Optimization and Wi-Fi Interference Analysis of Video Streaming over Piconet Pervasive Bluetooth Network

BLU

IN

BLUETOOTH PICONET PERVASIVE

ANDI HASAD

SEKOLAH PASCASARJANA

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis Optimasi dan Analisis Interferensi Wi-Fi pada Video Streaming melalui Jaringan Bluetooth Piconet Pervasive adalah karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apapun kepada perguruan tinggi manapun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir tesis ini.

Bogor, Juli 2012

ANDI HASAD. Optimization and Wi-Fi Interference Analysis of Video Streaming over Piconet Pervasive Bluetooth Network. Under direction of SUGI GURITMAN and HENDRA RAHMAWAN.

The objective of this research is to develop a piconet pervasive system that meets the Cisco standard for QoS video streaming value of the throughput, delay, jitter and packet loss, by performing the optimization and analysis of video streaming on the network, by utilizing the bluetooth cell phones and computers media in an condition which have Wi-Fi or do not have Wi-Fi. The stages of research are analysis of bluetooth network system, design a prototype system, audio video compression, hint track, optimization, system testing, performance measurement, and analysis of measurement results. The results showed packet loss value for all video compression on a client-server distance of 4 m - 10 m has been fulfilling the Cisco standard of QoS video streaming, where the smallest value obtained at 8 kbps data rate of 3.03% packet loss to an condition that does not have Wi-Fi, and a distance of client - server 4 m. In condition that have Wi-Fi interference, for signal strength of -78 dBm, the smallest value obtained of 4.03% packet loss, while the Wi-Fi signal strength of -58 dBm, obtained the value of 4.11% packet loss. Delay parameters of the video compression meets the QoS of video streaming in which the delay have values ranged from 0.31 - 1.81 milliseconds, while the standard of maximum delay for QoS video streaming is 5 seconds.

ANDI HASAD. Optimasi dan Analisis Interferensi Wi-Fi pada Video Streaming melalui JaringanBluetooth Piconet Pervasive. Dibimbing oleh SUGI GURITMAN dan HENDRA RAHMAWAN.

Bluetooth merupakan teknologi wireless yang dapat menghubungkan perangkat mobile yang berbeda melalui Industrial Scientific Medical (ISM)band

(Stalling, 2005). Standar yang digunakan bluetooth mengacu pada spesifikasi IEEE 802.15 (SIG, 2011). Meskipun teknologi bluetooth telah dimiliki oleh rata-rata telepon seluler maupun komputer, namun pemanfaatannya masih belum maksimal. Umumnya pengguna telepon seluler ataupun komputer menggunakan

bluetooth hanya untuk bertukar informasi/data. Hal ini dikarenakan bluetooth

memiliki kelemahan terbesar yaitu keterbatasan bandwidth bluetooth yaitu 732 kbps (Wang, 2004). Salah satu cara mengatasi kelemahan pada jaringan bluetooth

yaitu penggunaan protokol yang sesuai dan penggunaan kompresi video (Arnaldy, 2010).

Tujuan penelitian ini adalah mengembangkan sistem piconet pervasive

untuk mendapatkan nilai throughput, delay, jitter serta packet loss yang memenuhi QoSvideo streaming standar Cisco, dengan melakukan optimasi dan analisis pada jaringan bluetooth dengan memanfaatkan media telepon seluler dan komputer, pada lingkungan yang memiliki Wi-Fi maupun yang tidak memiliki Wi-Fi. Penelitian dilakukan di Laboratorium Network Computer Centric (NCC) Departemen Ilmu Komputer, Institut Pertanian Bogor dan di Laboratorium Teknik Elektro, Universitas Islam 45 Bekasi, dimana pengujian sistem, pengukuran dan analisis hasil pengukuran berlangsung mulai bulan Agustus 2011 sampai Januari 2012, sedangkan penyempurnaan penulisan tesis diselesaikan pada bulan Juli 2012. Bahan dan alat yang digunakan dalam penelitian adalah video dengan format 3gp dengan ukuran data rate 8 kbps, 16 kbps dan 24 kbps. Resolusi encoding video adalah 176x144 pixels. Alat yang digunakan pada lingkungan pengembangan sisi server antara lain komputer dengan Sistem Operasi Microsoft Windows XP, USBBluetoothGeneric,softwareWireshark dan Darwin Streaming Server. Pada lingkungan pengembangan sisi client digunakan telepon seluler Nokia N73 dengan spesifikasi Symbian OS dan Bluetoothv 2.0.

Software pendukung yang digunakan antara lain : GnuBox, AnalogX, MP4Box, Pazera, Xilisoft, Inssider, dan Net Surveyor Professional.

Metode penelitian meliputi beberapa tahapan penelitian, meliputi : analisis sistem jaringan bluetooth piconet pervasive, rancang bangun sistem, kompresi audio video, hint track, optimasi, pengujian sistem, pengukuran kinerja, dan analisis hasil pengukuran. Pada tahap analisis sistem dilakukan identifikasi kebutuhan sistem jaringan bluetooth piconet pervasive. Identifikasi kebutuhan dilakukan berdasarkan studi pustaka dan literatur mengenai hardware dan

acces point. Setelah itu dilanjutkan dengan konfigurasi pada GnuBox. Pada tahap kompresi dan konversi audio video, proses kompresi digunakan untuk memperkecildata rate video. Format kompresi video yang digunakan yaitu 3gp, sedangkan audio yaitu amr. Video yang telah dikompresi kemudian dilakukan

hintrack, kemudian dikirimkan melalui jaringan bluetooth. Pada tahap optimasi dilakukan optimasi pada server dengan melakukan tune-up pada DSS atau AnalogX, sedangkan pada sisiclientoptimasi dapat dilakukan diantaranya dengan meminimalisir background yang berjalan, yang mengkonsumsi memori pada telepon seluler dan melakukantune uppada GnuBox atau padabluetooth device. Pengujian dilakukan menggunakan Darwin Streaming Server, dan AnalogX pada sisiserverdan GnuBox sertareal playerpada sisiclient. Protokol yang digunakan adalah RFCOMM denganintermediate protocolberupaInternet Protocol(IP) dan dilakukan secara iterasi sampai video berhasil dikirimkan dan data hasil pengukuran yang didapatkan memenuhi standar QoS. Apabila video belum berhasil dikirimkan, maka akan kembali ke tahap kompresi audio video, namun apabila video sudah berhasil dikirimkan dan belum memenuhi standar QoS, maka proses akan kembali ke tahap optimasi. Parameter yang digunakan dalam mengukur kinerja jaringan bluetooth ini adalah throughput, delay, jitter dan

packet loss. Pengukuran parameter ini menggunakan capture traffic jaringan yaitu Wireshark. Pengukuran throughput dilakukan berdasarkan data yang diperoleh daricapture traffic jaringan yaitu jumlah paket dan waktu pengiriman. Pengukuran dilakukan beberapa kali ulangan untuk data rate dari video yang berbeda, kemudian dari masing-masing tipe data rate dirata-ratakan. Analisis hasil pengukuran dilakukan setelah video berhasil dikirimkan dan data hasil pengukuran berhasil memenuhi standar QoS. Pada tahap ini dilakukan analisis dari berbagai data yang telah didapatkan dari tahapan sebelumnya, termasuk melakukan analisis pengaruh interferensi dari berbagai tingkat kekuatan sinyal Wi-Fi yaitu -100 dBm, -78 dBm dan -58 dBm.

Pada penelitian ini berhasil dikembangkan sistem piconet pervasive dari penelitian sebelumnya yang mendapatkan packet loss terkecil 6.14%, yaitu dengan melakukan optimasi pada DSS di sisiserver serta GnuBox dan bluetooth devicedi sisi client.Nilaipacket lossterkecil yang didapatkan adalah 3.03% pada lingkungan yang tidak memiliki Wi-Fi dan 4.03% pada lingkungan yang memiliki Wi-Fi. Untuk parameterdelay,seluruh video kompresi telah memenuhi QoSvideo streaming yaitu nilai delay yang diperoleh berkisar antara 0.31 – 1.81 milidetik, sedangkan standar QoS delay untuk video streaming terbesar adalah 5 detik. Semua parameter throughput,delay,jitter danpacket losstelah memenuhi syarat untuk melakukan video streaming sesuai standar Cisco. Berdasarkan data hasil pengukuran dan analisis hasil pengukuran direkomendasikan untuk melakukan

video streaming melalui jaringan bluetooth piconet pervasive pada lingkungan yang memiliki maupun yang tidak memiliki Wi-Fi, digunakan video dengan resolusiencoding176 x 144 pixels dan ukurandata rate8 kbps.

Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan atau menyebutkan sumbernya. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan, penelitian, penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik, atau tinjauan suatu masalah; dan pengutipan tersebut tidak merugikan kepentingan yang wajar IPB.

BLUETOOTH PICONET PERVASIVE

ANDI HASAD

Tesis

sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister Ilmu Komputer pada

Program Studi Ilmu Komputer

SEKOLAH PASCASARJANA

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

Nama : Andi Hasad

NRP : G651100011

Disetujui Komisi Pembimbing

Dr. Sugi Guritman Hendra Rahmawan, S.Kom., M.T.

Ketua Anggota

Diketahui

Ketua Program Studi Dekan Sekolah Pascasarjana

Ilmu Komputer

Dr. Yani Nurhadryani, S.Si., M.T. Dr. Ir. Dahrul Syah, M.Sc.Agr.

Puji syukur kehadirat Allah SWT, karena atas limpahan rahmat dan hidayah-Nya, penulis dapat menyelesaikan penulisan laporan penelitian ini sebagai syarat dalam menyelesaikan studi di Magister Sains, Ilmu Komputer, Institut Pertanian Bogor dengan judul Optimasi dan Analisis Interferensi Wi-Fi padaVideo Streamingmelalui JaringanBluetooth Piconet Pervasive. Shalawat serta salam semoga senantiasa tercurah kepada Nabi Muhammad, SAW, keluarga, para sahabat yang mulia dan umatnya.

Penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada Dr. Sugi Guritman dan Hendra Rahmawan, S.Kom., M.T, selaku dosen pembimbing yang telah bersedia dan meluangkan waktu untuk memberi bimbingan, pengetahuan dan arahan yang sangat bermanfaat bagi penulis. Penulis juga mengucapkan terima kasih atas bantuan dari semua pihak khususnya dari keluarga, istri tercinta Ika Febriyanti, S.E., ibunda tersayang Hj. Hanisa Nur, mama Yok Astuti, ayahanda Andi Abdul Hafid Hakbad, B.A., dan keluarga besar Drs. Herry Kisriyanto, M.M., yang senantiasa mendukung baik secara langsung maupun tidak langsung, dalam pelaksanaan penelitian dan studi penulis selama ini. Tidak lupa ucapan terima kasih penulis sampaikan kepada Ketua Departemen Ilmu Komputer Dr. Yani Nurhadryani, S.Si., M.T., beserta seluruh dosen dan staf Ilmu Komputer, yang senantiasa memberikan motivasi dan bantuan dalam pelaksanaan penelitian ini. Terakhir, ucapan terima kasih yang tak terhingga tentunya penulis sampaikan kepada Direktorat Jenderal Pendidikan Tinggi (DIKTI) yang telah membiayai penulis dari awal studi sampai selesai melalui beasiswa BPPS.

Semoga karya ilmiah ini bermanfaat untuk kemajuan ilmu pengetahuan khususnya di bidang video streaming melalui jaringan bluetooth dan semoga Allah, SWT berkenan membalas semua kebaikan dengan senantiasa melimpahkan hidayah, perlindungan dan kasih sayang-Nya kepada kita sekalian.

Bogor, Juli 2012

DAFTAR ISI

Ruang Lingkup penelitian ... 3

Hasil dan Manfaat Penelitian ... 3

TINJAUAN PUSTAKA Bluetooth ... 4

Bluetooth Protocol Stack ... 5

Arsitektur Client Server ... 8

Solusi Kelemahan Video Streaming Bluetooth ... 9

Arsitektur Video Streaming Jaringan Bluetooth ... 9

Streaming Protocol ... 10

Quality of Services (QoS) ... 11

Format Video ... 12

Hint Track ... 13

GnuBox ... 13

Alokasi Frekuensi dan Klasifikasi Daya Pancar Radio Bluetooth ... 14

Perbedaan Bluetooth dengan Wi-Fi ... 15

Interferensi Wi-Fi ... 15

Sistem Piconet Pervasive ... 16

METODE PENELITIAN Waktu dan Tempat ... 17

Bahan dan Alat penelitian ... 17

Metode Penelitian ... 17

Analisis Sistem Jaringan Bluetooth Piconet Pervasive ... 18

Rancang Bangun Sistem ... 19

Kompresi Audio Video ... 20

Hint Track ... 21

Optimasi ... 21

Pengukuran Kinerja ... 21

Pengujian Sistem ... 23

Analisis Hasil Pengukuran ... 23

HASIL DAN PEMBAHASAN Penelitian Pendahuluan ... 24

Analisis Sistem Jaringan Bluetooth Piconet Pervasive ... 25

Perancangan Prototipe dan Implementasi Sistem ... 26

Halaman

Interferensi Wi-Fi ... 34

Pengukuran Kinerja dan Analisis Hasil Pengukuran ... 35

Video Streaming pada Jarak 4 ... 35

Video Streaming pada Jarak 6 ... 41

Video Streaming pada Jarak 8 ... 46

Video Streaming pada Jarak 10 ... 51

Perbandingan Parameter pada Jarak 4 m, 6 m, 8 m dan 10 m ... 56

SIMPULAN DAN SARAN Simpulan ... 59

Saran - Saran ... 60

DAFTAR PUSTAKA ... 61

DAFTAR TABEL

Halaman

1 Alokasi frekuensibluetooth ... 14

2 Klasifikasi daya pancar radiobluetooth ... 14

3 Spesifikasi video sebelum dikompresi dan dikonversi ... 27

4 Spesifikasi video setelah dikompresi dan dikonversi ... 27

5 Data hasil pengukuran pada jarak 4 m dengandata rate8 kbps ... 35

6 Data hasil pengukuran pada jarak 4 m dengandata rate16 kbps ... 37

7 Data hasil pengukuran pada jarak 4 m dengandata rate24 kbps ... 39

8 Data hasil pengukuran pada jarak 6 m dengandata rate8 kbps ... 41

9 Data hasil pengukuran pada jarak 6 m dengandata rate16 kbps ... 43

10 Data hasil pengukuran pada jarak 6 m dengandata rate24 kbps ... 44

11 Data hasil pengukuran pada jarak 8 m dengandata rate8 kbps ... 46

12 Data hasil pengukuran pada jarak 8 m dengandata rate16 kbps ... 48

13 Data hasil pengukuran pada jarak 8 m dengandata rate24 kbps ... 49

14 Data hasil pengukuran pada jarak 10 m dengandata rate8 kbps ... 52

15 Data hasil pengukuran pada jarak 10 m dengandata rate16 kbps ... 53

DAFTAR GAMBAR

Halaman

1 Jaringanbluetooth(a)point-to-point(b)point-to-multipoint... 5

2 Jaringanbluetooth scatternet... 5

3 Bluetooth protocol stack... 6

4 Bluetooth protocol stackyang digunakan pada penelitian ... 6

5 Arsitekturclient server... 8

6 Arsitekturvideo streamingpada jaringanbluetooth ... 10

7 Diagram alir tahapan penelitian ... 18

8 Contoh hasil proseshint track ... 28

9 Konfigurasi padaserverdanclient... 30

10 Grafik perbandingan parameter untuk data rate pada jarak 4 m dan lingkungan yang tidak memiliki dan memiliki interferensi Wi-Fi ... 40

11 Grafik perbandingan parameter untuk data rate pada jarak 6 m dan lingkungan yang tidak memiliki dan memiliki interferensi Wi-Fi ... 45

12 Grafik perbandingan parameter untuk data rate pada jarak 8 m dan lingkungan yang tidak memiliki dan memiliki interferensi Wi-Fi ... 51

13 Grafik perbandingan parameter untuk data rate pada jarak 10 m dan lingkungan yang tidak memiliki dan memiliki interferensi Wi-Fi ... 56

PENDAHULUAN

Latar Belakang

Bluetooth merupakan teknologi wireless yang dapat menghubungkan perangkat mobile yang berbeda melalui ISM (Industrial Scientific Medical) band

(Stalling, 2005). Standar yang digunakan bluetooth mengacu pada spesifikasi IEEE 802.15 (SIG, 2011). Teknologi wireless bluetooth dapat menghubungkan berbagai perangkat mobile seperti komputer/notebook dengan telepon seluler apabila pada komputer/notebook dan telepon seluler tersebut memiliki fasilitas

bluetooth.

Sebuah peralatanbluetoothdapat berkomunikasi dengan peralatan lain pada jarak 10 meter, bahkan saat ini telah dikembangkan standar baru yang dapat menjangkau jarak 100 meter (SIG, 2011).

Meskipun teknologi bluetooth telah dimiliki oleh rata-rata telepon seluler maupun komputer, namun pemanfaatannya masih belum maksimal. Umumnya pengguna telepon seluler ataupun komputer menggunakan bluetooth hanya untuk bertukar informasi/data. Hal ini dikarenakan bluetooth memiliki kelemahan terbesar yaitu keterbatasanbandwidth(Wang, 2004).

Penelitian yang dilakukan oleh Catania dan Zammit (2008) dengan melakukan pengujian video streaming menggunakan jaringan bluetooth pada komputer dengan sistem operasi Linux, menghasilkan bahwa waktu yang dibutuhkan pada transmisi video streaming, akan semakin besar sesuai dengan bertambahnya ukuran paket data yang dikirimkan. Penelitian ini juga menghasilkan bahwa perbedaan versi bluetooth pada sisi telepon seluler, memiliki pengaruh terhadap jumlah paket data yang dapat diterima oleh telepon seluler tersebut.

Gupta, Singh dan Jain (2010) telah melakukan pengujian berbagai transmisi

video streaming menggunakan jaringan bluetooth pada telepon seluler untuk

Salah satu cara mengatasi kelemahan pada jaringan bluetooth yaitu penggunaan protokol yang sesuai dan penggunaan kompresi video (Arnaldy, 2010). Untuk komunikasi peer to peer dan client server yang dilakukan pada 1

channel, protokol yang dapat digunakan adalah RFCOMM, sedangkan untuk banyak client, protokol yang digunakan untuk melakukan koneksi client-server

adalah L2CAP (Gupta, Singh dan Jain, 2010).

Penelitian yang dilakukan oleh Arnaldy (2010) yang menganalisis pengaruh

video bit ratepada sistem piconet pervasive,dengan symbian OS pada sisiclient, menghasilkan nilai packet loss terkecil yaitu 6.14% untuk bit rate 24 kbps, sedangkan untuk parameterthroughput dandelay, seluruh video kompresi telah memenuhi QoS video streaming berdasarkan standar Cisco. Nilai delay yang diperoleh berkisar antara 0.225 – 0.240 milidetik, dimana standar QoS untuk

delay berkisar antara 4 – 5 detik. Namun demikian, penelitian ini belum menghasilkan nilaipacket lossyang memenuhi standar QoSvideo streamingyaitu < 5% (Szigeti dan Hattingh, 2004), dan tidak memberikan solusi nilai optimum pada througput, delay, jitter serta packet loss supaya dapat melakukan video streaming yang memenuhi standar QoS, berdasarkan ukuran data dan jarak. Penelitian ini juga belum melihat bagaimana pengaruh interferensi Wi-Fi pada transmisi jaringan bluetooth, yang secara teoritis memungkinkan terjadi, karena sama-sama menggunakan frekuensi 2.4 GHz (Kondo, 2010). Oleh karena itu, dalam penelitian ini difokuskan pada optimasi untuk menghasilkan nilai

throughput, delay, jitter dan packet loss yang memenuhi standar QoS video streaming, dan melakukan analisis bagaimana pengaruh interferensi Wi-Fi pada

video streamingmelalui jaringanbluetooth.

Tujuan Penelitian

Tujuan penelitian ini adalah mengembangkan sistem piconet pervasive

Perumusan masalah

Bagaimana mendapatkan nilaithroughput, delay, jitterdanpacket lossyang memenuhi QoS video streaming standar Cisco, dari hasil optimasi dan analisis pengaruh interferensi Wi-Fi padavideo streamingmelalui jaringanbluetooth?.

Ruang Lingkup Penelitian

Ruang lingkup penelitian sebagai berikut :

 Jaringan bluetooth yang digunakan adalah client-server dengan komputer sebagaiserverdan telepon seluler sebagaiclient

 Topologi jaringan adalah point-to-point

 Lingkungan yang memiliki Wi-Fi dan lingkungan yang tidak memiliki Wi-Fi

 Wi-Fi yang digunakan beroperasi pada frekuensi 2.4 GHz

 Sistem operasi yang digunakan pada komputer yaitu Windows XP, sedangkan pada telepon seluler yaitu Symbian OS

 Ukurandata ratevideo adalah 8 kbps, 16 kbps dan 24 kbps

 Resolusiencodingvideo adalah 176x144 pixels

 Jarak dariserverkeclient bervariasi mulai dari 4 m, 6 m, 8 m dan 10 m

 Waktu transmisi 0 – 10000 milidetik

 Format video yang digunakan adalah 3gp

 Protokol yang digunakan adalah RFCOMM dengan intermediate protocol

berupaInternet Protocol(IP).

Hasil dan Manfaat Penelitian

Hasil dan manfaat yang diharapkan melalui penelitian ini adalah dihasilkan sistem video streaming piconet pervasive yang memenuhi QoS video streaming

TINJAUAN PUSTAKA

Bluetooth

Bluetooth adalah nama orang, yaitu Harold Bluetooth (dalam bahasa Inggris) atau Harald Blatand (bahasa Denmark) yang merupakan seorang Raja Viking Denmark di tahun 940-985 M, yang berhasil melanjutkan perjuangan ayahnya raja Gorm Dek Gammel, mempersatukan Denmark dengan Norwegia. Raja Gorm Viking Denmark itu gemar makan blueberries atau arbei sehingga giginya menjadi kebiru-biruan ataublue tooth.

Bluetooth diperkenalkan oleh Ericsson dan merupakan salah satu alternatif teknologiwirelessyang dibuat untuk peralatanmobile.Pada tahun 1998, sejumlah perusahaan ternama, yaitu Ericsson, IBM, Nokia, Intel, dan Toshiba bergabung membentuk sebuah kelompok bernamaBluetooth SIG (Bluetooth Special Interest Group). Saat ini, tidak kurang dari 15.000 perusahaan di berbagai bidang bergabung dalam sebuah konsorsium sebagai adopter teknologi bluetooth (SIG, 2011).

Sebuah peralatan bluetooth dapat berkomunikasi dengan peralatan lain yang berada pada jarak 10 bahkan pada jarak 100 meter (tanpa penghalang). Teknologi wireless bluetooth beroperasi pada frekuensi 2.4 GHz dan memiliki keunggulan yaitu rendahpower,rendah biaya, dan mudah digunakan.

Secara umum bentuk koneksi bluetooth dapat dibedakan ke dalam tiga kategori, yaitu : point-to-point, point-to-multipoint, dan scatternet, seperti yang diperlihatkan pada Gambar 1 dan Gambar 2. Koneksipoint-to-pointterjadi antara satu master dan satu slave yang menjalin komunikasi. Jika slave yang tehubung ke master lebih dari satu, koneksi ini dinamakan koneksi point-to-multipoint, sedangkan jika suatu perangkat dalam jaringan bluetooth dapat melakukan komunikasi dengan perangkat lain pada jaringan bluetooth yang lain, komunikasi ini dinamakan koneksi scatternet (Klingsheim, 2004). Master hanya mampu berkomunikasi dengan tujuh buah slave aktif dan maksimum sampai 255 slave

(a) (b)

Gambar 1 Jaringanbluetooth(a)point-to-point(b)point-to-multipoint

Gambar 2 Jaringanbluetooth scatternet

Bluetooth Protocol Stack

Bluetooth stack merupakan agen kontrol untuk mengimplementasikan protokol bluetooth dan mengontrol peralatan bluetooth secara terprogram. Protokol bluetooth kemudian dibagi menjadi layer-layer / protocol stack

(Gupta, Singh dan Jain 2010).

Padabluetooth protocol stackseperti yang terlihat pada Gambar 3, sesudah

layer aplikasi terdapat 4 layer yaitu layer TCS, SDP, WAP dan OBEX.

Telephony Control System (TCS) berfungsi sebagai penyedia layanan telepon.

Service Discovery Protocol(SDP) berfungsi untuk melayani penemuan perangkat

remote bluetooth. WAP dan OBEX menyediakan interface untuk layer atas dari protokol komunikasi lainnya dan mengijinkan pengiriman dan penerimaan obyek.

Gambar 3Bluetooth protocol stack

Protokol RFCOMM mengijinkan untuk membuat virtual serial port dan

streamdata, L2CAP menangani transmisi data dalam bentuk paket danmultiplex

data dari layer atas. HCI menangani komunikasi antar host dengan modul

bluetooth. Link Manager Protocol mengatur dan mengkonfigurasi koneksi dengan perangkat lainnya.Baseband and Link Controllermengatur koneksi fisik, frekuensi hopping, dan assembling paket. Radio memodulasi dan demodulasi data untuk transmisi dan penerimaan sinyal (Klingsheim, 2004). RFCOMM memungkinkan untuk membangun koneksi peer to peer dan mudah diimplementasikan, sedangkan L2CAP mendukung multiplexing dari berbagai peralatan dimana data dikirim dalam bentuk paket (Gupta, Singh dan Jain 2010).

Video streaming melalui bluetooth dapat menggunakan salah satu dari 3 pilihan sebagaimana terlihat pada Gambar 4, yaitustreamingmenggunakan HCI, L2CAP atau IP.

Application

TCS OBEX WAP SDP

RFCOMM

Logical Link Control and Adaptation Protocol (L2CAP)

Host Controller Interface (HCI)

Link manager Protocol

Baseband/Link Controller

Gambar 4 Bluetooth protocol stackyang digunakan pada penelitian

Pada penelitian ini video streaming dilakukan menggunakan IP dengan pertimbangan memiliki kompleksitas yang rendah pada implementasinya, dapat dimodifikasi di bagian software dan sesuai untuk digunakan pada bandwidth

yang terbatas (Catania dan Sammit, 2008). Proses streaming melalui IP menggunakan Transmission Control Protocol (TCP) atau User Datagram Protocol (UDP) sebagai media transport dengan protokol Real Time Transfort Protocol (RTSP) dan Real Time Protocol (RTP) sebagai protokol komunikasi antarserverdenganclientpada jaringanbluetooth. Sinyal kemudian diteruskan ke

layerIP,Point to Point(PPP) dan RFCOMM yang memungkinkan koneksiserial

menggunakan pilihan cable between two computers di konfigurasi pada sisi

server, sebelum masuk ke layer L2CAP. Dari bagian ini sinyal diteruskan pada

Baseband LayerdanBluetooth Radio. TCP/UDP

IP

BNEP PPP

RFCOMM

Logical Link Control and Adaptation Layer (L2CAP)

Baseband Layer

Link Manager Protocol

Bluetooth Radio Streaming

Over IP

Streaming Over L2CAP

Streaming Over HCI

Arsitektur Client Server

Arsitektur dari pengujian aplikasi yang dilakukan oleh Gupta, Singh dan Jain (2010) diilustrasikan pada Gambar 5. Sisiclientdikembangkan menggunakan J2ME yang merupakan platform tersendiri dan digunakan pada peralatan Java. Sisi server dikembangkan menggunakan Java SE dan menyediakan sebuah koneksi denganclientmelaluibluetooth.

Gambar 5 Arsitekturclient server

Pada tahap pertama, client mencari bluetooth server dalam area jangkauannya dan mengirim request untuk melakukan koneksi dengan server

yang aktif. Setelah autentikasi, server menyediakan koneksi wireless dengan

client dan menampilkannya pada peralatan client. Pada tahap kedua, video/stills

dicapture oleh client menggunakan MMAPI (Multimedia API) kemudian dikonversi ke dalambyte array. Data tersebut lalu dikirim melalui portbluetooth

menggunakan protokol RFCOMM dan diterima oleh port bluetooth pada sisi server. Data yang berupa snapshots video secara terus menerus ditransmisikan

melalui wireless ke server sampai prosesnya dihentikan. Data akan disimpan di folder server dan secara simultan dilakukan analisis terhadap ukuran data yang dikirim, waktu yang digunakan dandata rateyang telah dikirimkan (Gupta, Singh dan Jain, 2010).

Solusi Kelemahan Video Streaming Bluetooth

Kelemahan yang banyak dihadapi pada video streaming menggunakan jaringan bluetooth antara lain delay dan hilangnya data selama proses transmisi, terputusnya jaringan yang diakibatkan diluar jangkauan, juga adanya interferensi dengan device yang lain. Namun hal utama yang menjadi tantangan terbesarnya adalah terbatasnya bandwidth pada jaringan bluetooth, yaitu 732 kbps (Wang 2004).

Beberapa cara dalam menghadapi kelemahanvideo streamingmenggunakan jaringan bluetoothantara lain : video compression, QoScontrol dan intermediate protocols. Kompresi video digunakan untuk menghilangkan kelebihan informasi data video sehingga meningkatkan efisiensi pada transmisi jaringan bluetooth. QoS yang meliputi congestion control dan error control digunakan untuk menangani packet loss, mengurangi delay dan meningkatkan kualitas video, sedangkanintermediate protocoldigunakan untuk memecah data video ke dalam bentuk paket sebelum dikirimkan (Banerjeeet al, 2010).

Arsitektur Streaming Video Jaringan Bluetooth

Arsitektur video streaming pada jaringan bluetooth diperlihatkan pada Gambar 6, pada tahap awal, akan dibangun koneksi antara client-server, kemudian media server akan mengambil file kompresi video sesuai dengan permintaan client sedangkan Qos control akan beradaptasi dengan media bit-streams pada layer intermediate. Setelah berhasil beradaptasi, video streaming

yang sudah terkompresi dibagi menjadi paket-paket padalayer intermediate yang dipilih. Kemudian paket-paket tersebut dikirim melalui modul bluetooth. Pada bagian penerima, modul bluetooth akan menerima paket dari udara, kemudian paket-paket tersebut dikumpulkan kembali pada bagian intermediate protocol

Gambar 6 Arsitekturvideo streamingpada jaringanbluetooth

Streaming Protocol

Streaming protocol bertujuan sebagai standardisasi komunikasi antara

streaming server dan komputer client. Spesifikasi streaming protocol dibedakan menurut fungsinya yaitu : Real-time Streaming Protocol (RTSP) dan Real Time Protocol(RTP).

 Real-time Streaming Protocol(RTSP)

RTSP adalah protokol level aplikasi yang berfungsi sebagai mekanisme kontrol pengiriman data audio atau video secara real-time (RFC-2326 1998).

Protocol ini mempermudah client ketika ingin melakukan proses pause atau mencari posisi random ketika memutar kembali data. RTSP bertindak sebagai

"network remote control” yang memiliki empat buah perintah yang dikirim dariclientkepadaserver streaming.Keempat perintah tersebut adalah :

2. Play,servermengirim sebuah stream ke sesiclientyang telah dibangun dari perintah setupsebelumnya.

3. Pause, server menunda pengiriman stream namun tetap menjaga sumber daya yang telah dialokasikan.

4. Teardown, server memutuskan koneksi dan membebastugaskan sumber daya yang sebelumnya telah digunakan.

Empat perintah RTSP dapat dilakukan setelah client dan server sudah berada dalam session yang disepakati. Client melakukan proses DESCRIBE danservermerespon dengan protokol SDP (Session Description Protocol).

 Real-Time Transport Protocol (RTP)

Protokol ini didesain untuk memberikan layanan pengirimanend-to-end

untuk data dengan karakteristik real-time seperti interaktif audio dan video secara unicast atau multicast dalam sebuah jaringan komputer (RFC-3550 2003). Protokol RTP berjalan di atas Protokol UDP sebagai media transport. Dalam RTP terdapat mekanisme penomoran sequence atau urutan paket RTP yang digunakan untuk merekonstruksi ulang paket. Inisialisasi penomoran

sequence dilakukan secara acak untuk menjamin sekuritasnya. RTP menggunakan alamat port UDP 6872 untuk video dan 6870 untuk audio.

Apabila jaringan tidak mendukung protokol UDP, maka RTP dapat berjalan di atas protokol TCP. Apabila RTP berjalan menggunakan TCP sebagai media

transport, maka direkomendasikan untuk menggunakan ukurandata rateyang rendah (16 atau 32 kbps) pada video yang akan distreamingkan (http://publib.boulder.ibm.com/).

Quality-of-Service (QoS) Video Streaming

Quality of service (QoS) adalah kemampuan menyediakan jaminan, performansi dan diferensiasi layanan dalam jaringan. QoS sebagai ukuran kolektif atas tingkat layanan yang disampaikan keclient(Szigeti dan Hattingh, 2004).

fluktuasi pada jaringannya atau adanya interferensi dengan perangkat wireless

lainnya (Eudon KK dan Petersen, 2009).

Kriteria QoS video-on-demand streaming dalam standar Cisco sebagai berikut :

1. Bandwidth, besarnya kapasitas yang dapat ditransmisikan dalam jaringan.

Bandwidth sangat berpengaruh dalam pengiriman paket video streaming. Bandwidth berpengaruh untuk tipe format video dan video data-rate yang ditransmisikan. Semakin besar bandwidth maka semakin baik kualitas pengiriman videonya.

2. Throughput, rata-rata data yang dikirim dalam suatu jaringan, biasa diekspresikan dalam satuanbits per second (bps), bytes per second (Bps) atau

packet per second (pps). Throughput merujuk pada besar data yang dibawa oleh semua trafik jaringan, tetapi dapat juga digunakan untuk keperluan yang lebih spesifik, misalnya hanya mengukur transaksi Web, VoIP (Voice over IP).

atau trafik jaringan yang menuju alamat jaringan tertentu, dan sebagainya. 3. Delay,waktu yang dibutuhkan data untuk menempuh jarak dari asal ke tujuan.

Semakin kecil waktudelaymaka akan semakin baik kualitas streaming. Delay

yang diijinkan dalamstreaming videotidak boleh lebih dari 5 detik.

4. Jitter, erat kaitannya dengan parameter delay, dimana parameter jitter dapat digunakan untuk mengetahui kestabilan dari pengiriman paket data. Parameter

jitter dalam streaming video tidak memiliki standar baku karena streaming

video bukan merupakan jitter sensitive berdasarkan dari kriteria yang dikeluarkan oleh Cisco.

5. Packet loss adalah jumlah paket yang hilang. Sedangkan Packet Loss Ratio

(PLR) adalah perbandingan jumlah paket yang hilang terhadap total paket yang dikirim secara keseluruhan. Untuk mengetahui besarnyapacket lossdapat dilakukan dengan melihat jumlah paket yang hilang padatools capture traffic.

(Szigeti dan Hattingh, 2004).

Format Video

didesain untuk digunakan padavideo streamingdengan kapasitasbandwidth yang terbatas, karena H.263 dikembangkan untuk video streaming denganbandwidth

< 64 kbps (Wang, 2004).

Hint Track

Prinsip streaming media adalah media dikirimkan kepada client secepat mungkin tanpa adanya waktu keterlambatan. Hint track bertujuan menginformasikan server tentang informasi paket RTP. Informasi ini yang akan memberikan keterangan kepada server untuk mengirimkan sequence video dan

rate video dengan benar (Austerberry, 2005). Masing-masing track audio dan video dikirimkan secara terpisah dan instruksi pemaketan untuk tiap-tiap stream

berada dalam bentuk hint track. Masing-masing hint track akan memberitahu server bagaimana mengoptimalisasikan pemaketan jumlah data media yang spesifik. Software yang digunakan untuk melakukanHint Track dalam penelitian ini adalah MP4Box yang merupakansoftware open source.

GnuBox

GnuBox merupakan salah satusoftwaretelepon seluler yang dibatasi waktu

certificate instalasi. GnuBox berfungsi membuataccess point baru pada telepon seluler, sehingga telepon seluler dapat melakukan akses internet tidak melalui GPRS (General Packet Radio Service) melainkan melalui bluetooth yang terhubung dengan komputer yang memiliki akses internet. Software ini dikembangkan pertama kali oleh symbianos.org.cvs yang didesain untuk OS Symbian 6.0, kemudian dilakukan pengembangan selanjutnya dengan memperbaiki kelemahan-kelemahan yang ada oleh xan.

6600, 6620, 6670, 7610, 6630, 6680, 6681, 6682, N70, N73, N90, dan 7710 (Arnaldy, 2010).

Alokasi Frekuensi dan Klasifikasi Daya Pancar Radio Bluetooth

Secara umum alokasi frekuensi bluetooth beroperasi dalam pita frekuensi 2.4 GHz, namun untuk berbagai negara pengalokasian frekuensi secara tepat dan lebar pita frekuensi yang digunakan berbeda. Batas frekuensi serta kanal RF yang digunakan oleh beberapa negara dapat dilihat pada Tabel 1 (Stalling, 2005).

Tabel 1 Alokasi Frekuensi Bluetooth

Negara Range Frekuensi Kanal RF

Amerika Serikat,

Radio Frequency (RF) merupakan layerterendah dari spesifikasibluetooth. Unit RF merupakan sebuah transceiver yang memfasilitasi hubungan wireless

antar perangkatbluetooth yang beroperasi pada Industrial Scientific and Medical (ISM) band dengan frekuensi 2.4 GHz. ISM band bekerja dengan frequency-hopping,dan pembagiannya dibuat dalam 79hopdengan spasi 1 MHz. Teknologi

frequency-hoppingdimungkinkan berbagi jenis perangkat transmit pada frekuensi yang sama tanpa menimbulkan interferensi. Daya yang dianjurkan untuk radio

bluetooth diklasifikasikan menjadi tiga kelas seperti diperlihatkan dalam Tabel 2 (Luthfi, 2009).

Tabel 2 Klasifikasi daya pancar radio bluetooth

Kelas Daya Daya output maksimum (mW) Jangkauan / Range (meter)

1 <100 (20 dBm) 100

2 1– 2.5 (4 dBm) 10

Kelas daya 2 merupakan klasifikasi daya pancar radio bluetooth yang umum ditemukan di berbagai perangkat seperti pada telepon seluler maupun komputer (netbook, laptop/notebook). Penelitian ini menggunakan kelas daya 2 dimana jangkauan maksimumnya 10 meter.

Perbedaan Bluetooth dengan Wi-Fi

Perbedaan mendasar dari teknik transmisi dan protokol yang digunakan oleh

bluetoothdan Wi-Fi adalahbluetooth menggunakan spesifikasi yang dikeluarkan oleh IEEE dan bluetooth SIG, sedangkan Wi-Fi mengikuti spesifikasi IEEE dan WECA. Namun bluetooth maupun Wi-Fi (802.11b/g/n) sama-sama menggunakan frekuensi 2.4 GHz (Sofana, 2008). Penggunaan pita frekuensi yang sama menyebabkan sinyal yang dihasilkan oleh sebuah peralatan bluetoothdapat berinterferensi dengan peralatan Wi-Fi (Kondoet al,2009). Satu-satunya jaringan Wi-Fi yang beroperasi pada frekuensi diluar frekuensi 2.4 GHz adalah variasi 802.11a, namun jaringan ini tidak kompatibel dengan semua perangkat lainnya yang sesuai dengan standar IEEE 802.11. Hal ini disebabkan karena perbedaan frekuensi yang digunakan, dimana 802.11a menggunakan frekuensi 5 GHz (Wibisono dan Hantoro, 2008).

Pada sisi penggunaan, bluetooth lebih banyak digunakan pada handphone,

PDA, televisi,stereo set,remote control VCD/DVD player dan peralatan rumah tangga lainnya, serta pada berbagai peripheral komputer antara lain mouse,

printer, keyboard, mic, dan sebagainya. Bluetooth sangat cocok digunakan pada jaringan ad-hoc yang bersifat 100 % cable free, dimana infrastruktur jaringan tidak diperlukan. Pengguna dapat mengakses internet di beberapa lokasi hotspot

khusus bluetooth.Hotspotseperti ini akan cocok dimanfaatkan oleh mereka yang menggunakan telepon seluler atau PDA, sedangkan pengguna komputer/notebook

biasanya lebih memilihhotspotWi-Fi (Sofana, 2008).

Interferensi Wi-Fi

persamaan frekuensi memberikan efek interferensi dengan jaringan bluetooth

yang juga beroperasi pada frekuensi 2.4 GHz ( Eudon dan Petersen, 2009).

Kekuatan sinyal Wi-Fi dinyatakan dalam dBm, yang merupakan satuan kekuatan sinyal atau daya pancar (Signal Strengh or Power Level). 0 dBm didefinisikan sebagai 1 mW (milliWatt) beban daya pancar, contohnya bisa dari sebuah antena ataupun radio.

Sistem Piconet Pervasive

Piconet merupakan bentuk dasar jaringan bluetooth yang dapat dikategorikan menjadi point-to-point dan point-to-multipoint. Piconet

METODE PENELITIAN

Waktu dan Tempat

Penelitian ini dilakukan di LaboratoriumNetwork Computer Centric (NCC) Departemen Ilmu Komputer, Institut Pertanian Bogor dan di Laboratorium Teknik Elektro, Universitas Islam “45” (UNISMA) Bekasi. Pengujian sistem, pengukuran dan analisis hasil pengukuran berlangsung mulai bulan Agustus 2011 sampai Januari 2012, sedangkan penyempurnaan penulisan tesis diselesaikan pada bulan Juli 2012.

Bahan dan Alat Penelitian

Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah video dengan format 3GP dengan ukuran data rate 8 kbps, 16 kbps dan 24 kbps. Resolusi encoding

video adalah 176x144 pixels. Alat yang digunakan pada lingkungan pengembangan sisi server antara lain komputer yang memiliki spesifikasi

processor Genuine Intel(R) CPU U4100 @ 1.30 GHz, RAM 2 GB, tipe sistem : 32 bit OS, Sistem Operasi Microsoft Windows XP, USB Bluetooth Generic,

software Wireshark dan Darwin Streaming Server. Pada lingkungan pengembangan sisi client digunakan telepon seluler Nokia N73 dengan spesifikasi Symbian OS dan Bluetooth v 2.0. Software pendukung yang digunakan antara lain : GnuBox, AnalogX, MP4Box, Pazera, Xilisoft, Inssider, dan Net Surveyor Professional.

Metode Penelitian

Metode penelitian meliputi beberapa tahapan penelitian, dimana diagram alir tahapan penelitian tersebut dapat dilihat pada Gambar 7.

Tahapan penelitian yang digunakan meliputi :

 Analisis Sistem JaringanBluetooth Piconet Pervasive  Rancang Bangun Prototipe Sistem

 KompresiAudio Video  Hint Track

 Pengukuran Kinerja

 Pengujian Sistem

 Analisis Hasil Pengukuran

Gambar 7 Diagram alir tahapan penelitian

Analisis Sistem Jaringan Bluetooth Piconet Pervasive

Pada tahap ini dilakukan identifikasi kebutuhan sistem. Identifikasi kebutuhan dilakukan berdasarkan studi pustaka dan literatur mengenai hardware

dan software yang dibutuhkan selama penelitian. Pada sisi hardware, penelitian ini menggunakan komputer, dongle USB bluetooth dan telepon seluler. Pada sisi

dan Gnubox. Studi literatur juga meliputi multimedia pada telepon seluler, pemrosesan audio video, koneksi bluetooth dari telepon seluler ke komputer, dan dari komputer ke telepon seluler.

Identifikasi kebutuhan alat yang digunakan sebagai berikut : Lingkungan pengembangan sisiserver

 Genuine Intel(R) CPU U4100 @ 1.30 GHz, RAM 2 GB

 System Type : 32 bit Operating System

 Sistem Operasi Microsoft Windows XP

 USBBluetoothGeneric

 SoftwareWireshark dan Darwin Streaming Server Lingkungan pengembangan sisiclient

 Telepon seluler Nokia N 73

 Symbian OS

Pada tahap ini, perancangan dan pembangunan prototipe dilakukan untuk koneksibluetoothdari komputer ke telepon seluler, tahapan-tahapannya adalah :

 Konfigurasi server

Konfigurasi yang dilakukan pada sisi server terdiri dari software dan

protokol Real Time Streaming Protocol (RTSP) dan Real Time Transport Protocol (RTP). DSS dapat berjalan di atas sistem operasi Windows, Linux dan Mac OS.

AnalogX proxy digunakan untuk menghubungkan jaringan pada komputer dengan DSS sehingga permintaan paket dari clientdapat dibaca dan diterima olehserver.

Konfigurasi pada sisi hardware terdiri dari USB bluetooth device. Pada bagian ini konfigurasi yang dilakukan mengikuti aturan standar bluetooth protocol stack. Konfigurasi dilakukan pada koneksi jaringan, jadi tidak menggunakan koneksi jaringanbluetoothsecaradefault.

 Konfigurasi client

Konfigurasi pada sisi client dilakukan pada telepon seluler. Client

(telepon seluler) yang digunakan adalah Nokia N 73. Pertama kali dilakukan instalasi software Gnubox yang berfungsi membuat access point baru untuk menghubungkan telepon seluler dengan komputer melalui jaringan bluetooth, selanjutkan dilakukan konfigurasi pada access point. Setelah konfigurasi pada

access point selesai, dilanjutkan dengan melakukan konfigurasi pada video

player yaitu real player (secara default sudah terdapat pada telepon seluler). Konfigurasi dilakukan pada bagian option, dengan memilih pilihan proxy sesuai dengan proxy pada access point bluetooth. Setelah itu dilanjutkan dengan konfigurasi pada Gnubox. Hal ini dilakukan agar telepon seluler dapat berkomunikasi dengan komputer melalui jaringanbluetooth dimana komputer bertindak sebagaiserversedangkan telepon seluler bertindak sebagaiclient.

Secara umum suatu komputer dapat mengakses telepon seluler melalui

bluetooth, dimana telepon seluler digunakan sebagai modem, dengansoftware

Gnubox, proses tersebut dibalik, sehingga komputer dapat bertindak sebagai modem.

Kompresi Audio Video

Pada tahap ini, dilakukan proses kompresi untuk memperkecil data rate

Format kompresi video yang digunakan yaitu 3gp, sedangkan audio yaitu amr. Penggunaan format tersebut selain format video kompresi terkecil saat ini juga karena merupakan format video yang dapat dibaca / dimainkan pada telepon seluler pada umumnya, sedangkan format audio amr umum digunakan pada telepon seluler. Video yang telah dikompresi kemudian dikirimkan melalui jaringanbluetoothdenganbandwidthyang terbatas yaitu 732 kbps (Wang, 2004).

Hint Track

Sebelum video distreamingkan, lebih dahulu dilakukan proses hint track

agar video dapat dijalankan/dimainkan pada video player client.Proseshint track

diperlukan untuk memberikan informasi kepada video sehingga siap distreamingkan dan dapat dikenali oleh client (Austerberry, 2005). Pada penelitian ini proses hint trackdilakukan dengan menggunakan tools open source

bernama MP4Box.Bandwidthyang diperoleh dari proses ini menjadi batasan dari video yang dapat distreamingkan (Arnaldy, 2010).

Optimasi

Pada tahap ini dilakukan optimasi pada server dengan melakukan tune-up

pada DSS atau AnalogX, sedangkan pada sisi client optimasi dapat dilakukan diantaranya dengan meminimalisir background yang berjalan, yang mengkonsumsi memori pada telepon seluler. Optimasi juga dapat dilakukan dengan melakukantune up padaGnuboxatau peningkatan versi bluetooth device

pada sisiclient. Optimasi dilakukan jikavideo streamingtelah berhasil dilakukan, namun nilai yang didapatkan belum memenuhi standar QoSvideo streaming, jika

video streamingbelum berhasil sama sekali (gagalstreaming), maka proses akan diulang dari tahap kompresi audio video.

Pengukuran kinerja

 Throughput

Throughput merupakan jumlah paket data yang dikirimkan selama rentang waktu tertentu. Pengukuran throughput dilakukan berdasarkan data yang diperoleh dari capture traffic jaringan yaitu jumlah paket dan waktu pengiriman. Pengukuran dilakukan beberapa kali ulangan untuk data rate

video berbeda, kemudian dari masing-masing tipe data rate video dirata-ratakan. Hasil rata-rata mewakili kinerja jaringan bluetooth yang akan dianalisis. Perhitunganthroughputmenggunakan persamaan berikut :

ܶℎݎ݋ݑ݃ℎ݌ݑݐ = ∑ ௉௔௖௞௘௧ ௌ௘௡௧_{ௌ௘௡௧ ்௜௠௘} ……….… (1)

Keterangan :

∑ Packet Sent = Jumlah paket yang dikirimkan

Sent Time = Waktu pengiriman

 Delay dan Jitter

Delay adalah waktu yang dibutuhkan data untuk menempuh jarak dari asal ke tujuan. Jitter erat kaitannya dengandelay, dimana nilai dari parameter

jitter mengikuti nilai parameter delay. Jitter dapat membantu dalam mengetahui kestabilan dari suatu jaringan. Pengukuran delay dan jitter

dilakukan berdasarkan waktu mulai pengiriman sampai paket diterima. Data yang digunakan berasal dari capture traffic dimana caranya yaitu dengan mengurangi waktu penerimaan paket pertama dengan waktu pengiriman paket pertama kemudian waktu penerimaan paket kedua dikurangi waktu pengiriman paket kedua dan seterusnya. Perhitungan delay menggunakan persamaan berikut :

ܦ݈݁ܽݕ(݅) =ܴ_௜ − ܵ_௜ ………. (2) Keterangan :

Ri =Received Time i(waktu penerimaan ke-i) Si =Sent Time i(waktu pengiriman ke-i)

 Packet Loss

Packet lossdiukur berdasarkan sampai tidaknya suatu paket yang dikirim dari server ke client. Nilai packet loss diperoleh dari tools capture traffic

client. Kemudian dari sekian banyak paket data yang hilang dibagi dengan banyaknya paket yang dikirim dikalikan 100%, maka diperoleh nilai

Packet Loss Ratio (PLR).Perhitungan PLR menggunakan persamaan berikut :

PLR = ∑ ௉௔௖௞௘௧ ௅௢௦௦

∑ ௉௔௖௞௘௧ ்௢௧௔௟ x 100% ………. (3)

Keterangan :

∑ Packet Loss = Jumlah paket yang hilang selama pengiriman

∑ Packet Total = Total paket yang dikirimkan

Pengujian Sistem

Pengujian sistem bertujuan untuk mengetahui kemampuan jaringan

bluetooth sebagai video streaming media serta untuk mengetahui kualitas video yang diterima pada sisi client. Pengujian dilakukan menggunakan Darwin Streaming Server, dan AnalogX proxy pada sisi server dan GnuBox serta real player pada sisi client. Protokol yang digunakan adalah RFCOMM dengan

intermediate protocolberupaInternet Protocol(IP).

Pengujian dilakukan pada ukuran data rate video dan jarak yang berbeda.

Data rate video yang diuji adalah 8 kbps, 16 kbps, dan 24 kbps, dengan resolusi

encoding 176x144 pixels, sedangkan jarak yang akan dilakukan pengujian yaitu 4 meter, 6 meter, 8 meter dan 10 meter. Selama proses transmisi, akan dilihat bagaimana pengaruh interferensi Wi-Fi pada kualitas video streaming melalui jaringanbluetooth.

Analisis Hasil Pengukuran

HASIL DAN PEMBAHASAN

Penelitian Pendahuluan

Penentuan ukuran kompresi video (data rate)dilakukan dengan melakukan penelitian pendahuluan dan membandingkan hasilnya dengan hasil penelitian sebelumnya yang dilakukan oleh Arnaldy (2010). Penelitian pendahuluan ini meliputi beberapa kombinasi parameter video pada kompresi video dan konversi video menjadi format 3gp sehingga didapatkan kombinasi yang sesuai. Kombinasi parameter yang berpengaruh selain dari ukurandata ratevideo adalahframe rate

dimana apabila frame rate dinaikkan menjadi lebih dari 10 akan meningkatkan nilai kebutuhan bandwidth untuk video, sedangkan untuk parameter frame size

disesuaikan dengan ukuran video aslinya sebelum dilakukan kompresi.

Parameter lainnya yang dilakukan penelitian pendahuluan adalah data rate

audio,penentuan nilai 24 kbps karena pada nilaidata rateuntuk audio merupakan suatu kelipatan 8. Nilai 24 kbps merupakan nilai tertinggi yang dapat digunakan, karena berdasarkan hasil penelitian pendahuluan data rate audio diatas 24 kbps yaitu 32 kbps akan meningkatkan kebutuhan bandwidth dan menyebabkan video gagal untuk dikirimkan (Arnaldy, 2010). Sedangkan untuk parameter Codec digunakan H.263 sesuai dengan format video yang dapat dimainkan pada media playertelepon seluler (Wang, 2004).

Setelah dilakukan penelitian pendahuluan pada parameter kompresi selanjutnya dilakukan penelitian pendahuluan pada parameter konversi dari audio dan video antara lain data rate, sample rate, dan size. Untuk parameter lainnya seperti Codec mengikuti konfigurasi dari format 3gp. Nilai data rate video yang digunakan adalah 8 kbps, 16 kbps dan 24 kbps, sedangkan ukuranframe rateyang digunakan yaitu dari 8 fps(frame per second). Frame rate merupakan nilai rata-rata banyaknya frame yang ditampilkan pada setiap detiknya. Kombinasi untuk

frame ratedisesuaikan dengandata ratevideo.

error time out. Artinya semakin besar frame rate dapat mempengaruhi nilai kebutuhanbandwidth(Arnaldy, 2010).

Selanjutnya parameter frame size yaitu ukuran dari gambar pada video dengan satuan pixels. Berdasarkan hasil penelitian pendahuluan ukuran dari

frame size yang dapat distreamingkan yaitu untuk video yaitu 176x144 pixels (Arnaldy, 2010).

Pada parameter konversi percobaan dilakukan pada ukurandata ratevideo, data rate audio, dan size video. Ukuran data rate video yang dicobakan yaitu mulai dari 8 hingga 24 kbps, sedangkandata rateaudio adalah 7.95 kbps, dengan

size video ukuran 176x144 pixels. Berdasarkan hasil penelitian percobaan diperoleh hasil optimum untuk streaming video pada penelitian ini yaitu ukuran

data ratevideo 8 kbps dengandata rateaudio 7.95 kbps.

Pada penelitian pendahuluan telah dilakukan juga satu kali proses, artinya hanya melakukan proses konversi dari video asli, tetapi hasil dari proses tersebut ketika dilakukan proses hint track memberikan nilai kebutuhan bandwidth yang besar. Oleh karena itu untuk mendapatkan video yang dapat distreamingkan pada penelitian ini mengalami tiga proses yaitu kompresi dalam hal ini untuk memperkecil ukuran data rate video, kemudian konversi untuk merubah format video menjadi 3gp, dan terakhir hint track untuk memberikan informasi pada video sehingga dapat dikenali olehclientpada saat video tersebut distreamingkan.

Analisis Sistem Jaringan Bluetooth Piconet Pervasive

Dalam pembentukan sistem jaringan bluetooth diperlukan perangkat utama yaitubluetooth devicepada sisiserverdanclient.Pada sisiserverdipasang sebuah

bluetooth device yang termasuk kedalam kelas 2 dengan memiliki jangkauan maksimum 10 meter (SIG, 2011), sedangkan pada sisi client merupakan sebuah telepon seluler yang telah memiliki fiturbluetoothdidalamnya.

Pada penelitian ini, sistem jaringan bluetooth digunakan sebagai media video streaming dari server ke client. Streaming server yang digunakan adalah Darwin Streaming Server (DSS) yang merupakan versi open source dari Quicktime Streaming server (QSS). Penggunaan server ini karena selain bersifat

RTP, dimana hal ini sesuai dengan kebutuhan penelitian yang menggunakan video dalam format 3gp.

Software pendukung yang digunakan pada proses streaming video dalam sistem jaringan bluetooth ini yaitu GnuBox, dan AnalogX proxy. GnuBox yang digunakan disesuaikan dengan jenis telepon seluler yang dijadikan sebagai client

dalam hal ini digunakan tipe GnuBox untuk Symbian OS 9.1, S60 3rd edition. AnalogX proxy merupakan sebuah proxy server yang berfungsi untuk membagi koneksi internet pada mesin yang berbeda dalam satu jaringan. Dalam penelitian ini AnalogX proxy digunakan untuk membagi koneksistreaming server

(DSS) pada server komputer dengan client telepon seluler yang dapat dikatakan sebagai dua jenis mesin yang berbeda yang tehubung dalam satu jaringan yang sama.

Perbedaan mendasar dari jaringan bluetooth pada umumnya dengan sistem jaringan bluetooth dalam penelitian ini adalah adanya tools GnuBox dan AnalogX proxy, yang dapat menghubungkan dua mesin yang berbeda sehingga dapat berkomunikasi dan dapat saling bertukar informasi. Keberadaan AnalogX proxy pada sisi server sangat penting seperti halnya keberadaan GnuBox pada sisiclient. Keduasoftwareini yang menjadikan perbedaan mendasar antara sistem jaringan bluetooth pada umumnya dengan sistem jaringan bluetooth dalam penelitian ini.

Perancangan Prototipe dan Implementasi Sistem

Perancangan prototipe dan implementasi sistem terdiri dari tiga tahap yaitu pra-proses, konfigurasi server dan client serta optimasi. Pada tahap pra-proses banyak terkait dengan video yang akan dikirimkan, kemudian pada proses konfigurasi server dibahas server streaming yang digunakan yaitu DSS dan bagaimana streaming video tersebut dapat dikirimkan. Sedangkan pada konfigurasi client dibahas bagaimana telepon seluler dapat menerima paket

streamingvideo dariserverdan menampilkannya padamedia player.  Pra-proses

kompresi dilakukan untuk memperkecil data rate video. Spesifikasi awal dari video sebelum dilakukan kompresi dan konversi ditunjukkan pada Tabel 3.

Tabel 3 Spesifikasi video sebelum dikompresi dan dikonversi

Spesifikasi Nilai Skenario

Audio Data Rate (kbps) 32

Sample Rate (Hz) 11025

Channels 2

Pada proses kompresi ini, video yang dikompresi terbagi menjadi dua bagian yaitu video dan audio, masing-masing bagian dilakukan kompresi. Selain ukuran data rate yang diperkecil terdapat beberapa komponen yang turut berpengaruh terhadap hasil kompresi sehingga video dapat dikirimkan, komponen-komponen tersebut antara lainframe rate(fps) danframe size(pixels).

Tabel 4 Spesifikasi video setelah dikompresi dan dikonversi

Spesifikasi Nilai Skenario

Video Format

Video Data Rate(kbps)

3gp

Audio Data Rate (kbps) 7.95

Sample Rate (Hz) 8000

Channels 1

client (telepon seluler). Selain melakukan konversi pada tahapan ini juga dilakukan proses kompresi. Berbeda dengan proses kompresi sebelumnya, pada proses ini kompresi dilakukan untuk menyesuaikan format video sebelumnya dengan format 3gp. Proses konversi video akan terbagi menjadi dua bagian yaitu video dan audio, dimana masing-masing bagian dapat diatur seperti terlihat pada Tabel 4.

Pada pengaturan konversi untuk masing-masing skenario memiliki ukuran yang sama, dimana untuk video memiliki data rate sebesar 8 kbps artinya video yang dikirim sebesar 8 kilobit untuk setiap detiknya.

Codec (Compressor / Decompressor) video yang digunakan adalah H.263 yang merupakan format Codec untuk video, sedangkan Codec untuk audio digunakan AMR_NB yang merupakan Codec audio untuk format 3gp. Data rate

audio yang digunakan yaitu 7.95 kbps dengan sample rate sebesar 8000 Hz (8 kHz). Pemilihan nilai-nilai tersebut berdasarkan hasil penelitian pendahuluan yang telah dilakukan, apabila nilai-nilai tersebut dinaikkan maka akan meningkatkan nilai kebutuhan bandwidth yang menyebabkan video gagal untuk distreamingkan.

Tahap berikutnya adalah melakukan hint track video yang telah dikompres dan dikonversi kedalam format 3gp. Proses hint track dilakukan menggunakan Mp4Box yang akan menghasilkan video yang siap untuk distreamingkan. Gambar 8 merupakan contoh hasil dari proses hint track pada salah satu video yang digunakan dalam penelitian ini.

Gambar 8 Contoh hasil proseshint track

juga memberikan informasi format video dan audio yang digunakan, dalam video ini format video yang digunakan adalah H263-1998 dan format audionya adalah AMR sesuai dengan yang diatur pada saat konversi video. Bandwidth yang diperoleh dari proses hint track ini menjadi batasan dari video yang dapat distreamingkan.

 Konfigurasi Server dan Client

Konfigurasi yang dilakukan pada sisi server terdiri dari software dan

hardware, konfigurasi pada bagian hardware terdiri dari sebuah komputer dan

bluetooth device. Sedangkan bagian software terdiri dari Darwin Streaming Server, dan AnalogX proxy. Darwin Streaming Server merupakan software open source dan dapat didownload secara gratis di http://static.macosforge.org/ dss/downloads/DarwinStreamingSrvr5.5.5-windows.exe, sedangkan AnalogX proxy juga merupakan software open source, dapat didownload di http://www.analogx.com/ files/proxyi.exe. Bluetooth stack yang digunakan adalah bluetooth stack dari Microsoft dengan konfigurasi yang digunakan mengikuti aturan standar.

Konfigurasi pada DSS mengikuti konfigurasi standar, artinya tidak melakukan perubahan konfigurasi. Video hasil dari pra-proses yang akan distreamingkan disimpan pada C:\Program Files\Darwin Streaming Server\ Movies\. Pada folder Movies disimpan 3 buah video yang telah dihint track yaitu andinada.3p, andinada1.3gp dan andinada2.3gp. Koneksi antara komputer dengan telepon seluler dilakukan dengan melakukan konfigurasi pada sisi server dan sisi

client. Pada sisi server konfigurasi dilakukan dengan membuat koneksi baru menggunakan modem. Modem yang digunakan merupakan modem yang terkoneksi melalui port COM bluetooth device milik client yang telah terdeteksi. Kemudian pada bagian koneksi jaringan dibuat koneksi baru dengan memilih koneksi communications cable between two computers. Hasil dari konfigurasi yang dilakukan membuat komputer dapat terhubung dengan telepon seluler melalui RFCOMM. Menggunakan konfigurasi ini juga telepon seluler yang bertindak sebagai client akan mendapatkan sebuah IP Address yang satu kelas dengan IP Address komputer, sehingga dapat dikatakan juga bahwa koneksi

menggunakan IP sebagai layer intermediate protocol. Konfigurasi pada server

danclientdalam penelitian ini dapat dilihat pada Gambar 9 berikut :

Gambar 9 Konfigurasi padaserverdanclient

File video yang telah diproses pada pra-proses disimpan pada folder default

DSS. DSS sebagai streaming server berfungsi untuk melayani permintaan client

berupa file video, dengan adanya AnalogX proxy pada server dapat menghubungkan jaringanbluetooth denganstreaming server.Artinya permintaan dari client yang dibawa oleh jaringan bluetooth akan disampaikan oleh AnalogX proxy ke streaming server untuk kemudian streaming server mengirimkan file video sesuai dengan permintaan.

Keberadaan AnalogX proxy ini sangat penting karena dapat menghubungkan dua mesin yang berbeda. Tanpa adanya AnalogX proxy maka

serverdapat berkomunikasi denganclienttetapi pengirimanstreamingvideo tidak dapat dilakukan karena permintaan video dariclient tidak dikenali olehstreaming server.

Selanjutnya bagian dari bluetooth device, pada bagian bluetooth device

konfigurasi yang dilakukan mengikuti aturan standar dari bluetooth stack yang digunakan, dalam penelitian ini yaitu stackbluetooth dari Microsoft. Konfigurasi yang dilakukan adalah pada koneksi jaringan, karena dalam penelitian ini tidak menggunakan koneksi jaringanbluetoothsecaradefault.

Pada komputer server dibuat koneksi baru yang terhubung dengan modem seperti yang telah dijelaskan sebelumnya, yaitu communications cable between two computers. Koneksi ini diperoleh dari pembuatan modem baru dimana jenis koneksinya menggunakan port COM dari bluetooth client yang telah terdeteksi. Artinya langkah pertama adalah memastikan bahwa bluetooth client telah terdeteksi olehserver,dimana setiapbluetoothyang terdeteksi akan memilikiport

COM yang berbeda-beda.Port COM inilah yang digunakan sebagai penghubung antaraserverkomputer denganclienttelepon seluler.

Konfigurasi client terdiri dari beberapa tahapan yaitu instalasi software

GnuBox, konfigurasi access point dan konfigurasi media player. Setelah konfigurasi berhasil dilakukan maka server dan client dapat berhubungan dan berkomunikasi. Alur konfigurasi pada sisi client (telepon seluler) dibagi atas tahapan instalasi GnuBox, konfigurasi access point, termasuk pada data bearer

dandial up number, melakukan setting pada proxy server addressdanproxy port number, kemudian melakukan koneksi ke server. Konfigurasi ini dilakukan pada telepon seluler yang akan dijadikanclient.

Sebagai tahapan awal adalah melakukan instalasi software GnuBox yang sesuai dengan tipe telepon seluler, dalam penelitian ini digunakan GnuBox 6v3. GnuBox dapat diperoleh secara gratis dari internet pada alamat resminya yaitu http://xan.dnsalias.org/gnubox/#faqwhv atau dapat juga diunduh di http://www.digital-digest.com/software/download-1487_0_19_file_MP4Box-0.4. 6-dev_20091013.zip.html. Tool ini merupakan tool siap pakai dengan penggunaannya disesuaikan dengan tipe dari masing-masing tipe telepon seluler, dimana dalam penelitian ini disesuaikan dengan tipe Nokia N73.

Setelah proses instalasi selesai selanjutnya melakukan konfigurasi pada

access pointseperti berikut :

 Access point

Pada bagian menu access point dibuat access point baru yang diberi nama Bt dimana penulisan nama merupakan case sensitive, karena nama ini yang akan dikenali oleh GnuBox sebagaiaccess pointyang digunakan.

 Data bearer

Pada pilihandata bearer dapat dipilih selain dari GPRS yaitu GSM atau

data call, keduanya dapat digunakan karena memberikan aksesdial up number.

Pada penelitian ini menggunakandata call.

 Dial up number

 Proxy server address

Selanjutnya memasukkan alamat proxy server misalnya 127.0.0.1 dan

port number misalnya 1234. Pada penelitian ini alamat proxy server yang digunakan adalah 192.168.1.1 yang merupakan alamat IP dari komputerserver

sedangkan port number yang digunakan yaitu 6588 yang merupakan port numberdari proxy AnalogX.

Setelah konfigurasi pada access point selesai, selanjutnya melakukan konfigurasi pada menu GnuBox. Pada menu GnuBox terdapat beberapa pilihan, sebagai langkah awal adalah membuat record dengan memilih create record.

Fungsi dari create record ini adalah untuk membuat jaringan baru dengan menggunakan koneksibluetooth. Selanjutnya memilih setRAS login scriptyang berfungsi untuk membuat script login pada access point Bt yang telah dibuat sebelumnya. Apabila langkah ini tidak dilakukan maka script login pada access point akan kosong yang menyebabkan koneksi tidak dapat dilakukan. Setelah proses create record dan set RAS login script dilakukan maka langkah terakhir adalah memilih jenis koneksi yaitu dipilih koneksi menggunakan bluetooth,

karena selain menggunakan bluetooth pilihan lainnya adalah menggunakan

infrared.

Tujuan dari software GnuBox adalah membuat access point baru pada telepon seluler sehingga telepon seluler dapat mengakses komputer melalui jaringanbluetooth.Secara umum suatu komputer dapat mengakses telepon seluler melalui bluetooth seperti untuk mengakses internet, dimana telepon seluler bertindak sebagai modem, dengan menggunakan software GnuBox proses tersebut dibalik, artinya komputer yang bertindak sebagai modem. Pengguna telepon seluler dapat mengakses internet tanpa harus menggunakan GPRS tetapi menggunakan jalurbluetoothyang terhubung pada komputer yang memiliki akses internet.

Dalam penelitian ini fungsi GnuBox digunakan untuk melakukan

Selain GnuBox,softwarelain yang digunakan dalam prosesstreamingvideo adalah media player, yaitu Real One player yang merupakan default dari telepon seluler yang menjadiclient.Konfigurasiplayerdilakukan dengan mengatur proxy dan access point sehingga terhubung pada bluetooth untuk kemudian dapat menampilkan video yangdistreamingkandariserver.

Cara menampilkan video streaming pada client yaitu dengan memasukkan alamat IP Address komputer server dan nama video yang akan dimainkan pada

media player client dengan mengetikkan protocol yang digunakan. Sebagai contoh untuk menampilkan video 1 maka pada bagian perintah memasukkan alamat IP Address diketikkan sebagai berikut : rtsp://192.168.1.100/andinada.3gp, dimana rtsp merupakan protocol yang digunakan untuk streaming kemudian 192.168.1.100 merupakan alamat IP dari komputer server sedangkan andinada.3gp adalah file video yang diminta untuk distreamingkan.

Pada saat penulisan permintaan video khususnya alamat dan nama file video harus sesuai dengan alamat dan nama file video yang ada di server. Demikian halnya dengan format video, penulisan file video harus selalu disertai dengan format video karena apabila dalam penulisannya file video tidak disertakan maka

server tidak akan mengenali permintaan tersebut. Hal ini akan mengakibatkan video gagal streaming dilakukan. Adapun kriteria dikatakan sebagai gagal

streamingsebagai berikut :

 Permintaan video dari client ke server tidak dikenali oleh server sehingga akan muncul pesanerrordiclient “file not found”.

 Pada saat koneksi client – server sudah terbangun dan video dalam proses transmisi, video yang distreamingkan terputus sebelum seluruh video berhasil dijalankan di sisiclient.

Optimasi

Pada tahap ini dilakukan optimasi pada server dengan melakukan tune-up

Active Perl melakukan sinkronisasi database pada sisi server sehingga kinerja DSS meningkat, sedangkan pada sisiclientdengan mengatur data bearer

pada settingan data call GnuBox. Active Perl merupakan software open source

yang dapat diunduh secara gratis di http://www.activestate.com/activeperl/ downloads/ActivePerl-5.12.4.1205-MSWin32-x86-2.msi/.

Optimasi pada bluetooth device dilakukan dengan meningkatkan versi

bluetooth yang digunakan pada penelitian sebelumnya yakni dari versi 1 ke versi 2. Bluetoothversi 2 memberikan kapasitas layanan video streaming dengan kualitas yang tinggi (Razavi, 2007). Optimasi dilakukan jikavideo streamingtelah berhasil dilakukan, namun nilai yang didapatkan belum memenuhi standar QoS

video streaming, jika video streaming belum berhasil sama sekali (gagal

streaming), maka proses akan diulang dari tahap kompresi audio video.

Interferensi Wi-Fi

Adanya persamaan frekuensi yang digunakan jaringan bluetooth dan Wi-Fi memungkinkan terjadinya interferensi, yang mempengaruhi nilai pada parameter throughput, delay, jitter dan packet loss, selama streaming video dilakukan. Kekuatan sinyal Wi-Fi yang digunakan pada penelitian ini dinyatakan dalam 3 kondisi lingkungan yaitu lingkungan yang tidak memiliki interferensi Wi-Fi dinyatakan dalam -100 dBm, lingkungan yang memiliki interferensi dengan kekuatan sinyal -78 dBm, dan lingkungan dengan kekuatan sinyal Wi-Fi -58 dBm.

Tools yang digunakan untuk memonitor Wi-Fi adalah Inssider dan NetSurveyor Profesional.

Inssider merupakan tool gratis yang berfungsi untuk mendeteksi sinyal