SKRIPSI
STUDI PENGARUH UKURAN BUFFER INTERFACE QUEUE TERHADAP KINERJA TRANSMISI DATA DI JARINGAN AD HOC
802.11
Diajukan untuk memenuhi persyaratan menyelesaikan pendidikan sarjana (S-1) pada
Departemen Teknik Elektro Sub konsentrasi Teknik Telekomunikasi Oleh
Desy Sarah Tarigan NIM : 120402124
DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN
2018
ABSTRAK
Teknologi radio wireless local area network (WLAN) telah luas digunakan sebagai titik akses jaringan internet di rumah maupun perkantoran.
Pengembangan teknologi ini untuk meningkatkan kecepatan dimulai dengan mengubah teknik modulasi, multiplexing, teknik multiple access sampai pengaturan buffer.
Teknik modulasi berkembang dari modulasi analog hingga modulasi digital. Sementara pengembangan multipleksing sampai pada penggunaan frekuensi orthogonal atau OFDM. Teknologi OFDM telah digunakan di WiMAX (802.16), WiFi (802.11), LTE dan teknologi bergerak lainnya. Teknologi multiple berkembang dari basic access sampai penggunaan kanal terdistribusi seperti EDCA. Beberapa teknik pengaturan buffer digunakan untuk meningkatkan kecepatan di 802.11. Manajemen buffer mampu meningkatkan kinerja jaringan 802.11. Sementara kapasitas buffer yang tetap mengurangi kemampuan jaringan.
Untuk mengetahui sejauh mana pengaruh buffer terhadap kinerja jaringan, Skripsi ini fokus mengkaji pengaruh kapasitas buffer di jaringan 802.11 melalui simulasi menggunakan network simulator. Hasil evaluasi menunjukkan bahwa peningkatan kapasitas buffer secara rata-rata dari 10 paket menjadi 100 paket menaikkan delay dan jitter masing-masing 121,96% dan 17%, namun berhasil mengurangi packet loss sebesar 59%.
Kata kunci: Kapasitas buffer, interface queue (IFQ), jaringan 802.11, jitter, delay, packet loss
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas limpahan nikmat, berkat-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul:
STUDI PENGARUH UKURAN BUFFER INTERFACE QUEUE TERHADAP KINERJA TRANSMISI DATA DI JARINGAN AD HOC
802.11
Skripsi ini merupakan bagian dari kurikulum yang harus diselesaikan untuk memenuhi persyaratan dalam menyelesaikan pendidikan Sarjana Strata Satu di Departemen Teknik Elektro, Universitas Sumatera Utara.
Skripsi ini penulis persembahkan kepada yang teristimewa yaitu bapak tercinta Agenda Sebastian Tarigan dan ibu tercinta Bakti Milasari Singarimbun yang telah memberikan perhatian dan kasih sayang sejak penulis lahir hingga sekarang, serta adik-adik penulis yang tercinta Yosephine Tarigan dan Sam Gilbert Tarigan yang telah memberikan semangat kepada penulis serta dukungan selama masa studi hingga selesainya skripsi ini.
Selama masa kuliah hingga penyelesaian Skripsi ini, penulis juga banyak mendapatkan dukungan maupun bantuan dari berbagai pihak. Untuk itu penulis ingin menyampaikan ucapan rasa terima kasih kepada :
1. Bapak Suherman, S.T., M.Comp., Ph.D, selaku Dosen Pembimbing Skripsi yang telah banyak meluangkan waktu dan pikirannya untuk selalu memberikan bantuan, bimbingan, dan pengarahan kepada penulis selama perkuliahan hingga penyusunan skripsi ini.
2. Bapak Ir. Arman Sani M.T, selaku Dosen Penguji Skripsi dan selaku dosen pembimbing akademik yang telah banyak memberikan masukan demi perbaikan skripsi ini dan telah banyak memberi motivasi, dan arahan selama masa perkuliahan.
3. Bapak Ir. Zulfin, M.T, selaku Dosen Penguji Skripsi telah banyak memberikan masukan demi perbaikan skripsi ini serta senantiasa memberikan bimbingan selama perkuliahan.
4. Bapak Dr. Fahmi, S.T., M.Sc., IPM, selaku Ketua Departemen Teknik Elektro FT USU serta Bapak Ir. Arman Sani M.T, selaku sekretaris Departemen Teknik Elektro FT USU yang banyak memberi motivasi selama penulis menjalani kuliah.
5. Seluruh Bapak dan Ibu dosen yang telah mendidik penulis menuju jenjang Sarjana.
6. Kak Umi, Kak Pika, Kak Ester, Bang Dipo dan seluruh staf pegawai Departemen Teknik Elektro FT USU yang telah membantu penulis dalam pengurusan administrasi.
7. Abang Willy yang telah memberi motivasi dan masukan untuk menyelesaikan skripsi ini.
8. Sahabat-sahabat seperjuangan Binsar Bambang, Bobby, Ira, Johannes, Marco, Valentino yang telah memberikan masukan untuk menyelesaikan skripsi ini.
9. Sahabat-sahabat tersayang Charolina, Bonita, dan Rika yang telah memotivasi penulis untuk menyelesaikan skripsi ini.
10. Teman- teman stambuk 2012 yang tidak bisa disebutkan satu persatu, dan juga adik adik stambuk 2013 dan 2014.
Penulis menyadari bahwa dalam penulis skripsi ini masih belum sempurna karena masih terdapat banyak kekurangan baik dari segi isi maupun susunan bahasanya. Saran dan kritik dari pembaca dengan tujuan menyempurnakan dan mengembangkan kajian dalam bidang ini sangat penulis harapkan. Akhir kata, penulis berharap semoga penulisan skripsi ini dapat berguna bagi kita semua dan hanya kepada Tuhan Yang Maha Esa penulis menyerahkan diri.
Medan, Juli 2018
Penulis
DAFTAR ISI
ABSTRAK i
KATA PENGANTAR ii
DAFTAR ISI v
DAFTAR GAMBAR vii
DAFTAR TABEL .ix
BAB I PENDAHULUAN 1
1.1 Latar Belakang 1
1.2 Rumusan Masalah 2
1.3 Tujuan Penulisan 3
1.4 Batasan Masalah 3
1.5 Metodologi Penulisan 3
1.6 Sistematika Penulisan 4
BAB II DASAR TEORI 6
2.1 Protokol Komunikasi 6
2.2 TCP 8
2.3 Teknologi 802.11 9
2.4 Jaringan Ad Hoc 12
2.5 Buffer Jaringan 13
2.6 Pengaruh Buffer Jaringan 14
2.7 Network Simulator 2 15
2.8 Evaluasi Video (EvalVid) 16
2.9 Parameter Kinerja Jaringan 19
BAB III METODE PENELITIAN 22
3.1 Alur Penelitian 22
3.2 Langkah Pelaksanaan Simulasi 23
3.3 Perangkat Penelitian 26
3.4 Konfigurasi Jaringan 26
3.5 Spesifikasi Trafik Simulasi 27
BAB IV HASIL SIMULASI DAN ANALISIS 28
4.1 Umum 28
4.2 Hasil Simulasi 28
4.2.1 Tabulasi nilai delay 28
4.2.2 Tabulasi nilai jitter 29
4.2.3 Tabulasi nilai packet loss 30
4.3 Analisis Hasil Simulasi 31
4.3.1 Karakteristik delay 31
4.3.2 Karakteristik jitter 35
4.3.3 Karakteristik packet loss 39
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN .43
5.1 Kesimpulan 43
5.2 Saran 44
DAFTAR PUSTAKA 45
LAMPIRAN 47
Script Simulasi 47
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Arsitektur dasar network simulator 2 15
Gambar 2.2 Diagram blok NS2 16
Gambar 2.3 Struktur framework evalvid 17
Gambar 3.1 Diagram Alur Penelitian 22
Gambar 3.2 Potongan script simple-3.tcl 23
Gambar 3.3 Potongan script simple-3.tcl 23
Gambar 3.4 Tampilan perintah untuk konfigurasi tcl pada NS-2 sebelum
dijalankan 24
Gambar 3.5 Tampilan perintah untuk konfigurasi tcl pada NS-2 setelah
dijalankan 24
Gambar 3.6 File yang didapat dari hasil simulasi 25 Gambar 3.7 Analisis menggunakan Libre Office Calc 25
Gambar 3.8 Network Configuration 26
Gambar 4.1 Karakteristik delay terhadap kapasitas buffer 33
Gambar 4.1a Delay untuk 2 node .31
Gambar 4.1b Delay untuk 4 node 32
Gambar 4.1c Delay untuk 6 node 32
Gambar 4.1d Delay untuk 8 node 32
Gambar 4.1e Delay untuk 10 node 33
Gambar 4.2 Karakteristik delay terhadap kapasitas buffer 34 Gambar 4.3 Karakteristik delay terhadap jumlah node 35 Gambar 4.4 Karakteristik jitter terhadap kapasitas buffer 37
Gambar 4.4a Jitter untuk 2 node 36
Gambar 4.4b Jitter untuk 4 node 36
Gambar 4.4c Jitter untuk 6 node 36
Gambar 4.4d Jitter untuk 8 node .37
Gambar 4.4e Jitter untuk 10 node 37
Gambar 4.5 Karakteristik jitter terhadap kapasitas buffer 38 Gambar 4.6 Karakteristik jitter terhadap jumlah node 39 Gambar 4.7 Karakteristik packet loss terhadap kapasitas buffer 41
Gambar 4.7a Packet loss untuk 2 node 39
Gambar 4.7b Packet loss untuk 4 node 40
Gambar 4.7c Packet loss untuk 6 node 40
Gambar 4.7d Packet loss untuk 8 node 41
Gambar 4.7e Packet loss untuk 10 node 41
Gambar 4.8 Karakteristik packet loss terhadap kapasitas buffer 42 Gambar 4.9 Karakteristik packet loss terhadap jumlah node 42
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Kategori jaringan berdasarkan nilai delay (versi TIPHON) ………….20
Tabel 2.2 Kategori jaringan berdasarkan nilai jitter (versi TIPHON) …………..20
Tabel 2.3 Kategori jaringan berdasarkan nilai packet loss (versi TIPHON) ……21
Tabel 3.1 Spesifikasi Trafik Video ………...27
Tabel 4.1 Nilai delay hasil simulasi dalam detik ………..28
Tabel 4.2 Nilai jitter hasil simulasi dalam detik ………...29
Tabel 4.3 Nilai packet loss hasil simulasi dalam detik ……….30
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Permasalahan pada sebuah jaringan terus berkembang seiring dengan peningkatan jumlah jaringan yang terbentuk. Peningkatan jumlah jaringan terjadi karena peningkatan jumlah dan jenis dari pengguna jaringan. Hal ini menyebabkan sistem yang ada sekarang harus terus disesuaikan dengan kebutuhan pengguna jaringan. Salah satu permasalahan jaringan adalah kecepatan pengiriman.
Pengembangan teknologi wireless untuk meningkatkan kecepatan dimulai dengan mengubah teknik modulasi. Teknik modulasi analog seperti AM (Amplitude Modulation), FM (Frequency Modulation), dan PM (Phasa Modulation) memberikan kecepatan terbatas. Peningkatan kecepatan menggunakan modulasi digital dimulai dengan penggunaan ASK (Amplitude Shift Keying), FSK (Frequency Shift Keying) dan PSK (Phasa Shift Keying).
Pengembangan PSK mencapai penggunaan M-ary PSK [1].
Selain peningkatan kecepatan melalui modulasi, multipleksi seperti FDD dan TDD menyebabkan banyak kanal yang dapat digunakan. Perkembangan terakhir multipleksing adalah penggunaan frekuensi orthogonal atau OFDM [3].
Teknologi OFDM telah digunakan di WiMAX (802.16), WiFI (802.11), LTE [7]
dan teknologi bergerak lainnya.
Teknologi multiple akses juga menyebabkan kecepatan komunikasi pada teknologi 802.11 berkembang. Teknologi basic access, berkembang menjadi
teknologi RTS/CTS [8]. Demikian juga penggunaan kanal terdistribusi seperti EDCA [10].
Beberapa teknik digunakan untuk meningkatkan kecepatan di 802.11 yang melibatkan pengaturan buffer telah dilakukan. Wang et al [11] telah menggunakan manajemen buffer untuk meningkatkan kinerja jaringan yang toleran terhadap delay. Sementara pengaturan antrian pada buffer [12] telah meningkatkan kinerja jaringan 802.11. Tianji Li [13] menunjukkan bahwa kapasitas dengan penentuan ukuran buffer yang tetap pada jaringan, kinerja jaringan dapat ditingkatkan.
Skripsi ini fokus pada pengujian pengaruh kapasitas buffer jaringan atau interface queue (IFQ) pada transmisi data pada jaringan 802.11, khususnya pada konfigurasi ad hoc. Untuk menguji pengaruhnya terhadap kinerja jaringan, yakni delay, jitter dan packet loss, jaringan diuji menggunakan network simulator. Pada simulasi, digunakan jenis trafik yang dikirim dengan TCP pada network simulator. Ukuran buffer atau IFQ ditentukan dari nilai 10 paket sampai nilai 100 paket dan diujicobakan untuk jumlah node 2 hingga 10.
1.2 Rumusan Masalah
Adapun permasalahan yang dapat dirumuskan antara lain:
1. Bagaimana meningkatkan ukuran buffer IFQ pada jaringan yang disimulasikan?
2. Apa pengaruh kenaikan kapasitas buffer jaringan terhadap transmisi data?
1.3 Tujuan Penulisan
Adapun tujuan penulisan adalah:
1. Untuk mengetahui pengaruh ukuran buffer terhadap kinerja komunikasi di jaringan 802.11 ad hoc.
2. Untuk mengetahui hasil delay kinerja kapasitas buffer terhadap kinerja komunikasi di jaringan 802.11 ad hoc.
3. Untuk mengetahui hasil jitter kinerja kapasitas buffer terhadap kinerja komunikasi di jaringan 802.11 ad hoc.
4. Untuk mengetahui hasil packet loss kinerja kapasitas buffer terhadap kinerja komunikasi di jaringan 802.11 ad hoc.
1.4 Batasan Masalah
Adapun batasan masalah dari penulisan ini adalah sebagai berikut : 1. Buffer dibatasi dari 10 hingga 100 paket.
2. Jumlah node dibatasi 2 hingga 10 node.
3. Kinerja menggunakan parameter delay, jitter dan packet loss.
4. Jaringan yang diuji adalah jaringan 802.11 ad hoc.
5. Simulasi dilakukan dengan menggunakan software NS2.
1.5 Metodologi Penulisan
Adapun metodologi pembahasan yang dilakukan untuk penelitian ini adalah:
1. Studi literatur
Studi literatur berupa tinjauan pustaka terhadap buku atau jurnal sebagai landasan teoritis.
2. Perancangan dan Simulasi
Penulis akan menganalisis kapasitas buffer pada jaringan 802.11 ad hoc dengan merubah jumlah node dan mensimulasikan menggunakan Software Network Simulator 2
3. Analisis
Penulis melakukan analisis pada delay, jitter, dan packet loss digunakan untuk menguji model kejadian tersebut.
4. Pengambilan kesimpulan
Kesimpulan diambil dari hasil analisis dan perhitungan.
Kesimpulan ini merupakan jawaban dari permasalahan yang dianalisis. Selain itu juga akan diberikan saran sebagai masukan yang berkaitan dengan apa yang telah diteliti.
1.6 Sistematika Penulisan
Adapun sistematika penulisan dalam penelitian ini adalah:
BAB I : PENDAHULUAN
Bab ini merupakan pendahuluan yang berisi tentang latar belakang masalah, rumusan masalah, tujuan dan manfaat penulisan, batasan masalah, metode dan sistematika penulisan.
BAB II : STUDI PUSTAKA
Bab ini berisi tentang teori-teori dari hasil studi pustaka yang berkaitan dengan penelitian dan akan menjadi pedoman dalam penelitian.
BAB III : PERANCANGAN SIMULASI
Bab ini berisi tentang perancangan simulasi sistem jaringan serta implementasi dan parameter yang akan dianilisis.
BAB IV : HASIL SIMULASI DAN ANALISIS
Bab ini berisi tentang hasil pengujian dan analisis data yang diperoleh dari hasil simulasi yang telah dilakukan dengan software Network Simulator 2.
BAB V : KESIMPULAN DAN SARAN
Bab ini berisi tentang kesimpulan dan saran dari hasil pembahasan- pembahasan sebelumnya dan ditambahkan dengan saran-saran untuk pengembangan selanjutnya.
BAB II DASAR TEORI
2.1 Protokol Komunikasi
Secara umum fungsi protokol adalah menghubungkan pengirim dan penerima dalam berkomunikasi serta dalam bertukar informasi agar dapat berjalan dengan baik dan akurat. Tidak semua protokol memiliki fungsi atau fitur yang sama tetapi ada juga beberapa protokol yang memiliki fungsi sama meski berada pada tingkat berbeda. Beberapa protokol bergabung dengan protokol lainnya untuk membangun sistem komunikasi yang utuh.[2]
Standar protocol yang terkenal yaitu OSI (Open System Interconnecting) yang ditentukan oleh ISO (International Standart Organization). Dalam TCP/IP hanya terdapat lima lapisan.
1. Lapisan Fisik
Lapisan Fisik merupakan lapisan terbawah yang mendefenisikan besaran fisik seperti media komunikas pada jaringan yang bersangkutan.
2. Network Access Layer
Lapisan ini mempunyai fungsi mirip dengan data link layer pada OSI.
Lapisan ini mengatur penyaluran data frame-frame pada media fisik yang digunakan secara handal. Lapisan ini biasanya memberikan servis untuk deteksi dan koreksi kesalahan dari data yang ditransmisikan.
3. Internet Layer
Internet Layer mendefinisikan bagaimana hubungan dapat terjadi antara dua pihak yang berada pada jaringan yang berbeda seperti Network Layer pada OSI. Pada jaringan internet yang terdiri atas puluhan juta host dan ratusan ribu jaringan lokal, lapisan ini bertugas untuk menjamin agar suatu paket yang dikirimkan dapat menemukan tujuannya di manapun berada.
4. Transport Layer
Transport Layer mendefinisikan cara-cara untuk melakukan pengiriman data antara end to end host secara andal. Lapisan ini menjamin bahwa informasi yang diterima pada sisi penerima adalah sama dengan informasi yang dikirimkan pada pengirim.
5. Application Layer
Application Layer merupakan lapisan terakhir dalam TCP/IP yang berfungsi mendefinisikan aplikasi-aplikasi yang dijalankan pada jaringan. Karena itu terdapat banyak protokol pada lapisan ini, sesuai dengan banyaknya aplikasi TCP/IP yang dapat dijalankan. Contohnya SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) untuk pengiriman email, FTP (File Transfer Protocol) untuk transfer file, HTTP (Hyper Text Transfer Protocol) untuk aplikasi web, dan lain-lain.[2]
2.2. TCP
TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol) jika diterjemahkan adalah Protokol Kendali Transmisi/Protokol Internet, adalah gabungan dari protokol TCP (Transmission Control Protocol) dan IP (Internet Protocol) sebagai sekelompok protokol yang mengatur komunikasi data dalam proses tukar-menukar data dari satu komputer ke komputer lain di dalam jaringan internet yang akan memastikan pengiriman data sampai ke alamat yang dituju.
Protokol ini tidaklah dapat berdiri sendiri, karena memang protokol ini berupa kumpulan protokol (protocol suite). [2]
Protokol ini juga merupakan protokol yang paling banyak digunakan saat ini, karena protokol ini mampu bekerja dan diimplementasikan pada lintas perangkat lunak (software) di berbagai sistem operasi Istilah yang diberikan kepada perangkat lunak ini adalah TCP/IP stack.
Protokol TCP/IP dikembangkan pada akhir dekade 1970-an hingga awal 1980-an sebagai sebuah protokol standar untuk menghubungkan komputer- komputer dan jaringan untuk membentuk sebuah jaringan yang luas (WAN).
TCP/IP merupakan sebuah standar jaringan terbuka yang bersifat independen terhadap mekanisme transport jaringan fisik yang digunakan, sehingga dapat digunakan di mana saja.[2]
Protokol ini menggunakan skema addressing yang sederhana yang disebut sebagai alamat IP (IP Address) yang mengizinkan hingga beberapa ratus juta komputer untuk dapat saling berhubungan satu sama lainnya di Internet. Protokol ini juga bersifat routable yang berarti protokol ini cocok untuk menghubungkan sistem-sistem berbeda (seperti Microsoft Windows dan keluarga UNIX) untuk
membentuk jaringan yang heterogen. Protokol TCP/IP selalu berevolusi seiring dengan waktu, mengingat semakin banyaknya kebutuhan terhadap jaringan komputer dan Internet.[7]
Pengembangan ini dilakukan oleh beberapa badan, seperti halnya Internet Society (ISOC), Internet Architecture Board (IAB), dan Internet Engineering Task Force (IETF). Macam-macam protokol yang berjalan di atas TCP/IP, skema addressing, dan konsep TCP/IP didefinisikan dalam dokumen yang disebut sebagai Request for Comments (RFC) yang dikeluarkan oleh IETF.[2]
2.3 Teknologi 802.11
IEEE802.11 adalah serangkaian spesifikasi kendali akses medium dan lapisan fisik untuk mengimplementasikan komunikasi komputer wireless local area network di frekuensi 2.4, 3.6, 5, dan 60 GHz.
Mereka diciptakan dan dioperasikan oleh Institute of Electrical and Electronics Engineers. Versi dasar dirilis tahun 1997 dan telah melalui serangkaian pembaruan dan menyediakan dasar bagi produk jaringan nirkabel Wi-Fi.[4]
Dalam IEEE ada code tertentu untuk standarisasi dalam teknologi komunikasi:
− 802.1: LAN/MAN Management and Media Access Control bridges
− 802.2: Logical Link Control (LLC)
− 802.3: CSMA/CD (Standar untuk Ethernet coaxial atau UTP)
− 802.4: Token Bus
− 802.5: Token Ring (bisa menggunakan kabel STP)
− 802.6: Distributed Queue Dual Bus (DQDB) MAN
− 802.7: LAN Broadband
− 802.8: Fiber Optik LAN & MAN (Standar FDDI)
− 802.9: Integrated Services LAN Interface (standar ISDN)
− 802.10: LAN/MAN Security (untuk VPN)
− 802.11: LAN nirkabel (Wi-Fi)
− 802.12: Demand Priority Access Method
− 802.15: PAN nirkabel (Personal Area Network) > IrDA dan Bluetooth
− 802.16: Broadband Wireless Access (standar untuk WiMAX) Standarisasi IEEE 802.11a
Standard IEEE 802.11a bekerja pada frekuensi 5 GHz mengikuti standard dari UNII (Unlicensed National Information Infrastructure). Teknologi IEEE 802.11a tidak menggunakan teknologi spread-spectrum melainkan menggunakan standar frequency division multiplexing (FDM). Mampu mentransfer data hingga 54 Mbps[4]
Standarisasi IEEE 802.11b
Standar 802.11b saat ini yang paling banyak digunakan satu. Menawarkan thoroughput maksimum dari 11 Mbps (6 Mbps dalam praktik) dan jangkauan hingga 300 meter di lingkungan terbuka. Ia menggunakan rentang frekuensi 2,4 GHz, dengan 3 saluran radio yang tersedia. Transmisi data 5,4 hingga 11 Mbps.[4]
Standarisasi IEEE 802.11c
Standar 802.11c (disebut WiFi), yang menjembatani standar 802.11c tidak menarik bagi masyarakat umum. Hanya merupakan versi diubah 802.1d
standar yang memungkinkan 802.1d jembatan dengan 802.11-perangkat yang kompatibel (pada tingkat data link).
Standarisasi IEEE 802.11d
Standar 802.11d adalah suplemen untuk standar 802.11 yang dimaksudkan untuk memungkinkan penggunaan internasional 802,11 lokal jaringan. Ini memungkinkan perangkat yang berbeda informasi perdagangan pada rentang frekuensi tergantung pada apa yang diperbolehkan di negara di mana perangkat dari.
Standarisasi IEEE 802.11e
Standar 802.11e yang dimaksudkan untuk meningkatkan kualitas layanan pada tingkat data link layer. Tujuan standar ini adalah untuk menentukan persyaratan paket yang berbeda dalam hal bandwidth dan keterlambatan transmisi sehingga memungkinkan transmisi yang lebih baik suara dan video.[4]
Standarisasi IEEE 802.11f
Standar 802.11f adalah rekomendasi untuk jalur akses vendor produk yang memungkinkan untuk menjadi lebih kompatibel. Ia menggunakan Inter- Access Point Protocol Roaming, yang memungkinkan pengguna roaming transparan akses beralih dari satu titik ke titik lain sambil bergerak, tidak peduli apa merek jalur akses yang digunakan pada infrastruktur jaringan.
Kemampuan ini juga hanya disebut roaming.
Standarisasi IEEE 802.11g
Standar 802.11g menawarkan bandwidth yang tinggi (54 Mbps throughput maksimum, 30 Mbps dalam praktik) pada rentang frekuensi 2,4 GHz.
Standar 802.11g mundur-kompatibel dengan standar 802.11b, yang berarti bahwa perangkat yang mendukung standar 802.11g juga dapat bekerja dengan 802.11b.[4]
2.4 Jaringan Ad Hoc
Jaringan ad hoc adalah desentraliasi dari jaringan wireless dimana jaringan tidak bergantung pada infrastruktur yang sudah ada, seperti router dalam jaringan kabel ataupun access point. Setiap node dapat merutekan data kepada node lain.
Node yang berada dalam jangkauan berkomunikasi langsung melalui link nirkabel, sementara yang terpisah jauh mengirimkan data melalui node lain.
Setiap node bertugas dalam proses routing data kepada node lain. Tidak terdapat pengawas terpusat yang memantau kinerja jaringan secara keseluruhan.
Beberapa karakteristik jaringan ad hoc:
- Multiple wireless link: Setiap node yang mempunyai sifat mobility dapat memiliki beberapa interface yang terhubung ke beberapa node lainnya.
- Dynamic topology: Topologi jaringan dapat berubah secara acak sebagai akibatnya routing yang dinamis.
- Limited resources: Jaringan ad hoc dibatasi oleh masalah daya dan kapasitas memori.
-
2.5 Buffer Jaringan
Buffering merupakan teknik untuk meningkatkan efisiensi sistem operasi dan kinerja proses-proses. Terdapat beragam cara buffering antara lain:
1. Single Buffering
Teknik ini merupakan buffering paling sederhana. Ketika proses pemakai memberikan perintaah I/O, system operasi menyediakan buffer bagian memori utama system untuk operasi. Untuk peralatan berorientasi blok, transfer masukan dibuat ke buffer sistem. Ketika transfer selesai, proses memindahkan blok ke ruang pemakai dan segera meminta blok lain. Teknik ini disebut reading ahead atau anticipated input.
Teknik ini dilakukan dengan harapan bahwa blok tersebut diperlukan untuk banyak tipe komputasi, asumsi ini berlaku. Hanya akhir barisan pemrosesan maka blok yang dibaca tidak diperlukan. Pendekatan ini umumnya meningkatkan kecepatan dibanding tanpa buffering.[5]
2. Double Buffering
Peningkatan atas single buffering dapat dibuat dengan mempunyai dua buffer sistem untuk operasi. Proses dapat transfer ke (atau dari) satu buffer sementara sistem operasi mengosongkan (atau mengisi) buffer lain.
Double buffering menjamin proses tidak akan menunggu operasi I/
O. Peningkatan atas Single Buffering diperoleh, namun harus dibayar dengan kompleksitas yang meningkat.[5]
2.6 Pengaruh Buffer Jaringan
Buffering dilakukan untuk beberapa alasan, yang pertama adalah untuk mengatasi perbedaan kecepataan antara produsen dan konsumen dari sebuah aliran data. Sebagai contoh, sebuah file sedang diterima melalui modem dan ditujukan ke media penyimpanan di hard disk. Kecepatan modem tersebut kira- kira hanyalah 1/1000 dari pada hard disk. Jadi buffer dibuat di dalam memori utama untuk mengumpulkan jumlah byte yang diterima dari modem. Ketika keseluruhan data di buffer sudah sampai, buffer tersebut dapat ditulis ke disk dengan operasi tunggal.[11]
Alasan kedua dari buffering adalah untuk menyesuaikan device- device yang mempunyai perbedaan dalam ukuran transfer data. Hal ini sangat umum terjadi pada jaringan komputer, dimana buffer dipakai secara luas untuk fragmentasi dan pengaturan kembali pesan-pesan yang diterima. Pada bagian pengirim, sebuah pesan yang besar akan dipecah ke paket-paket kecil. Paket-paket tersebut dikirim melalui jaringan, dan penerima akan meletakkan mereka di dalam buffer untuk disusun kembali.[11]
Alasan ketiga untuk buffering adalah untuk mendukung copy semantics untuk aplikasi I/O. Sebuah contoh akan menjelaskan apa arti dari copy semantics. Jika ada sebuah aplikasi yang mempunyai buffer data yang ingin dituliskan ke disk. Aplikasi tersebut akan memanggil sistem penulisan, menyediakan pointer ke buffer, dan sebuah integer untuk menunjukkan ukuran bytes yang ingin ditulis. Setelah pemanggilan tersebut, apakah yang akan terjadi jika aplikasi tersebut merubah isi dari buffer, dengan copy semantics, keutuhan data yang ingin ditulis sama dengan data waktu aplikasi ini memanggil
system untuk menulis, tidak tergantung dengan perubahan yang terjadi pada buffer.[11]
2.7 Network Simulator 2
Network simulator (NS2) adalah alat simulasi jaringan yang bersifat open source yang banyak digunakan dalam mempelajari struktur dinamik dari jaringan komunikasi. Simulasi dari jaringan nirkabel dan protokol (seperti algoritma routing, TCP, dan UDP) dapat diselesaikan dengan baik dengan simulator ini.
Beberapa keuntungan menggunakan network simulator sebagai perangkat lunak simulasi adalah :
b. Network simulator dilengkapi dengan tool validasi, pembuatan simulasi dengan menggunakan network simulator jauh lebih mudah daripada menggunakan software develover seperti Delphi atau C++, c. Network simulator bersifat open source di bawah GPL (Gnu Public
License), Dapat digunakan pada sistem operasi windows dan sistem operasi linux.
Gambar 2.1 Arsitektur dasar network simulator 2
Gambar 2.2 Diagram blok NS2
2.8 Evaluation Video (EvalVid)
NS-2 menyediakan presentasi data menggunakan Xgraph. Namun Xgraph kehilangan detail dari kejadian pengiriman data dan hanya menampilkan data rata- rata untuk parameter yang ditinjau. Oleh karenanya, untuk membantu mempresentasikan paramater yang dievaluasi, digunakan EvalVid. EvalVid adalah framework dan tool set untuk evaluai kualitas video dikirimkan melalui jaringan komunikasi nyata ataupun simulasi. Struktur dari framework EvalVid ditunjukkan Gambar 2.3 [6].
C++
TCL Input konfigurasi
jaringan
Input Traffic Mode
propagasi ...
802.11 kabel 802.16 ...
Evalvid
Model propagasi
FTP video
ruting
Scheduler
Simpan file
trace Analisis
Menjadwalkan kejadian
CBR ...
eksekusi UDP
TCP RTP
Gambar 2.3 Struktur framework EvalVid
Framework evaluasi ini berisi transmisi yang lengkap dari video digital mulai dari source video, reordering pada source, encoding, paketisasi, transmisi jaringan, reduksi jitter oleh buffer play-out, decoding, hingga video yang diterima oleh end-user. Data yang diperoleh dari evaluasi akan diproses pada arus transmisi dan akan disimpan dan ditandai pada file-file yang berbeda, kemudian file-file ini digunakan untuk memperoleh hasil yang diinginkan, misalnya, loss rate, jitter, dan kualitas video [6 ]
Komponen utama dari struktur EvalVid dijelaskan sebagai berikut :
1. Source: Sumber video dapat berupa raw file YUV dengan resolusi Quarter Common Intermediate Format (QCIF, 176 x 144) atau di Common Intermediate Format (CIF, 352 x 288) .
2. Video Encoder dan Decoder: EvalVid mendukung dua codec MPEG4 , yaitu codec NCTU dan ffmpeg.
3. VS (Video Sender): komponen VS membaca file video yang dikompres dari output encoder, menfragmentasi setiap frame video yang berukuran besar menjadi segmen yang berukuran kecil dan kemudian mengirimkan segmen ini melalui paket UDP pada jaringan nyata atau simulasi. Untuk setiap pengiriman paket UDP, framework mencatat tanda waktu, id paket, dan ukuran paket di sender trace file dengan bantuan tcp dump atau win dump, jika jaringan adalah link nyata. Namun, jika jaringan disimulasikan, sender trace file disediakan oleh entitas pengirim.
Komponen VS juga membangkitkan video trace file yang berisi informasi tentang setiap frame pada file video real. Video trace file dan sender trace file yang kemudian digunakan untuk evaluasi kualitas video berikutnya .
4. ET (Evaluate Trace): Evaluasi berlangsung di sisi pengirim.
Oleh karena itu, informasi tanda waktu, id paket, dan ukuran paket yang diterima pada penerima harus dikirim kembali ke pengirim. Berdasarkan file video asli yang dikodekan, file video trace, file sender trace, dan file received trace, komponen ET menghasilkan laporan packet loss, jitter serta file video rekontruksi untuk melihat hasil video pada sisi penerima mengalami kerusakan atau tidak.
5. FV (Fix Video): penilaian kualitas video digital dilakukan dari frame demi frame. Oleh karena itu, jumlah total frame video di sisi penerima, termasuk yang salah, harus sama seperti video asli di sisi pengirim. Jika codec tidak dapat mencegah hilangnya suatu frame maka, FV digunakan untuk mengatasi masalah tersebut, dengan memasukkan
frame terakhir yang berhasil dikodekan pada bagian frame yang hilang sebagai sebuah teknik penyembunyian error.
6. PSNR (Peak Signal Noise Ratio): PSNR adalah salah satu objek untuk menilai QoS aplikasi pada transmisi video.
7. MOS (Mean Opinion Score): suatu subjektif untuk mengukur kualitas video digital pada aplikasi. [6]
2.9 Parameter Kinerja Jaringan
Parameter kinerja jaringan menunjukkan kemampuan sebuah jaringan dalam menyediakan layanan yang lebih baik bagi trafik yang melewatinya. Beberapa parameter kinerja jaringan yaitu delay, Packet Loss, dan jitter.
2.9.1 Delay (Latency)
Delay (Latency) adalah lama waktu suatu paket yang diakibatkan oleh proses transmisi dari suatu titik ke titik lain yag menjadi tujuannya.
Waktu tunda ini bisa dipengaruhi oleh jarak (misalnya akibat pemakaian satelit), atau kongesti (yang memperpanjang antrian), atau bisa juga akibat waktu olah yang lama (misalnya untuk digitizing dan kompresi data).
Satuan yang digunakan pada perhitungan delay adalah mili second (ms).
Persamaan (2.1) untuk menghitung delay:
𝐷𝑒𝑙𝑎𝑦 =𝐽𝑢𝑚𝑙𝑎ℎ 𝑤𝑎𝑘𝑡𝑢 𝑝𝑒𝑛𝑔𝑖𝑟𝑖𝑚𝑎𝑛 𝑑𝑎𝑡𝑎 (sec)
𝐽𝑢𝑚𝑙𝑎ℎ 𝑝𝑎𝑘𝑒𝑡 ... ..(2.1) Nilai delay dari suatu jaringan dapat dikategorikan berdasarkan standarisasi TIPHON [9] seperti pada Tabel 2.1.
Tabel 2.1 Kategori jaringan berdasarkan nilai delay (versi TIPHON)[9]
Kategori Besar Delay
Sangat Bagus <150 ms
Bagus 150 s/d 300 ms
Sedang 300 s/d 450 ms
Buruk >450 ms
2.9.2 Jitter
Hal ini diakibatkan oleh variasi-variasi dalam panjang antrian, dalam waktu pengolahan data, dan juga dalam waktu penghimpunan ulang paket-paket di akhir perjalanan jitter. Delay antrian pada router dan switch dapat menyebabkan jitter.
Kategori kinerja jaringan berbasis IP dalam jitter versi Telecommunications and Internet Protocol Harmonization Over Networks (TIPHON) dikelompokkan menjadi empat kategori penurunan kinerja jaringan berdasarkan nilai jitter seperti terlihat pada Tabel 2.2.
Persamaan (2.2) untuk menghitung jitter:
Jitter = (𝑇𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑣𝑎𝑟𝑖𝑎𝑠𝑖 𝐷𝑒𝑙𝑎𝑦)
𝑇𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑝𝑎𝑘𝑒𝑡 𝑦𝑎𝑛𝑔 𝑑𝑖𝑡𝑒𝑟𝑖𝑚𝑎−1………..(2.2) Tabel 2.2 Kategori jaringan berdasarkan nilai jitter (versi TIPHON) [9]
Kategori Degradasi Peak Jitter
Sangat Bagus 0 ms
Bagus 0 ms s/d 75 ms
Sedang 75 ms s/d 125 ms
Buruk 125 ms s/d 225 ms
2.9.3 Packet loss
Packet loss adalah kegagalan transmisi paket data mencapai tujuannya. Umumnya perangkat network memiliki buffer untuk menampung data yang diterima. Jika terjadi kongesti yang cukup lama, buffer akan penuh, dan data baru tidak diterima. Satuan yang digunakan pada perhitungan packet loss adalah persen. Persamaan (2.3) untuk menghitung packet loss:
𝑃𝑎𝑐𝑘𝑒𝑡 𝑙𝑜𝑠𝑠 =(𝑃𝑎𝑘𝑒𝑡 𝑑𝑎𝑡𝑎 𝑑𝑖𝑘𝑖𝑟𝑖𝑚−𝑃𝑎𝑘𝑒𝑡 𝑑𝑎𝑡𝑎 𝑑𝑖𝑡𝑒𝑟𝑖𝑚𝑎)
(𝑃𝑎𝑘𝑒𝑡 𝑑𝑎𝑡𝑎 𝑦𝑎𝑛𝑔 𝑑𝑖𝑡𝑒𝑟𝑖𝑚𝑎) 𝑥 100...(2.3) Nilai packet loss dari suatu jaringan dapat dikategorikan berdasarkan standarisasi TIPHON seperti pada Tabel 2.3
Tabel 2.3 Kategori jaringan berdasarkan nilai packet loss (versi TIPHON)[9]
Kategori Packet loss
Sangat Bagus 0%
Bagus 3%
Sedang 15%
Buruk 25%
BAB III
METODE PENELITIAN
3.1 Alur Penelitian
Alur penelitian dilakukan sesuai alur pada Gambar 3.1. Penelitian terlebih dahulu dilakukan instalasi dan pengujian perangkat yang digunakan yaitu simulator NS-2. Untuk melakukan evaluasi trafik multimedia, digunakan framework Evalvid yang diintegrasikan ke simulator NS-2.
Selanjutnya model jaringan yang diteliti dibangun dengan melibatkan perubahan jumlah nodeatau user dan penyusunan traffic yang dikirim.
Gambar 3.1 Diagram AlurPenelitian
Trafik dipilih berdasarkan kerangka evalvid dengan bit rate tertentu yang dikirimkan oleh setiap node. Semua proses pengiriman dan penerimaan paket-
paket video direkam dalam bentuk trace yang terdiri atas catatan waktu kirim atau terima, jenis paket, dan ukuran paket.
3.2 Langkah Pelaksanaan Simulasi
Adapun langkah-langkah pelaksanaan simulasi adalah sebagai berikut : 1. Buka Script Simple-3. Tcl
2. Setting berapa node yang kita perlukan dengan cara mengganti nb_mm 2 pada script tcl. Berikut ini potongan script Simple-3.tcl :
Gambar 3.2 Potongan Script Simple-3.tcl
3. Setting berapa buffer size yang kita perlukan dengan cara mengganti ifqlen pada script tcl. Berikut ini potongan script Simple-3.tcl :
Gambar 3.3 Potongan Script Simple-3.tcl
4. Jalankan file konfigurasi tcl dengan perintah : “ns Simple-3” pada NS-2.
Pada Gambar 3.4 adalah tampilan perintah untuk konfigurasi tcl pada NS- 2 sebelum di jalankan dan pada Gambar 3.5 adalah tampilan perintah untuk konfigurasi tcl pada NS-2 setelah di jalankan.
Gambar 3.4 Tampilan perintah untuk konfigurasi tcl pada NS-2 sebelum dijalankan
Gambar 3.5 Tampilan perintah untuk konfigurasi tcl pada NS-2 setelah dijalankan
5. Setelah melakukan langkah tersebut maka didapat file berupa
“tcpVegasRec.txt” untuk setiap bit rate. Berikut adalah hasil dari simulasi :
Gambar 3.6 File yang di dapat dari hasil simulasi
6. Analisis data yang diperoleh dengan Libre Office Calc untuk mencari delay, jitter, dan packet loss. Gambar 3.7 analisis menggunakan Libre Office Calc
Gambar 3.7 Analisis menggunakan Libre Office Calc
3.2 Perangkat Penelitian
Perangkat keras yang digunakan untuk menjalankan simulasi skripsi ini adalah sebuah laptop dengan spesifikasi:
• Processor Intel® Core™ i7-4720HQ CPU @ 2.60GHz, 3,6Ghz.
• Memory 3.88 GB RAM.
• Operating System Windows 10 Home Premium 64 Bit.
Perangkat lunak yang digunakan untuk menjalankan simulasi skripsi ini adalah Network Simulator 2 (NS-2).
3.3 Konfigurasi Jaringan
Konfigurasi jaringan yang disimulasikan menggunakan konfigurasi ad hoc seperti ditunjukkan pada Gambar 3.2, dimana jaringan802.11 berisi jumlah node yang divariasikan dari 2 sampai 10 node. Setiap node mengirimkan data ke node tetangganya. Adapun data yang dikirimkan pada simulasi merupakan data video dengan bit rate 539 bps.
Gambar 3.8 Network configuration
Pemancar 802.11 diset untuk melingkupi area berdiameter 1000 m dengan daya pancar 0,281838 W dan model propagasi two-ray ground.
3.4 Spesifikasi Trafik Simulasi
Adapun spesifikasi trafik video yang digunakan pada simulasi ditunjukkan pada Tabel 3.1, dimana kecepatan video memiliki bit rate:539,6. Video memiliki kecepatan frame 30 frame setiap detik dengan codec mpeg4 berframe IPP.
Tabel 3.1 Spesifikasi Trafik Video
Parameter Keterangan
Nama video Kecepatan frame Tipe frame Codec bit rate
Ukuran paket
akiyo_cif.yuv 30fps
IPP MPEG4
561319, 595532, 823555, 1151255 1024 bytes
BAB IV
HASIL SIMULASI DAN ANALISIS
4.1 Umum
Bab ini menampilkan hasil simulasi dan analisis hasil simulasi berdasarkan pola delay, jitter, dan packet loss untuk penambahan kapasitas buffer serta jumlah node.
4.2 Hasil Simulasi 4.2.1 Tabulasi nilai delay
Nilai delay yang diperoleh dari setiap eksperimen untuk jumlah node serta kapasitas buffer yang berbeda ditunjukkan pada Tabel 4.1.
Tabel 4.1 Nilai delay hasil simulasi dalam detik
Kapasitas Buffer Jumlah node
(Paket) 2 4 6 8 10
10 0.0063 0.0182 0.0344 0.0368 0.1641
20 0.0081 0.0314 0.0618 0.0615 0.2706
30 0.0081 0.0391 0.0757 0.0795 0.2346
40 0.0081 0.0408 0.0888 0.0990 0.3152
50 0.0081 0.0408 0.0888 0.1283 0.3152
60 0.0081 0.0408 0.0888 0.0888 0.3152
70 0.0081 0.0299 0.0888 0.1386 0.3152
80 0.0081 0.0408 0.0888 0.1237 0.3152
90 0.0081 0.0408 0.0888 0.1237 0.3152
100 0.0081 0.0408 0.0888 0.1237 0.3152
Nilai delay di atas merupakan hasil rata-rata dari delay setiap paket yang diterima. Sebagai contoh, untuk jumlah node 3, diperoleh 3 data, yakni hasil pengiriman paket dari node 1 ke node 2, dari node 2 ke node 3 serta dari node 3
ke node 1. Masing-masing data memiliki daftar delay untuk setiap paket. Untuk memperoleh rata-rata nilai delay, terlebih dahulu dihitung nilai delay rata-rata pada data 1, data 2 dan data 3. Kemudian ketiga nilai delay rata-rata dijumlahkan dan dibagi 3, sehingga diperoleh nilai delay rata-rata keseluruhan.
4.2.2 Tabulasi nilai jitter
Nilai jitter yang diperoleh dari setiap eksperimen untuk jumlah node serta kapasitas buffer yang berbeda ditunjukkan pada Tabel 4.2.
Tabel 4.2 Nilai jitter hasil simulasi dalam detik
Kapasitas Buffer Jumlah node
(Paket) 2 4 6 8 10
10 0.0040 0.0096 0.0120 0.0142 0.1687 20 0.0037 0.0103 0.0084 0.0153 0.1889 30 0.0037 0.0082 0.0161 0.0300 0.1288 40 0.0037 0.0081 0.0151 0.0236 0.1950 50 0.0037 0.0081 0.0151 0.0197 0.1981 60 0.0037 0.0081 0.0151 0.0151 0.1981 70 0.0037 0.0067 0.0151 0.0213 0.1981 80 0.0037 0.0081 0.0151 0.0192 0.1981 90 0.0037 0.0081 0.0151 0.0192 0.1981 100 0.0037 0.0081 0.0151 0.0192 0.1981
Nilai jitter di atas merupakan hasil rata-rata jitter dari paket yang diterima.
Dengan contoh, untuk jumlah node 3, diperoleh 3 data, yakni hasil pengiriman paket dari node 1 ke node 2, dari node 2 ke node 3 serta dari node 3 ke node 1.
Masing-masing data memiliki daftar jitter untuk setiap paket. Untuk memperoleh
rata-rata pada nilai jitter, terlebih dahulu dihitung nilai jitter rata-rata pada data 1, data 2 dan data 3. Kemudian ketiga nilai jitter rata-rata dijumlahkan dan dibagi 3, sehingga diperoleh nilai jitter rata-rata keseluruhan.
4.2.3 Tabulasi nilai packet loss
Nilai packet loss yang diperoleh dari setiap eksperimen untuk jumlah node serta kapasitas buffer yang berbeda ditunjukkan pada Tabel 4.3.
Tabel 4.3 Nilai packet loss hasil simulasi dalam detik
Kapasitas Buffer Jumlah node
(Paket) 2 4 6 8 10
10 2.34% 2.44% 2.30% 3.09% 3.41%
20 0.10% 0.97% 0.66% 1.71% 2.12%
30 0.10% 1.12% 1.57% 2.52% 0.71%
40 0.10% 1.12% 1.45% 2.03% 1.67%
50 0.10% 1.12% 1.45% 1.73% 1.33%
60 0.10% 1.12% 1.45% 1.45% 1.33%
70 0.10% 0.78% 1.45% 1.42% 1.33%
80 0.10% 1.12% 1.45% 1.56% 1.33%
90 0.10% 1.12% 1.45% 1.56% 1.33%
100 0.10% 1.12% 1.45% 1.56% 1.33%
Nilai packet loss di atas merupakan hasil rata-rata packet loss dari paket yang diterima. Dengan contoh, untuk jumlah node 3, diperoleh 3 data, yakni hasil pengiriman paket dari node 1 ke node 2, dari node 2 ke node 3 serta dari node 3 ke node 1. Masing-masing data memiliki daftar packet loss untuk setiap paket.
Untuk memperoleh rata-rata pada nilai packet loss, terlebih dahulu dihitung nilai
packet loss rata-rata pada data 1, data 2 dan data 3. Kemudian ketiga nilai packet loss rata-rata dijumlahkan dan dibagi 3, sehingga diperoleh nilai packet loss rata- rata keseluruhan.
4.3 Analisis Hasil Simulasi 4.3.1 Karakteristik delay
Berdasarkan nilai delay pada Tabel 4.1, delay bertambah dengan naiknya kapasitas buffer. Hal ini terjadi karena buffer menyimpan data lebih banyak, sehingga, paket akan dikirim sekaligus saat buffer terisi penuh. Kenaikan nilai delay untuk masing-masing jumlah node dapat dilihat pada Gambar 4.1a hingga 4.1e.
(a) Delay untuk 2 node
0 0.001 0.002 0.003 0.004 0.005 0.006 0.007 0.008 0.009
0 20 40 60 80 100 120
IFQ (PAKET) DELAY (DETIK)
(b) Delay untuk 4 node
(c) Delay untuk 6 node
(d) Delay untuk 8 node
0 0.005 0.01 0.015 0.02 0.025 0.03 0.035 0.04 0.045
0 20 40 60 80 100 120
DELAY
I F Q ( P A K E T )
0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1
0 20 40 60 80 100 120
DELAY
I F Q ( P A K E T )
0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 0.14 0.16
0 20 40 60 80 100 120
DELAY
I F Q ( P A K E T )
(e) Delay untuk 10 node
Gambar 4.1 Karakteristik delay terhadap kapasitas buffer
Secara rata-rata, nilay delay pada saat kapasitas buffer 10 paket adalah 52 ms, naik menjadi 115,3 ms pada saat buffer 100 paket, atau naik sekitar 121,96%.
Hal ini ditunjukkan pada Gambar 4.2. Ini menunjukkan, kenaikan ukuran buffer menyebabkan delay naik. Kenaikan delay dari persamaan regresi yang dibangkitkan pada Gambar 4.2 adalah bersifat logaritmik dengan persamaan (4.1):
y=0.0268ln(x/10)+0.0618 ………..(4.1)
Dimana:
y = nilai delay dalam detik.
x = kapasitas buffer.
Dari percobaan kapasitas buffer sampai 100 paket, diperoleh nilai delay maksimum adalah 116,2 ms. Nilai ini masih berada diarea kualitas transmisi realtime yang baik menurut standar TIPHON [14].
0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35
0 20 40 60 80 100 120
DELAY
I F Q ( P A K E T )
Gambar 4.2 Karakteristik delay terhadap kapasitas buffer
Selain itu, nilai delay rata-rata terhadap jumlah node pada saat jumlah node 2 adalah 8 ms, pada Gambar 4.3 naik secara eksponensial dengan persamaan (4.2):
y = 0.005e0.4095x ………..(4.2)
Dimana:
y = delay dalam detik
x = jumlah node.
menjadi 3513,88% pada saat jumlah node 10, yakni 287,6 ms. Ini menunjukkan bahwa secara rata-rata delay akan di standar baik yakni maksimum 150 ms (menurut TIPHON)[14] hanya jika jumlah node adalah 8 node.
y = 0.0268ln(x) + 0.0618
0.00 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10 0.12 0.14
10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Delay
IFQ (Paket)
Gambar 4.3 Karakteristik delay terhadap jumlah node
Nilai delay bertambah secara exponensial dari jumlah node 2 ke jumlah node 10. Hal ini disebabkan bertambahnya probabilitas tabrakan pada saat node mengirimkan Request to Send (RTS) pada teknik multiple akses 802.11.
4.3.2 Karakteristik jitter
Berdasarkan nilai jitter pada Tabel 4.2, jitter bertambah dengan naiknya kapasitas buffer. Hal ini terjadi karena buffer menyimpan data lebih banyak, sehingga, paket akan dikirim sekaligus saat buffer terisi penuh. Kenaikan nilai jitter untuk masing-masing jumlah node dapat dilihat pada Gambar 4.4a hingga 4.4e.
y = 0.005e0.819x
0.0000 0.0500 0.1000 0.1500 0.2000 0.2500 0.3000 0.3500
2 4 6 8 10
Delay (s)
Jumlah Node
(a) Jitter untuk 2 node
(b) Jitter untuk 4 node
(c) Jitter untuk 6 node
0.0037 0.00375 0.0038 0.00385 0.0039 0.00395 0.004
0 20 40 60 80 100 120
JITTER
IFQ
0 0.002 0.004 0.006 0.008 0.01 0.012
0 20 40 60 80 100 120
JITTER
I F Q
0 0.005 0.01 0.015 0.02
0 20 40 60 80 100 120
JITTER
I FQ
(d) Jitter untuk 8 node
(e) Jitter untuk 10 node
Gambar 4.4 Karakteristik jitter terhadap kapasitas buffer
Sementara nilai rata-rata jitter terhadap kapasitas buffer dapat dilihat pada Gambar 4.5. Jitter bertambah dengan meningkatnya kapasitas buffer. Kenaikan nilai rata-rata jitter dari kapasitas buffer 10 paket ke 100 paket adalah sebesar 17.16%. Secara rata-rata nilai jitter pada saat ditinjau dari kapasitas buffer 10 paket adalah 41,7 ms, naik menjadi 48,9 ms.
0 0.005 0.01 0.015 0.02 0.025 0.03 0.035
0 20 40 60 80 100 120
JITTER
I FQ
0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25
0 20 40 60 80 100 120
JITTER
I FQ
Gambar 4.5 Karakteristik jitter terhadap kapasitas buffer
Sedangkan terhadap jumlah node (Gambar 4.6), jitter berubah secara eksponensial dengan persamaan (4.3):
y = 0.0013e0.435x ……….(4.3)
Dimana:
x = jitter dalam detik.
y = jumlah node.
Pada saat jumlah node 2 jitter adalah 38 ms, naik 4868,45%. saat jumlah node 10, menjadi 187 ms. Sampai jumlah node 8, jitter menunjukkan kategori bagus berdasarkan standard TIPHON yaitu maksimum 75 ms [14]. Namun untuk node besar dari 10, jitter memburuk.
y = 0.0189ln(x/10) + 0.2046
0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3
1 0 2 0 3 0 4 0 5 0 6 0 7 0 8 0 9 0 1 0 0
JITTER (DETIK)
IFQ (PAKET)
Gambar 4.6 Karakteristik jitter terhadap jumlah node
4.3.3 Karakteristik packet loss
Berdasarkan nilai packet loss pada Tabel 4.3, packet loss menurun dengan naiknya kapasitas buffer. Penurunan berlaku untuk semua jumlah node (Gambar 4.7). Hal ini terjadi karena meningkatnya kapasitas buffer dapat menyimpan data lebih banyak, Sehingga, paket yang hilang karena buffer penuh dapat dihindari.
(a) Packet loss untuk 2 node
y = 0.0013e0.435x
0.0000 0.0500 0.1000 0.1500 0.2000
2 4 6 8 10
Jitter (s)
Jumlah Node
0.00%
0.50%
1.00%
1.50%
2.00%
2.50%
0 20 40 60 80 100 120
PACKET LOSS
I F Q ( P A K E T )
(b) Packet loss untuk 4 node
(c) Packet loss untuk 6 node
0.00%
0.50%
1.00%
1.50%
2.00%
2.50%
3.00%
0 20 40 60 80 100 120
PACKET LOSS
IFQ
0.00%
0.50%
1.00%
1.50%
2.00%
2.50%
0 20 40 60 80 100 120
PACKET LOSS
IFQ
(d) Packet loss untuk 8 node
(e) Packet loss untuk 10 node
Gambar 4.7 Karakteristik packet loss terhadap kapasitas buffer
Nilai rata-rata packet loss pada saat kapasitas buffer 10 paket adalah 2,72%, menurun sekitar 59% menjadi 1,11%. Hal ini ditunjukkan pada Gambar 4.8. Sehingga, ditinjau dari kategori jaringan berdasarkan nilai packet loss versi TIPHON menunjukkan kategori bagus yaitu di bawah 3%[14]. Nilai packet loss bertambah secara logaritmik dari jumlah node 2 ke jumlah node 10 (Gambar 4.9).
0.00%
0.50%
1.00%
1.50%
2.00%
2.50%
3.00%
3.50%
0 20 40 60 80 100 120
PACKET LOSS
IFQ
0.00%
0.50%
1.00%
1.50%
2.00%
2.50%
3.00%
3.50%
4.00%
0 20 40 60 80 100 120
PACKET LOSS
IFQ
Gambar 4.8 Karakteristik packet loss terhadap jumlah kapasitas buffer
Gambar 4.9 Karakteristik packet loss terhadap jumlah node
y = -0.026ln(x/10) + 0.1039
0%
2%
4%
6%
8%
10%
12%
14%
16%
10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Packet loss
IFQ (Paket)
y = 0.0088ln(x/10) + 0.0045
0.00%
0.20%
0.40%
0.60%
0.80%
1.00%
1.20%
1.40%
1.60%
1.80%
2.00%
2 4 6 8 10
Packet loss (%)
Jumlah Node
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
Dari hasil penelitian dan pembahasan yang dilakukan, diperoleh kesimpulan sebagai berikut :
1. Penambahan kapasitas buffer menyebabkan delay dan jitter naik, namun jumlah packet loss turun.
2. Delay secara rata-rata, naik 121,96% dari 52 ms pada saat buffer 10 paket menjadi115,3 ms pada saat buffer 100 paket. Nilai delay ini masih di bawah standar TIPHON.
3. Jitter secara rata-rata naik 17% dari 41,7 ms pada saat buffer 10 paket menjadi 48,9 ms pada saat buffer 100 paket, Nilai jitter bagus menurut TIPHON hanya sampai jumlah node 8.
4. Packet loss turun sebesar 59% dari 2,72% pada saat buffer 10 paket menjadi 1,11% pada saat buffer 100 paket. Jumlah packet loss tergolong baik di bawah 3% berdasarkan standar TIPHON.
5. Nilai delay dan jitter naik signifikan saat jumlah node bertambah lebih dari 8 node.
5.2 Saran
Adapun saran dari penulis sebagai pengembangan dari Skripsi ini adalah sebagai berikut :
1. Diperlukan validasi secara matematis terhadap hasil simulasi.
2. Beberapa penelitian mengajukan kapasitas buffer yang dinamis atau berubah-ubah. Hal ini dapat dijadikan penelitian berikutnya.
DAFTAR PUSTAKA
[1] Rappaport, T. S. (1996). Wireless communications: principles and practice
(Vol. 2). New Jersey: prentice hall PTR.
[2] Forouzan, Behrous A,2000. “TCP/IP Protocol Suite”. Singapore:
McGraw-HillInternational Edition.
[3] Başar, E. (2015). OFDM with index modulation using coordinate interleaving. IEEE Wireless Communications Letters, 4(4), 381-384.
[4] R. G.Hiertz, et. Al., “The IEEE 802.11 universe,” IEEE CommunicationMagazine,pp 62-70, Jan 2010.
[5] Ismail, Muhammad Panji. Buffering. Penerbit Ruang Biru, 2012.
[6] J. Klaue, B. Rathke and A. Wolisz, "EvalVid - A Framework for Video Transmissionand Quality Evaluation", Computer Performance Evaluation.
Modelling Techniquesand Tools. Springer Berlin Heidelberg, 2003
[7] Hanzo, L., Akhtman, Y., Akhtman, J., Wang, L., & Jiang, M. (2010).
MIMO-OFDM for LTE, WiFi and WiMAX: Coherent versus non- coherent and cooperative turbo transceivers. John Wiley & Sons.
[8] Xu, K., Gerla, M., & Bae, S. (2002, November). How effective is the IEEE 802.11 RTS/CTS handshake in ad hoc networks. In Global Telecommunications Conference, 2002. GLOBECOM’02. IEEE (Vol. 1, pp. 72-76). IEEE.
[9] Syafrizal, Melwin. Pengantar Jaringan Komputer. Penerbit Andi, 2005.
[10] Zheng, J., & Wu, Q. (2016). Performance modeling and analysis of the IEEE 802.11 p EDCA mechanism for VANET. IEEE Transactions on Vehicular Technology, 65(4), 2673-2687.
[11] Wang, E., Yang, Y., & Wu, J. (2015). A knapsack-based buffer management strategy for delay-tolerant networks. Journal of Parallel and Distributed Computing, 86, 1-15.
[12] Huang, J., Wang, J., & Ye, J. (2014). A buffer management algorithm for improving up/down transmission congestion protocol fairness in IEEE 802.11 wireless local area networks. International Journal of Communication Systems, 27(10), 2228-2240.
[13] Tianji Li, Douglas J. Leith, David Malone. 2011. Buffer Sizing for 802.11 Based Networks. January 2011IEEE/ACM Transactions on Networking 19(1).
[14] TIPHON; Design Guide; Part 7: Design Guide for Elements of a TIPHON connection from an end-to-end speech transmission performance point of view, Technical Report, ETSI TR 101 329-7 V1.1.1 (2000-11).
LAMPIRAN
Script simulasi
# Test for 802.11 nodes.
# @author rouil
# @date 10/25/2005
# Test file for wimax
# Scenario: Communication between MN and Sink Node with MN attached to BS.
# - Using grep ^r out.res | grep MAC | grep -c cbr you can see the number of
# mac packets received at the destination (100 packets).
# - Using grep ^s out.res | grep MAC | grep -c cbr you can see the number of
# mac packets sent. By default the scheduler uses 64QAM_3_4 for
# modulation. Using lower modulation can result in packet fragmentation
# so the number of packets sent can increase (ex. 402 using QPSK_1_2)
# - Using grep "1 0 cbr" out.res | grep -c ^r shows the number of packets
# received at the destination.
#
# Topology scenario:
#
#
#
#check input parameters if {$argc != 0} { puts ""
puts "Wrong Number of Arguments! No arguments in this topology"
puts ""
exit (1) }
![Tabel 2.3 Kategori jaringan berdasarkan nilai packet loss (versi TIPHON)[9]](https://thumb-ap.123doks.com/thumbv2/123dok/3665750.3899360/32.892.283.654.632.769/tabel-kategori-jaringan-berdasarkan-nilai-packet-versi-tiphon.webp)
