i
Universitas Kristen Maranatha SIMULASI DAN ANALISIS CAPACITY PLANNING MENGGUNAKAN
SOFTWARE IXCHARIOT PADA TOPOLOGI MESH WIFI
Purwanto Halasan / 0622112
Email : simanjuntak_sitorus@yahoo.com
Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Kristen Maranatha Jalan Prof. drg. Suria Sumantri, MPH 65, Bandung 40164, Indonesia
ABSTRAK
Wi-Fi merupakan pengembangan dari teknologi broadband wireless access yang mampu mengatasi tingkat mobilitas dari pengguna, dengan menggunakan jaringan mesh wireless.
Dalam tugas akhir ini dilakukan simulasi dan analisis untuk mengetahui pengaruh Capacity Planning terhadap kapasitas trafik data pada jaringan Wifi mesh dengan menggunakan software Ixchariot. Parameter-parameter yang dianalisis meliputi : throughput, jitter, packet loss, dan delay.
Dari hasil analisis diperoleh bahwa jaringan Wifi mampu melayani berbagai aplikasi, seperti Codec dan HTTP dengan tingkat pergerakan yang berbeda dari user. Nilai packet loss 0 s/d 1.92 %, delay 8 s/d 20 ms, jitter 0 s/d 3 ms, dan throughput pada simulasi masuk dalam kategori bagus.
ii
Universitas Kristen Maranatha
SIMULATION AND ANALYSIS OF CAPACITY PLANNING OF USING
SOFTWARE IXCHARIOT ON MESH WIFI TOPOLOGY
Purwanto Halasan / 0622112
Email : simanjuntak_sitorus@yahoo.com
Electrical Engineering Department, Faculty of Engineering, Maranatha Christian University
Prof. drg. Suria Sumantri, MPH 65 Street, Bandung 40164, Indonesia
ABSTRACT
Wifi is the development of broadband wireless access technologies which is able to support the high mobility level of it’s user, by using wireless mesh network.
In this final project, a simulation and analysis has been done to understand the impact of Capacity Planning on the Wifi network data traffic capacity by using Ixchariot software. The parameters analysis are follow : throughput, jitter, packet loss, and delay.
The simulation result shows that the wifi network is able to serve many application such as codec and HTTP with a different levels vehicle speed of the user. The value of packet loss 0 to 1.92 %, delay 8 to 20 ms, jitter 0 to 3 ms, and throughput in the simulation is good category.
v
Universitas Kristen Maranatha
DAFTAR ISI
Halaman
ABSTRAK ... i
ABSTRACT ... ii
KATA PENGANTAR ... iii
DAFTAR ISI ... v
DAFTAR TABEL ... viii
DAFTAR GAMBAR ... ix
BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang ... 1
1.2 Identifikasi Masalah ... 2
1.3 Tujuan ... 2
1.4 Pembatasan Masalah... 2
1.5 Metodologi ... 2
1.6 Sistematika Penulisan ... 3
BAB II LANDASAN TEORI 2.1 Jaringan Komputer ... 4
2.2 Pengertian Wi-Fi... 5
2.2.1 Standar IEEE 802.11 ... 7
2.2.2 Frekuensi Wi-Fi ... 11
2.2.3 Topologi Wi-Fi ... 13
2.2.4 Roaming... 15
2.2.5 Load Balancing ... 16
2.2.6 Dynamic Rate Switching ... 17
2.2.7 Media Access ... 17
vi
Universitas Kristen Maranatha
2.3 Komponen Pembentuk Jaringan Wireless ... 18
2.3.1 Kartu Jaringan ... 18
2.3.2 Access Point ... 18
2.3.3 Router ... 19
2.3.4 Mobile PC ... 19
2.3.5 ADSL ... 19
2.4 Wireless Mesh Network ... 20
2.4.1 Arsitektur Wireless Mesh Network ... 22
2.4.1.1 Infrastructure Wireless Mesh Network ... 23
2.4.1.2 Client Wireless Mesh Network... 24
J2.4.1.3 Hybrid Wireless Mesh Network ... 25
2.4.2 Karakteristik Wireless Mesh Network ... 26
2.5 Routing Dalam Wireless Mesh Network ... 27
BAB III PERANCANGAN SIMULASI CAPACITY PLANNING PADA MESH WIFI 3.1 Tahapan Perancangan Simulasi ... 29
3.2 Tahapan Desain Konfigurasi ... 30
3.2.1 Penentuan Topologi Jaringan ... 30
3.2.2 Penentuan Paraneter Pemodelan Sistem ... 31
3.2.2.1 Server Voip ... 31
3.2.2.2 Sever HTTP ... 31
3.2.3 Penentuan Skenario Simulasi ... 32
3.2.4 Membuat Simulasi Menggunakan Software Ixchariot 33 3.2.5 Penentuan Parameter yang akan dianalisis ... 36
3.2.4.1 Throughput ... 36
3.2.4.2 Jitter ... 37
3.2.4.3 Packet Loss ... 37
vii
Universitas Kristen Maranatha BAB IV ANALISIS DATA
4.1 Pendahuluan... 38
4.2 Analisis Data Hasil Simulasi ... 39
4.2.1 Skenario 1 ... 39
4.2.1.1 Lost Data... 40
4.2.1.2 One Way Delay ... 41
4.2.1.3 Jitter ... 42
4.2.1.4 Throughput ... 42
4.2.2 Skenario 2 ... 43
4.2.2.1 Lost Data... 43
4.2.2.2 One Way Delay ... 44
4.2.2.3 Jitter ... 44
4.2.2.2 Throughput ... 45
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5. Kesimpulan ... 46
viii
Universitas Kristen Maranatha DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 2.1 Pembagian Kanal Pada frekuensi 2,4 GHz ... 12
Tabel 4.1 Test Execution ... 39
Tabel 4.2 Lost Data Skenario 1 ... 39
Tabel 4.3 One Way Delay Skenario 1 ... 41
Tabel 4.4 Jitter Skenario 1... 42
Tabel 4.5 Lost Data Skenario 2 ... 43
Tabel 4.6 One Way Delay Skenario 2 ... 44
ix
Universitas Kristen Maranatha DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1 Family IEEE pada OSI Layer ... 9
Gambar 2.2 Struktur Kanal pada Frekuensi 2,4 GHz ... 12
Gambar 2.3 Topologi LAN ... 13
Gambar 2.4 Wireless Sel ... 14
Gambar 2.5 Wireless LAN Conectivity ... 15
Gambar 2.6 Roaming Melalui Overlaping Cells ... 16
Gambar 2.7 Area Cakupan Multi Cell Structure... 17
Gambar 2.8 Wireless Mesh Network ... 22
Gambar 2.9 Arsitektur Infrastructure Wireless ... 24
Gambar 2.10 Arsitektur Client Wireless ... 25
Gambar 2.11 Arsitektur Hybrid Wireless ... 26
Gambar 3.1 Diagram Alir Perancangan Simulasi ... 29
Gambar 3.2 Perancangan Topologi Jaringan ... 31
Gambar 3.3 Denah Lokasi Penempatan ... 32
Gambar 3.4 Bentuk Simulasi Jaringan Wifi Mesh ... 32
Gambar 3.5 Software Ixchariot ... 33
Gambar 3.6 Endpoint test address... 34
Gambar 3.7 Add an endpoint pair G711 ... 34
Gambar 3.8 Add an endpoint pair HTTP ... 35
Gambar 3.9 Datagram G711 ... 35
INTERNATIONAL TELECOMMUNICATION UNION
ITU-T
G.1010
TELECOMMUNICATION STANDARDIZATION SECTOR OF ITU
(11/2001)
SERIES G: TRANSMISSION SYSTEMS AND MEDIA,
DIGITAL SYSTEMS AND NETWORKS
Quality of service and performance
End-user multimedia QoS categories
ITU-T G-SERIES RECOMMENDATIONS
TRANSMISSION SYSTEMS AND MEDIA, DIGITAL SYSTEMS AND NETWORKS
INTERNATIONAL TELEPHONE CONNECTIONS AND CIRCUITS G.100–G.199 GENERAL CHARACTERISTICS COMMON TO ALL ANALOGUE
CARRIER-TRANSMISSION SYSTEMS
G.200–G.299
INDIVIDUAL CHARACTERISTICS OF INTERNATIONAL CARRIER TELEPHONE SYSTEMS ON METALLIC LINES
G.300–G.399
GENERAL CHARACTERISTICS OF INTERNATIONAL CARRIER TELEPHONE
SYSTEMS ON RADIO-RELAY OR SATELLITE LINKS AND INTERCONNECTION WITH METALLIC LINES
G.400–G.449
COORDINATION OF RADIOTELEPHONY AND LINE TELEPHONY G.450–G.499
TESTING EQUIPMENTS G.500–G.599
TRANSMISSION MEDIA CHARACTERISTICS G.600–G.699
DIGITAL TERMINAL EQUIPMENTS G.700–G.799
DIGITAL NETWORKS G.800–G.899
DIGITAL SECTIONS AND DIGITAL LINE SYSTEM G.900–G.999
QUALITY OF SERVICE AND PERFORMANCE G.1000–G.1999
TRANSMISSION MEDIA CHARACTERISCTICS G.6000–G.6999
DIGITAL TERMINAL EQUIPMENTS G.7000–G.7999
Classification of performance requirements into end-user Quality of Service categories
Based on the target performance requirements identified in Appendix I, the various applications can be mapped onto axes of packet loss and one-way delay as shown in Figure 1. The size and shape of the boxes provide a general indication of the limit of delay and information loss tolerable for each application class.
T1213050-02
Figure 1/G.1010 – Mapping of user-centric QoS requirements
It can be seen that there are eight distinct groupings which encompass the range of applications identified. Within these eight groupings there is a primary segregation between applications that can tolerate some information loss and those that can not tolerate any information loss at all, and four general areas of delay tolerance.
This mapping can be formalised in Figure 2, to provide a recommended model for end-user QoS categories, where the four areas of delay are given names chosen to illustrate the type of user interaction involved. Of course, it is possible that each category could be subdivided into further categories to provide a range of quality levels for a specific service, as has been done for conversational voice in ETSI TS 101329-2 [4].
T1213060-02
Table I.1/G.1010 – Performance targets for audio and video applications
Based on information in the Bibliography (Appendix II), Table I.2 provides an indication of suitable performance targets for data applications.
Medium Application Degree of symmetry
Typical data rates
Key performance parameters and target values
One-way
Audio High quality streaming
NOTE 1 – Assumes adequate echo control.
NOTE 2 – Exact values depend on specific codec, but assumes use of a packet loss concealment algorithm to minimise effect of packet loss.
NOTE 3 – Quality is very dependent on codec type and bit-rate.
Table I.2/G.1010 – Performance targets for data applications Medium Application Degree of
symmetry
Typical amount of
data
Key performance parameters and target values Acceptable < 60 s
N.A. Zero
Data Fax ("real-time") Primarily one-way
Data Low priority transactions
Primarily one-way
< 10 KB < 30 s N.A. Zero
Data Usenet Primarily one-way
1 Universitas Kristen Maranatha
BAB I
PENDAHULUAN
1. 1 Latar Belakang
Perkembangan teknologi akses wireless berkembang secara pesat untuk memenuhi tuntutan pengguna yang membutuhkan komunikasi data kecepatan tinggi, kapasitas besar, serta dengan mobilitas yang sangat tinggi menuju broadband mobile communication. Terdapat dua basis perkembangan teknologi wireless, yaitu pertama basis komunikasi seluler yang pada awalnya untuk orientasi voice dan yang kedua berbasis komunikasi data yang disebut dengan broadband wireless access.
Teknologi broadband wireless access telah berevolusi melahirkan Wireless Fidelity (Wifi) yang berbasis pada standard IEEE 802.11. Standard IEEE 802.11 ini menggunakan dua model, yaitu tetap (fixed) dan bergerak (mobile), sehingga Wifi dapat melayani para pengguna dengan tetap maupun pengguna yang berpindah-pindah tempat.
BAB I PENDAHULUAN
2 Universitas Kristen Maranatha 1. 2 Identifikasi Masalah
Bagaimana melakukan simulasi Capacity Planning pada jaringan mesh wifi dan menganalisa pengaruhnya terhadap kapasitas trafik data ?
1. 3 Tujuan
Tujuan dalam Tugas Akhir ini adalah :
Menganalisa parameter-parameter kapasitas trafik data seperti : throughput, jitter, packet loss, dan delay yang berkaitan dengan kualitas jaringan pada mesh Wifi.
1. 4 Pembatasan Masalah
Pembatasan masalah dalam Tugas Akhir ini adalah :
Simulasi yang digunakan berdasarkan standard IEEE 802.11.
Parameter-parameter yang akan dianalisa adalah : throughput, jitter, packet loss, dan delay .
Jenis Topologi yang digunakan adalah mesh.
Simulasi ini menggunakan software ixchariot.
1. 5 Metodologi
Metode yang digunakan pada Tugas Akhir ini meliputi :
Tinjauan pustaka, dalam hal ini penulis mempelajari buku, artikel, dan situs yang tekait dengan topik Tugas Akhir yang sedang dikerjakan.
Pengumpulan data, dalam hal ini penulis mengumpulkan data yang berkaitan dengan topik yang dikerjakan dalam Tugas Akhir.
BAB I PENDAHULUAN
3 Universitas Kristen Maranatha 1.6 Sistematika Penulisan
Penulisan laporan Tugas Akhir ini terdiri atas lima (5) bab dengan susunan sebagai berikut :
BAB I PENDAHULUAN
Bab ini berisi latar belakang masalah, identifikasi masalah, tujuan, pembatasan masalah, metodologi, dan sistematika penulisan.
BAB II LANDASAN TEORI
Dalam bab ini dinahas mengenai berbagai dasar teori yang mendukung penyusun tugas akhir ini, diantaranya : jaringan komputer, teknologi Wifi, wireless mesh network dan routing dalam wireless mesh network.
BAB III PERANCANGAN SIMULASI CAPACITY PLANNING PADA
MESH WIFI
Bab ini berisi tahapan-tahapan simulasi yang dilakukan, model jaringan, dan parameter-parameter yang digunakan dalam mesh wifi.
BAB IV DATA PENGAMATAN
Bab ini berisi tentang hasil analisa pengamatan dari hasil simulasi yang diperoleh. Parameter-parameter yang dianalisa meliputi: throughput, jitter, delay, dan packet loss.
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
46 Universitas Kristen Maranatha
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1
KESIMPULAN
Dari simulasi dan analisis capacity planning pada skenario 1 dan skenario 2 dapat ditarik kesimpulan sebagai berikut:
• Nilai parameter packet loss yang diperoleh dari skenario 1 sebesar 1,92 %, sedangkan pada skenario 2 nilai parameter packet loss yang diperoleh 0 %. Nilai packet loss termasuk dalam kategori bagus.
• Nilai parameter delay yang diperoleh dari skenario 1 sebesar 14 s/d 20 ms, sedangkan pada skenario 2 sebesar 9 s/d 14 ms. Nilai Delay termasuk dalam kategori bagus.
• Nilai parameter jitter yang diperoleh dari skenario 1 sebesar 0 s/d 3 ms, sedangkan nilai pada skenario 2 nilai parameter jitter 0 s/d 2 ms. Nilai jitter termasuk dalam kategori bagus.
• Nilai throughput pada skenario 1 dan skenario 2 diwakili oleh packet loss. Nilai throughput termasuk dalam kategori bagus.
5.2
SARAN
47 Universitas Kristen Maranatha
DAFTAR PUSTAKA
1. A. Raniwala and T. Chiueh, “Architecture and Algorithms for an IEEE
802.11-Based Multi-Channel Wireless Mesh Network,” in Infocom, 2005.
2. “Atheros inc,” http://www.atheros.com.
3. B. O’Hara and A. Petrick, IEEE 802.11 Handbook, IEEE Press 1999,
chapter7.
4. Brain Marshall and Tracy V.Wilson, “How WiFi Works”, how stuff work. http://www.howstuffworks.com/wireless-network1.htm
5. IEEE Standard for Wireless LAN-Medium Access Control and Physical Layer Specification, P802.11, 1999.
6. Martin W. Murhammer, Orcun Atakan, Stefan Bretz, Larry R. Pugh, Kazunari Suzuki, David H. Wood (1998). TCP/IP Tutorial and Technical Overview. IBM.
7. P. Bahl, R. Chandra, and J. Dunagan, “SSCH: Slotted Seeded Channel
Hopping for Capacity Improvement in IEEE 802.11 Ad-Hoc Wireless Networks,” in ACM Mobicom, 2004.
8. P. Kyasanur and N. H. Vaidya, “Capacity of Multi-Channel Wireless Networks: Impact of Number of Channels and Interfaces,” in ACM Mobicom, 2005.
9. P. Kyasanur and N. H. Vaidya, “Routing and Interface Assignment in Multi-Channel Multi-Interface Wireless Networks,” in WCNC, 2005.
10. P. Kyasanur and N. H. Vaidya, “Routing and Link-layer Protocols for Multi-Channel Multi-Interface Ad hoc Wireless Networks,” Tech. Rep., University of Illinois at Urbana-Champaign, May 2005.
11. S.-L. Wu, C.-Y. Lin, Y.-C. Tseng, and J.-P. Sheu, “A New Multi- Channel MAC Protocol with On-Demand Channel Assignment for Multi-Hop Mobile Ad Hoc Networks,” in International Symposium on Parallel Architectures, Algorithms and Networks (ISPAN), 2000.
