Yudistira Eka Putra ( )

(1)

ANALISIS PERFORMANSI JARINGAN PADA

SISTEM PEMBAYARAN TOL ELEKTRONIK

BERBASIS RADIO FREQUENCY

IDENTIFICATION (RFID)

Yudistira Eka Putra (2206 100 073)

Dosen

Dosen PembimbingPembimbing::

Dr.Ir.Achmad Affandi, DEA

Jurusan Teknik Elektro – Fakultas Teknologi Industri Institut Teknologi Sepuluh Nopember

(2)

LATAR BELAKANG



Pertumbuhan jumlah kendaraan di

Indonesia  764.710 unit mobil terjual

sepanjang 2010



Solusi kemacetan di kota-kota besar 

jalan tol

 Memperlancar lalu lintas di daerah berkembang

 Meningkatkan pelayanan distribusi barang dan jasa

 Penghematan biaya operasi kendaraan (BOK) bagi pengguna jalan tol

 Membantu perkembangan wilayah & peningkatan ekonomi

(3)

LATAR BELAKANG

Profil Jalan Tol di Indonesia

 51 ruas tol  32 ruas Tol Trans Jawa (1.099,08 Km),

19 ruas Tol Non Trans Jawa (335,84 Km)

 Terjadi peningkatan volume kendaraan yang melintas

tiap harinya  2.366.137 kendaraan/hari (2008),

2.510.411 kendaraan/hari (2009)

 Sistem pelayanan konvensional  transaksi tunai /

karcis langganan tol

 Proses pelaporan pendapatan tol secara manual 

(4)

PERUMUSAN MASALAH



Rancangan arsitektur sistem

pembayaran tol elektronik?



Analisis performansi jaringan:



Waktu Pelayanan Transaksi



Throughput



Delay



Packet Loss



Konfigurasi jaringan  minimum

(5)

BATASAN PERMASALAHAN

 Perangkat RFID yang digunakan:

 reader Pegasus PF-5210 (freq 433,9 MHz, polarisasi 360˚)

 active-tag Pegasus PF-300 (radius 3-15 meter)

 Perangkat lunak yang digunakan:

 rancang bangun user interface menggunakan Visual Basic 6.0

 rancang bangun basis data menggunakan SQL Server 2000

 network analyzer tools menggunakan Colasoft Capsa 6.9

 Pengujian dilakukan antara client-server melalui Wide Area Network (internet) dengan

memanfaatkan koneksi ADSL (di sisi server) dan GPRS (di sisi client)

 Pengukuran dibatasi hanya pada TCP packet

 Dilakukan bandwidth shaping pada koneksi modem di sisi client

(6)

TUJUAN DAN MANFAAT



Desain perangkat yang paling efisien

 low cost, high performance



Mengukur batas performansi jaringan

& kebutuhan minimum sistem



Improvement sistem pelayanan tol:



mengurangi antrian di gerbang tol



mencegah potensi fraud / human error

(7)

METODOLOGI PENELITIAN



Pemodelan Sistem



Perancangan Purwarupa Sistem



Analisa dan Pengukuran



Pengujian Sistem

(8)

(9)

TINJAUAN PUSTAKA

Radio Frequency Identification



Automatic Identification (Auto-ID)



Memanfaatkan medium radiowave



Terdiri atas 3 komponen utama:

 tag/transponder

 reader/interrogator

 controller/host

(10)

TINJAUAN PUSTAKA

(11)

TINJAUAN PUSTAKA

RFID: Prinsip Kerja

Informasi yang tersimpan dalam chip RFID akan terkirim/terbaca setelah

tag-antenna menerima pancaran gelombang elektromagnetik dari

reader. RFID Reader akan mengolah message yang diterima untuk

(12)

TINJAUAN PUSTAKA

Electronic Toll Collection

ETC  sistem pelayanan transaksi secara otomatis kepada pengguna jalan tol

Reader diletakkan sebelum gerbang tol, akan membaca tag yang tertempel di kaca mobil pelanggan. Sistem secara otomatis mendebet saldo pelanggan.

(13)

TINJAUAN PUSTAKA

ETC: Komponen Sistem

 Automatic Vehicle Identification

 menentukan identitas dari kendaraan yang lewat

memanfaatkan tag RFID

 Automatic Vehicle Classification

 mengklasifikasikan kelas & biaya tol tiap kendaraan

 Control Center Management

 mengelola akun pengguna, menyimpan transaksi tol, pembayaran tagihan, dll

 Violation Enforcement System

 fungsi pengawasan dan pencegahan pelanggaran

(14)

TINJAUAN PUSTAKA

ETC: Keunggulan

 Kendaraan tidak perlu berhenti  efisiensi waktu

transaksi, meningkatkan kapasitas pelayanan

 Tanpa uang tunai  aman & nyaman

 Tanpa tiket/kartu tol  efisiensi biaya

 Akurat  menghilangkan potensi human error/fraud

 Tanpa petugas ticketing  efisiensi SDM

 Reliable  mampu bekerja 24-jam

 Memudahkan pelaporan transaksi  realtime, semua

data tersimpan di database

 Vehicle tracking  pengenalan identitas kendaraan

(golongan, plat nomor, pemilik, dll), pelacakan posisi kendaraan, speed trap

(15)

PERANCANGAN & PENGUJIAN

Kebutuhan Sistem

 Menangani proses transaksi secara otomatis

(menggantikan sistem manual)

 Klasifikasi/penggolongan kendaraan secara otomatis

 Menangani pelanggaran transaksi

 Menyimpan catatan transaksi dari setiap gerbang tol

 Pelaporan keuangan (pendapatan tol) secara realtime

 Mencatat data volume lalu lintas kendaraan

 Memungkinkan interkoneksi antar operator jalan tol

 Built-in security control

 Database untuk menampung customer list

 Integrasi sistem yang saling terhubung lewat WAN

(16)

PERANCANGAN & PENGUJIAN

Arsitektur Sistem

 Central Coordination Service

(CCS)  pelayanan sentral tol; fungsi kontrol, monitoring, dan

database

 Toll Plaza Management Service (TPMS)  fungsi pelaporan

transaksi, operasional dan pengawasan ruas tol

 Lane Management Service

(LMS)  pelayanan gerbang tol; terbagi atas:

 Alat Transaksi  mencatat

transaksi & identitas kendaraan (AVI)

 Alat Kontrol  sensor untuk

mendeteksi klasifikasi kendaraan (AVC) dan pengawasan

(17)

PERANCANGAN & PENGUJIAN

Arsitektur Perangkat Lunak

(18)

PERANCANGAN & PENGUJIAN

Arsitektur Perangkat Keras



Arsitektur Fisik:



Peralatan Tol Gardu



Plaza Computer System (PCS)



Operational Computer System (OCS)



Arsitektur Jaringan Komunikasi:



Local Area Network (LAN)

(19)

PERANCANGAN & PENGUJIAN

(20)

PERANCANGAN & PENGUJIAN

Platform

Pengujian



Pengujian Waktu Pelayanan Transaksi



Pengujian Performansi Jaringan



Throughput

 average bps



Delay

 class-3, ≤400ms

(ITU-T Y.1541)

(21)

PENGUJIAN & ANALISIS

Waktu Pelayanan Transaksi

Sistem Tol Elektronik

Sistem Tol Konvensional

Studi kasus ruas tol dalam kota

(22)

PENGUJIAN & ANALISIS

Performansi Jaringan - Throughput



Throughput pada jaringan 2G (EDGE)

Throughtput @ 2G (EDGE) 1.67 3.28 5.88 0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00 1 2 3 Jumlah Tag Throughput (Kbps) 1 2 3

(23)

PENGUJIAN & ANALISIS

Performansi Jaringan - Throughput



Throughput pada jaringan 3G (HSDPA)

Throughput @ 3G (HSDPA) 0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00 8.00 9.00 10.00 1 2 3 Jumlah Tag Throughput (Kbps) 128 Kbps 384 Kbps 512 Kbps 1 Mbps 2 Mbps 3.6 Mbps

(24)

PENGUJIAN & ANALISIS

Performansi Jaringan - Delay



Delay pada jaringan 2G (EDGE)

Delay @ 2G (EDGE) 360.88 197.47 147.67 0.00 50.00 100.00 150.00 200.00 250.00 300.00 350.00 400.00 1 2 3 Jumlah Tag Delay (ms) 1 2 3

(25)

PENGUJIAN & ANALISIS

Performansi Jaringan - Delay



Delay pada jaringan 3G (HSDPA)

Delay @ 3G (HSDPA) 0.00 50.00 100.00 150.00 200.00 250.00 300.00 350.00 1 2 3 Jumlah Tag Delay (ms) 128 Kbps 384 Kbps 512 Kbps 1 Mbps 2 Mbps 3.6 Mbps

(26)

PENGUJIAN & ANALISIS

Performansi Jaringan – Packet Loss



Packet loss pada jaringan 2G (EDGE)

0.00 0.00 0.00 0.00 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80 0.90 1.00 Packet Loss (%) 1 2 3 Jumlah Tag

Packet Loss @ 2G (EDGE)

1 2 3

(27)

PENGUJIAN & ANALISIS

Performansi Jaringan – Packet Loss



Packet loss pada jaringan 3G (HSDPA)

0.00 0.00 0.00 0.00 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80 0.90 1.00 Packet Loss (%) 1 2 3 Jumlah Tag Packet Loss @ 3G 1 2 3

(28)

KESIMPULAN

 Tugas akhir ini berhasil menyempurnakan sistem

pembayaran tol elektronik berbasis RFID yang telah dirancang sebelumnya, dimana koneksi antara client dan server dapat dilakukan melalui jaringan WAN (internet).

 Dengan menggunakan sistem pembayaran tol

elektronik berbasis RFID, dihasilkan waktu pelayanan transaksi yang lebih efisien dibandingkan sistem

pembayaran tol konvensional (di bawah 2 detik).

 Tidak diperlukan spesifikasi jaringan yang tinggi

sebagai media koneksi antar client-server, dimana ujicoba sukses dilakukan dengan koneksi ADSL di sisi

(29)

SARAN

 Operator sebaiknya mempertimbangkan untuk

segera mengimplementasikan sistem pembayaran elektronik di ruas jalan tol yang dikelolanya.

 Pengujian sistem dalam tugas akhir ini dilakukan

terbatas pada skala laboratorium saja. Oleh karena itu, untuk penelitian selanjutnya, hendaknya

dilakukan pada jaringan yang lebih besar yang melibatkan banyak PC dan banyak reader/tag.

 Perlu diadakan penelitian lebih lanjut khususnya yang

berkaitan dengan hal-hal berikut ini.

 Mekanisme pengamanan (security) sistem.

 Standarisasi sistem pembayaran tol elektronik di Indonesia.

 Regulasi tentang penggunaan alat transaksi / pembayaran elektronik di jalan tol.

(30)

SEKIAN

DAN

(31)

LAMPIRAN

(32)

LAMPIRAN

(33)

LAMPIRAN

Klasifikasi Kendaraan

 Gol. I : kendaraan ringan (sedan, jeep, minibus, station

wagon, pick-up), bus sedang, bus besar

 Gol. II : truk 2 sumbu, truk engkel, colt diesel

 Gol. III : truk 3 sumbu

 Gol. IV : truk 4 sumbu, truk gandeng

(34)

LAMPIRAN

QoS - Throughput

Throughput  kecepatan (rate) transfer data

efektif, yang diukur dalam bps. Throughput

merupakan jumlah total kedatangan paket IP

sukses yang diamati di tempat pengukuran

pada destination

selama interval waktu

tertentu dibagi oleh durasi interval waktu

tersebut (sama dengan, jumlah pengiriman

paket IP sukses per service-second). Berikut

adalah perhitungan rumus dalam mencari nilai

(35)

LAMPIRAN

QoS - Delay

Delay (latency)  total waktu tunda suatu

paket yang diakibatkan oleh proses transmisi

dari satu titik ke titik lain yang menjadi

tujuannya. Delay

dapat dipengaruhi oleh

jarak, media fisik, kongesti, atau juga waktu

proses yang lama. Standar delay:

(36)

LAMPIRAN

QoS – Queuing Delay



Queuing delay  delay akibat kongesti

(menumpuknya paket di buffer menunggu

untuk dilayani/di-forward)



Banyaknya node switch/router juga dapat

(37)

LAMPIRAN

(38)

LAMPIRAN

QoS – Packet Loss

Packet

loss



parameter

yang

menggambarkan perbandingan jumlah paket

IP yang hilang dengan seluruh paket IP yang

dikirimkan antara source

dan destination.

Salah satu penyebab packet loss

adalah

antrian yang melebihi kapasitas buffer pada

setiap node, dan hal ini berpengaruh pada

semua aplikasi karena retransmisi akan

mengurangi

efisiensi

jaringan

secara

keseluruhan

meskipun

jumlah bandwidth

cukup

tersedia

untuk

aplikasi-aplikasi

(39)

LAMPIRAN

(40)

LAMPIRAN

(41)

RFID tag 1

RFID Reader RFID tag 2

RFID tag 3

LAMPIRAN

(42)

Diagram Alir Skenario Pengukuran

Mulai

Desain Arsitektur dan Spesifikasi Perangkat Instalasi Software/Driver + Konfigurasi Jaringan Analisis Hasil Pengukuran Bandwidth Shaping / Jumlah Tag Capture Data Ubah Parameter Selesai

(43)

LAMPIRAN

Testbed Pengujian

 Perangkat RFID:  reader  Pegasus PF-5210 (433,9 MHz)  active-tag  Pegasus PFH-300  Middleware PC:

 server  Core2Duo 2.13 GHz, 2 GB RAM, 250 GB HDD

 client  Pentium Dual Core 1.6 GHz, 1 GB RAM, 80 GB HDD

 Modem:

 server  Linksys AM300 ADSL (512 Kbps downlink, 128 Kbps uplink)

 client  Sierra Wireless Aircard 875, UMTS-HSDPA 850/1900/2100 MHz, GPRS-EDGE 850/900/1800/1900 MHz (3.6 Mbps downlink, 384 Kbps uplink)

(44)

LAMPIRAN

Software & Tools

 Sistem operasi:

 Server: Windows XP Professional SP 3

 Client: Windows XP Media Center Edition SP 3

 Database Management System (DBMS):

 Microsoft SQL Server 2000

 Development tool:

 Modeling: Powerbase dan Microsoft Office Visio 2007

 Programming: Visual Basic 6.0

 Driver:

 Prolific USB-to-Serial Comm Port

 Network analyzer tool:

 Colasoft Capsa 6.9 Enterprise Edition

(45)

LAMPIRAN

Konfigurasi Comm Port

 Bits per second : 4800

 Data bits : 8

 Parity : none

 Stop bits : 1

(46)

LAMPIRAN

(47)

LAMPIRAN

(48)

LAMPIRAN

Bandwidth Shaping

Setting: 2G (EDGE), 3G – 128 Kbps, 3G – 384 Kbps, 3G

(49)

LAMPIRAN

(50)

DAFTAR PUSTAKA

1. Lahiri S. RFID Sourcebook. New Jersey: Prentice Hall; 2005.

2. Komunitas RFID Indonesia [online]. 2010 May [cited 2010 Nov 15]; Available from URL: http://rfidindonesia.net/

3. Finkenzeller K. RFID Handbook: Fundamentals and Applications in

Contactless Smart Cards and Identification. 2nd Edition. London:

John Wiley & Sons; 2003.

4. ____________. Road Transport and Traffic Telematics-Electronic

Fee Collection (EFC)-System Architecture for Vehicle Related Transport Services. A Draft Malaysian Standard 2003 June 1;

17573(1):27-30.

5. Sodikin. Kajian Masalah Antrian pada Sistem Pengumpulan Tol

Konvensional terhadap Rancangan Sistem Pengumpulan Tol

Elektronik [master thesis]. Semarang: Universitas Diponegoro;

2006.

6. International Telecommunication Union. Network Performance

Objectives for IP-Based Service. ITU-T Recommendation Y.1541

2006 Feb; A(8):8-12. Available from URL: