BAB III
METODELOGI PENELITIAN
3.1Perancangan Alur Penelitian
Untuk mencapai tujuan dari penelitian, perancangan alur penelitian
dilakukan sesuai alur pada Gambar 3.1. Perancangan terlebih dahulu melakukan
instalasi simulator yang digunakan, yaitu network simulator NS-2 pada system
operasi berbasis Ubuntu. Modul TCP merupakan modul internal NS-2.
Langkah selanjutnya melakukan implementasi perancangan sistem.
Implementasi perancangan sistem yang dilakukan meliputi implementasi
pengaturan kapasitas link, implementasi pengaturan subsciber station, dan
implementasi perhitungan delay, packet loss dan jitter.Untuk menguji penggunaan
trafik multimedia seperti video pada modul NS-2, maka piranti lunak evaluasi
video Evalvid diintegrasikan ke NS-2.
Mulai
Instalasi NS-2 dan Evalvid
Pengambilan Data Simulasi Implementasi Pengaturan Kapasitas
Link
Modifikasi Acknowledgement
Implementasi Perhitungan Delay, Paket Loss dan Jitter
Selesai
Evaluasi dilaksanakan sebelum dilakukan pengaturan kapasitas link dan
sesudah dilakukan pengaturan kapasitas link, sehingga dapat diketahui pengaruh
perubahan bandwidth jalur alternatif terhadap trafik yang mengalir.
3.2Diagram Blok Sistem yang Dievalusi di Simulator NS-2
Rekonstruksi Trafik Evalvid
Scheduler
Medium Access
Fisik TCP sink Trafik Generator
Evalvid
Scheduler
Medium Access MAC
Fisik TCP
Model Antrian
Analisis
Model Routing
Gambar 3.2 diagram blok proses.
Sistem yang disimulasikan dikonfigurasikan di file TCL, berisi trafik yang
digunakan dan konfigurasi jaringan, transport layer TCP sebegai pengirim data
dan TCP link penerima sekaligus pengirim ACK. Kejadian pengiriman data
dilakukan sesuai jadwal di scheduler, sementara MAC serta FISIK yang
digunakan disesuaikan dengan jaringan yang dipilih.
3.3Spesifikasi Perangkat Penelitian
Adapun spesifikasi perangkat penelitian yang digunakan untuk melakukan
a. Perangkat keras: perangkat keras yang digunakan untuk menjalankan
simulasi pada Tugas Akhir ini adalah satu buah note book ASUS dengan
spesifikasi processor Intel core 2 duo processor (2,0GHz,2MB L2 cache),
memory 2 GB DDR2, hardisk: 320 GB HDD.
b. Perangkat lunak: spesifikasi perangkat lunak yang digunakan adalah
sistem operasi Ubuntu 14.04 LTS, Network simulator NS-2.35, modul
ACK, dan modul Evalvid.
3.4Konfigurasi Network Simulator NS-2
Simulasi berisikan 22 node seperti ditunjukkan pada Gambar 2.1. Node
yang dievaluasi adalah node 9 yang diatur sebagai pengirim. Sementara node 8
diatur sebagai penerima. Setiap link diatur memeiliki bandwidth 1.5 sampai 5
MBps dengan delay 2 to 10 ms. Sementara link acknowledgement diatur memliki
bandwidth 0,1 sampai 1,5 MBps.
3.5 Spesifikasi Trafik Simulasi
Adapun spesifikasi trafik video yang digunakan pada simulasi ditunjukkan
pada Tabel 3.1, dimana kecepatan video memiliki bit rate:147237600. Video
memiliki kecepatan frame 30 frame setiap detik dengan codec mpeg4 berframe
IPP.
Tabel 3.1Spesifikasi Trafik Video
Parameter Keterangan
Nama video
Kecepatan frame (frame per second)
Tipe frame
Codec
bit rate (bit per detik)
Ukuran paket
akiyo_cif.yuv
30 fps
IPP
MPEG4
615542, 595531, 574739,
561319, 554468
3.6 Parameter Evaluasi
3.6.1 Packet Loss
Packet loss adalah perbandingan jumlah paket yang hilang dengan seluruh paket yang dikirimkan. Salah satu penyebab packet loss adalah antrian yang
melebihi kapasitas buffer pada setiap node. Persamaan 3.1 merupakan formula
untuk mencari packet loss [6].
����������= ���������������� − ���������������������
�������������������� � � 100% (3.1)
3.6.2 Delay
Delay merupakan total waktu tunda suatu paket yang diakibatkan oleh proses transmisi dari titik asal ke tujuan. End-to-end delay dapat disebabkan
adanya delay propagasi melalui media transmisi, delay serialisasi atau
sinkronisasi, delay pemrosesan (coding, compression, decompression dan
decoding), delay antrian, dan delay paket. Persamaan 3.2 menunjukkan cara mencari nilai delay[6].
���� − ���������= ����������
����������������������(3.2)
3.6.3 Jitter
Jitter merupakan standar deviasi pada tiap delay yang terjadi pada pengiriman paket data dalam jaringan. Perhitungan jitter disini merupakan salah
satu faktor yang menentukan kualitas jaringan. Persamaan 3.3 menunjukkan cara
mencari nilai jitter [7].
���� − ����������= �����������������
���������������������� (3.3)
3.7Langkah Pelaksanaan Simulasi
Setelah melakukan proses konfigurasi modul NS-2, tahap selanjutnya
Mulai
Setting Kanal Uplink di Script TCL
Rekam Hasil Output Jalankan Simulasi Setting Bit Rate Video
Apakah Semua Pengaturan Kapasitas Link Sudah
Disimulasikan
Analisis Nilai Delay, Paket Loss dan Jitter Dalam bentuk Grafik
Selesai
Tampilkan Nilai Delay, Paket Loss dan Jitter Dalam Bentuk Grafik
YES
NO
Gambar 3.3 Urutan Langkah Simulasi
BAB IV
HASIL SIMULASI DAN ANALISIS DATA
4.1 Umum
Bab ini menganalisis output yang dihasilkan pada simulasiuntuk
mengetahui pengaruh yang terjadi karena perubahan beberapa parameter.
Parameter kinerja yang diperoleh antara lain delay, packet loss, Jitter pada video.
4.2 Hasil Pengujian 4.2.1 Delay Transmisi
Delay transmisi adalah waktu tunda yang dialami paket data dari proses kirim ke proses terima.Dengan mengambil nilai kapasitas linkdan subscriber
stationsebesar 0,1 MBps sampai dengan 1,5 MBps serta dilakukan 15 kali percobaan maka dihasilkan nilai rata-rata delay transmisi untuk semua subscriber
station yang ditunjukan pada Tabel 4.1.
Tabel 4.1 Hasil pengujian rata-rata delay transmisi
KapasitasLink
0,1 0,147221 0,150317 0,145174 0,146982 0,143449
0,2 0,151498 0,150779 0,147838 0,148281 0,145004
0,3 0,150017 0,148783 0,146354 0,146234 0,147238
0,4 0,147372 0,150015 0,147763 0,148762 0,145303
0,5 0,149103 0,150411 0,147815 0,147666 0,142863
0,6 0,146684 0,149184 0,148175 0,149182 0,144460
0,7 0,150763 0,151261 0,147867 0,144434 0,146277
0,8 0,149802 0,150886 0,147339 0,143792 0,142749
0,9 0,150653 0,151330 0,146546 0,151243 0,143811
1 0,149604 0,150665 0,151417 0,149311 0,143424
1,1 0,149624 0,150120 0,147282 0,148434 0,142500
1,2 0,149638 0,150143 0,147253 0,147892 0,142985
1,3 0,149785 0,150014 0,147682 0,149525 0,143475
1,4 0,148260 0,151027 0,147392 0,148364 0,143351
Gambar 4.1 menunjukkan perubahan rata-rata delaytransmisi pada video
dengan bit rate615542 Bps. Dari grafik terlihat bahwa nilaidelay transmisi tidak
jauh berubah. Analisis tren linier menunjukkan slop perubahan dengan gradien
sangat kecil yaitu 0,000569. Sementara data dari Tabel 4.1 menunjukkan
perubahan data awal (bandwidth 0,1 MBps) ke data akhir (bandwidth 1,5 MBps)
berkisar 1,95%.
Gambar 4.1 Grafik rata-rata delaytransmisi pada video 1.
Gambar 4.2menunjukkan perubahan rata-rata delaytransmisi pada video
dengan bit rate595531 Bps. Dari grafik terlihat bahwa nilaidelay transmisi tidak
jauh berubah. Analisis tren linier menunjukkan slop perubahan dengan gradien
sangat kecil yaitu 0,000425. Sementara data dari Tabel 4.2 menunjukkan
perubahan data awal (bandwidth 0,1MBps) ke data akhir (bandwidth 1,5MBps)
berkisar 0,15%.
Gambar 4.2 Grafik rata-rata delaytransmisi pada video 2.
y = 0,000569x + 0,148887 R² = 0,033895
Kapasitas Link (MBps)
delay Linear (delay)
y = 0,000425x + 0,150025 R² = 0,072366
Kapasitas Link (MBps)
Gambar 4.3menunjukkan perubahan rata-rata delaytransmisi pada video
dengan bit rate574739 Bps. Dari grafik terlihat bahwa nilaidelay transmisi tidak
jauh berubah. Analisis tren linier menunjukkan slop perubahan dengan gradien
sangat kecil yaitu 0,000753. Sementara data dari Tabel 4.3 menunjukkan
perubahan data awal (bandwidth 0,1MBps) ke data akhir (bandwidth 1,5MBps)
berkisar 1,5%.
Gambar 4.3 Grafik rata-rata delaytransmisi pada video 3.
Gambar 4.4menunjukkan perubahan rata-rata delaytransmisi pada video
dengan bit rate561319 Bps. Dari grafik terlihat bahwa nilaidelay transmisi tidak
jauh berubah. Analisis tren linier menunjukkan slop perubahan dengan gradien
sangat kecil yaitu 0,000. Sementara data dari Tabel 4.4 menunjukkan perubahan
data awal (bandwidth 0,1MBps) ke data akhir (bandwidth 1,5MBps) berkisar
0,015%.
Gambar 4.4 Grafik rata-rata delaytransmisi pada video 4.
y = 0,000753x + 0,146951 R² = 0,066154
Kapasitas Link (MBps)
delay
Kapasitas Link (MBps)
Gambar 4.5menunjukkan perubahan rata-rata delaytransmisi pada video
dengan bit rate554468 Bps. Dari grafik terlihat bahwa nilaidelay transmisi tidak
jauh berubah. Analisis tren linier menunjukkan slop perubahan dengan gradien
sangat kecil yaitu -0,001571. Sementara data dari Tabel 4.5 menunjukkan
perubahan data awal (bandwidth 0,1MBps) ke data akhir (bandwidth 1,5MBps)
berkisar -0,036%.
Gambar 4.5 Grafik rata-rata delaytransmisi pada video 5.
4.2.2 Paket Loss
Packet Lossadalah waktu jumlah paket data yang hilang saat proses transmisi yang dialami paket data dari proses kirim ke proses terima.Dengan
mengambil nilai kapasitas linkdan subscriber stationsebesar 0,1 MBps sampai
dengan 1,5 MBps serta dilakukan 15 kali percobaan maka dihasilkan nilai
rata-rata Packet Lossuntuk semua subscriber station yang ditunjukan pada Tabel 4.2.
Tabel 4.2 Hasil pengujian rata-rata packet loss
Kapasitas Link
(MBps)
0,1 0,987578 0,986022 0,979415 0,979661 0,987327
0,2 0,983505 0,995657 0,989059 0,986348 0,977195
0,3 0,987578 0,991351 0,986900 0,984109 0,981672
y = -0,001571x + 0,145276 R² = 0,261383
Kapasitas Link (MBps)
0,4 0,991684 0,981799 0,984749 0,971973 0,987327
0,5 0,989627 0,978655 0,979415 0,979661 1,217640
0,6 0,989627 0,979701 0,986900 0,980769 0,986191
0,7 0,978462 0,992424 0,979415 0,986348 0,985057
0,8 0,987578 0,990281 0,985823 0,987472 0,980549
0,9 0,987578 0,994577 0,987978 0,980769 0,985057
1 0,986556 0,984962 0,989547 0,986348 0,986191
1,1 0,986556 0,977612 0,984749 0,978555 0,987327
1,2 0,986556 0,977612 0,984749 0,981880 0,987327
1,3 0,984520 0,975532 0,985823 0,977452 0,985057
1,4 0,985537 0,986022 0,981542 0,981880 0,976082
1,5 0,988601 0,986022 0,981542 0,979661 0,976082
Gambar 4.6menunjukkan perubahan rata-rata packet losspada video
dengan bit rate615542 Bps. Dari grafik terlihat bahwa nilaipacket loss tidak jauh
berubah. Analisis tren linier menunjukkan slop perubahan dengan gradien sangat
kecil yaitu -0,000810. Sementara data dari Tabel 4.6 menunjukkan perubahan data
awal (bandwidth 0,1MBps) ke data akhir (bandwidth 1,5MBps) berkisar 1,03%.
Gambar 4.6 Grafik rata-rata packet losspada video 1.
y = -0,000810x + 0,987417 R² = 0,013826
Kapasitas Link MBps
Gambar 4.7menunjukkan perubahan rata-rata packet losspada video
dengan bit rate595531 Bps. Dari grafik terlihat bahwa nilaipacket loss tidak jauh
berubah. Analisis tren linier menunjukkan slop perubahan dengan gradien sangat
kecil yaitu -0,005147. Sementara data dari Tabel 4.7 menunjukkan perubahan data
awal (bandwidth 0,1MBps) ke data akhir (bandwidth 1,5MBps) berkisar 0%.
Gambar 4.7 Grafik rata-rata packet losspada video 2.
Gambar 4.8menunjukkan perubahan rata-rata packet losspada video
dengan bit rate574739 Bps. Dari grafik terlihat bahwa nilaipacket loss tidak jauh
berubah. Analisis tren linier menunjukkan slop perubahan dengan gradien sangat
kecil yaitu -0,000205. Sementara data dari Tabel 4.8 menunjukkan perubahan data
awal (bandwidth 0,1MBps) ke data akhir (bandwidth 1,5MBps) berkisar 2,1%.
Gambar 4.8 Grafik rata-rata packet losspada video 3. y = -0,005147x + 0,989333
R² = 0,121898
Kapasitas Link (MBps)
paket loss
y = -0,000205x + 0,984671 R² = 0,000697
Kapasitas Link (MBps)
Gambar 4.9menunjukkan perubahan rata-rata packet losspada video
dengan bit rate561319 Bps. Dari grafik terlihat bahwa nilaipacket loss tidak jauh
berubah. Analisis tren linier menunjukkan slop perubahan dengan gradien sangat
kecil yaitu -0,000650. Sementara data dari Tabel 4.9 menunjukkan perubahan data
awal (bandwidth 0,1MBps) ke data akhir (bandwidth 1,5MBps) berkisar 0%.
Gambar 4.9 Grafik rata-rata packet losspada video 4.
Gambar 4.10menunjukkan perubahan rata-rata packet losspada video
dengan bit rate554468 Bps. Dari grafik terlihat bahwa nilaipacket loss tidak jauh
berubah. Analisis tren linier menunjukkan slop perubahan dengan gradien sangat
kecil yaitu -0,027122. Sementara data dari Tabel 4.10 menunjukkan perubahan
data awal (bandwidth 0,1MBps) ke data akhir (bandwidth 1,5MBps) berkisar
11%.
Gambar 4.10 Grafik rata-rata packet losspada video 5. y = -0,000650x + 0,982046
R² = 0,004926
Kapasitas Link (MBps)
paket loss
y = -0,027122x + 1,020770 R² = 0,040050
Kapasitas Link (MBps)
4.2.3 Jitter
jitteradalah standar deviasi pada tiap delay yang terjadi pada paket data dari proses kirim ke proses terima.Dengan mengambil nilai kapasitas linkdan
subscriber stationsebesar 0,1 MBps sampai dengan 1,5 MBps serta dilakukan 15 kali percobaan maka dihasilkan nilai rata-rata Jitteruntuk semua subscriber
station yang ditunjukan pada Tabel 4.3.
Tabel 4.3 Hasil pengujian rata-rata jitter
kapasitas link
(MBps)
0,1 0,0121425 0,01189 0,0123273 0,0127609 0,012688
0,2 0,0121345 0,0106822 0,0118467 0,0122883 0,0135135
0,3 0,012006 0,0113463 0,0121502 0,0123786 0,0127982
0,4 0,0120656 0,0122096 0,0116415 0,0130029 0,0125134
0,5 0,0121484 0,012604 0,0124158 0,0125893 0,0108908
0,6 0,0124074 0,0124298 0,0118921 0,0128287 0,0126318
0,7 0,0126735 0,0112455 0,012573 0,0125419 0,012467
0,8 0,0120326 0,0113865 0,0119168 0,0124664 0,0129933
0,9 0,0121245 0,0110492 0,0118831 0,0125025 0,0126854
1,0 0,0121632 0,0117244 0,0197051 0,0122786 0,0126326
1,1 0,0121659 0,0123677 0,0213006 0,0127846 0,0128356
1,2 0,0121614 0,0123529 0,0121004 0,0125915 0,0128367
1,3 0,0124519 0,0126949 0,0119941 0,0125543 0,0127206
1,4 0,0123626 0,0116818 0,0123883 0,0123075 0,0134343
1,5 0,0119345 0,0116249 0,0123858 0,0124654 0,0134284
.
Gambar 4.11 menunjukkan perubahan rata-rata jitter pada video dengan bit
rate615542 Bps. Dari grafik terlihat bahwa nilaijitter tidak jauh berubah. Analisis
tren linier menunjukkan slop perubahan dengan gradien sangat kecil yaitu
0,000055. Sementara data dari Tabel 4.11 menunjukkan perubahan data awal
Gambar 4.11 Grafik rata-ratajitterpada video 1.
Gambar 4.12 menunjukkan perubahan rata-rata jitter pada video dengan
bit rate595531 Bps. Dari grafik terlihat bahwa nilaijitter tidak jauh berubah.
Analisis tren linier menunjukkan slop perubahan dengan gradien sangat kecil
yaitu 0,000327. Sementara data dari Tabel 4.12 menunjukkan perubahan data
awal (bandwidth 0,1MBps) ke data akhir (bandwidth 1,5MBps) berkisar 2,22%.
Gambar 4.12 Grafik rata-ratajitterpada video 2.
Gambar 4.13 menunjukkan perubahan rata-rata jitter pada video dengan
bit rate574739 Bps. Dari grafik terlihat bahwa nilaijitter tidak jauh berubah.
Analisis tren linier menunjukkan slop perubahan dengan gradien sangat kecil
yaitu 0,001654. Sementara data dari Tabel 4.13 menunjukkan perubahan data
awal (bandwidth 0,1MBps) ke data akhir (bandwidth 1,5MBps) berkisar 4,74%. y = 0,000055x + 0,012154
R² = 0,015939
Kapasitas Link (MBps)
Jitter Linear (Jitter)
y = 0,000327x + 0,011558 R² = 0,057520
Kapasitas Link (MBps)
Gambar 4.13 Grafik rata-ratajitterpada video 3.
Gambar 4.14 menunjukkan perubahan rata-rata jitter pada video dengan
bit rate561319 Bps. Dari grafik terlihat bahwa nilaijitter tidak jauh berubah.
Analisis tren linier menunjukkan slop perubahan dengan gradien sangat kecil
yaitu -0,000117. Sementara data dari Tabel 4.14 menunjukkan perubahan data
awal (bandwidth 0,1MBps) ke data akhir (bandwidth 1,5MBps) berkisar 2,31%.
Gambar 4.14 Grafik rata-ratajitterpada video 4.
Gambar 4.15 menunjukkan perubahan rata-rata jitter pada video dengan
bit rate554468 Bps. Dari grafik terlihat bahwa nilaijitter tidak jauh berubah.
Analisis tren linier menunjukkan slop perubahan dengan gradien sangat kecil
yaitu 0,000417. Sementara data dari Tabel 4.15 menunjukkan perubahan data
awal (bandwidth 0,1MBps) ke data akhir (bandwidth 1,5MBps) berkisar 5,83%. y = 0,001654x + 0,011912
R² = 0,061693
Kapasitas Link (MBps)
jitter
y = -0,000117x + 0,012650 R² = 0,060601
Kapasitas Link (MBps)
Gambar 4.15 Grafik rata-ratajitterpada video 5. y = 0,000417x + 0,012405
R² = 0,093233
0 0,005 0,01 0,015 0,02 0,025 0,03 0,035 0,04 0,045 0,05
0,0 0,5 1,0 1,5 2,0
Ji
tt
e
r
(s
e
co
n
d
)
Kapasitas Link (MBps)
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
Adapun beberapa kesimpulan dari pembahasan pada Tugas Akhir ini
adalah sebagai berikut.
1. Peningkatan kapasitas link alternatif mempengaruhi karakteristik delay,
packet loss dan jitter.
2. Rata-rata delay pada saat dilakukan pengaturan kapasitas link turun
sebesar sebesar 0,104%. Rata-rata packet loss pada saat dilakukan
pengaturan kapasitas link turun sebesar 7,243%. Dan untuk rata-rata jitter
pada saat dilakukan pengaturan kapasitas link turun sebesar 1,64%.
5.2 Saran
Adapun saran dari Tugas Akhir ini adalah sebagai berikut.
1. Pengaturan kapasitas link yang lain dapat diuji dengan menggunakan
jaringan nyata.
2. Pengaruh penggunaan link alternatif dapat ditinjau dari sisi kenaikan biaya
