TUGAS AKHIR
SIMULASI DAN ANALISA KINERJA SOFTSWITCH
PADA JARINGAN WIRED
Disusun untuk memenuhi salah satu syarat kelulusan dalam menempuh pendidikan program Sarjana
di Jurusan Teknik Elektro
Oleh :
Redi A Suryana
1.31.04.016
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK DAN ILMU KOMPUTER
UNIVERSITAS KOMPUTER INDONESIA
BANDUNG
iii
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan YME, atas rahmat dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini dengan judul “SIMULASI DAN ANALISA KINERJA SOFTSWITCH PADA JARINGAN WIRED” , sebagai salah satu syarat dalam menempuh pendidikan program Sarjana di Jurusan Teknik Elektro Universitas Komputer Indonesia (UNIKOM) Bandung.
Dengan kerendahan hati, penulis banyak mengucapkan terima kasih yang tidak terhingga atas segala bantuan dan dukungannya yang telah diberikan kepada penulis, khususnya kepada :
1. Ir. Eddy Suryanto Soegoto, M.sc selaku Rektor Universitas Komputer Indonesia (UNIKOM) Bandung.
2. Prof. Dr. Ir. Ukun Sastraprawira, M.sc selaku Dekan Fakultas Teknik dan Ilmu Komputer.
3. M. Aria Rajasa, ST selaku Ketua Jurusan Teknik Elektro. 4. Tri Rahajoeningroem, MT selaku Koordinator Tugas Akhir. 5. Istikmal, MT selaku pembimbing.
iv
7. Semua sahabat dan anak-anak di Teknik Elektro TE-04 dan tidak lupa kepada semua pihak yang tidak bisa disebutkan satu persatu yang telah banyak membantu dalam menyelesaikan penyusunan laporan ini.
Penulis menyadari bahwa laporan tugas akhir ini jauh dari sempurna, baik dari segi penulisan, tata bahasa maupun sistematika penulisannya. Oleh karena itu, penulis mengharapkan adanya koreksi, saran dan tanggapan dari semua pihak yang sifatnya membangun demi kemajuan ilmu dimasa yang akan datang.
Akhir kata penulis ucapkan, semoga laporan tugas akhir ini bermanfaat bagi semua pihak pada umumnya dan bagi penulis pada khususnya. Semoga Allah SWT membalas semua kebaikan pihak-pihak yang telah membantu penulis dalam penyusunan laporan ini.
Bandung, Februari 2009
v
BAB I PENDAHULUAN ……….. 1
1.1 Latar Belakang Masalah ………. 1
1.2 Tujuan Pnelitian ……...………... 2
1.3 Perumusan Masalah …….………... 2
1.4 Batasan Masalah ………... 3
1.5 Metodologi Penelitian ………..………... 3
1.6 Sistematika Penulisan ... 4
BAB II LANDASAN TEORI ………... 6
2.1 Softswitch ……….. 6
2.1.1 Pengertian ……… 6
2.1.2 Perbandingan Circuit-switch dengan Softswitch…. 7 2.1.3 Arsitektur Softswitch ……….. 8
vi
2.1.5 Cara Kerja Softswitch ………….……… 13
2.1.6 Protokol IP Telephoni ………. 15
2.1.7 Fungsi Softswitch …….……….. 19
2.1.8 Keuntungan dan Kelemahan Softswitch …….…… 21
2.2 Network Simulator (NS-2) ………....………. 22
2.2.1 Pengertian ………….………….……… 22
2.2.2 Konsep Dasar NS-2 ………. 22
2.2.3 Kelebihan NS-2 ……….……….. 23
2.3 Quality of Services (QoS) ...……… 24
2.3.1 Parameter-parameter QoS ……...……… 26
BAB III PERANCANGAN DAN SIMULASI SOFTSWITCH …... 28
3.1 Tahap Perancangan Softswitch ... 28
3.1.1 Diagram Alir Desain Sistem ……….. 28
3.1.2 Desain Sistem Jaringan ...………... 30
3.1.3 Konfigurasi Sistem Softswitch ...………... 30
3.1.4 Menentukan Jenis Trafik ...………..…... 32
3.2 Perancangan Dengan Menggunakan Network Simulator... 32
3.3 Skenario Perancangan ...………. 42
3.3.1 Skenario 1 : Pengujian Terhadap Perubahan Jumlah Node Sumber Trafik Dengan Manajemen Antrian DropTail ... 44
vii
3.3.3 Skenario 3 : Pengujian Perubahan Bandwidth Terhadap Node Sumber Trafik Dengan Manajemen Antrian DropTail dan
RED ... 44
BAB IV HASIL SIMULASI DAN ANALISA ... 46
4.1 Analisa Performansi ...……… 46
4.1.1 Analisa Pengaruh Perubahan Sumber Pada Manajemen DropTail ... 46
4.1.2 Analisa Pengaruh Perubahan Sumber Pada Manajemen RED ... 51
4.1.3 Analisa Pengaruh Perubahan Bandwidth Menggunakan Manajemen Antrian DropTail dan RED ....……… 56
4.1.3.1 Analisa Perubahan Bandwidth pada Manajemen Antrian DropTail ... 57
viii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Perbandingan Circuit-switch dengan Softswitch ... 7
Gambar 2.2 Arsitektur Layer Softswitch ... 9
Gambar 2.3 Arsitektur Jaringan Softswitch ...……….... 10
Gambar 2.4 Migrasi Trunk Exchange ke NGN ... 14
Gambar 2.5 Protokol IP Telephoni ...…... 15
Gambar 2.6 Berbagai Protokol IP Telefoni ... 15
Gambar 2.7 Hubungan antara C++ dan Tcl/Otcl ... 23
Gambar 3.1 Flowchart Perencanaan Simulasi Softswitch ... 29
Gambar 3.2 Pemodelan Sistem Softswitch ...……… 30
Gambar 3.3 Diagram Alir Inisialisasi Desain Sistem Pada NS ... 32
Gambar 3.4 Pemodelan Sofswitch pada NS-2 ... 35
Gambar 4.1 Grafik delay terhadap perubahan jumlah node sumber ... 48
Gambar 4.2 Grafik throughput terhadap perubahan jumlah node sumber ... 49
Gambar 4.3 Grafik paket loss terhadap perubahan jumlah node sumber ... 50
Gambar 4.4 Grafik delay terhadap perubahan jumlah node ... 53
Gambar 4.5 Grafik throughput terhadap perubahan jumlah node ... 54
Gambar 4.6 Grafik paket loss terhadap perubahan jumlah node ... 55
Gambar 4.7 Grafik delay terhadap besar bandwidth ... 58
Gambar 4.8 Grafik throughput terhadap besar bandwidth ... 59
ix
x
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Perbandingan Softswitch dan Circuit-switch ... 8
Tabel 2.2 Perbedaan sifat H.323 dan SIP ...………. 19
Tabel 2.3 Tingkat kepekaan performansi ...………. 25
Tabel 3.1 Toleransi Packet Loss ...……… 43
Tabel 4.1 Perubahan jumlah node sumber dengan manajemen antrian DropTail ...……… 47
Tabel 4.2 Perubahan delay terhadap jumlah n sumber ... 47
Tabel 4.3 Perubahan throughput terhadap jumlah n sumber ... 49
Tabel 4.4 Perubahan paket loss terhadap jumlah n sumber …... 50
Tabel 4.5 Perubahan jumlah node sumber dengan manajemen antrian RED ...………...……… 51
Tabel 4.6 Perubahan delay terhadap jumlah n sumber ... 52
Tabel 4.7 Perubahan throughput terhadap jumlah n sumber ... 54
Tabel 4.8 Perubahan paket loss terhadap jumlah n sumber …... 55
Tabel 4.9 Perubahan bandwidth terhadap manajemen antrian DropTail.. 56
Tabel 4.10 Perubahan bandwidth terhadap manajemen antrian RED ... 57
Tabel 4.11 Perubahan delay terhadap bandwidth …….……… 57
Tabel 4.12 Perubahan throughput terhadap bandwidth …….……..…… 57
Tabel 4.13 Perubahan paket losst terhadap bandwidth …….……… 60
Tabel 4.14 Perubahan delay terhadap bandwidth …….……… 61
Tabel 4.15 Perubahan throughput terhadap bandwidth …….……..…… 63
xi
IETF Internet Engineering Task Force
IP Internet Protokol
ISDN Integrated Services Digital Network
ITU-T International Telecommunication Union-Telecommunication Standardization Sector
LEs Local Exchanges
LSR Label Switch Router
MG Media Gateway
MGC Media Gateway Controller
MGCP Media Gateway Controller Protokol
MPLS Multi Protocol Label Switching
NGN Next Generation Network
xii PLMN Public Land Mobile Network
PSTN Public Switched Telephone Network
QoS Quality of Service
RED Random Early Detection
RSVP Resource Reservation Protokol
RTCP Real-Time Transport Control Protocol
RTP Real-Time Transport Protocol
SCP Service Control Point
SDP Session Description Protocol
SG Signalling Gateway
SIP Session Initiation Protokol
TCP Transmission Control Protokol
TCL Tool Command Language
TDM Time Division Multiplexing
UDP User Datagram Protocol
xiii
DAFTAR ISTILAH
Access Gateway Menyediakan interface kepada perangkat customers, seperti akses ISDN dan DSL
Bandwidth Jumlah bit maksimum yang dapat ditransmisikan tiap detik.
Buffer Memori untuk menyimpan data sementara.
Call Processing Penentuan call-routing dan pengimplementasian call processing logic (pensinyalan) untuk berbagai macam fitur.
Delay Waktu yang dibutuhkan untuk mentransmisikan data dari sumber ke tujuan.
Kongesti Penyimpangan pada jaringan TCP/IP yang ditandai dengan adanya duplicate-Ack dan drop paket.
Media Gateway Implementasi fungsi transport dari arsitektur sentral sofswitch.
Over flow Kondisi yang terjadi akibat kelebihan beban.
Paket loss Banyak paket yang hilang akibat adanya buffer overflow
pada saat terjadinya kongesti.
xiv
Routing Suatu mekanisme pengiriman jalur paket yang dikirimkan ke network lain.
Softswitch Perwujudan switching dalam lingkungan jaringan paket.
Throughput Banyaknya bit data yang diterima tiap satuan waktu.
i
ABSTRAK
SIMULASI DAN ANALISA KINERJA SOFTSWITCH PADA JARINGAN WIRED
Oleh : Redi A Suryana
1.31.04.016
Softswitch adalah switching yang berbasis software. Softswitch dapat
dijelaskan sebagai suatu sistem yang mencakup semua hal yang berkaitan dengan
sistem komunikasi NGN yang menggunakan standar terbuka untuk membuat
jaringan terintegrasi dengan memadukan kemampuan layanan yang intelligence
dalam menangani trafik voice, data dan multimedia secara lebih efisien dan
dengan potensi nilai tambah layanan yang jauh lebih besar dari pada PSTN.
Migrasi dari switching sirkuit ke jaringan berbasis data (paket/frame/sel) yang
dikontrol oleh softswitch akan mengalihkan industri telekomunikasi dari
lingkungan yang tertutup ke lingkungan yang terbuka. Saat ini di Indonesia sudah
mulai diimplementasikan.
Dalam tugas akhir ini akan dilakukan pemodelan dan simulasi komponen
softswitch dengan menggunakan NS-2. Simulasi ini dimaksudkan untuk
mengetahui proses pengolahan paket terhadap trafik data dan voice dengan
melakukan analisa terhadap parameter : delay, paket lossdan throughput.
ii
ABSTRACT
ANALYSIS AND SIMULATION SOFTSWITCH PERFORMANCE IN WIRED NETWORK
By : Redi A Suryana
1.31.04.016
Softswitch is a switching based on software. Softswitch explainable as an
system that include everything that related to communication systems NGN that
use opened standard to makes integration network with fuse service ability
intelligence in handle traffic voice, data and multimedia according to efficient and
potentially far service added value bigger than in PSTN. Migration from
switching circuit to network based on data (package/frame/cell) that controlled by
softswitch will shift telecommunication industrial from closed environment to
opened environment. In this time in Indonesia has begin implemented.
In task will end this be done component simulation softswitch by using
NS-2. This simulation is meant to detect packet processing process towards traffic
data and voice with do analysis towards parameter : delay, packet loss and
throughput.
LEMBAR PENGESAHAN TUGAS AKHIR
SIMULASI DAN ANALISA KINERJA SOFTSWITCH
PADA JARINGAN WIRED
Oleh :
Redi A Suryana
1.31.04.016
Disetujui dan disahkan di Bandung pada tanggal :
Pembimbing
Istikmal, MT. NIP.4127.70.04.013
Ketua Jurusan Teknik Elektro
LEMBAR PENGESAHAN TUGAS AKHIR
SIMULASI DAN ANALISA KINERJA SOFTSWITCH
PADA JARINGAN WIRED
Oleh :
Redi A Suryana
1.31.04.016
Disetujui dan disahkan di Bandung pada tanggal :
Penguji I Penguji II
Muhammad Aria, ST. NIP.4127.70.04.008
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Seiring dengan bertambahnya kebutuhan komunikasi masyarakat pada saat
sekarang ini, maka perkembangan teknologi komunikasi semakin meningkat.
Dahulu layanan komunikasi lebih banyak berpijak pada circuit-switched, namun
dengan meningkatnya kebutuhan customer yang tidak hanya menginginkan suara
(voice) tetapi juga pada layanan data, gambar bahkan video. Teknologi berbasis
circuit-switched dirasa tidak lagi mampu untuk melayani. Bersamaan dengan itu
maka teknologi berbasis paket semakin berkembang, dimana data-data tersebut
dibentuk kedalam suatu format paket data yang kemudian disalurkan melalui
jaringan IP. Jaringan ini ternyata juga memiliki keunggulan dalam hal efisien
biaya dikarenakan sifatnya yang global. Konsumen mendapatkan sebuah
teknologi canggih dengan harga yang murah, untuk layanan Voice over IP (VoIP).
Jika dilihat dari fakta dan aspek teknis di atas, tampaknya jaringan masa
depan memang akan berpijak pada paket, yang artinya kemudian akan menghapus
semua jaringan sirkit yang ada. Namun bila dipandang dari aspek bisnis, migrasi
harus dilakukan secara bertahap karena dibutuhkan biaya investasi yang sangat
besar jika ingin menggelar seluruh jaringan itu secara serentak. Dalam selang
waktu migrasi tersebut, jaringan sirkit diharapkan masih dapat digunakan untuk
menganalisis kebutuhan konsumen dan bahkan dapat berhubungan dengan
2
telekomunikasi tetap dapat mengambil untung dari layanan selama ini dan secara
bertahap melakukan up-grademenuju jaringan berbasis paket.
Untuk mendukung masalah tersebut, telah muncul suatu perangkat yang
bernama teknologi softswitch. Softswitch merupakan teknologi komunikasi yang
diharapkan dapat memenuhi kebutuhan layanan suara, data, dan multimedia
secara terpadu. Selain itu softswitch juga diharapkan mampu memenuhi
kebutuhan PSTN dalam bermigrasi menuju jaringan data. Sebagai konsep yang
baru, softswitch juga diharapkan dapat memberikan solusi yang lebih baik bagi
berbagai permasalahan yang timbul pada PSTN, baik secara teknis maupun
nonteknis.
1.2 Tujuan Penelitian
Beberapa tujuan dari penelitian ini adalah :
a. Untuk melihat kinerja dan karakteristik softswitch.
b. Pegujian performansi dilakukan untuk :
(a) Mengetahui perubahan jumlah source.
(b) Mengetahui perubahan bandwidth.
(c) Mengetahui kinerja softswitchterhadap jenis trafik data dan voice.
(d) Mengetahui perubahan manajemen buffer yang digunakan yaitu
Droptaildan Random Early Detection (RED).
1.3 Perumusan Masalah
Permasalahan pada tugas akhir ini dapat didefinisikan sebagai :
3
b. Pemodelan softswitch dengan parameter-parameter yang
mempengaruhinya.
c. Mengetahui karakteristik sumber trafik serta manajemen buffer yang
digunakan.
d. Mengetahui interaksi antar komponen softswitchdalam jaringan.
e. Melakukan simulasi dari model sistem yang dirancang, lalu
menganalisa hasil simulasinya.
1.4 Batasan Masalah
Adapun batasan-batasan pada tugas akhir ini adalah sebagai berikut :
a. Media Gateaway yang disimulasikan yaitu trunk gateaway dan
signaling gateaway.
b. Protokol yang digunakan adalah TCP, UDPdan RTP
c. Parameter untuk analisis kerja yaitu delay, packet lossdan throughput.
d. Jenis trafik yang disimulasikan adalah voicedan data.
e. Simulasi dilakukan berdasarkan skenario yang telah ditetapkan.
1.5 Metodologi Penelitian
Metodologi penelitian yang digunakan dalam tugas akhir ini yaitu :
a. Studi literatur
Sebagai dasar untuk memantapkan teori yang mendukung terhadap
sistem yang dibuat serta sebagai proses pembelajaran mengenai teori
secara umum melalui artikel, jurnal penelitian, buku-buku referensi
4
b. Simulasi softswitch
Untuk melihat kinerja dari softswitch tersebut maka akan dibuat
simulasi menggunakan Network Simulator (NS-2), yang akan
memberikan gambaran grafik dari topologi jaringan yang telah dibuat.
c. Pengukuran kinerja serta analisa sistem
Pengukuran terhadap parameter-parameter sistem serta analisa
mengenai hasil penelitian yang didapat.
1.6 Sistematika Penulisan
Dalam penulisan laporan Tugas Akhir ini akan dibagi menjadi beberapa
bab yang meliputi :
BAB I PENDAHULUAN
Menjelaskan tentang latar belakang, tujuan penelitian, perumusan
masalah batasan masalah, metode penelitian dan sistematika
penulisan.
BAB II LANDASAN TEORI
Menjelaskan secara singkat mengenai konsep dasar yang
mendukung terlaksananya pembuatan desain sistem ini antara lain:
Softswitch, Manajemen Antrian, Network Simulator-2.
BAB III PERANCANGAN SISTEM
Pada bab ini dibahas mengenai perencanaan dan perancangan
sistem disertai dengan perhitungan seperlunya yaitu tentang
pemodelan desain (topologi jaringan) softswitch menggunakan
5
BAB IV HASIL SIMULASI DAN ANALISA
Pada bab ini disajikan data hasil simulasi yang dibuat, kemudian
dari data tersebut dilakukan analisa terhadap sistem tersebut.
BAB V PENUTUP
Bab ini merupakan penutup yang berisi kesimpulan dari hasil
analisa yang telah dikemukakan sebelumnya. Selain itu juga
dikemukakan saran-saran yang diharapkan dapat memperbaiki
