampaikan rasa terima kasih yang

sebesar-besarnya dan setulus-tulusnya kepada semua pihak :

1. Papa dan Mama, terima kasih atas doa-doa yang telah dipanjatkan untukku. Papa,

Mama terima kasih atas segala didikan dan nasehat-nasehat yang telah diberikan

dalam hidup ini. Buku ini penulis persembahkan sebagai rasa terima kasih penulis

atas didikan dan dukungannya selama ini. Maafkan kalau penulis belum bisa

membahagiakan Mama, Papa.

2. Bapak Asep Mulyana, ST sebagai pembimbing I yang telah meluangkan banyak

waktunya untuk memberikan pengarahan kepada penulis sehingga dalam

pengerjaan tugas akhir ini selalu terjauhkan dari berbagai kendala dan

keterbatasan.

3. Bapak Gunadi Dwi Hantoro, ST sebagai pembimbing II yang bersedia

meluangkan waktu dan tempatnya dalam membantu penulis menyelesaikan Tugas

Akhir ini.

4. Nisa, my soulmate, karenamu aku dapat menyelesaikan Tugas Akhir, karenamu

kudapatkan ketenangan hati dan karena dukungan yang telah kau berikan

vi

kepadaku sehingga tiada terasa beban yang sedang kupikul, tak akan cukup terima

kasihku untuk membayarnya.

5. Buat Eyang Semarang dan Eyang Pekalongan, terima kasih atas doanya. Buat

Eyang Bagio di Bandung maaf kalau belum pernah maen ke rumah.

6. Mas Dito dan Dion, makasih atas doa-doanya. Buat Mas Dito semoga bisa dapat

pekerjaan yang diinginkan, buat Dion jangan nakal, patuh pada mama dan papa.

7. Terima kasih buat Ridwan. Temen seperjuangan dalam mengerjakan Tugas Akhir

ini dari awal hingga akhir.

8. Terima kasih kepada Melindha yang sudah membantu penulis dalam memberikan

saran dan nasehat. Terima kasih juga sudah mau membelikan kue pada saat

sidang.

9. Seluruh teman-teman sekelas penulis (TE-26-02) Fachri, ayo wisuda bareng,

Angger, Kris, semangat bikin TA-nya, Andreas, Awang, Hadi, Ali, Cicky, Takum,

Didit, Ivan, Iqbal dan teman-teman yang lain yang tidak bisa penulis sebutkan satu

persatu, yang selalu saling membantu dalam segala hal terutama dalam hal tugas-

tugas yang diberikan dosen. Tetap semangat bagi yang belum lulus.

10. Teman-teman kosan penulis di Anerfa dulu, Wahyu, Kiki, mbak Elza, mas Rama,

mas Hendri, mas Indra, mas Andi, Yudho, Komang, Rudi.

11. Teman-teman kosan penulis di Vila Permai yang aneh-aneh Dika bawah, Fai,

Daru, Berantakan, Mahbub, Arya, Willy yang sudah mau maen PES dengan

penulis. Erfan, yang sudah menemani penulis nonton Empat Mata selama

pengerjaan TA ini, Riki,makasih atas cemilannya, Reza, Pandu, Irman, Billy,

Fajar, Cuns, Hanafi, Dito, Adi, Bayu, Dias, Arif, Beni, Eki, Eko, Rama, mas Tala,

Teddy, Mas Epul yang sudah membersihkan lantai depan kamar penulis dan

menjaga kos, Helmi.

12. H 3883 ER yang selalu menemani kemanapun penulis pergi tanpa rewel dan H

3208 GZ yang sempat menemani penulis untuk waktu yang tidak lama. B 1543

0M yang sudah menemani penulis pergi disaat hujan.

13. My Acer, yang membantu penulis dalam penyelesaian Tugas Akhir ini.

14. Alifa, Mang Ubah, Mang Adun dan Dafi yang sudah membantu penulis

menyedakan makanan di saat wrung-warung yang lain tutup karena libur.

Penulis menyadari bahwa tugas akhir ini masih jauh dari kesempurnaan yang

disebabkan karena keterbatasan yang penulis miliki. Untuk itu saran dan kritik yang

vii

bersifat membangun dari pembaca sangat penulis harapkan demi perbaikan dimasa

yang akan datang.

Dengan segala kerendahan hati, penulis berharap semoga tugas akhir ini dapat

bermanfaat bagi pembaca dan penulis khususnya, serta bagi dunia pendidikan pada

umumnya.

Wassalamu’alaikum, Wr, Wb.

Bandung, 13 Februari 2007

Penulis

viii

DAFTAR ISI

LEMBAR PENGESAHAN .......................................................................................... i

LEMBAR PERSEMBAHAN ...................................................................................... ii

ABSTRAK .................................................................................................................. iii

ABSTRACT ................................................................................................................. iv

KATA PENGANTAR .................................................................................................. v

DAFTAR ISI............................................................................................................. viii

DAFTAR GAMBAR ................................................................................................... xi

DAFTAR TABEL ...................................................................................................... xii

DAFTAR ISTILAH ................................................................................................. xiii

DAFTAR SINGKATAN ........................................................................................... xvi

BAB I PENDAHULUAN ............................................................................................. 1

1.1 Latar Belakang ..................................................................................................... 1 1.2 Tujuan .................................................................................................................. 2 1.3 Rumusan Masalah ................................................................................................ 2 1.4 Batasan Masalah .................................................................................................. 2 1.5 Metodologi dan Penyelesaian Masalah ................................................................ 3 1.6 Sistematika Penulisan .......................................................................................... 3

BAB II DASAR TEORI .............................................................................................. 5

2.1 Worldwide Interoperability for Microwave Access (WiMAX) ........................... 5 2.1.1 Pengertian ................................................................................................. 5 2.1.2 Standard IEEE 802.16 ............................................................................... 6 2.1.3 Physical (PHY) Layer 802.16 ................................................................... 7 2.1.4 Medium Access Control (MAC) Layer 802.16 ......................................... 8

2.2 Voice over Internet Protocol (VoIP) .................................................................... 9 2.2.1 VoIP Overview ......................................................................................... 9 2.2.2 Format Paket VoIP .................................................................................. 10 2.2.3 Arsitektur Jaringan VoIP ........................................................................ 11

2.3 H.323 .................................................................................................................. 12 2.3.1 Overview H.323 ...................................................................................... 12 2.3.2 Komponen Pendukung H.323 ................................................................. 13

2.3.2.1 Terminal (Endpoints) ....................................................................... 13 2.3.2.2 Gateway ........................................................................................... 13 2.3.2.3 Gatekeeper ....................................................................................... 13 2.3.2.4 Multipoint Control Unit (MCU) ...................................................... 13

2.3.3 Protokol-Protokol yang Terlibat pada H.323 .......................................... 13 2.3.4 Prosedur Call Setup pada H.323 ............................................................. 15

2.4 Perbandingan Protokol SIP dan H.323 .............................................................. 16 2.5 Metode Pengukuran Performansi VoIP ............................................................. 17

2.5.1 Parameter Objektif Kualitas VoIP .......................................................... 17 2.5.2 Parameter Subjektif Kualitas VoIP ......................................................... 19

ix

BAB III KONFIGURASI JARINGAN DAN PENGUKURAN PERFORMANSI ......... 21

3.1 Konfigurasi Jaringan .......................................................................................... 21 3.2 Metode Pengukuran ........................................................................................... 22 3.3 Kondisi Lapangan .............................................................................................. 23 3.4 Perangkat Sistem ................................................................................................ 24

3.4.1 Perangkat Keras (Hardware) ................................................................... 24 3.4.1.1 Internet backbone .............................................................................. 24 3.4.1.2 Base Station (BS) .............................................................................. 24 3.4.1.3 Customer Premises Equipment (CPE) .............................................. 25 3.4.1.4 Network Management System (NMS) ............................................... 25 3.4.1.5 Power over Ethernet (PoE) ............................................................... 26 3.4.1.6 Ethernet Switch ................................................................................. 26

3.4.2 Perangkat Lunak (Software) ....................................................................... 27 3.4.2.1 Netmeeting ........................................................................................ 27 3.4.2.2 Ethereal ............................................................................................. 27 3.4.2.3 Palm OS Emulator ............................................................................ 27 3.4.2.4 Local Craft Interface Indicator (LCID) ............................................ 28

3.5 Parameter Performansi Sistem ........................................................................... 28 3.5.1 Overview Loss Propagasi ........................................................................ 28

3.5.1.1 Propagasi LOS .................................................................................. 28 3.5.1.2 Propagasi NLOS ............................................................................... 29

3.5.2 Perhitungan Kualitas Sinyal Transmisi ................................................... 29 3.5.2.1 Signal to Noise Ratio ........................................................................ 30 3.5.2.2 SQI (Signal Quality Index) ............................................................... 30 3.5.2.3 RSSI (Receive Signal Strength Indicator) ........................................ 30

3.5.3 Delay ....................................................................................................... 31 3.5.4 Throughput .............................................................................................. 31 3.5.5 Mean Opinion Score (MOS) ................................................................... 32

BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISA PENGUKURAN ..................................... 36

4.1 Gambaran Analisa .............................................................................................. 36 4.2 Kualitas Transmisi Jaringan ............................................................................... 36

4.2.1 Kualitas SNR .......................................................................................... 36 4.2.2 Kualitas RSSI .......................................................................................... 38

4.3 Pengukuran dan Analisa Throughput................................................................. 40 4.3.1 Pengukuran Delay ................................................................................... 43

4.3.1.1 Tujuan Pengukuran ........................................................................... 43 4.3.1.2 Sistematika Pengukuran .................................................................... 43 4.3.1.3 Analisa Hasil Pengukuran dan Perhitungan ...................................... 43

4.3.2 Pengukuran Jitter .................................................................................... 46 4.3.2.1 Tujuan Pengukuran ........................................................................... 46 4.3.2.2 Sistematika Pengukuran .................................................................... 46 4.3.2.3 Analisa Hasil Pengukuran ................................................................. 47

4.3.3 Pengukuran Packet Loss ......................................................................... 47 4.3.3.1 Tujuan Pengukuran ........................................................................... 47 4.3.3.2 Sistematika Pengukuran .................................................................... 47 4.3.3.3 Analisa Hasil Pengukuran ................................................................. 47 4.4 Estimasi Parameter Hasil Pengukuran ke MOS......................................... 48

x

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ..................................................................... 51

5.1 Kesimpulan ........................................................................................................ 51 5.2 Saran .................................................................................................................. 52

DAFTAR PUSTAKA ................................................................................................. 51

LAMPIRAN A ............................................................................................................ 53

LAMPIRAN B ............................................................................................................ 58

LAMPIRAN C .................................................................................................................................... 63

xi

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Jaringan WiMAX 6

Gambar 2.2 Struktur layer 802.16 8

Gambar 2.3 Format VoIP Packet 10

Gambar 2.4 Hubungan PC ke PC 11

Gambar 2.5 Hubungan dari PC ke Phone 12

Gambar 2.6 Hubungan antar phone dengan menggunakan jaringan

internet

12

Gambar 2.7 Arsitektur Protokol H.323 14

Gambar 2.8 Arsitektur Jaringan H.323 15

Gambar 2.9 Call Setup pada H.323 16

Gambar 3.1 Konfigurasi Jaringan pada sisi Base Station 20

Gambar 3.2 Konfigurasi Jaringan pada sisi Subscriber Station 20

Gambar 3.3 Flow Chart Umum Penelitian 21

Gambar 3.4 BTS ABS 4000 24

Gambar 3.5 CPE SSU 500 24

Gambar 3.6 NMS 8000 25

Gambar 3.7 Power over Ethernet 25

Gambar 3.8 Ethernet Switch WES 800 26

Gambar 3.9 Tampilan Palm OS Emulator 27

Gambar 3.10 Tampilan LCID 27

Gambar 3.11 Kondisi Propagasi LOS 28

Gambar 3.12 Kondisi propagasi NLOS 29

Gambar 3.13 Throughput dan QOS untuk beberapa contoh aplikasi (ETSI TR

101 856)

32

Gambar 3.14 Korelasi antara E – Model (ITU G.107) dengan MOS (ITU P.800)

33

Gambar 4.1 Grafik Pengukuran Jarak terhadap nilai SQI 35Gambar 4.2 Grafik Pengukuran Jarak terhadap nilai SNR 35Gambar 4.3 Grafik Pengukuran Jarak terhadap RSSI 37Gambar 4.4 Download file untuk mengukur Throughput 38Gambar 4.5 Grafik Pengukuran Throughput 39

Gambar 4.6 Topologi perhitungan one way delay 42

xii

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Tipe Akses dan Standart yang digunakan pada Jaringan WiMAX

5

Tabel 2.2 Fitur pada layer PHY 7

Tabel 2.3 Fitur layer MAC 9

Tabel 2.4 Header Size 11

Tabel 2.5 Voice Payload Size 11

Tabel 2.6 Perbedaan antara Protokol SIP dan H.323 16

Tabel 2.7 Jenis-jenis Delay 18

Tabel 2.8 Rekomendasi ITU-T G.114 untuk delay 18

Tabel 2.9 Rekomendasi ITU-T P.800 untuk nilai kualitas berdasarkan

MOS 19

Tabel 3.1 Koordinat Lokasi CPE 22

Tabel 3.2 Parameter Base Station WiMAX 23

Tabel 4.1 Hasil Pengukuran SNR 35

Tabel 4.2 Perbandingan Nilai SNR dan Jenis Modulasi 36

Tabel 4.3 Hasil Pengukuran RSSI 37

Tabel 4.4 Throughput downlink dan uplink hasil pengukuran 38

Tabel 4.5 Pengukuran delay network di tiap-tiap lokasi 41

Tabel 4.6 Hasil Perhitungan One Way Delay 43

Tabel 4.7 Hasil Pengukuran Jitter 45

Tabel 4.8 Hasil Pengukuran Packet Loss 46

Tabel 4.9 Perhitungan Perhitungan Nilai Id 47

Tabel 4.10 Hasil Perhitungan Nilai Ief 47

Tabel 4.11 Hasil Perhitungan Nilai R Factor 48

Tabel 4.12 Konversi Nilai R Factor ke Nilai MOS 48

xiii

DAFTAR ISTILAH

Automatic Repeat

Request

Backhaul

Bit Rate

Broadband

Burst

Burst Profile

Carier Class Service

Capture

Client-Server

Conection Oriented

Delay

DL MAP

Difraksi

:

:

:

:

:

:

:

:

:

:

:

:

:

Fitur yang melakukan pengiriman ulang

(retransmisi) terhadap frame atau blok data yang

rusak

konfigurasi point to point, menghubungkan antara

base station dengan base station

Ukuran kecepatan penyaluran data yang

menyatakan

jumlah bit data yang disalurkan dalam suatu selang

waktu

layanan atau sistem yang membutuhkan kanal

transmisi yang mampu mendukung kecepatan lebih

besar dari kecepatan primer ISDN yaitu sebesar

2,048 Mbps [ITU-T I.113]

pengiriman data secara bersamaan atau serentak

parameter-parameter fisik suatu burst seperti jenis

modulasi , pengkodean yang digunakan, dsb

suatu aturan hubungan untuk membedakan layanan

berdasar tingkat performansi yang tinggi dan

reliabel (sesuai untuk provider dengan jumlah

pelanggan rumah maupun bisnis yang banyak)

untuk layanan dengan tingkat jaminan performansi

yang rendah

proses penangkapan paket data yang lewat pada

jaringan

suatu mode komunikasi dimana suatu entiti

bertindak sebagai pihak yang meminta suatu

layanan dan pihak lain bertindak sebagai penyedia

layanan

mode koneksi yang membutuhkan proses

handshaking antara pengirim dengan penerima

waktu yang dibutuhkan data untuk sampai di tujuan

xiv

Efisiensi bandwidth

Fixed Wireless Access

Handshaking

Iperf

Last Mile

OFDM

Polling

QoS

Refleksi

Roll of factor

Scatering

Service Flows

Throughput

UL MAP

:

:

:

:

:

:

:

:

:

:

:

:

:

:

MAC Management Message yang berfungsi

mengumumkan peta downlink subframe untuk satu

waktu berikutnya

propagasi melewati objek yang cukup besar

sehingga seolah-olah menghasilkan sumber

sekunder, seperti puncak bukit

kemampuan skema modulasi untuk

mengakomodasikan data dalam bandwidth yang

terbatas

aplikasi wireless akses dimana lokasi terminal

pelanggan dan jaringan akses point fixed / tetap

proses pembangunan hubungan yang ditandai

dengan pertukaran MAC Management Message

suatu program yang berfungsi sebagai trafik

generator dan network analyzer

konfigurasi point to multipoint, menghubungkan

antara pelanggan dengan base station

suatu modulasi multicarier, dimana data serial

berkecepatan tinggi akan dikonversi menjadi data

pararel dengan kecepatan yang lebih rendah

mekanisme di mana base station secara aktif

menawarkan penambahan bandwidth kepada user

terminologi yang digunakan untuk mendefinisikan

kemampuan suatu jaringan untuk menyediakan

tingkat jaminan layanan yang berbeda

terdapat sinyal tak langsung yang datang di receiver

setelah mengalami pantulan terhadap suatu objek

faktor pelebaran terhadap kanal Nyquist akibat

ketidak idealan sistem

propagasi sinyal melalui objek yang kecil dan atau

kasar yang menyebabkab banyak pantulan untuk

arah yang berbeda-beda

aliran paket yang mempunyai jaminan QOS,

xv

WiMAX Forum :

merupakan ciri dari jaringan broadband

jumlah paket data yang berhasil didapatkan

(berhasil sampai tujuan) pada suatu titik pada

selang waktu tertentu

MAC Management Message yang berfungsi

mengumumkan peta uplink subframe untuk satu

waktu berikutnya

organisasi non–profit yang mempromosikan

pengembangan jaringan FWA dan memberi

sertifikat pada produk yang sesuai dengan standar

IEEE 802.16

xvi

DAFTAR SINGKATAN

BS Base Station

BTS Base Transceiver Station

BWA Broadband Wireless Access

CAP Carrierless Amplitude Phase

CINR Carrier to interference -plus- noise ratio

CPE Costumer Promises Equipment

DSL Digital Subscriber Line

FDD Frequency Division Multiplex

FWA Fixed Wireless Access

EIRP Effective Isotropically Radiated Power

ETSI European Telecommunication Standard Institute

FDMA Frequency Division Multiple Access

FEC Forward Error Control

FWA Fixed Wireless Access

FHSS Frequency Hopping Spread Spectrum

IEEE International of Electrical and Electronics Engineer

IP Internet Protocol

ISP Internet Service Provider

LOS Line Of Sight

MPQM Moving Picture Quality Metric

NLOS Non Line Of Sight

NMS Network Management Service

OFDM Orthogonal Frequency Division Multiplexing

PMTP Point to Multipoint

xvii

PoE Power of Ethernet

PTP Point to Point

QAM Quadratur Amplitudo Modulation

QoS Quality of Service

QPSK Quadrature Phase Shift Keying

RSL Receive Signal Level

RSSI Received signal strength indicator

RTT Round Time Trip

SNR Signal Noise Ratio

SQI Signal Quality Index

SS Subscriber Station

TDD Time Division Duplexing

VoIP Voice over Internet Protocol

WLAN Wireless Local Area Network

WiMAX Worldwide Interoperability for Microwave Access

WMAN Wireless Metropolitan Area Network

1

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Pengintegrasian komunikasi suara dengan data masih mengalami beberapa

kendala antara lain dukungan jaringan akses yang masih berbasis analog voice. Hal ini

dikarenakan adanya perbedaan karakteristik jaringan yang digunakan untuk

komunikasi suara dan data. Teknik pengiriman suara atau telpon lebih dikenal sebagai

circuit switching. Pada dasarnya teknologi circuit switching akan mengalokasikan

satu jalur tertentu pada jaringan telpon secara dedicated untuk komunikasi antara

pengirim dan tujuan. Komunikasi suara membutuhkan jaringan circuit switching,

karena suara sangat rentan terhadap delay. Delay dapat dihilangkan apabila

komunikasi suara dilakukan diatas jaringan circuit switching yang akan selalu

mengalokasikan satu jalur khusus antara pengirim dan penerima. Sedangkan

komunikasi data lebih disebut packet switching. Packet switching lebih efisien

dibandingkan dengan circuit switching karena teknik ini lebih didasarkan pada

penggunaan kanal untuk digunakan secara sharing. Hal ini dimungkinkan karena

secara statistik informasi data dapat dilayani dengan mekanisme antrian dengan

toleransi delay yang lebih besar daripada voice.

Dengan mengintegarasikan voice ke dalam jaringan data atau biasa disebut

voice over internet protocol (VoIP) diharapkan komunikasi akan menjadi lebih

efisien. Panggilan melalui jaringan internet memberikan biaya komunikasi yang lebih

murah, sehingga untuk hubungan Internasional dapat ditekan hingga 70%[2]. Selain

itu, biaya investasi dapat di tekan karena voice dan data menggunakan jaringan yang

sama. Di samping itu pada jaringan paket IP terminal dapat dipasang di sembarang

port ethernet dan IP address, tidak seperti telepon tradisional yang harus mempunyai

port tersendiri di Sentral atau PBX.[2]

Salah satu kendala dalam mengimplementasikan VoIP adalah pengaruh delay

yang bisa menyebabkan jitter dan packet loss pada jaringan data. Salah satu cara

untuk megukur performansi VoIP adalah dengan meninjau pada parameter QoS yang

meliputi parameter delay, jitter, bandwidth, packet loss, availibility dan security[1].

Sebenarnaya QoS didesain untuk mengukur kualitas dari suara bukan pada jaringan

data. Untuk itu sekarang ini muncul suatu standard teknologi wireless yang disebut

WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access). WiMAX ini diklaim

BAB I Pendahuluan

Pengujian Performansi VoIP pada Jaringan WiMAX 2

mampu memberikan layanan data berkecepatan hingga 70 Mbps dalam radius hingga

50 km[9]. WiMAX juga sudah meliputi fitur QoS yang memungkinkan layanan

termasuk voice dan video dengan delay rendah.

1.2 Tujuan Tujuan penulisan Tugas Akhir ini adalah untuk menganalisa performansi

sistem jaringan yang berbasis IP seperti WiMAX dalam mendukung layanan real time

seperti voice. Pada Tugas Akhir ini akan digunakan parameter delay, jitter, dan packet

loss untuk menganalisa performansi VoIP pada jaringan WiMAX. Dan mengukur

throughput untuk membuktikan konsistensi dari spek teknis atau teoritis dari WiMAX

itu sendiri.

Sehingga dari analisa ini akan diperoleh data keunggulan dan kelemahan

sistem agar dapat memberikan kualitas layanan yang optimal. Hasil penelitian

diharapkan dapat membantu penyedia layanan VoIP untuk mengimplementasikan

teknologi ini ke dalam jaringan WiMAX.

1.3 Rumusan Masalah

Dalam tugas akhir ini akan dilakukan analisa VoIP pada jaringan WiMAX.

Maka rumusan masalah yang terkait dengan hal diatas adalah sebagai berikut:

1. Parameter apa saja yang dapat digunakan untuk mengukur kualitas VoIP?

2. Bagaimana desain arsitektur jaringan yang akan diimplentasikan pada jaringan

WiMAX dalam mendukung layanan voice agar diperoleh hasil analisa yang

optimal?

3. Bagaimana performansi jaringan WiMAX dalam mendukung layanan VoIP?

1.4 Batasan Masalah Pada penulisan Tugas Akhir ini dilakukan pembatasan-pembatasan agar

masalah yang dibahas menjadi lebih terarah. Antara lain:

a. Penilitian dilakukan dilingkungan TELKOM Risti.

b. Parameter yang diukur untuk analisa VoIP adalah delay, jitter dan packet

loss . Parameter throughput digunakan untuk mengetahui konsistensi dari

spek teknis yang digunakan.

c. Parameter secara subyektif menggunakan Mean Opinion Score (MOS).

d. Komunikasi suara hanya terjadi didalam jaringan WiMAX saja.

BAB I Pendahuluan


e. Teknologi WiMAX yang digunakan pada standard 802.16d.

f. Mekanisme pemrosesan sinyal dan modulasi tidak dikutsertakan dalam

pembahasan.

g. Tidak membahas proses keamanan jaringan.

1.5 Metodologi dan Penyelesaian Masalah Metode yang digunakan dalam penilitian ini adalah observasi lapangan dan

didukung dengan studi literature. Adapun prosesnya adalah sebagai berikut:

1. Studi literature dari referensi yang ada

Berisikan pembahasan teoritis melalui studi literatur dari buku-buku atau

jurnal ilmiah yang berkaitan dengan teknologi WiMAX dan VoIP.

2. Melakukan pengamatan dan pengumpulan data di lapangan

Bertujuan untuk mengumpulkan informasi dan data-data parameter yang

berhubungan dengan teknologi WiMAX dan VoIP.

3. Mengolah dan menganalisa data yang diperoleh

Nilai-nilai parameter yang didapat dari lapangan akan dianalisa. Hasil akhir

analisa tersebut diharapkan dihasilkan suatu kesimpulan, rekomendasi teknis

yang dapat digunakan pada saat pengimplementasiannya, dan penelitian

selanjutnya.

1.6 Sistematika Penulisan Penulisan tugas akhir ini akan dibagi dalam beberapa bagian sebagai berikut :

1. Bab I, Pendahuluan

Berisi tentang latar belakang pembuatan tugas akhir, tujuan pembuatan tugas

akhir, pembatasan masalahnya, metodologi penulisan serta sistematika yang

digunakan dalam penulisan laporan tugas akhir ini.

2. Bab II, Dasar Teori

Berisi tentang penjelasan teoritis dalam berbagai aspek yang akan mendukung ke

arah analisis tugas akhir yang dibuat.

3. Bab III, Desain dan Konfigurasi Sistem

Pada bagian ini akan dijelaskan proses desain sampai konfigurasi untuk

implementasi dari sistem.

BAB I Pendahuluan


4. Bab IV, Analisis Hasil Implementasi

Pada bab ini, dilakukan beberapa analisa hasil implementasi sistem sesuai

skenario yang telah dirancang dan sesuai standar.

5. Bab V, Kesimpulan & Saran

Pada bab ini, kesimpulan yang diperoleh dari serangkaian kegiatan terutama pada

bagian analisis pengujiannya diungkapkan. Selain itu saran-saran pengembangan

lebih lanjut dari tugas akhir yang telah dibuat dituliskan pada bab ini.

5

BAB II

DASAR TEORI

2.1 Worldwide Interoperability for Microwave Access (WiMAX)

2.1.1 Pengertian

WiMAX adalah teknologi berstandard dasar IEEE 802.16 yang

memungkinkan pengiriman data untuk akses wireless broadband sebagai alternatif

dari akses cable atau DSL. WiMAX dapat menyediakan tipe akses fixed, nomadic,

portable dan mobile wireless broadband untuk kondisi LOS dan NLOS. Hanya

dengan satu Base Station, secara teori cakupan dari radius selnya bisa mencapai 50

km, WiMAX Forum menyatakan, sistem dapat mengirimkan data dengan kecepatan

sampai 75 Mbps per carrier untuk tipe akses fixed dan portable. Pada jaringan dengan

tipe akses mobile berdasarkan spesifikasinya dapat menghasilkan kecepatan lebih dari

15 Mbps dengan radius hingga 3 km. Hal ini menunjukan bahwa teknologi WiMAX

dapat digunakan melalui notebook dan PDA yang selanjutnya dapat

diimplementasikan pada telepon seluler.

Untuk memenuhi dua kebutuhan tipe akses yang berbeda, maka dua versi dari

WiMAX telah dikeluarkan. Yang pertama didasarkan pada IEEE 802.16-2004 yang

dikhususkan untuk tipe akses fixed dan portable. Versi terakhir untuk tipe akses ini

disebut juga 802.16d. Sedangkan yang kedua dikhususkan untuk tipe akses mobile

menggunakan standard 802.16e. Berikut tabel rekomendasi standardas-based untuk

berbagasi tipe akses pada jaringan WiMAX.

Tabel 2.1 Tipe Akses dan Standart yang digunakan pada Jaringan WiMAX

Selanjutnya pada Tugas Akhir ini hanya akan dibahas jaringan WiMAX

dengan standard base 802.16-2004 atau 802.16d. WiMAX juga mendukung berbagai

BAB II Dasar Teori


range frekuensi. Standart 802.16 yang pertama menggunakan frekuensi antara 10-66

GHz, sedangkan untuk 802.16a dan 802.16d pada frekuensi antara 2-11 GHz.

WiMAX untuk komersial menggunakan frekuensi 2-11GHz.

Gambar 2.1 Jaringan WiMAX

2.1.2 Standart IEEE 802.16

IEEE merupakan badan internasional yang mendokumentasikan riset-riset

teknologi oleh para ahli yang kemudian dijadikan standar internasional. Dalam

kerjanya IEEE mengeluarkan salah satu standar internasional untuk Local Area

Network (LAN) dan Metropolitan Area Network (MAN) dengan nama IEEE 802.

IEEE 802 membuat standar jaringan untuk komponen fisik dari jaringan yang terletak

pada lapis fisik dan data link pada model OSI.

IEEE 802.16 adalah sebuah standard Broadband Wireless Access (BWA) atau

beberapa orang menyebutnya Wireless MAN, yang mampu untuk mengirimkan data

dengan kecepatan beberapa megabit dan mendukung untuk tipe akses fixed, portable,

dan mobile. Standart ini menawarkan fleksisbilitas untuk mendukung band frekuensi

licensed dan unlicensed. 802.16 dioptimalkan untuk mengirimkan dengan cepat data

bursty ke Subscriber Station (SS) dan Medium Access Control (MAC) dapat

BAB II Dasar Teori


mendukung layanan real-time multimedia dan Voice over IP (VoIP) dengan kualitas

yang baik. Hal ini berarti bahwa IEEE 802.16 diposisikan sebagai broadband wireless

untuk mendukung keterbatasan sistem Wi-Fi dan mendukung aplikasi yang

membutuhkan jaminan QoS (Quality of Service) seperti VoIP, streaming video, dan

game on-line.

Versi terakhir dari IEEE 802.16, adalah 802.16-2004 dulu disebut revisi D

atau 802.16d. 802.16d meliputi versi sebelumnya (802.16-2001, 802.16c dan 802.16a)

dan mendukung untuk kondis LOS dan NLOS pada frekuensi 2-66GHz. 802.16-2004

difokuskan pada aplikasi fixed dan nomadic. Seperti standard IEEE 802 lainnya.

Standart ini hanya menspesifikasikan perubahan pada layer Physical (PHY) dan

Media Access Control (MAC).

2.1.3 Physical (PHY) Layer 802.16

Karakteristik layer PHY 802.16d adalah didesain untuk kondisi NLOS

menggunakan frekuensi 2-11 GHz, sedangkan untuk kondisi LOS menggunakan

frekuensi 11-66GHz, kanal broadband mencapai 20 MHz, akses jamak menggunakan

TDM/TDMA sedangkan dupleks menggunakan TDD dan FDD, adaptif burst profile

untuk arah uplink dan downlink. Fitur yang ada di layer PHY dapt dilihat di table

berikut:

Tabel 2.2 Fitur pada layer PHY

No Fitur Keuntungan

1 Menggunakan sistem

signaling 256 point FFT

OFDM

Mendukung system multipath untuk

memungkinkan diaplikasikan pada area terbuka

dengan kondisi LOS dan NLOS

2 Didesain untuk mendukung

sistem smart antenna

Dengan menggunakan smart antenna interferansi

dapat ditekan dan gain dapat ditingkatkan

3 Mendukung TDD dan FDD Menangani masalah bervariasinya regulasi

diseluruh dunia

4 Sistem modulasi yang

fleksible dengan system

error correction yang

bervariasi untuk setiap RF

burst

Memungkinkan terjalinnya koneksi yang

reliable, memberikan transfer rate yang

maksimal kepada setiap pengguna yang

terhubung dengannya

BAB II Dasar Teori


2.1.4 Medium Access Control (MAC) Layer 802.16

Karena PHY 802.16 adalah layer fisik wireless maka tujuan utama MAC layer

untuk mengatur resources yang ada di udara agar dapat diatur seefisisen mungkin.

Protokol IEEE 802.16 didesain untuk aplikasi Point-to-Multipoint Broadband

Wireless Access (BWA). Untuk mendukung layanan ini, 802.16 MAC harus

mendukung trafik continue dan bursty. Selain itu, layanan ini diharapkan dapat

menjamin Quality of Service (QoS) pada berbagai tipe trafik.

Karakteristik layer MAC adalah mendukung berbagai macam servis atau

layanan yang bersifat connection oriented, mendukung berbagai mcam backhaul

seperti ATM, IPv4, IPv6, VLAN, dan Ethernet. Untuk arah downlink BS

mengirimkan frame dengan mode TDM sedangkan arah uplink dengan menggunakan

TDMA.

Services Specific Convergence Sublayer

MAC Sublayer Common Part

Security Sublayer

Physical Layer

MA

CP

HY

Link Logic Control

Dat

a Li

nk

Gambar 2.2 Struktur layer 802.16

MAC layer terdiri dari tiga sub layer, yaitu:

a. Service Specific Convergence Sublayer

Merupakan antarmuka dengan layer diatasnya, yaitu network layer

b. MAC Sublayer Common Part

Merupakan inti dari fungsi MAC, yaitu fungsi uplink scheduling, bandwidth

request, kontrol koneksi dan ARQ

c. Security Sublayer

Sublayer ini mengatur enkripsi, dekripsi, dan key management

Tabel 2.3 Fitur layer MAC No Fitur Keuntungan

1 Connection oriented Proses routing dan paket forwading yang lebih

reliable

BAB II Dasar Teori


No Fitur Keuntungan

2 Automatic retransmisi

request (ARQ)

Meningkatkan performance end to end dengan

menyembunyikan error pada layer RF yang dibawa

dari layer diatasnya

3 Automatic power control Memungkinkan pembuatan topologi seluler dengan

power yang dapat terkontrol secara otomatis

4 Security dan encription Melindungi privacy pengguna

5 Mendukung sistem

modulasi adaptif

Memungkinkan data rate yang tinggi

6 Scalability yang tinggi

hingga mendukung 100

pengguna

Biaya penggunaan lebih efektif karena mampu

menampung pengguna atau user lebih banyak

7 Mendukung sistem QOS Dapat memberikan latency rendah untuk aplikasi

yang delay sensitive seperti VoIP dan video

streaming

2.2 Voice over Internet Protocol (VoIP)

2.2.1 VoIP Overview

Pada dasarnya, telephony adalah teknologi yang berhubungan dengan

transmisi elektronik suara yang disampaikan pada dua tempat yang mempunyai jarak

yang jauh melalui telepon. Dengan hadirnya komputer dan perangkat transmisi digital

yang berbasiskan sistem telepon serta pengguaan radio unuk mengirim dan menerima

sinyal telepon, maka perbedaan antara telephony dan telekomunikasi menjadi sulit

ditemukan.

Voice over Internet Protocol dikenal juga dengan sebutan IP Telephony.

Secara umum, VoIP dedefinisikan sebagai suatu sistem yang menggunakan jaringan

internet untuk mengirimkan data paket suara dari suatu tempat ke tempat lainnya

menggunakan perantara protokol IP. VoIP mentransmisikan sinyal suara dengan

mengubahnya ke dalam bentuk digital, dan dikelompokkan menjadi paket–paket data

BAB II Dasar Teori


yang dikirim dengan menggunakan platform IP (Internet Protocol). Jaringan IP

sendiri adalah merupakan jaringan paket berbasis protokol IP.

Standard komunikasi VoIP yang umum digunakan pada saat ini adalah H.323

yang dikeluarkan oleh ITU pada bulan Mei 1996 dan SIP (Session Initiation Protocol)

yang dikeluarkan oleh IETF pada bulan Maret tahun 1999 melalui RFC-2543 dan

diperbaharui kembali pada bulan juni 2002 dengan RFC-3261 oleh MMUSIC

(Multiparty Multimedia Session Control), salah satu kelompok kerja IETF.

2.2.2 Format Paket VoIP

Tiap paket VoIP terdiri atas dua bagian, yakni header dan payload (beban).

Header terdiri atas IP header. Real-time Transport Protocol (RTP) header, User

Datagram Protocol (UDP) header, dan link header.

IP header bertugas menyimpan informasi routing untuk mengirimkan paket-

paket ke tujuan. Pada setiap header IP disertakan tipe layanan atau Type of Service

(ToS) yang memungkinkan paket tertentu seperti paket suara diperlakukan berbeda

dengan paket yang non real-time.

UDP header memiliki ciri tertentu yaitu tidak menjamin paket akan mencapai

tujuan sehingga UDP cocok digunakan pada aplikasi voice real time yang sangat

peka terhadap delay dan latency.

RTP header adalah header yang dapat dimanfaatkan untuk melakukan framing

dan segmentasi data real time. Seperti UDP, RTP juga tidak mendukung realibilitas

paket untuk sampai tujuan. RTP menggunakan protokol kendali yang disebut RTCP

(Real Time Control Protocol) yang mengendalikan QoS dan sinkroniasi media stream

yang berbeda.

Gambar 2.3 Format VoIP Packet

Untuk link header, besarnya sangat bergantung pada media yang digunakan. Table

berikut menunjukkan perbedaan ukuran header untuk media yang berbeda dengan

metode kompresi G.729

Tabel 2.4 Header Size

BAB II Dasar Teori


Media Link Layer Header Size Bit Rate

Ethernet 14 Bytes 29.6 Kbps

PPP 6 Bytes 26.4 Kbps

Frame Relay 4 Bytes 25.6 Kbps

ATM 5 Byte tiap cell 42.2 Kbps

Sedangkan untuk voice payload, besarnya antara 14 Bytes sampai 160 Bytes. Tabel

berikut menunjukan perbedaan ukuran payload untuk berbagai jenis kompresi yang

digunakan.

Tabel 2.5 Voice Payload Size

Encoding/Compression Result Bit Rate Voice Payload

G.711 PCM 64 Kbps 160 Bytes G.726 AD-PCM 16, 24, 32, 40 Kbps 40/60/80/100 Bytes

G.729 CS-ACELP 8 Kbps 20 Bytes G.728 LD-CELP 16 Kbps 40 Bytes

G.723.1 CELP 6.4/5.3 Kbps 16/14 Bytes Variable

2.2.3 Arsitektur Jaringan VoIP Saat ini, VoIP tidak hanya digunakan untuk komunikasi suara antar komputer

yang terhubung pada jaringan IP, namun juga diintegrasikan dengan PSTN. VoIP

yang diimplementasikan di kehidupan nyata adalah sebagai berikut :

1. Dari PC ke PC melewati jaringan internet

Gambar 2.4 Hubungan PC ke PC

2. Dari PC ke Phone dan sebaliknya

Hubungan ini memerlukan sebuah gateway yang berfungsi untuk melakukan

penyesuaian standar antar media termasuk penyesuaian kanal kontrol dan

kontrol pensinyalan antar media. Gateway ini bisa berupa PC atau router.

BAB II Dasar Teori


Gambar 2.5 Hubungan dari PC ke Phone

3. Dari Phone ke Phone melewati jaringan internet

Gambar 2.6 Hubungan antar phone dengan menggunakan jaringan internet

Pada hubungan ini, protokol yang sama digunakan antar interface masing-

masing terminal, namun pada link digunakan protokol yang berbeda, sehingga

keberadaan gateway tetap dibutuhkan. Komponen protokol yang umum

digunakan pada standard VoIP sendiri ada dua, yaitu H.323 dan SIP. Pada

Tugas Akhir ini hanya menggunakan protokol H.323.

2.3 H.323

2.3.1 Overview H.323

H.323 merupakan standar komunikasi untuk VoIP menurut rekomendasi ITU-

T. Tujuan desain dan pengembangan H.323 adalah untuk memungkinkan

interoperabilitas dengan tipe terminal multimedia lainnya. Terminal dengan standar

H.323 dapat berkomunikasi dengan terminal H.320 pada N-ISDN, terminal H.321

pada Asynchronous Transfer Mode (ATM), dan terminal H.324 pada Public Switched

Telephone Network (PSTN). Terminal H.323 memungkinkan komunikasi real time

dua arah berupa suara, video dan data. H.323 merupakan kumpulan dari beberapa

komponen, protokol, dan prosedur yang menyediakan komunikasi multimedia melalui

jaringan packet-based. H.323 dapat digunakan untuk layanan – layanan multimedia

seperti komunikasi suara (IP telephony), komunikasi video dengan suara (video

telephony), dan gabungan suara, video dan data.

BAB II Dasar Teori


2.3.2 Komponen Pendukung H.323

2.3.2.1 Terminal (Endpoints) Dalam sebuah Local Arena Network, terminal dikatakan sebagai klien

endpoint yang menyediakan komunikasi dua arah secara real-time. Semua terminal

H.323 harus memiliki System Control Unit, layer H.225, Network Interface dan sebuh

unit audio codec. Unit video codec dan Aplikasi User Data adalah opsional..

2.3.2.2 Gateway Komponen gateway menghubungkan jaringan H.323 dengan jaringan berbeda.

Fungsi dasar entitas ini menyambungkan terminal H.323 dengan terminal non H.323.

2.3.2.3 Gatekeeper Gatekeeper merupakan komponen yang paling penting dalam sistem H.323.

Entitas ini merupakan komponen opsional. Gatekeeper menyediakan layanan call

control, bekerja sama dengan terminal, MCU, Gateway atau MC. Komponen ini juga

dapat melakukan fungsi opsional seperti Call Control Signalling, Call Authorization,

Bandwidth Management dan Call Management.

2.3.2.4 Multipoint Control Unit (MCU) Entitas MCU adalah sebuah endpoint pada LAN, mendukung konferensi point-to-

point dan multipoint. Terdiri dari Multopoint Controller atau MC dan opsional

Multipoint Processor atau MP. Multipoint Controller bertanggung jawab atas

determinasi kapabilitas umum untuk audio dan video processing antara semua

terminal, menyediakan fungsi kontrol untuk endpoint dalam sebuah konferensi

multipoint dan membawa pargantian kapabilitas, serta mengatur mode operasi umum

untuk transmisi stream multimedia antara endpoint.

2.3.3 Protokol-Protokol yang Terlibat pada H.323 Pada H.323 terdapat beberapa protokol dalam pengiriman data yang

mendukung agar data terkirim real-time. Protokol – protokol tersebut tidak semuanya

merupakan rekomendasi ITU-T tapi ada juga yang merupakan rekomendasi IETF.

BAB II Dasar Teori


Gambar 2.7 Arsitektur Protokol H.323

Dibawah ini dijelaskan beberapa protokol pada layer network dan transport:

1. H.26x codec’s

Rekomendasi mengenai proses digitalisasi sinyal video analog. Contohnya :

H.261 dan H.263

2. G.7xx codec’s

Rekomendasi - rekomendasi ini mendefinisikan mengenai coding dan

decoding sinyal suara analog ke format digital beserta dengan format

kompresinya. Contohnya : G.711, G.729, G.722, G.723 dan lain-lain.

3. T.120

Protokol untuk mengatur pertukaran data pada saat terjadi panggilan

multimedia. Misalnya white boarding, chat, dan lain-lain.

4. H.245

Protokol ini berfungsi untuk membangun kanal logikal (logical channel) yang

akan menjadi kanal transmisi media. Setelah proses setup hubungan antara dua

endpoint berhasil dilakukan menggunakan H.225.0 dan Q.931.

5. H.225.0

Jika gatekeeper terdapat dalam suatu network maka H.225.0 mengatur proses

registrasi terminal ke gatekeeper tersebut dan mengatur pula proses admisi di

jaringan tersebut. Jika gatekeeper tidak ada maka H.225 digunakan untuk

proses setup dan cleardown panggilan, bekerja sama dengan protokol Q.931.

BAB II Dasar Teori


6. Q.931

Q.931 digunakan bersama H.225.0 untuk membangun hubungan H.323.

H.225.0 di sisipkan dalam pesan UUIE (User to User Information Element)

dari Q.931 untuk menyediakan informasi tambahan yang tidak tersedia dalam

format Q.931 misalnya informasi mengenai IP address.

7. RTP (Real Time Transport Protocol)

RTP merupakan protokol yang digunakan untuk mendapatkan transmisi

multimedia (suara dan video) secara real time. Pada saat ditransmisikan

melalui jaringan IP, RTP menempati layer di atas UDP.

8. RTCP (RTP Control Protocol)

Merupakan suatu protocol yang biasanya digunakan bersama-sama dengan

RTP. RTCP mirip dengan RTP, RTCP digunakan untuk mengirimkan paket

control setiap terminal yang berpartisipasi pada percakapan yang digunakan

sebagai informasi untuk kualitas transmisi pada jaringan.

Gambar 2.8 Arsitektur Jaringan H.323

2.3.4 Prosedur Call Setup pada H.323

Berikut adalah prosedur call setup pada H.323 hingga terjadinya hubungan

komunikasi VoIP.

BAB II Dasar Teori


Gambar 2.9 Call Setup pada H.323

2.4 Perbandingan Protokol SIP dan H.323

Adapun perbandingan antara protokol SIP dan H.323 dalam hal fitur dan

fungsinya akan dijabarkan pada Tabel 2.6 berikut ini:

Tabel 2.6 Perbedaan antara Protokol SIP dan H.323

Fitur H.323 SIP

Protokol Transport Menggunakan TCP dan UDP Cukup menggunakan TCP

atau UDP saja

Format Pengalamatan Atribut alamat ditentukan oleh

gatekeeper

Alamat diberi atribut SIP

URL yang berbentuk

seperti alamat email.

Multicast Harus didukung oleh

perangkata H.323 lainnya

Caller dapat mengndang

called party untuk join

multicast

Topology Menggunakan gatekeeper

routing

Mendukung penuh mash

dan multicast

BAB II Dasar Teori


Fitur H.323 SIP

Kompleksitas Call setup lebih rumit Call setup sederhana

Protokol Pengkodean Menggunakan Q.931 dan

ASN.1 PER

SIP menggunakan text

based seperti HTTP

Connection State H.323 dapat terputus secara

eksplisit atau ketika H.245

memutuskan percakapan.

Gatekeeper harus selalu

mengawasi status selama

komunikasi dibangun.

SIP server hanya dipakai

pada saat pembentukan

hubungan. Pesan BYE

secara eksplisit

memutuskan komunikasi.

2.5 Metode Pengukuran Performansi VoIP Di dalam jaringan VoIP, tingkat penurunan kualitas yang diakibatkan oleh

transmisi data memegang peranan penting terhadap kualitas suara yang dihasilkan, hal

yang menjadi penyebab penurunan kualitas suara ini diantaranya adalah delay , paket

loss dan jitter.

2.5.1 Parameter Objektif Kualitas VoIP

Secara umum, penghematan bandwidth dan biaya percakapan yang murah

diusahakan masih dapat memenuhi standar Quality of service (QoS). Performansi

mengacu ke tingkat kecepatan dan keandalan penyampaian berbagai jenis beban data

di dalam suatu komunikasi, baik voice maupun video. Performansi merupakan

kumpulan dari beberapa parameter besaran teknis, yaitu :

1. Availability , yaitu persentase hidupnya sistem atau subsistem telekomunikasi.

Idealnya, availability harus mencapai 100 %. Nilai availability yang diakui

cukup baik adalah 99,9999 % (six nines), yang menunjukkan tingkat

kerusakan sebesar 2,6 detik per bulan.

2. Throughput, yaitu kecepatan (rate) transfer data efektif, yang diukur dalam

bps. Header dalam paket data mengurangi nilai ini.

3. Packet Loss, adalah jumlah paket hilang. Umumnya perangkat jaringan

memiliki buffer untuk menampung data yang diterima. Jika terjadi kongesti

yang cukup lama, buffer akan penuh, dan data baru tidak akan diterima.

4. Delay (latency), adalah waktu yang dibutuhkan data untuk menempuh jarak

dari asal ke tujuan.

BAB II Dasar Teori


Tabel 2.7 Jenis-jenis Delay Jenis Delay Keterangan

Algorithmic

delay

Delay ini disebabkan oleh standar codec yang digunakan.

Contohnya, Algorithmic delay untuk G.723.1 adalah 7.5 ms

Packetization

delay

Delay yang disebabkan oleh peng-akumulasian bit voice

sample ke frame. Seperti contohnya, standar G.711 untuk

payload 160 bytes memakan waktu 20 ms.

Serialization

delay

Delay ini terjadi karena adanya waktu yang dibutuhkan

untuk pentransmisian paket IP dari sisi originating

(pengirim).

Propagation

delay

Delay ini terjadi karena perambatan atau perjalanan. Paket

IP di media transmisi ke alamat tujuan. Seperti contohnya

delay propagasi di dalam kabel akan memakan waktu 4

sampai 6 µs per kilometernya.

Component

Delay.

Delay ini disebabkan oleh banyaknya komponen yang

digunakan di dalam sistem transmisi.

5. Jitter, atau variasi kedatangan paket, hal ini diakibatkan oleh variasi-variasi

dalam panjang antrian, dalam waktu pengolahan data, dan juga dalam waktu

penghimpunan ulang paket-paket di akhir perjalanan.

Rekomendasi ITU G.114 merekomendasikan standar delay, bahwa ada 3 kualifikasi

yang ditunjukkan oleh ITU-T untuk delay :

Tabel 2.8 Rekomendasi ITU-T G.114 untuk delay Range in Milisecon Description

0 – 150 msec Acceptable for most user application

150 – 400 msec Acceptable provided that administrators

are aware of the transmission time and

it’s impact on transmission quality of

user application

> 400 msec Unacceptable for general network

planning purpose, it is recoqnized that

in some exceptional cases this limit will

be exceeded.

BAB II Dasar Teori


2.5.2 Parameter Subjektif Kualitas VoIP

Untuk mementukan kualitas layanan suara dalam jaringan IP dapat digunakan

beberapa parameter subjektif, salah satunya adalah dengan metode Mean Opinion

Score (MOS). Metode ini merupakan metode yang digunakan untuk menentukan

kualitas suara dalam jaringan IP berdasar kepada standard ITU-T P.800.

Metode ini bersifat subjektif, karena berdasarkan pendapat orang-perorangan.

Untuk menentukan nilai MOS terdapat dua cara pengetesan yaitu, conversation

opinion test dan listening test. Rekomendasi nilai ITU-T P.800 untuk nilai MOS

adalah sebagai berikut :

Tabel 2.9 Rekomendasi ITU-T P.800 untuk nilai kualitas berdasarkan MOS

Nilai MOS Opini 5 sangat baik 4 baik 3 cukup baik2 tidak baik 1 buruk

21

BAB III

KONFIGURASI JARINGAN DAN PENGUKURAN PERFORMANSI

3.1 Konfigurasi Jaringan Pada uji coba dan pengukuran ini dilakukan beberapa prosedur pengujian

untuk mengetahui performansi perangkat WiMAX dalam mendukung layanan VoIP,

yaitu:

1. Menguji kestabilan perangkat yang akan digunakan meliputi pengukuran

throughput dan kualitas pnerimaan sinyal pada jarak-jarak yang sudah

ditentukan.

2. Menguji kemampuan perangkat dalam membuktikan kemampuan feature atau

spesifikasi perangkat yang dimiliki.

3. Penyesuaian dan penggabungan perangkat dengan jaringan lokal yang ada.

4. Menguji performansi VoIP pada jaringan WiMAX yang meliputi parameter

delay, jitter, dan packet loss pada jarak-jarak yang suda ditentukan.

Pengujian dan pengukuran performansi VoIP pada jaringan WiMAX menggunakan

konfigurasi sebagai berikut:

RisTiNET

IP : 176.16.200.4Netmask : 255.255.255.248

Base Stattion

EthernetSwitch

PC NMS

Public IP : 203.130.204.231

Gambar 3.1 Konfigurasi Jaringan pada sisi Base Station

Gambar 3.2 Konfigurasi Jaringan pada sisi Subscriber Station

BAB III Konfigurasi Jaringan dan Pengukuran Performansi


3.2 Metode Pengukuran Dalam melakukan pengukuran dan analisa akan lebih mudah jika kita

tuangkan ke dalam bentuk flow chart. Selain itu penelitian akan lebih terstruktur

sehingga proses penelitian akan mengacu pada tujuan akhirnya.

Gambar 3.3 Flow Chart Umum Penelitian

Pada uji coba teknologi WiMAX ini, BS (base station) dan server dipasang

pada area RisTi sedangkan client yaitu pelanggan (subscriber station) terdapat pada

area outdoor dengan jarak bervariasi dari base station. Pengukuran dilakukan

menggunakan notebook yang dihubungkan dengan perangkat BS sebagai server dan

SSs sebagai client (CPE). Pengukuran disisi client berupa pengukuran :

1. Stabilitas dan konektivitas sistem, menggunakan perintah Ping. Perintah Ping

akan mengirim satu paket data ke salah satu alamat , kemudian alamat tersebut

akan membalas dengan lamanya waktu

2. Level SNR antara BS dan SS

3. Level RSL (daerah jangkauan)

4. Throughput sinyal

5. Parameter performansi seperti delay, jitter, dan packet loss



3.3 Kondisi Lapangan Pengukuran performansi VoIP pada jaringan WiMAX ini dilakukan di 7 titik

di kota Bandung dan sekitarnya. CPE diletakan di 6 titik yang berada pada daerah luar

TELKOMRisTi dan 1 titik yang ditempatkan di ruang seminar laboratorium wireless

TELKOMRisTi. Sedangkan lokasi CPE yang berada di luar TELKOMRisTi terdapat

di Bale Endah, Pintu Tol Cileuyi dan Rancaekek. Base Station (BS) ditempatkan pada

laboratorium wireless dan antena BS dipasang di tower yang terletak diatas

laboratorium wireless. Masing-masing titik pengukuran memiliki jarak dari BS yang

berbeda dan tinggi dari permukaan air laut yang berbeda.

Tabel 3.1 Koordinat Lokasi CPE No Lokasi Altitude Azimuth Jarak

1 Ruang Seminar 879 m - 0 km

2 Pajajaran 766 m 332 ° 4,35 km

3 Jl. Sudirman 733 m 272 ° 5,32 km

4 Astana Anyar 732 m 262 ° 5,82 km

5 Bale Endah 902 m 346 ° 15,5 km

6 Pintu Tol Cileunyi 811 m 293 ° 20 km

7 Rancaekek 794 m 295 ° 32,8 km

Kondisi link propagasi tiap titik pengukuran berbeda tergantung pada keadaan

sekitar titik pengukuran. Untuk kondisi NLOS terdapat pada daerah Ruang Seminar,

Pajajaran, Jl. Sudirman, Astana Anyar dan Pintu Tol Cileunyi dan Pintu Tol Cileunyi.

Sedangkan untuk kondisi LOS terdapat pada daerah Bale Endah dan Rancaekek.

Alokasi frekuensi yang digunakan perangkat dalam uji coba teknologi

WiMAX ini mengacu pada tetapan IEEE yang digunakan di wilayah Asia Pasifik

yaitu 3,5 GHz. Frekuensi 3,5 GHz merupakan frekuensi berlisensi yang dialokasikan

untuk aplikasi BWA terutama di wilayah Eropa dan digunakan pada konfigurasi

point-to-multipoint. Frekuensi yang digunakan pada perangkat untuk uplink adalah

3526 MHz sedangkan untuk downlink adalah 3426 MHz.

Pada frekuensi 3,5 GHz besarnya bandwidth kanal yang digunakan adalah 1

MHz dengan teknik dupleks FDD. Berikut merupakan parameter Base Station

WiMAX yang digunakan untuk pngukuran.



Tabel 3.2 Parameter Base Station WiMAX

Parameter Nilai

Frekuensi 3,5 GHz

Bandwidth kanal 1 MHz

Gain 14 dBi

Tx Power 34,55 dBm

Rx sensitivity -114 dBm

3.4 Perangkat Sistem Pada pengukuran performansi VoIP pada jaringan WiMAX ini, digunakan

WiMAX dengan standard IEEE 802.16d untuk tipe akses fixed wireless. Secara

umum terdapat tiga komponen utama dalam sistem, yaitu sisi server atau dalam

pengukuran kali ini disebut sebagai sisi Base Station (BS), sisi client atau sisi

Subscriber Station (SS) dan media akses.

3.4.1 Perangkat Keras (Hardware) 3.4.1.1 Internet backbone

Internet merupakan sekumpulan jaringan yang tersebar di seluruh dunia yang

saling terhubung satu sama lain sehingga akan membentuk suatu jaringan yang sangat

besar. Layanan yang disediakn oleh jaringan internet antara lain FTP, email, Chat, dan

lain-lain.

3.4.1.2 Base Station (BS) Base Station merupakan perangkat transceiver (transmitter-receiver) yang

terhubung dengan internet backbone. Base Station berfungsi sebagai receiver, buffer,

dan transmitter untuk tiap data yang dikirimkan dalam infrastruktur jaringan internet

baik kabel mauopun wireless. Base station yang digunakan dalam pengujian WiMAX

adalah VistaMAX seri ABS 4000 dengan jangkauan tiap sektornya sebesar 60o.

Gambar 3.4 BTS ABS 4000



Jenis duplexing yang digunakan pada BTS tersebut adalah Frequency Division

Duplexing (FDD) dengan skema akses Radio Frequency-nya dengan teknologi

OFDM 256 FFT. BTS ABS 4000 bekerja pada range frekuensi 3300-3800 MHz dan

ukuran bandwidth yang digunakan mulai 1,75 MHz, 3,5 MHz dan 7 MHz. Akan

tetapi dalam pengukuran kali ini range frekuensi yang digunakan adalah pada

frekuensi 3,5 GHz, dengan lebar bandwith sebesar 1 MHz.

3.4.1.3 Customer Premises Equipment (CPE) CPE merupkan perangkat pada sisi pelanggan yang berfungsi untuk

melakukan proses decoding serta demodulasi pada data-data yang diterima dari Base

Station, sehingga menjadi suatu informasi yang dapat dibaca oleh pelanggan. Dalam

percobaan yang dilakukan dilapangan jenis perangkat subcriber station adalah SSU

500. Jenis CPE ini merupakan sektoral antena dengan berbentuk flat-panel antena.

Gambar 3.5 CPE SSU 500

Perangkat SS ini bekerja pada range frekuensi 3300-3800 MHz. Dengan

sumber catuan diperoleh dari power of ethrnet yang berupa kabel UTP sebagai

sumber dayanya. Adapun jenis bandwidth yang dapat diatur mulai dari 1,75 MHz, 3,5

MHz hingga 7 MHz. Tipe duplexing yang digunakan adalah FDD ( Frequency

Division Duplexing).

3.4.1.4 Network Management System (NMS) Protokol manajemen yang digunakan berbasiskan protocol SNMP (Simple

Network Management Protocol) dan menggunakan software LCID. Dalam pengujian

ini menggunakan NMS8000. NMS ini berbasis web, jadi bisa di buka melalui browser

internet seperti internet explorer atau mozilla firefox.



Gambar 3.6 NMS 8000

3.4.1.5 Power over Ethernet (PoE) Merupakan catu daya pada CPE dan BS yang menggunakan interface RJ-45.

PoE adalah LAN yang menggunakan kabel untuk mengalirkan arus listrik yang

diperlukan untuik pengoperasian peralatan yang yang dialirkan melalui kabel data.

Dengan adanya PoE ini mampu meminimalkan jumlah kabel yang harus digunakan

untuk menginstal jaringan.

Gambar 3.7 Power over Ethernet

Ada dua buah komponen dasar pada sebuah PoE (IEEE 802.3af) yaitu yaitu

alat yang mensuplai daya atau PSE (Power Source Equipment) dan alat yang

mengkonsumsi daya atau PD (Power Device). Fungsi utama pada PSE adalah

menyediakan daya untuk link segment jika PD telah terdeteksi, memonitor daya pada

link, dan mematikan daya jika daya terlampaui atau sudah berakhir koneksi. PSE

mampu menyediakan daya sampai 15,4 watt pada kabel plant 48 volt.

3.4.1.6 Ethernet Switch Jenis Ethernet yang dipergunakan adalah WES 800 yang didalamnya

mengakomodasi Base Station PoE yang dalam kapasitasnya mampu menghandle

sampai 8 sektor BTS WiMAX. Selain itu WES 800 juga memiliki fitur 8-port layer 3

switch yang berfungsi sebagai point of termination antara antena BTS ABS 4000 dan

router atau perangkat jaringan lainnya yang terkait untuk uplink. Kempuan uplink



tersebut didukung dengan fitur GigE Router uplink yang mampu mengirimkan sinyal

uplink dalam orde Gbps.

Gambar 3.8 Ethernet Switch WES 800

3.4.2 Perangkat Lunak (Software)

3.4.2.1 Netmeeting Software ini digunakan sebagai endpoint dari VoIP. Software ini merupakan

software yang sudah termasuk satu produk dengan Operating System Windows.

Software selain bias digunakan untuk komunkasi voice juga bisa digunakan untuk

komunikasi video call.

3.4.2.2 Ethereal Ethereal adalah perangkat lunak yang dapat menganalisa paket-paket yang

beredar dalam sebuah jaringan. Perangkat lunak ini dapat menangkap paket-paket

dalam jaringan dan kemudian menampilkannya dengan detail-detail yang ada.

3.4.2.3 Palm OS Emulator Software ini berfungsi untuk mengetahui nilai parameter transmisi seperti SQI

(Signal Quality Index), RSSI (Receive Signal Strength Indicator), SNR (Signal to

Noise Ratio) dan C/I (Carrier to Interference). Dari parameter-parameter ini nanti

akan digunakan untuk megetahui kualitas sinyal yang dapat ditangkap CPE.

Gambar 3.9 Tampilan Palm OS Emulator



3.4.2.4 Local Craft Interface Indicator (LCID) Software ini digunakan untuk mengukur frame transmit (Tx) maupun receive

(Rx). Selain itu software ini dapat untuk mengetahui jenis modulasi apa yang paling

bagus digunakan pada CPE berdasarkan nilai frame Tx atau Rx yang paling bagus.

Gambar 3.10 Tampilan LCID

3.5 Parameter Performansi Sistem

Untuk mendapatkan sistem komunikasi yang baik perlu dilakukan perhitungan

link budget dan perhitungan kualitas sinyal dari sistem tersebut. Perhitungan link

budget merupakan perhitungan level daya yang dilakukan untuk memastikan bahwa

level daya penerimaan lebih besar atau sama dengan level daya threshold (RSL ≥

Rth). Tujuannya untuk menjaga keseimbangan gain dan loss untuk mencapai SNR

yang diinginkan di receiver. Perhitungan link budget juga berguna untuk menghitung

luas daerah jangkauan sinyal dari base station , seberapa jauh sinyal masih dapat

diterima oleh pelanggan dengan baik.

Beberapa parameter yang perlu diperhitungkan diantaranya perhitungan loss

(redaman), dan RSSI (Receive Signal Strength Indicatorl). Sedangkan perhitungan

kualitas sinyal meliputi perhitungan SNR (Signal to Noise Ratio). Sedangkan untuk

mengukur performansi parameter yang diukur adalah delay, jitter, packet loss dan

throughput.

3.5.1 Overview Loss Propagasi 3.5.1.1 Propagasi LOS Kanal radio untuk sistem komunikasi wireless dibedakan untuk kondisi LOS

dan NLOS. Pada keadaan LOS, sinyal merambat langsung melalui udara tanpa

melewati suatu obstacle atau hambatan (rumah, kayu, gunung, gedung, dll) dari



pengirim ke penerima. Kriteria untuk keadaan LOS adalah bebasnya daerah Fresnel

dari hambatan yang bisa mengganggu sinyal yang melalui udara tersebut. Daerah

Fresnel tergantung dari frekuensi operasi dan jarak antara pengirim (transmitter)

dengan penerima (receiver).

Gambar 3.11 Kondisi Propagasi LOS

Redaman ruang bebas atau free space loss merupakan penurunan daya

gelombang radio selama merambat di ruang bebas. Redaman ini dipengaruhi oleh

besar frekuensi dan jarak antara titik pengirim dan penerima.

3.5.1.2 Propagasi NLOS Pada kondisi kanal NLOS, sinyal yang ditangkap di penerima (receiver)

adalah sinyal yang telah mengalami proses refleksi, scattering dan difraksi. Sinyal

datang yang ditangkap penerima merupakan gabungan dari sinyal langsung, multi

pantulan, energi hamburan dan sinyal propagasi yang telah terdifraksi. Sinyal ini

mempunyai delay pola sebaran yang berbeda, redaman, polarisasi dan kestabilan

relatif dari sinyal langsung .

Gambar 3.12 Kondisi propagasi NLOS

3.5.2 Perhitungan Kualitas Sinyal Transmisi

Modulasi yang digunakan merupakan modulasi adaptif dimana sistem

modulasi yang digunakan dapat menyesuaikan dengan keadaan lingkungan. Ada 4



jenis modulasi yang digunakan yaitu BPSK, QPSK, QAM 16 dan QAM 64. Jenis

modulasi dapat digunakan untuk menghitung nilai BER (Bit Error Rate) dan

menentukan spektral efisiensi. Spektral efisiensi merupakan kemampuan skema

modulasi untuk mengakomodasikan data dalam bandwidth yang terbatas.

3.5.2.1 Signal to Noise Ratio S/N merupakan perbandingan antara daya sinyal dengan daya noise pada

kanal .

Nilai S/N dapat diperoleh dengan rumus :

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛+⎟

⎠⎞

⎜⎝⎛=

BwBR

NoEbSNR ................................................................................(3.5)

dimana :

BR = bit rate

Bw = bandwidth kanal

TsCtbmNusedratebit ××= …………………………………………...….(3.6)

dimana :

Nused = 192 (data)

bm = jumlah bit per modulasi

Ct = coding rate

Ts = periode symbol

3.5.2.2 SQI (Signal Quality Index) SQI adalah suatu parameter yang menunjukan indeks dari level sensitifitas

kualitas sinyal. SQI digunakan untuk menentukan threshold pada data. Dengan

kualitas sinyal terbaik bernilai 100% sedangkan nilai kualitas sinyal terburuk adalah

0. Level sensitifitas tertinggi adalah pada modulasi 64 QAM ¾ dengan nilai level

sensitifitasnya adalah -97 dBm dan nilai level sensitifitas terendah adalah pada

modulasi BPSK ½ dengan nilai level sensitifitasnya adalah -117 dBm. Standart

referensi SQI yang ditetapkan adalah nilai maksimum pada RSSI perangkat. Jika

level daya yang diterima lebih besar dari RSSI referensi maka level indikator SQI-nya

akan menunjukan nilai 100%. Sedangkan apabila nilai level sensitifitas kurang dari

-117 dBm atau batas minimum RSSI referensi maka akan menunjukan nilai 0.

3.5.2.3 RSSI (Receive Signal Strength Indicator) RSSI (Receive Signal Strength Indicatorl) adalah level sinyal yang diterima di

penerima dan nilainya harus lebih besar dari sensitivitas perangkat penerima (RSSI ≥



Rth). Sensitivitas perangkat penerima merupakan kepekaan suatu perangkat pada sisi

penerima yang dijadikan ukuran threshold. Nilai RSL dapat dihitung dengan

persamaan berkut :

RSL = EIRP – Lpropagasi + Grx – Lrx ......................................... (3.7)

EIRP merupakan besaran yang menyatakan kekuatan daya pancar dari suatu

antena di bumi. Atau dapat dikatakan EIRP itu merupakan perkalian antara daya RF

dengan gain suatu antena. Dimana EIRP dapat dihitung dengan rumus berikut :

EIRP = Ptx + GRX - (LKT + LCT) ......................................................... (3.8)

Keterangan :

EIRP = Effecive Isotropic Radiated Power (dBm)

Ptx = daya kirim (dB)

GRX = Gain antena (dB)

LK = Redaman feeder transmitter (kabel)

LC = Redaman branching transmitter (konektor)

Lpropagasi = rugi-rugi gelombang saat berpropagasi (dB)

Lrx = rugi-rugi saluran penerima (dB)

3.5.3 Delay

Delay adalah waktu yang dibutuhkan data untuk menempuh jarak dari titik

asal sampai ke titik tujuan. Parameter delay disebabkan oleh beberapa komponen

delay yang secara garis besar yaitu delay coder (processing), delay serialization,,

delay packetization, delay dejitter buffer dan delay network.

3.5.4 Throughput Throughput merupakan suatu ukuran yang menyatakan berapa banyak bit

sukses yang diterima di tujuan dibandingkan dengan lamanya waktu yang dibutuhkan

untuk mengirimkan bit-bit tersebut.

Pengamatan Waktu Σ)bps( 8)Bytes( diterima yangPaket )( ×Σ

=γThroughput ..……………………(3.9)

Pada kondisi nyata besarnya throughput tergantung dari protokol yang

digunakan dalam transmisi (seperti TCP, UDP, dll) dan tipe data yang akan dikirim

(FTP, HTTP, SMTP, VoIP, dll).



Gambar 3.13 Throughput dan QOS untuk beberapa contoh aplikasi (ETSI TR 101 856)

3.5.5 Mean Opinion Score (MOS)

MOS merupakan parameter subjektif untuk mengukur kualitas suara pada

VoIP. Selain mengambil data langsung melalui pendapat perorangan, nilai MOS juga

dapat ambil melalui pendekatan matematis. Pendekatan matematis yang digunakan

untuk menentukan kualitas suara berdasarkan penyebab menurunnya kualitas suara

dalam jaringan VoIP dimodelkan dengan E – Model yang distandardkan kepada ITU–

T G.107.

Nilai akhir estimasi E–Model disebut dengan R faktor . R faktor didefinisikan

sebagai faktor kualitas transmisi yang dipengaruhi oleh beberapa parameter seperti

signal to noise ratio dan echo perangkat, codec dan kompresi, packet loss, dan delay.

R Faktor ini didefinisikan sebagai berikut :

R = 94,2 - Id - Ief ..................................................................................(3.10)

dengan :

Id = Faktor penurunan kualitas yang disebabkan oleh pengaruh one way delay

Ief = Faktor penurunan kualitas yang disebabkan oleh teknik kompresi dan packetloss

yang terjadi

Nilai Id ditentukan dari persamaan berikut ini :

Id = 0.024 d + 0.11(d – 177.3) H(d – 177.3) ........................................(3.11)



Nilai Ief tergantung pada metoda kompresi yang digunakan. Untuk teknik kompresi

sesuai dengan rekomendasi G.107 nilai Ief sesuai dengan persamaan berikut ini :

Ief = 7 + 30 ln (1 + 15 e)......................................................................(3.12)

Maka secara umum persamaan nilai estimasi R Faktor menjadi :

R = 94,2 – [0.024 d + 0.11(d – 177.3) H(d – 177.3)] – [7 + 30 ln (1 + 15 e)]............(3.13) Dengan :

R = faktor kualitas transmisi

d = one way delay (milli second)

H = fungsi tangga ; dengan ketentuan

H(x) = 0 jika x < 0, lainnya H(x) = 1 untuk x >= 0

e = persentasi besarnya paket loss yang terjadi (dalam bentuk desimal)

Nilai R faktor mengacu kepada standar MOS , hubungannya dapat dilihat pada

gambar dibawah ini:

Gambar 3.14 Korelasi antara E – Model (ITU G.107) dengan MOS (ITU P.800)

Untuk mengubah estimasi dari nilai R kedalam MOS (ITU – P.800) terdapat

ketentuan sebagai berikut :

1.Untuk R < 0 : MOS = 1.........................................................................(3.14)

2.Untuk R > 100 : MOS = 4.5......................................................................(3.15)

3.Untuk 0 < R < 100 : MOS = 1 + 0.035 R + 7x10-6 R(R-60)(100-R)............(3.16)

36

BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISA PENGUKURAN

4.1 Gambaran Analisa Pada bab ini akan dianalisa hasil pengukuran yang telah diakukan. Dari

pengukuran yang telah dilakukan, diperoleh data-data parameter yang mempengaruhi

performansi VoIP pada jaringan WiMAX.

Data diperoleh dengan melakukan pengukuran di wilayah Bandung dengan

konfigurasi yang telah ditentukan sebelumnya. Ada 7 lokasi berbeda yang telah

ditentukan dalam melakukan pengukuran dengan konfigurasi pengukuran untuk tiap

lokasi adalah sama. Skenario untuk pengukuran hanya ditentukan oleh perbedaan

jarak antara CPE dan BS dan kondisi daerah di tiap titik pengukuran (LOS dan

NLOS). Codec yang digunakan dalam pengukuran adalah G.711 dengan bit rate 64

Kbps dan G.723.1 dengan bit rate 6,3 Kbps.

Pertama kali yang dilakukan dalam pengukuran adalah menguji kestabilan dan

konektivitas sistem. Untuk mengukur konektivitas dapat menggunakan perintah ping

sedangkan untuk kualitas sinyal dan kestabilan digunakan software Palm OS

Emulator. Dari software ini didapat parameter transmisi seperti SQI (Signal Quality

Index), RSSI (Received Signal Strength Indicator), dan SNR (Signal to Noise Ratio).

Setelah sistem dapat dikatakan stabil selanjutnya dengan menggunakan software

ethereal didapatkan parameter-parameter seperti delay network, jitter dan packet loss.

Parameter yang telah didapat tersebut kemudian dianalisa dengan mengacu pada

parameter standar. Dari data-data tersebut ditentukan R factor yang kemudian dapat

ditentukan pula nilai MOS (Mean Opinion Score).

4.2 Kualitas Transmisi Jaringan

4.2.1 Kualitas SNR

Parameter SNR menunjukkan kuat daya sinyal dibandingkan dengan daya

noise pada kanal transmisi. Standar IEEE 802.16 yang menggunakan adaptive

modulation membuat perangkat mampu memilih jenis modulasi terhadap nilai SNR

yang diterima. Berikut adalah tabel hasil pengukuran SNR untuk tujuh titik

pengukuran.

BAB IV Pengujian dan Analisa Pengukuran


Tabel 4.1 Hasil Pengukuran SNR

No. Location Altitude (m)

Distance (Km)

Description SQI (%)

SNR (dB)

Modulation LOS NLOS Uplink Downlink

1 Bale Endah 902 15,5 √ - 100 30 64QAM 64QAM

2 Rancaekek 794 32,8 √ - 83 30 64QAM 64QAM 3 Pajajaran 766 4,35 - √ 37 23 16QAM 64QAM 4 Jl.Sudirman 733 5,32 - √ 0 18 16QAM 16QAM

5 Pintu Tol Cileunyi 811 20 - √ 42 24 64QAM 64QAM

6 Astana Anyar 732 5,82 - √ 21 23 8QAM 16QAM

7 Seminar Room 879 0 - √ 100 31 64QAM 64QAM

Grafik Jarak terhadap SQI

0

20

40

60

80

100

120

0 4,35 5,32 5,82 15,5 20 32,8

Jarak (km)

SQI (%) SQI Standart (%)

Gambar 4.1 Grafik Pengukuran Jarak terhadap nilai SQI Grafik Jarak terhadap SNR

05

101520253035

0 4,35 5,32 5,82 15,5 20 32,8

Jarak (km)

SNR (dB)

Gambar 4.2 Grafik Pengukuran Jarak terhadap nilai SNR

Dari Tabel 4.2 didapat nilai SNR terbesar didapat pada lokasi Seminar Room

yaitu sebesar 31 dB dengan modulasi 64 QAM. Sedangkan nilai SNR terkecil didapat

pada lokasi Jl.Sudirman dengan modulasi 16 QAM. Nilai SNR dipengaruhi oleh nilai

SQI yang berdasarkan standard perangkat sebesar 50%. SQI adalah indikator yang

menunjukan kualitas dari suatu sinyal. Untuk lokasi Seminar Room, Bale Endah dan

Rancaekek nilai SQI mencapai 100% sehingga nilai SNR-nya tinggi.



Nilai SNR ditentukan juga oleh lingkungan propagasi antara BS dan CPE, jika

kondisi LOS maka SNR pun makin besar. Untuk pengukuran kondisi LOS pada

lokasi Bale Endah dan Rancaekek, nilai SNR besar karena kondisi propagasi antara

BS dan CPE adalah LOS. Berbeda dengan kondisi dimana antara BS dan CPE banyak

terhalang oleh obstacle seperti pepohonan dan bangunan, nilai SNR yang diperoleh

lebih kecil.

Teknologi IEEE 802.16d menggunakan modulasi adaptif yang secara efektif

dapat mengatur keseimbangan kualitas sambungan atau biasanya diukur dengan

Signal to Noise Ratio (SNR)[17]. Apabila kualitas sinyal cukup baik, maka digunakan

modulasi yang lebih tinggi untuk memberikan kapasitas bandwidth yang lebih besar,

sedangkan apabila kualitas link menurun, sistem modulasinya digeser menjadi lebih

rendah untuk menjaga kesatabilan dan kualitas sambungan[17].

Tabel 4.2 Perbandingan Nilai SNR dan Jenis Modulasi

Jenis Modulasi SNR Lower Threshold

64 QAM 22.0 16 QAM 16.0 8 QAM 12.5 QPSK 9.5 BPSK 3.0

Sedangkan pada lokasi Astana Anyar walaupun nilai SNRnya lebih besar

daripada nilai SNR pada Jl. Sudirman modulasinya menggunakan 8 QAM karena

untuk menjaga kestabilan link propagasi antara BS dan SS yang tidak stabil. Karena

pada saat pengukuran kondisi propagasi pada kedua lokasi tersebut berubah-ubah

yang menyebabkan modulasi yang digunakan juga berganti-ganti. Nilai SNR

sebanding dengan dengan bit rate modulasi, semakin besar nilai bit rate modulasi

maka nilai SNR akan semakin besar.

4.2.2 Kualitas RSSI

RSSI (Received Signal Strength Indicator) adalah indicator kekuatan sinyal

yang diterima oleh penerima. Nilai RSSI harus lebih besar dari nilai Rx sensitivity

(RSSI > Rx sensitivity) yang telah ditetapkan oleh perangkat sebesar -114 dBm.



Tabel 4.3 Hasil Pengukuran RSSI

No. Location Altitude (m)

Distance (Km)

Description SQI(%)

RSSI (dBm)

Modulation LOS NLOS Uplink Downlink

1 Bale Endah 902 15,5 √ - 100 -93 64QAM 64QAM 2 Rancaekek 794 32,8 √ - 83 -103 64QAM 64QAM 3 Pajajaran 766 4,35 - √ 37 -111 16QAM 64QAM 4 Jl.Sudirman 733 5,32 - √ 0 -120 16QAM 16QAM

5 Pintu Tol Cileunyi 811 20 - √ 42 -110 64QAM 64QAM

6 Astana Anyar 732 5,82 - √ 21 -115 8 QAM 16QAM 7 Seminar Room 879 0 - √ 100 -94 64QAM 64QAM

Grafik Jarak terhadap RSSI

-140

-120

-100

-80

-60

-40

-20

00 4,35 5,32 5,82 15,5 20 32,8

Jarak (km)

RSSI (dBm) Rx Sensitivity (dBm)

Gambar 4.3 Grafik Pengukuran Jarak terhadap RSSI

Nilai RSSI terbesar terdapat pada lokasi Bale Endah sebesar -93 dBm dengan

kondisi propagasi adalah LOS dan modulasi yang digunakan adalah 64 QAM. Nilai

RSSI terbesar ini juga dipengaruhi oleh nilai SQI sebesar 100 %. Sedangkan nilai

RSSI terkecil terdapat lokasi Jl. Sudirman sebesar -120 dBm, yaitu berada dibawah

nilai standard RSSI perangkat sebesar -114 dBm dengan kondisi propagasi adalah

NLOS dan modulasi yang digunakan adalah 16 QAM. Kondisi lingkungan Jl.

Sudirman yang banyak sekali gedung-gedung bertingkat dan ketinggian antena yang

rendah mempengaruhi nilai RSSI dan SQI. Kualitas sinyal yang diterima, selain

ditentukan oleh RSSI juga ditentukan oleh nilai SQI. Semakin besar nilai SQI maka

semakin besar pula nilai RSSI yang menunjukan semakin bagus pula kualitas sinyal

yang diterima oleh CPE.

Jarak pengukuran terjauh dengan kondisi propagasi LOS dimana sinyal masih

diterima dengan baik adalah pada daerah Rancaekek dengan jarak 32.8 Km.

Sedangkan untuk kondisi NLOS sinyal terjauh yang masih bisa diterima dengan baik

adalah pada daerah Pintu Tol Cileunyi dengan jarak 20 Km. Untuk daerah-daerah

kondisi NLOS pada jarak sekitar 4-5 Km, sinyal yang diterima tidak bagus Hal ini



dimungkinkan kondisi daerah-daerah tersebut yang banyak sekali gedung-gedung

bertingkat. Faktor lingkungan berpengaruh sekali terhadap nilai RSSI.

4.3 Pengukuran dan Analisa Throughput

Throughput menunjukkan perbandingan antara paket data yang berhasil

sampai tujuan dengan waktu pengamatan. Konfigurasi pengukuran mengikuti

perencanaan di awal. Pengukuran throughput dilakukan dengan melakukan transfer

data sebesar 10 Mbps baik untuk downlink maupun uplink. Pengukuran dilakukan

pada 7 lokasi dengan jarak dan settingan grade of service yang berbeda sesuai

peruntukannya. Berikut capture pengukuran yang telah dilakukan.

Gambar 4.4 Download file untuk mengukur Throughput

Saat pengukuran downlink, FTP server mengirimkan paket ke SS, sedangkan

pada saat pengukuran uplink, SS mengirimkan paket ke FTP server. Berikut hasil

keseluruhan dari pengukuran throughput di 7 lokasi yang sudah ditentukan beserta

nilai Grade of Service masing-masing.

Tabel 4.4 Throughput downlink dan uplink hasil pengukuran

No Location Altitude (m)

Jarak (Km)

Jenis GoS Type on CPE

Throughput (kbps)

LOS NLOS DL UL 1 Bale Endah 902 15,5 √ - Platinum 1.520 385,58 2 Rancaekek 794 32,8 √ - Platinum 1.910 475,183 Pajajaran 766 4,35 - √ Platinum − − 4 Jl.Sudirman 733 5,32 - √ Platinum − −

5 Pintu Tol Cileunyi 811 20 - √ Platinum 1.690 412,12

6 Astana Anyar 732 5,82 - √ Platinum − − 7 Seminar Room 879 0 - √ Platinum 1.850 469,95



0

500

1000

1500

2000

Thro

ughp

ut (K

bps)

732 733 766 794 811 879 902

Altitude (m)

Grafik Throughput terhadap Altitude

Downlink (Kbps) Uplink (Kbps)

Gambar 4.5 Grafik Pengukuran Throughput

Dari data diatas, nilai throughput rata-rata untuk downlink adalah 0,99 Mbps

sedangkan untuk nilai uplink adalah 0,25 Mbps. Nilai terbesar baik downlink maupun

uplink terdapat pada titik lokasi Rancaekek dengan nilai sebesar 1,91 Mbps untuk

downlink dan 0,47 Mbps untuk uplink. Hal ini dikarenakan kondisi propagasi antara

BS dan SS adalah LOS dan modulasi yang digunakan adalah 64 QAM yang diukur

dengan menggunakan software LCID (Local Craft Interface Device) yang terdapat

pada perangkat. Sedangkan di beberapa daerah dengan kondisi propagasi NLOS

seperti Pajajaran, Jl. Sudirman dan Astana Anyar, nilai throughput tidak keluar karena

sinyal yang diterima pada derah tersebut sangat kecil Hal ini dapat dilihat dari Tabel

4.3 dimana nilai SQI untuk 3 lokasi tersebut jauh dari nilai standard SQI perangkat,

yaitu sebesar 50%.

Pada lokasi Jl. Sudirman, Pajajaran dan Astana Anyar ketinggian antenna CPE

dari permukaan air (altitude) rendah dan pada derah tersebut dikelilingi oleh

bangunan-bangunan bertingkat. Kondisi ini yang bisa menyebabkan kualitas sinyal

yang didapat pada 3 lokasi tersebut sangat buruk yang mengakibatkan antara BS dan

CPE tidak bisa terhubung dan mengakibatkan nilai throughput pada daerah tersebut

tidak bisa terukur. Untuk mengatasi keterbatasan ini bisa dilakukan dengan

menambah ketinggian antena atau diletakkan diatas gedung agar kualitas sinyal yang

didapat bisa lebih baik. Selain itu bisa juga dilakukan dengan menambah gain antena

CPE sehingga CPE bisa mendapatkan nilai SNR dan RSSI yang sesuai. Untuk

mendapatkan nilai SNR dan RSSI yang sesuai, selain dengan menambah gain antena

CPE bisa juga dengan menambah daya kirim antena BS. Sesuai dengan persamaan

(3.7) dan persamaan (3.8). Pada pengukuran daya kirim yang digunakan adalah 20



dBm sedangkan berdasarkan spesifikasi perangkat daya kirim maksimal antena BS

adalah 31 dBm. Dengan mendapatkan nilai SNR dan RSSI yang sesuai maka

memungkinkan BS dan CPE bisa terhubung sehingga nilai throughput untuk ketiga

lokasi tersebut bisa diketahui.

Secara teori nilai throughput adalah sebesar 75%-85% dari data rate. Tetapi

berdasarkan pengukuran nilai throughput yang dihasilkan adalah 63,67% dari nilai

data rate yang disebutkan pada nilai teori atau nilai dari spek perangkat. Nilai teoritik

didapat dari persamaan (3.6), dengan diketahui parameter sebagai berikut:

BW = 1 MHz

Frekuensi Sampling = 78 (standard ETSI)

Bm = 6 untuk modulasi 64 QAM

Coding rate = 43

Ts = Tb + Tg = 4

TbTb +

Tb = 22487256

=xBW

Ts = 224 + 4

224 = 280

Bit rate = 3280

436192

≈xx

Mbps

Presentase nilai throughput yang didapat adalah:

%67,63%1003910,1

=x

Hal ini bisa dikarenakan pada pengukuran throughput menggunakan FTP

yang pada proses transmisinya menggunakan protocol transport TCP yang lebih

mementingkan keutuhan data.

Nilai throughput dipengaruhi oleh kondisi propagasi antara BS dan SS. Jenis

modulasi yang digunakan sangat berpengaruh terhadap nilai throughput. Karena

semakin tinggi nilai bit per modulasi maka bit rate-nya juga semakin tinggi sehingga

throughput-nya juga semakin besar.



4.3 Pengukuran dan Analisa Performansi VoIP

4.3.1 Pengukuran Delay

4.3.1.1 Tujuan Pengukuran

Pengukuran ini bertujuan untuk mengevaluasi delay satu arah pada sistem end

to end hubungan antar user. Delay atau latency adalah waktu yang diperlukan oleh

suatu paket data dari source node hingga mencapai destination. Pengujian ini

dilakukan untuk mengetahui pengaruh jarak terhadap delay voice call dengan

menggunakan codec G.711 dan codec G.723.1.

4.3.1.2 Sistematika Pengukuran

Pengukuran dilakukan dengan melakukan pengujian pada proses end to end

antara user yang menggunakan laptop di setiap titik yang telah ditentukan dengan

konfigurasi tiap titik adalah sama. Karena pada lokasi Padjajaran, Jl. Sudirman dan

Astana Anyar kualitas sinyal buruk yang menyebabkan BS dan SS tidak bisa

terhubung maka pada pengukuran delay hanya 4 lokasi yang akan dijadikan tempat

pengukuran, yaitu Seminar Room, Bale Endah, Rancaekek, dan Pintu Tol Cileunyi.

Masing-masing titik akan dilakukan dua skenario pengukuran dengan skenario

pertama menggunakan codec G.711 dan skenario kedua menggunakan codec G.723.1.

Parameter delay, loss packet, dan jitter didapatkan dengan menggunakan software

Ethereal sebagai protocol analyzer. Berikut hasil pengukuran delay network di tiap-

tiap titik pengukuran:

Tabel 4.5 Pengukuran delay network di tiap-tiap lokasi

Lokasi Codec Delay Network

Seminar Room G.711 38.509 ms G.723.1 38.681 ms

Bale Endah G.711 40.375 ms G.723.1 41.046 ms

Pintu Tol Cileunyi

G.711 42.782 ms G.723.1 42.893 ms

Rancaekek G.711 40.675 ms G.723.1 42.045 ms

4.3.1.3 Analisa Hasil Pengukuran dan Perhitungan

Dalam teknologi VoIP, parameter delay disebabkan oleh beberapa komponen

delay yang secara garis besar yaitu delay coder (processing), delay serialization,

delay packetization, delay jitter buffer dan delay network.



Gambar 4.6 Topologi perhitungan one way delay

a. Processing Delay

Coder (Processing) = (Waktu kompresi ) + (Waktu dekompresi) +

Algorithmic delay.

- Untuk G.711 :

Waktu kompresi = 3 x frame size + look ahead

= 3 x 0,125 ms + 0 ms

= 0,375 ms

Waktu dekompresi = 10 % x waktu kompresi

= 0,1 x 0,375 = 0,0375 ms

Algorithmic delay (G.711) = 0 ms

Jadi, Coder (Processing) Delay = 0.4125 ms

- Untuk G.723.1 :

Waktu kompresi = 20 ms

Waktu dekompresi = 10 % x waktu kompresi

= 2 ms

Algorithmic delay (G.723.1) = 7,5 ms

Jadi, Coder (Processing) Delay = 29,5 ms

b. Packetization Delay

Untuk mencari delay paketisasi ini terlebih dahulu harus diketahui voice

payload yang dikirimkan. Untuk codec G.711, voice payloadnya adalah

160 Bytes, sedangkan untuk codec G.723.1, voice payloadnya adalah 24

Bytes. Packetization delay untuk G.711 dengan payload 160 Bytes adalah

20 ms sedangkan untuk packetization delay untuk G.723.1 dengan payload

24 Bytes adalah 24 ms.



c. Serialization Delay

Serialization delay diperoleh dengan rumus:

Packet size (Bytes) x 8 = Serialization delay (ms)

Link Speed (kbps)

- Untuk G.711 :

= (214 Bytes x 8) / 100000 = 0,01712 ms

- Untuk G.723.1 :

= (78 Bytes x 8) / 100000 = 0,00624 ms

d. Delay Jitter Buffer

Untuk nilai delay jitter buffer telah dikonfigurasi dengan besar 20 ms

untuk masing-masing endpoint. Nilai jitter buffer diatur melalui NMS.

Berdasarkan data yang didapat dari hasil pengukuran tersebut maka one way

delay dapat dihitung dengan menjumlahkan coder processing delay, packetization

delay, serialization delay dan network delay.

Tabel 4.6 Hasil Perhitungan One Way Delay

Lokasi Codec Delay

Network (ms)

Process. Delay (ms)

Packet. Delay (ms)

Serialization Delay (ms)

One Way Delay (ms)

Seminar Room

G.711 38.509 0.4125 20 0.01712 78.939 G.723.1 38.681 29.5 24 0.00624 112.187

Bale Endah G.711 40.375 0.4125 20 0.01712 80.805 G.723.1 41.046 29.5 24 0.00624 114.552

Pintu Tol Cileunyi

G.711 42.782 0.4125 20 0.01712 83.212 G.723.1 42.893 29.5 24 0.00624 116.399

Rancaekek G.711 40.675 0.4125 20 0.01712 81.105 G.723.1 42.045 29.5 24 0.00624 115.551

Dari hasil pengukuran dan perhitungan dapat dilihat bahwa one way delay

masing-masing skenario masih dalam rentang delay yang dapat deterima untuk

aplikasi user. Merujuk pada rekomendasi G.114 mengenai one way delay pada delay

jaringan aplikasi voice, delay sistem termasuk pada range terbaik 0-150 ms, yang

artinya acceptable for most application.

Dilihat dari hasil pengukuran dan perhitungan pada Tabel 4.6, delay dengan

menggunakan codec G.723.1 menghasilkan delay yang lebih besar dibandingkan

dengan codec G.711. Hal ini dikarenakan processing delay dan packetization delay

pada codec G.723.1 lebih besar daripada codec G.711, yaitu 29.5 ms untuk processing



delay dan 24 ms untuk packetization delay. Bit rate yang dikirimkan pada codec

G.723.1 sebesar 6,4 Kbps sedangkan pada codec G.711, bit rate yang dikirimkan

sebesar 64 Kbps.

Melihat pada uji jarak hasil perbedaan delay masing-masing jarak tidak terlalu

signifikan. Memang variabel yang berpengaruh adalah delay propagasi. Menurut teori

delay propagasi adalah dalam hitungan microsecond per kilometer. Disini delay yang

berpengaruh adalah delay paketisasi dan delay coder. Dalam teknologi VoIP,

parameter delay disebabkan oleh beberapa komponen delay yang secara garis besar

yaitu delay kompresi, delay jitter buffer dan delay network.

4.3.2 Pengukuran Jitter

4.3.2.1 Tujuan Pengukuran

Jitter merupakan variasi kedatangan paket akibat lintasan tempuh data yang

berbeda dilihat dari sisi penerima. Jitter merupakan masalah yang masih ada dan terus

ada dalam jaringan data berbasis paket. Jika frame di transmisikan lewat jaringan IP,

tiap frame akan mengalami delay yang berbeda. Pengukuran ini dilakukan untuk

mengetahui besarnya interval waktu antar paket suara yang dikirimkan oleh entitas

originating ke destination terminal.

4.3.2.2 Sistematika Pengukuran Konfigurasi pengukuran untuk perhitungan jitter sama seperti konfigurasi

pengukuran untuk one way delay. Filterisasi yang dilakukan pada network analyzer

hanyalah jitter yang terjadi pada saat terjadi pengiriman paket voice. Oleh karena itu

filter yang digunakan adalah filter untuk paket protokol RTP.

Jitter dapat disebabkan oleh lintasan tempuh dari paket yang berbeda-beda

atau bisa juga disebabkan karena collison pada jaringan, sehingga menyebabkan paket

memiliki waktu tempuh yang berbeda. Berikut adalah data hasil pengukuran jitter:

Tabel 4.7 Hasil Pengukuaran Jitter Lokasi Codec Jitter

Seminar Room G.711 6,546G.723.1 6,231

Bale Endah G.711 2,456G.723.1 2,109

Pintu Tol Cileunyi

G.711 4,160G.723.1 3,828

Rancaekek G.711 5,242G.723.1 4,953



4.3.2.3 Analisa Hasil Pengukuran Jitter sangat erat kaitannya dengan delay. Jitter dapat disebabkan lintasan

tempuh paket yang berbeda-beda. Jitter akan terpengaruh oleh jitter buffer. Semakin

besar nilai buffer jitter maka akan semakin besar kemungkinan untuk dapat

mengakomodasi delay jitter untuk dapat disinkronisasi.

Dari pengukuran tersebut diperoleh jitter antara 2 hingga 7 ms dengan rataan

sebesar 4,441. Berdasarkan standar ITU-T, nilai jitter yang masih ditleransi adalah 30

ms. Dari hasil percobaan terlihat rata-rata jitter masih termasuk dalam rekomendasi.

Sehingga jitter masih dapat diterima.

4.3.3 Pengukuran Packet Loss

4.3.3.1 Tujuan Pengukuran Dalam pengukuran ini, ingin diketahui berapa besar packet loss yang terjadi

antara originating ke destination terminal. Paket yang diamati khusus untuk

pengiriman paket RTP sebagai media stream yang membawa voice, sedangkan bila

terjadi packet loss maka tidak ada proses pengiriman ulang paket.

4.3.3.2 Sistematika Pengukuran Konfigurasi yang digunakan untuk pengukuran packet loss sama seperti yang

digunakan untuk pengukuran one way delay dan jitter. Capture data dilakukan dengan

filter khusus paket RTP. Berikut hasil pengukuran packet loss:

Tabel 4.8 Hasil Pengukuran Packet Loss

Lokasi Codec Packet Loss (%)

Seminar Room G.711 1.571 G.723.1 1.932

Bale Endah G.711 0.080 G.723.1 0.268

Pintu Tol Cileunyi

G.711 2.365 G.723.1 3.175

Rancaekek G.711 0.000 G.723.1 0.000

4.3.3.3 Analisa Hasil Pengukuran Berdasarkan rekomendasi ITU bahwa nilai packet loss yang masih bisa di

toleransi adalah 5%. Dari hasil pengukuran terlihat nlai packet loss masih termasuk

dalam rekomendasi, sehingga packet loss masih dapat diterima.

Secara teori, paket yang menggunakan RTP sebagai protokol transportnya

memiliki kemungkinan paket loss yang lebih besar karena karakteristik dari protokol



RTP yang tidak menjamin pengiriman paket-paket data untuk sampai pada tujuan. Hal

ini disebut dengan best effort delivery service. Namun tidak ada pengiriman ulang

untuk paket data yang hilang.

Demikian juga dengan sifat jaringan yang digunakan. Jaringan wireless

mempunyai sifat yang lebih rentan terhadap gangguan. Faktor multipath fading,

pantulan, dan fasa yang berubah setiap saat juga sangat berpengaruh pada keutuhan

paket yang diterima. Dari hasil pengukuran bisa dilihat bahwa jarak tidak terlalu

berpengaruh terhadap nilai packet loss. Kondisi propagasi antara BS dan SS yang

cukup berpengaruh terhadap nilai packet loss. Untuk kondisi NLOS seperti pada

lokasi Seminar Room dan Pintu Tol Cileunyi nilai packet loss-nya lebih besar

dibandingkan untuk lokasi dengan kondisi propagasi LOS seperti pada Bale Endah

dan Rancaekek.

4.4 Estimasi Parameter Hasil Pengukuran ke MOS

Untuk menentukan nilai akhir MOS, maka terlebih dahulu harus dilakukan

penentuan parameter dalam E-Model. E-Model didefinisikan dalam standar ITU

recommendation G.107. Dengan E-Model bisa dilakukan perhitungan kualitas layanan

dalam jaringan packet switch. Nilai akhir dari estimasi E-Model disebut dengan “R

factor”. R factor didefinisikan sebagai faktor kualitas transmisi dari beberapa

parameter yang mempengaruhi kualitas layanan suara di dalam jaringan. Persamaan

untuk R-factor dituliskan pada Persamaan 3.10.

Dari persamaan itu terdapat nilai Id dan Ief, maka dicari terlebih dahulu nilai Id

dan Ief.

Perhitungan nilai Id

Niali Id berkaitan dengan delay network yang terjadi. Nilai Id dapat diperoleh

dengan persamaan 3.11.

Id adalah faktor kerusakan yang disebabkan oleh delay.

Tabel 4.9 Perhitungan Perhitungan Nilai Id

Lokasi Codec Delay

Network (ms)

H(x) Id

Seminar Room

G.711 38.509 0 0.924216 G.723.1 38.681 0 0.928344

Bale Endah G.711 40.375 0 0.969 G.723.1 41.046 0 0.985104



Lokasi Codec Delay

Network (ms)

H(x) Id

Pintu Tol Cileunyi

G.711 42.782 0 1.026768 G.723.1 42.893 0 1.029432

Rancaekek G.711 40.675 0 0.9762 G.723.1 42.045 0 1.00908

Perhitungan nilai Ief

Nilai Ief sangat erat kaitannya dengan packet loss, hal tersebut dapat dilihat

dari persamaan 3.12. Dengan e adalah nilai desimal dari packet loss. Dalam teknologi

VoIP nilai packet loss harusnya serendah mungkin, karena yang dikirim merupakan

paket suara yang dalam proses pengirimannya tidak ada proses retransmisi.

Dengan menggunakan persamaan tersebut maka nilai Ief dapat di lihat pada tabel di

bawah ini :

Tabel 4.10 Hasil Perhitungan Nilai Ief

Lokasi Codec Packet loss Ief Seminar Room

G.711 0.01571 13.34791G.723.1 0.01932 14.63461

Bale Endah G.711 0.00080 7.35786 G.723.1 0.00268 8.18239

Pintu Tol Cileunyi

G.711 0.02365 16.10851G.723.1 0.03175 18.6852

Rancaekek G.711 0.00000 7 G.723.1 0.00000 7

Perhitungan Nilai R Factor

Perhitungan R faktor dapat dihitung dengan menggunakan persamaan 3.10.

Dengan memasukan nilai hasil pengukuran dari Id dan Ief pada persamaan di atas,

maka nilai R factor didapatkan sebagai berikut :

Tabel 4.11 Hasil Perhitungan Nilai R Factor

Lokasi Codec Id Ief R Factor

Seminar Room G.711 0.92422 13.3479 79.92787 G.723.1 0.92834 14.6346 78.63705

Bale Endah G.711 0.969 7.35786 85.87314 G.723.1 0.9851 8.18239 85.03251

Pintu Tol Cileunyi

G.711 1.02677 16.1085 77.06472 G.723.1 1.02943 18.6852 74.48537

Rancaekek G.711 0.9762 7 86.2238 G.723.1 1.00908 7 86.19092



Konversi Nilai R Factor ke Nilai MOS

Nilai MOS (Mean Opinion Score) merupakan acuan yang digunakan untuk

mengetahui kualitas suara yang dihasilkan dari suatu pengujian. Nilai MOS ini

merupakan standarisasi dari ITU- P800. berdasarkan hasil perhitungan pada Tabel

4.11, Nilai R-factor yang dihasilkan berada para range 0 < R < 100. maka nilai MOS

diperoleh dari persamaan 3.16. Berikut adalah tabel hasil perhitungan MOS:

Tabel 4.12 Konversi Nilai R Factor ke Nilai MOS

Lokasi Codec R Factor MOS

Seminar Room G.711 79.92787 4.021073G.723.1 78.63705 3.971673

Bale Endah G.711 85.87314 4.225229G.723.1 85.03251 4.199069

Pintu Tol Cileunyi

G.711 77.06472 3.908221G.723.1 74.48537 3.799544

Rancaekek G.711 86.2238 4.236037G.723.1 86.19092 4.234771

Dari hasil perhitungan tersebut dapat dilihat bahwa hasil MOS yang diperoleh

dari pengujian berada pada berkisar antara angka 3,7 – 4,2. Berdasarkan nilai korelasi

antara R Factor dengan nilai MOS pada Gambar 3.14 maka bisa diambil pernyataan

bahwa nilai MOS ada pada kategori some user dissatisfied dan user satisfied. Hal ini

bisa diakibatkan karena untuk daerah dengan kondisi propagasi antara BS dan SS

yang NLOS memiliki nilai packet loss yang terjadi cukup besar.

51

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

1. Aplikasi VoIP layak dilewatkan melalui jaringan WiMAX, hal ini dapat

dilihat dari nilai MOS yang didapat berada pada kisaran 3,7 – 4,2.

2. Secara keseluruhan nilai one way delay, jitter dan packet loss pada

pengukuran baik dengan menggunakan codec G.711 maupun codec G.723.1

masih berada dalam kategori yang diperbolehkan untuk komunikasi VoIP,

untuk delay < 150 ms, jitter < 30 ms dan packet loss < 5 %.

3. Jarak pengukuran paling jauh dari base station dimana sinyal dapat diterima

dengan baik adalah 32,8 km di lokasi pengukuran Rancaekek dengan kondisi

propagasi antara BS dan SS adalah LOS

4. Nilai throughput bergantung terhadap jenis modulasi yang digunakan. Nilai

maksimal throughput bisa mencapai 1,90 Mbps untuk downlink dan 0,475

Mbps. Nilai yang terukur pada pengukuran hanya sebesar 63,67 % dari nilai

spesifikasi perangkat.

5. Nilai one way delay tidak terlalu dipengaruhi oleh jarak. Untuk codec G.723.1

nilai one way delay lebih besar dikarenakan nilai processing delay dan

packetization delay-nya lebih besar.

6. Nilai packet loss terbesar terjadi pada lokasi Pintu Tol Cileunyi, hal ini

dikarenakan kondisi propagasi antara BS dan SS adalah NLOS yang

memyebabkan keutuhan paket banyak yang hilang karena pengaruh multipath

fading dan pantulan.

7. Selain kondisi propagasi antara BS dan SS, nilai SQI berpengaruh terhadap

nilai SNR. Nilai SNR yang diterima oleh CPE menentukan jenis modulasi

yang akan digunakan. Nilai SQI berpengaruh terhadap nilai RSSI yang

diterima oleh CPE. Dari pengukuran didapat bahwa nilai SQI yang berada di

atas nilai standard akan memberikan nilai SNR yang cukup tinggi, sedangkan

semakin tinggi nilai SQI maka nilai RSSI-nya juga semakin besar.

BAB V Kesimpulan dan Saran


5.2 Saran 1. Untuk mengatasi masalah pada beberapa lokasi yang mendapatkan kualitas

sinyal yang rendah maka bisa dilakukan dengan menambah gain antena pada

CPE atau menambah daya pancar pada antena BS.

2. Untuk selanjutnya dapat dilakukan pengukuran dengan menambah jumlah titik

lokasi untuk posisi CPE dan menambah jumlah user agar bisa dilihat lebih

detail lagi performansi VoIP pada jaringan WiMAX.

3. Bisa dilakukan pengukuran untuk melihat performansi aplikasi video seperti

IPTV dan video conference pada jaringan WiMAX.

4. Pengukuran selanjutnya bisa digunakan standard IEEE 802.16e yang mampu

mendukung tipe akses mobile.

DAFTAR PUSTAKA

[1] Teresa Kujansivu, VoIP Solutions for Business and Residential Use, Master

ThesisUniversity of Linköping Department of Computer and Information

Science Systems Analysis.

[2] M.Iskandarsyah H, “Dasar-Dasar Jaringan VOIP”, penulis,

IlmuKomputer.com

[3] Truuberg, Christina, “Understanding Telecommunication”, Ericsson

Telecom, Sweden. 1998.

[4] Rappaport, Theodore S, “Wireless Communication”, Prentice Hall, New

York.1996.

[5] Halsall, Fred, “Data Communications, Computer Networks and OSI”,

Addison Wesley, Great Britain. 1988.

[6] LAN/ MAN Standards Committee of IEEE Computer Society, 2001, Part 16:

Air Interface for Fixed Broadband Wireless Access Systems, WirelessMAN.

[7] Smura. Techno Economic Analysis of IEEE 802.16a Based fixed Wireless

Access Network. Helsinki University of Tecnology.2004.

[8] Intel White Paper,” Understanding Wi-Fi and WiMAX as Metro-Access

Solutions”.

[9] Worldwide Interoperability for Microwave Access Forum White

Paper,”IEEE 802.16a Standard and WiMAX Igniting Broadband Wireless

Access”.

[10] Cisco White Paper, “Understanding Delay in Packet Voice Networks”W.

[11] Siyamta, “Sistem Keamanan pada Worlwide Interoperability for Microwave

Access”,Penulis, IlmuKomputer.com.2005

[12] Ohrtman, Frank. WiMAX Handbook Building 802.16 wireless Network, New

York: Mc-GRAW-Hill.2005.

[13] Arif Hidayat, ST. “Pemodelan Perancangan Jaringan WiMAX (Wordwide

Interoperability for Microwave Access) Untuk Daerah Urban dan Suburban”.

Jurusan Teknik Elektro, Sekolah Tinggi Teknologi Telkom, Bandung.2006.

[14] Ratna Indah Mardiyanto, ST. “Uji Performansi Teknologi WiMAX Studi

Kasus Beberapa Area di Kota Bandung”. Jurusan Teknik Elektro, Sekolah

Tinggi Teknologi Telkom, Bandung.2006.

[15] Hujaeri, ST. “Analisa Penerapan Videophone Berbasis Protokol H.324 pada

Jaringan Voice Over Internet Protocol (VoIP) Berbasis H.323”. Jurusan

Teknik Elektro, Sekolah Tinggi Teknologi Telkom, Bandung.2005.

[16] Budi Prasetyo, ST. “Analisi Implementasi Voice over Internet Protocol

(VoIP) pada Jaringan Wireless LAN Berbasis Session Initiation Protocol

(SIP)”. Jurusan Teknik Elektro, Sekolah Tinggi Teknologi Telkom,

Bandung.2006.

[17] Gunawan Wibisono dan Gunadi Dwi H. “WiMAX : Teknologi Broadband

Wireless Access (BWA) Kini dan Masa Depan”. Informatika. Bandung. 2006.

LAMPIRAN A

DATA SHEET PRODUK BASE STATION DAN

CUSTOMER PREMISES EQUIPMENT

1. Produk Base Station (BS)

2. Produk Customer Premises Equipment (CPE)

LAMPIRAN B

GAMBAR LOKASI PENGUKURAN

Lokasi Seminar Room

Lokasi Pajajaran

Lokasi Jl. Sudirman

Lokasi Astana Anyar

Lokasi Bale Endah

Lokasi Pintu Tol Cileunyi

Lokasi Rancaekek

LAMPIRAN C

PENGUKURAN, CAPTURING, DAN

FILTERING

1. Proses Pengukuran Kulitas Sinyal

2. Proses Penentuan Modulasi pada CPE

3. Proses Pengukuran Throughput Downlink

4. Prose Pengukuran Troughput Uplink

3. Capturing Setting pada Ethereal

4. Proses Capturing

4. Pengukuran delay, jitter, packet loss dari paket hasil capture

Voip Over Wimax

Documents