BAB II
DASAR TEORI
2.1 VoIP (Voice over Internet Protocol)
VoIP merupakan teknologi komunikasi suara yang dikembangkan oleh perusahaan Volcatech pada tahun 1995. Komunikasi suara pada teknologi VoIP dilakukan dengan menggunakan jaringan internet. Dengan menggunakan jaringan internet teknologi VoIP dapat meringankan biaya dalam komunikasi suara jarak jauh.
Dengan menggunakan teknologi jaringan internet, maka komunikasi VoIP dapat dilakukan dengan bermacam – macam perangkat yang mendukung dalam sistem komunikasi data. Salah satu perangkat yang mendukung dalam komunikasi data VoIP adalah teknologi LAN. Teknologi tersebut dapat mengirimkan data dalam satu area jaringan.[1]
2.1.1 Umum
VoIP (Voice over Internet Protocol) adalah layanan komunikasi suara dengan menggunakan teknologi jaringan internet. VoIP sendiri ialah teknologi yang memungkinkan komunikasi suara menggunakan jaringan berbasis IP (Internet Protocol) untuk dijalankan diatas infrastruktur jaringan packet network. Jaringan yang digunakan bisa berupa internet atau intranet. Teknologi ini bekerja dengan cara merubah suara menjadi format data digital tertentu yang dapat dikirimkan melalui jaringan IP. Berbagai macam produk telah tersedia di pasaran,
baik berupa software yang merubah suara menjadi data digital dan mengirimkannya ke tujuan, sampai dengan integrasi hardware / software yang mampu menyediakan sarana komunikasi suara.
VoIP digunakan untuk memudahkan dalam melakukan komunikasi suara jarak jauh dengan biaya yang lebih rendah. Dalam proses pengiriman data suara yang telah diubah menjadi data digital dapat menggunakan infrastruktur jaringan yang telah ada sebelumnya, sehingga dapat memaksimalkan proses kerja dari jaringan yang telah ada. Dalam penggunaan bandwidth sangat efisien karena menggunakan sedikit bandwidth dalam proses pengiriman datanya.
Kualitas suar
jaringan. Kapasitas bandwidth adalah ketersediaan sumber daya jaringan dalam bentuk lebar pita yang digunakan untuk mentransmisikan paket hilang paket adalah terjadi sepanjang jalur pengiriman paket data dari pengirim ke penerima. Waktu tunda adalah parameter yang menyatakan rentang waktu yang diperlukan untuk mengirimkan paket dari pengirim ke penerima.
Dengan segala kemampuan yang dimiliki VoIP terutama dalam hal biaya yang relatif lebih rendah dibandingkan menggunakan PSTN, maka penggunaan VoIP sangat bagus untuk komunikasi suara. Perkembangan VoIP sangat berpengaruh terhadap komunikasi suara yang dilakukan dalam kehidupan sehari – hari.
2.1.2 Prinsip Kerja VoIP
Voice over Internet Protocol (VoIP) merupakan suatu teknologi yang mampu melewatkan trafik suara, video dan data secara real time, dengan mengubahnya kedalam bentuk digital, dan dikelompokkan menjadi paket–paket data yang dikirim dengan menggunakan platform IP (Internet Protokol) (Voice over Internet Protocol,2009). Perbedaan antara teknologi VoIP dengan Teknologi PSTN adalah informasi suara yang ditransmisikan dalam bentuk paket dimana pendudukan kanal tidak terjadi secara terus menerus seperti pada layanan PSTN, sehingga kanal informasi masih dapat diisi oleh jenis layanan lain. Dengan adanya teknologi VoIP, kita dapat melakukan komunikasi suara dengan memanfaatkan jaringan IP dengan biaya yang murah.
Hubungan komunikasi suara antara pengguna dapat dilakukan selama pengguna memiliki koneksi ke jaringan dengan menggunakan headphone yang tersambung ke komputer dan software VoIP seperti NetMeeting, X-Lite, SJPhone, Skype, dll.Saat ini, VoIP tidak hanya digunakan untuk komunikasi suara antar komputer yang terhubung pada jaringan IP, namun juga diintegrasikan dengan PSTN. [1]
VoIP yang diimplementasikan di kehidupan nyata adalah sebagai berikut : 1. Dari Komputer ke Komputer
Cara ini adalah cara yang dapat dibilang paling sederhana, karena hanya membutuhkan komputer (termasuk microphone dan soundcard) dan sambungan internet. Protokol yang digunakan adalah SIP.
2. Dari Komputer ke Telepon ataupun sebaliknya
Pada hubungan telepon ke komputer atau sebaliknya, cukup IP Phone yang tersambung dengan Gateway, atau IP PBX. Komputer yang menjadi lawan bicara hanya butuh koneksi internet. Cara kerjanya dapat dilakukan langsung (pada jaringan lokal) atau pun dapat melalui jaringan Internet. Hubungan ini memerlukan sebuah gateway yang berfungsi untuk melakukan penyesuaian standard antarmedia.
3. Dari Komputer ke Telepon melalui jaringan internet
Pada hubungan ini, protokol yang sama digunakan antar interface masing masing terminal, namun pada link digunakan protokol yang berbeda, sehingga keberadaan gateway tetap dibutuhkan.
Saat ini ada 3 jenis metode yg berbeda yang paling sering digunakan untuk melakukan layanan VoIP, yaitu :
1. ATA (Analog Telephone Adaptor)
Cara yang paling sederhana dan paling umum adalah dengan menggunakan suatu alat yang disebut ATA. ATA memungkinkan kita untuk menghubungkan pesawat telepon biasa ke komputer atau disambungkan ke internet untuk dipakai VoIP. ATA adalah alat pengubah sinyal dari analog menjadi digital. Cara kerjanya adalah mengubah sinyal analog dari telepon dan mengubahnya menjadi data digital untuk di transmisikan melalui internet.Contoh ATA diperlihatkan pada Gambar 2.1.
Gambar 2.1Contoh ATA (Analog Telephone Adaptor)
2. IP Phone
Pesawat telepon khusus ini kelihatannya sama dengan telepon biasa. Tapi selain mempunyai konektor RJ-11 standar, IP Phone juga mempunyai konektor RJ-45. IP Phone menghubungkan langsung dari telepon ke router, dan didalam IP
Phone sudah ada semua perangkat keras maupun lunak yang sudah terpasang didalamnya yang menunjang melakukan pemanggilan IP.Contoh IP Phone diperlihatkan pada Gambar 2.2.
Gambar 2.2 Contoh IP Phone
3. Komputer ke Komputer
Cara ini jelas merupakan cara paling mudah untuk melakukan panggilan VoIP. Pengguna bahkan tidak usah membayar apapun untuk melakukan panggilan saluran langsung jarak jauh. Ada beberapa perusahaan yang menawarkan program yang harganya murah bahkan gratis yang dapat digunakan untuk melakukan panggilan VoIP. Yang harus disediakan hanya program (software), mikrofon, speaker, soundcard dan koneksi internet, lebih diutamakan koneksi internet yang relatif cepat seperti koneksi Kabel atau DSL. Selain biaya bulanan ISP, biasanya
tidak ada lagi biaya untuk panggilan komputer ke komputer, seberapa jauh pun jaraknya. Hubungan VoIP Antara Komputer, IP Phone dan ATA diperlihatkan pada Gambar 2.3.
Gambar 2.3 Hubungan VoIP Antara Komputer, IP Phone dan ATA
2.1.2 Protokol Penunjang Jaringan VoIP
Ada beberapa protokol yang menjadi penunjang jaringan VoIP, antara lain:
1. Protokol TCP/IP (Transfer Control Protocol/Internet Protocol)
Merupakan sebuah protokol yang digunakan pada jaringan Internet. Protokol ini terdiri dari dua bagian besar, yaitu TCP dan IP.
2. Application layer
Fungsi utama lapisan ini adalah pemindahan file. Perpindahan file dari sebuah sistem ke sistem lainnya yang berbeda memerlukan suatu sistem pengendalian untuk menangatasi adanya ketidak cocokan sistem file yang berbeda – beda. Protokol ini berhubungan dengan aplikasi. Salah satu contoh aplikasi yang
telah dikenal misalnya HTTP (Hypertext Transfer Protocol) untuk web, FTP (File Transfer Protocol) untuk perpindahan file, dan TELNET untuk terminal maya jarak jauh.
3. TCP (Transmission Control Protocol)
Dalam mentransmisikan data pada layer Transpor ada dua protokol yang berperan yaitu TCP dan UDP. TCP merupakan protokol yang connection-oriented
yang artinya menjaga reliabilitas hubungan komunikadasi end – to – end. Konsep dasar cara kerja TCP adalah mengirm dan menerima segmen– segmen informasi dengan panjang data bervariasi pada suatu datagram internet. TCP menjamin realibilitas hubungan komunikasi karena melakukan perbaikan terhadap data yang rusak, hilang atau kesalahan kirim. Hal ini dilakukan dengan memberikan nomor urut pada setiap paket yang dikirimkan dan membutuhkan sinyal jawaban positif dari penerima berupa sinyal ACK (acknoledgment). Jika sinyal ACK ini tidak diterima pada interval pada waktu tertentu, maka data akan dikirikmkan kembali. Pada sisi penerima, nomor urut tadi berguna untuk mencegah kesalahan urutan data dan duplikasi data. TCP juga memiliki mekanisme pengendalian aliran dengan cara mencantumkan informasi dalam sinyal ACK mengenai batas jumlah paket data yang masih boleh ditransmisikan pada setiap segmen yang diterima dengan sukses. Dalam hubungan VoIP, TCP digunakan pada saat pengiriman sinyal. TCP tidak digunakan dalam pengiriman data suara pada VoIP karena pada suatu komunikasi data VoIP penanganan data yang mengalami keterlambatan lebih penting daripada penanganan paket yang hilang.
4. UDP (User Datagram Protocol)
UDP yang merupakan salah satu protocol utama diatas IP merupakan transport protocol yang lebih sederhana dibandingkan dengan TCP. UDP digunakan untuk situasi yang tidak mementingkan mekanisme reliabilitas. UDP pada VoIP digunakan untuk mengirimkan aliran suara yang dikirimkan secara terus menerus. UDP digunakan pada VoIP karena pada pengiriman aliran suara yang berlangsung terus menerus lebih mementingkan kecepatan pengiriman data agar tiba di tujuan tanpa memperhatikan adanya paket yang hilang walaupun mencapai 50% dari jumlah paket yang dikirimkan. Karena UDP mampu mengirimkan aliran data dengan cepat, maka dalam teknologi VoIP UDP merupakan salah satu protokol penting yang digunakan sebagai header pada pengiriman data selain RTP dan IP. Untuk mengurangi jumlah paket yang hilang saat pengiriman data (karena tidak terdapat mekanisme pengiriman ulang) maka pada teknolgi VoIP pengiriman data banyak dilakukan pada private network.
5. Internet Protocol (IP)
Pada jaringan TCP/IP, sebuah komputer diidentifikasi dengan alamat IP. Tiap-tiap komputer memiliki alamat IP yang unik, masing-masing berbeda satu sama lainnya. Hal ini dilakukan untuk mencegah kesalahan pada transfer data. Terakhir, protokol data akses berhubungan langsung dengan media fisik. Secara umum protokol ini bertugas untuk menangani pendeteksian kesalahan pada saat transfer data. Untuk komunikasi datanya, Internet Protokol mengimplementasikan dua fungsi dasar yaitu addressing dan fragmentasi. Salah satu hal penting dalam
IP dalam pengiriman informasi adalah metode pengalamatan pengirim dan penerima. Saat ini terdapat standar pengalamatan yang sudah digunakan yaitu IPv4 dengan alamat terdiri dari 32 bit.
2.2 Unsur – Unsur Pembentuk VoIP
Untuk membentuk sebuah jaringan VoIP ada empat unsur yang dibutuhkan. Ke empat unsur tersebut nantinya masing – masing akan berfungsi sebagai alat pemanggil dan penerima panggilan, penghubung antara terminal atau komputer dengan dengan internet, sebagai protokol, serta untuk mengkonfersi dan megompresi data suara. Adapun unsur yang diperlukan tersebut adalah sebagai berikut[2] :
2.2.1 User Agent
User agent ini berupa komponen yang melakukan dial nomor telepon VoIP atau untuk menerimanya. Komponen ini berfungsi untuk memulai, menerima dan menutup sesi komunikasi. User agent terdiri dari 2 komponen utama, yaitu :
1. User Agent Client (UAC). Komponen ini yang mempunyai tugas untuk memulai sesi komunikasi.
2. User Agent Server (UAS). Komponen ini mempunyai tugas untuk menerima atau menanggapi sesi komunikasi.
User agent yang dipakai dalam perancangan sistem VoIP ini berupa perangkat lunak telepon (softphone) bukan berupa hardphone seperti IP Phone, USB Phone, maupun ATA.
2.2.2 Proxy
Proxy melakukan registrasi pada user agent serta mengatur pola penomoran dan call routing (mengarahkan tujuan data suara). Proxy juga dapat berfungsi sebagai server yang melayani permintaan sebuah user agent dan kemudian menyampaikannya ke user agent lainnya. Untuk mengoperasikan proxy dibutuhkan sebuah softswitch. Untuk mendapatkan softswitch ada dua cara, yaitu
open source dan non-open source.
2.2.3 Protokol
Dalam membangun jaringan VoIP diperlukan protokol agar komunikasi antar terminal (user agent), antar terminal dengan proxy, maupun antar proxy bisa terjadi. Protokol merupakan sebuah standart yang harus dipenuhi agar komunikasi VoIP terjadi.
Ada tiga macam protokol yang pakai, yaitu :
a. IETF (Internet Enginering Task Force) yang lebih dikenal dengan Sesion Initation Protokol (SIP)
Merupakan protokol yang hanya bertugas menciptakan, menghapus, dan memodifikasi sesi komunikasi. SIP bukan merupakan kumpulan protokol seperti H.323. SIP hanya mengatur sesi saja, sedangkan pengiriman data suara dilakukan
menggunakan protokol lain yang bukan bagian dari SIP. SIP dapat menembus NAT, sehingga untuk penggunanaannya cukup menggunakan sebuah server. b. Protokol H.323 yang dikembangkan oleh ITU-T (International
Telecommunication Union-Telecommunication)
Merupakan protokol yang pertama kali ada diantara protocol VoIP yang lain. Protokol ini merupakan protokol stabil dan andal. Protokol ini terdiri dari kumpulan beberapa protokol lain yang berfungsi untuk mengatur session dan media transfer. H.323 memiliki kelemahan, yaitu tidak dapat dengan mudah menembus NAT (Network Address Translation). Untuk mengatasi hal itu maka diperlukan gatekeeper yang harus dioperasikan di setiap node (mesin) jaringan LAN yang menggunakan fasilitas NAT. Gatekeeper tersebut berfungsi sebagai jembatan antara pengguna di dalam jaringan NAT dengan mereka yang berada di luar jaringan LAN.Arsitektur protocol H.323 diperlihatkan pada Gambar 2.4.
Gambar 2.4 Arsitektur Protocol H.323
c. Protokol asterisk yang dikenal dengan sebutan IAX (The Inter-Asterik Exchange ).
IAX (Inter Asterisk eXchange) merupakan protokol yang cukup andal. Protokol ini dapat menembus NAT dengan mudah dan hanya menggunakan satu
port saja untuk membentuk sesi dan media transfer. Protokol ini juga dilengkapi dengan layanan yang dapat mengatur penggunaan bandwith dan komponen penjernih suara.
2.2.4 CODEC ( Coder – Decorder )
CODEC merupakan sebuah proses mengubah data suara yang dikonfersikan dalam bentuk data digital dan kemudian ditransmisikan dan dikembalikan lagi kebentuk data suara ketika sampai ketujuan. CODEC digunakan untuk penghematan bandwith. CODEC tersedia dalam bentuk open source dan non-open source.
CODEC adalah teknologi yang memaketkan data voice ke dalam format data lain dengan perhitungan matematis tertentu, sehingga menjadi lebih teratur dan mudah dipaketkan. Dengan menggunakan CODEC tertentu bandwidth dapat dihemat. Namun risikonya, suara dapat menjadi kurang jernih atau berubah warna suaranya. Apabila mengejar kualitas suara yang baik, jernih, dan tidak berubah warna suaranya, dibutuhkan CODEC dengan perhitungan matematis yang minim. Konsekuensinya kebutuhan bandwidth meningkat.[3]
CODEC dengan bandwidth terboros adalah G.711, menghabiskan bandwidth sekitar 87 kbps. Sebaliknya, CODEC yang paling hemat dan umum digunakan adalah G.723.1, menghabiskan bandwidth sekitar 22 kbps. CODEC lain yang umum digunakan karena suaranya yang lebih jernih dari pada G.723.1, tetapi bandwidth-nya jauh lebih kecil dibanding G.711 adalah G.729. CODEC ini menghabiskan bandwidth sekitar 24 kbps. Adapun CODEC lain yang umum dan
gratis adalah GSM dan iLBC yang menghabiskan bandwidth sekitar 29 – 31 kbps.Tabel 2.1 menunjukkan perbandingan bit rate codec.
Tabel 2.1 Perbandingan Bit Rate Codec
Codec Algoritma Bit Rate (Kbps)
ITU G.721 PCM (Pulse Code Modulation) 64
ITU G.722 SBADPCM (Sub-Band
Adaptive Differential Pulse Code Modulation)
48, 56 dan 64
ITU G.723 Multi-rate Coder 5, 3 dan 6.4
ITU G.726 ADPCM (Adaptive
Differential Pulse Code Modulation)
16, 24, 32, dan 40
ITU G.727 Variable-Rate ADPCM 16 – 40
ITU G.728 LD-CELP (Low-Delay Code Excited Linear Prediction)
16
ITU G.729 CS-ACELP (Conjugate
Structure Algebraic – Code Excited Linear Prediction)
8
ILBC Internet Low Bitrate Codec 13, 33 dan 15,20
Speex CELP (Code Excited Linear
Prediction)
2.15 – 44.2
Excitation Long-Term Prediction)
GSM – Enhanced Full Rate
ACELP (Algebraic Code Excited Linear Prediction)
12.2
GSM – Half Rate CELP-VSELP (Code Excited Linear Prediction – Vector Sum Excited Linear Prediction)
11.4
DoD FS - 1016 CELP (Code Excited Linear Prediction)
4.8
2.3 Kualitas Layanan VoIP
Terdapat beberapa faktor yang mempengaruhi kualitas suara, yaitu waktu tunda (delay), variasi waktu tunda (jitter), dan pemilihan jenis codec. Ukuran dan pengalokasian kapasitas jaringan juga mempengaruhi kualitas VoIP secara keseluruhan. Berikut penjelasan dari beberapa faktor tersebut [6].
2.3.1 Waktu Tunda (Delay)
Total waktu tunda merupakan penjumlahan dari waktu tunda pemrosesan, waktu tunda paketisasi, waktu tunda antrian, waktu tunda propagasi, dan waktu tunda akibat jitter buffer di sisi penerima. Waktu tunda sangat mempengaruhi kualitas layanan suara, karena pada dasarnya suara memiliki karakteristik ”timing”. Urutan pengucapan tiap suku kata yang ditransmisikan harus sampai ke sisi penerima dengan urutan yang sama pula sehingga dapat terdengar dengan baik
secara real-time. ITU G.114 membagi karakteristik waktu tunda berdasarkan tingkat kenyamanan user, seperti pada Tabel 2.2.
Tabel 2.2 Pengelompokan Waktu Tunda berdasarkan ITU-T G.114 Waktu Tunda Kualitas
0-150 ms Baik
150-300 ms Cukup, masih dapat diterima > 300 ms Buruk
Ada beberapa komponen waktu tunda yang terjadi di jaringan. Komponen waktu tunda tersebut yaitu waktu tunda pemrosesan, waktu tunda paketisasi, waktu tunda propagasi, dan waktu tunda akibat adanya jitter buffer di terminal penerima. Berikut ini penjelasan mengenai beberapa jenis waktu tunda yang dapat mempengaruhi kualitas layanan telepon internet:
1. Waktu Tunda Pemrosesan
2. Waktu tunda yang terjadi akibat proses pengumpulan dan pengkodean sampel analog menjadi digital. Waktu tunda ini tergantung pada jenis codec yang digunakan.
3. Waktu Tunda Paketisasi
Waktu tunda ini terjadi akibat proses paketisasi sinyal suara menjadi paket-paket yang siap ditransmisikan ke dalam jaringan.
Waktu tunda yang disebabkan oleh antrian paket data akibat terjadinya kongesti jaringan.
5. Waktu Tunda Propagasi
Waktu tunda ini disebabkan oleh medium fisik jaringan dan jarak yang harus dilalui oleh sinyal suara pada media transmisi data antara pengirim dan penerima.
6. Waktu Tunda Akibat Jitter Buffer
Waktu tunda ini terjadi akibat adanya jitter buffer yang digunakan untuk meminimalisasi nilai jitter yang terjadi.
2.3.2. Jitter
Jitter merupakan perbedaan selang waktu kedatangan antar paket di terminal tujuan. Jitter dapat disebabkan oleh terjadinya kongesti, kurangnya kapsitas jaringan, variasi ukuran paket, serta ketidakurutan paket. Faktor ini perlu diperhitungkan karena karakteristik komunikasi voice adalah sensitif terhadap waktu tunda dan jitter.
Untuk meminimalisasi jitter dalam jaringan maka perlu diimplementasikan suatu buffer yang akan menahan beberapa urutan paket sepanjang waktu tertentu hingga paket terakhir datang. Namun adanya buffer
tersebut akan memepengaruhi waktu tunda total sistem akibat adanya tambahan proses untuk mengompensasi jitter. Tabel 2.3 menjelaskan mengenai standar nilai
jitter yang mempengaruhi kualitas layanan VoIP[6]. Tabel 2.3 Standar Jitter
Jitter Kualitas
0-20 ms Baik
20-50 ms Cukup > 50 ms Buruk
2.3.3 Packet Loss (Tingkat Paket Hilang)
Sinyal suara pada telepon internet akan ditransmisikan dalam jaringan IP dalam bentuk paket-paket IP. Karena jaringan IP merupakan best effort network
maka tidak ada jaminan pada pengiriman paket tersebut. Setiap paket dapat dirutekan pada jalur yang berbeda menuju penerima. Pada best effort network
tidak ada perbedaan antara paket data voice dengan paket-paket data lainnya yang mengalir di jaringan. Maka dari itu tentunya akan mempengaruhi kualitas layanan. Tabel 2.4 memperlihatkan standar tingkat paket hilang pada jaringan[6].
Tabel 2.4. Standar Tingkat Paket Hilang Tingkat Paket Hilang Kualitas
0-1 % Baik
1-2 % Cukup
2.3.4. Pengkodean Sinyal Suara
Pengkosean sinyal suara merupakan suatu teknik yang menjelaskan bagaimana suatu aliran sinyal suara yang analog didigitalisasi dan dikompresi menjadi suatu bentuk sinyal digital. Sinyal suara tersebut kemudian dikompresi sehingga didapat ukuran yang lebih padat. Proses pengkodean ini biasa dikenal dengan nama codec. Beberapa codec telah distandarisasi oleh ITU-T seperti G.711, G.723 dan G.729. Setiap codec tersebut memiliki metode kompresi, waktu tunda untuk code dan decode suara, serta bitrate yang berbeda-beda. Pemilihan
codec yang tepat akan mempengaruhi kualitas layanan secara keseluruhan.
Tabel 2.5 memperlihatkan perbandingan beberapa jenis codec terhadap nilai MOS. Codec dengan bitrate yang lebih besar tentunya memiliki kualitas suara yang lebih baik dibanding codec dengan bitrate yang lebih rendah. Akan tetapi codec dengan bitrate yang tinggi membutuhkan kapasitas jaringan yang besar pula[6].
Tabel 2.5 Perbandingan Beberapa Codec Terhadap MOS
Codec Bitrate (Kbps) Framing Size (ms) MOS Score
G.711 64 0.125 4.1
G.726 32 0.125 3.85
G.729 8 10 3,92
G.723.1 6.3 30 3.9
G.723.1 5.3 30 3.65
2.3.5 Perencanaan Kapasitas
Satu hal penting yang perlu diperhatikan saat membangun sebuah jaringan VoIP adalah kapasitas jaringan. Dengan mengetahui kapasitas jaringan yang diperlukan untuk tiap codec maka perencanaan kapasitas jaringan menjadi lebih mudah. Tabel 2.6 merupakan tabel alokasi kapasitas jaringan unttuk beberapa
codec[6].
Tabel 2.6 Alokasi Kapasitas Jaringan untuk Beberapa Macam Voice Codec
2.4 Pengukuran Kualitas VoIP
Ada dua pengujian yang biasa digunakan, yaitu uji subyektif dan uji obyektif. Uji subyektif dilakukan dengan cara melakukan survey terhadap sekelompok orang tentang bagaimana kualitas percakapan suara tersebut. Uji obyektif dilakukan dengan melakukan pengukuran-pengukuran seperti
pengukuran waktu tunda. Namun hasil uji obyektif harus dibandingkan dengan hasil uji subyektif.
Uji subyektif dilakukan untuk mencari persepsi kualitas suara rata-rata dari suatu sistem. Uji ini dapat dilakukan dengan melakukan survey kepada sekelompok orang dan meminta pendapat mereka. Mereka diminta untuk menilai kualitas suara dengan memberikan suatu nilai misalnya antara 1 sampai 5. Kemudian dari hasil tersebut dapat dicari dari Mean Opinion Score (MOS). Hal yang membuat sulit dari pengujian ini adalah subjektivitas masing-masing orang berbeda menyebabkan sulit untuk menentukan kualitas sinyal suara.
Metode uji obyektif melakukan pengujian terhadap faktor-faktor kualitas layanan seperti yang telah disebutkan sebelumnya. Metode ini mudah dilakukan berulang-ulang, cepat, dan efisien sehingga cocok digunakan untuk pengujian dengan kombinasi parameter. Pada metode ini, aspek fisiologi dan persepsi manusia harus dimasukkan supaya menghasilkan hasil pengujian yang akurat. Sinyal masukan yang diberikan ke dalam pengujian ini harus memenuhi beberapa persyaratan. Pertama, sinyal masukan harus difilter terlebih dahulu supaya sinyal tersebut sesuai dengan yang dibutuhkan oleh skema kompresi yang digunakan. Sinyal masukan yang berada diluar spesifikasi skema kompresi akan memberikan hasil yang tidak akurat. Kedua, sinyal tersebut harus memiliki panjang waktu tertentu, tidak boleh terlalu singkat dan tidak boleh terlalu lama. Dari pengujian-pengujian yang telah dilakukan, panjang sinyal masukan yang ideal adalah 8 sampai 10 detik. Faktor terakhir adalah jenis suara yang digunakan. Jenis suara yang digunakan untuk pengujian haruslah sama[9].
2.4.1 Mean Opinion Score (MOS)
Merupakan sistem penilaian yang berhubungan dengan kualitas suara yang di dengar pada ujung pesawat penerima. Standar penilaian MOS dikeluarkan oleh ITU-T pada tahun 1996. Tabel 2.7 adalah tabel yang menunjukkan skala penilaian MOS. MOS memberikan penilaian kualitas suara dengan skala 1(satu) sampai 5(lima), dimana satu mempresentasikan nilai kualitas suara yang paling buruk dan lima mempresentasikan kualitas suara yang paling baik. Penilaian dengan menggunakan MOS masih bersifat subyektif karena kualitas pendengaran dan pendapat dari masing-masing pendengar berbeda-beda[10].
Tabel 2.7 Skala Penilaian MOS
Kualitas Percakapan Nilai
Sangat Baik (excellent) 5
Baik (good) 4
Cukup Baik (fair) 3
Kurang Baik (poor) 2
Buruk (bad) 1
Berdasarkan rekomendasi ITU-T G.175, batas minimum dari nilai MOS masih dapat diterima adalah 2,6 poin dari rata-rata skore yang diberikan oleh beberapa pengguna. Nilai Mos inilah yang akan digunakan sebagai batas minimum diterima untuk pengujian Tugas Akhir ini.
2.4.2. Perceptual Evaluation of Speech Quality (PESQ)
PESQ adalah metode perbandingan kuantitatif yang digunakan untuk mengukur kualitas suara VoIP secara obyektif yang didasarkan pada rekomendasi ITU-T P.862. PESQ dikembangkan oleh British Telecom, Psytechnics, dan KPN Research of the Netherlands. Nilai PESQ tidak sama dengan nilai MOS. Pada P.862.1 dijelaskan agaimana memetakan nilai PESQ menjadi Mean Opinian Score-Listening Quality Objective (MOS-LQO), berdasarkan funsi pemetaan orde-3 yang seragam seperti pada Gambar 2.5.
Sinyal Suara Asli Sinyal Suara Pengujian Pengukuran Waktu Tunda Transformasi Perseptual Pemodelan Kognitif Hasil Perbandingan Kualitas Suara {di,di+1,di+2...} Transformasi Perseptual
Gambar 2.5 Blok Diagram untuk Perbandingan Kualitas Suara
Algoritma perbandingan PESQ dimulai dengan melakukan penyamaan tingkatan (level-alignment) dari masing-masing sinyal menjadi standar tingkat pendengaran, yaitu 79 dB. Sinyal-sinyal tersebut kemudian ditapis pada domain frekuensi (FFT) dengan suatu filter masukan untuk memodelkan sperangkat telepon standar.
Proses berikutnya adalah penyamaan waktu (time-alignment) dimana waktu tunda yang terdapat pada sinyal suatu rekaman tetap dihitung. Waktu tunda ini membuat suara rekaman lebih panjang dari suara original.
Transformasi perseptual melibatkan proses atenuasi untuk linear filtering
pada sistem dan variasi gain. Perbedaan antara transformasi dari kedua sinyal yang ingin dibandingkan terletak pada gangguan (disturbance) yang ada. Dua faktor distorsi akan diekstrak dari gangguan tersebut dan dikombinasi diwaktu dan frekuensi yang sama, serta dibandingkan dengan metode prediksi yang sifatnya subyektif (MOS).
Diketahui bahwa nilai PESQ dapat diperoleh dengan membandingkan sinyal suara original (sinyal referensi) dengan sinyal suatu rekaman yang telah tergradasi. Sinyal suara rekaman mempresentasikan sinyal yang sampai ke telinga pendengar.
2.5 CODEC (Coder – Decoder)
Codec adalah metode untuk mengkompres sinyal digital agar ukurannya lebih kompak (padat). Codec bertujuan untuk mengurangi penggunaan bandwidth di dalam transmsmisi sinyal pada setiap panggilan dan sekaligus berfungsi untuk meningkatkan jumlah panggilan[5].
ITU-T (International Telecommunication Union – Telecommunication Sector) membuat beberapa standar untuk voice codec yang direkomendasikan untuk implementasi VoIP. Beberapa standar yang sering dikenal antara lain : 2.5.1 G.711
G.711 adalah suatu standar Internasional untuk kompresi audio dengan menggunakan teknik Pulse Code Modulation (PCM) dalam pengiriman suara dengan bit rate 64 kbps. Bit rate 64 kbps ini merupakan standar transmisi untuk satu kanal telepon digital. Percakapan berupa sinyal analog yang melalui jaringan PSTN mengalami kompresi dan pengkodean menjadi sinyal digital oleh PCM G.711 sebelum memasuki VoIP gateway .
2.5.2 G.723.1
Terdapat 2 type berbeda untuk compression G.723.1. Pertama menggunakan Code-Excited Linear Prediction (CELP) compression algorithm
dan mempunyai bit rate 5.3 kbps. Type kedua menggunakan Multi Pulse- Maximum Likelihood Quantization MP-MLQ algorithm dan memiliki kualitas suara lebih bagus. Type ini mempunyai bit rate of 6.3 kbps.
2.5.3 G.729
Codec ini adalah salah satu Codec yang berkualitas lebih baik. G.729 merupakan pengkodean suara jenis Code-Excited Linear Prediction ( CELP ) dengan hasil kompresi pada 8 kbps.
2.5.4 G.729a
memiliki algoritma yang lebih sederhana dan membutuhkan proses pengolahan data lebih sedikit dibandingkan G.729.
Dengan memperhitungkan hal – hal yang dibutuhkan dalam proses konfigurasi VoIP maka digunakan CODEC dengan kemampuan dan kualitas yang lebih baik untuk komunikasi suara. CODEC yang akan digunakan adalah G.729 dengan penggunaan bandwith yang tidak besar dan kualitas suara yang dihasilkan cukup baik dibandingkan dengan CODEC – CODEC lainnya.
Tabel 2.8 memperlihatkan kombinasi codec dan voice payload size. Tabel 2.8 VoIP per Call Bandwidth
2.6 LAN (Local Area Network)
Jaringan wilayah lokal atau local area network biasa disingkat LAN adalah jaringan
komputer Saat ini, kebanyakan LAN menggunakan perangkat switch, yang mempunyai kecepatan transfer data sebesar 10, 100, atau 1000 Mbit/s.[4]
2.6.1 Umum
Local area network adalah jaringan lokal atau jaringan private yang ada dalam satu gedung atau dalam satu ruangan jaringan ini juga di sebut sebagai jaringan lokal. LAN biasa di gunakan untuk jaringan kecil yang menggunakan satu resource secara bersama sama, misalnya penggunaan printer secara bersama-sama penggunaan media penyimpanan secara berbersama-sama, dan lain-lain. Dalam LAN, terdapat satu computer yang basanya dijadikan file server. Fungsinya adalah untuk memberikan layanan perngkat lunak (software), mengatur aktivitas jaringan, dan menyimpan file. Selain ada computer server, ada pula computer lain yang terhubung dalam jaringan (network) yang disebut dengan workstation (client). Pada umunmya teknologi jaringan LAN menggunakan media kabel untuk menghubungkan computer – computer yang digunakan.
LAN dapat dibedakan menjadi tiga karakteristiknya, yaitu ukuran, teknologi transmisi, dan topologinya. LAN memiliki ukuran terbatas yang berarti sewaktu – waktu dapat terjadi buruknya transmisi, tetapi dapat diketahui sebelumnya sehingga memudahkan pengaturan jaringannya. Pada LAN biasa atau tradisional kecepatan transmisinya sekitar 10 – 100 Mbps (Megabitpersecond) dengan delay yang rendah dan faktor kesalahan yang kecil. LAN modern dapat
beroperasi dengan kecepatan tinggi sampai ratusan Mbps. Contoh LAN sendiri adalah Ethernet (IEEE 802.3) dan Token Ring (IEEE 820.5).
2.6.2 Topologi Jaringan
Pada jaringan LAN, maka dikenal bentuk – bentuk topologi jaringan antara lain, topologi jaringan Mesh, Topologi jaringan bintang, topologi jaringan bus, topologi jaringan pohon, dan topologi jaringan cincin.
2.6.2.1 Topologi Jaringan Mesh
Topologi jaringan ini menerapkan hubungan antar sentral secara penuh. Jumlah saluran harus disediakan untuk membentuk jaringan Mesh adalah jumlah sentral dikurangi 1 (n-1, n = jumlah sentral). Tingkat kerumitan jaringan sebanding dengan meningkatnya jumlah sentral yang terpasang. Dengan demikian disamping kurang ekonomis juga relatif mahal dalam pengoperasiannya.Topologi jaringan mesh diperlihatkan pada Gambar 2.6.
Gambar 2.6 Topologi Jaringan Mesh
2.6.2.2 Topologi Jaringan Bintang (Star)
Topologi bintang merupakan bentuk topologi jaringan yang berupa konvergensi dari node tengah ke setiap node atau pengguna. Topologi jaringan bintang termasuk topologi jaringan dengan biaya menengah. Topologi jaringan bintang (Star) diperlihatkan pada Gambar 2.7.
Kelebihan
1.Kerusakan pada satu saluran hanya akan mempengaruhi jaringan pada saluran tersebut dan station yang terpaut.
2.Tingkat keamanan termasuk tinggi.
3.Tahan terhadap lalu lintas jaringan yang sibuk.
4.Penambahan dan pengurangan station dapat dilakukan dengan mudah. Kekurangan :
Gambar 2.7 Topologi Jaringan Bintang (Star)
2.6.2.3 Topologi Jaringan Bus
Pada topologi Bus, kedua unjung jaringan harus diakhiri dengan sebuah terminator. Barel connector dapat digunakan untuk memperluasnya. Jaringan hanya terdiri dari satu saluran kabel yang menggunakan kabel BNC. Komputer yang ingin terhubung ke jaringan dapat mengkaitkan dirinya dengan mentap Ethernetnya sepanjang kabel. Linear Bus: Layout ini termasuk layout yang umum. Satu kabel utama menghubungkan tiap simpul, ke saluran tunggal komputer yang mengaksesnya ujung dengan ujung. Masing-masing simpul dihubungkan ke dua simpul lainnya, kecuali mesin di salah satu ujung kabel, yang masing-masing hanya terhubung ke satu simpul lainnya. Topologi ini seringkali dijumpai pada sistem client/server, dimana salah satu mesin pada jaringan tersebut difungsikan
sebagai File Server, yang berarti bahwa mesin tersebut dikhususkan hanya untuk pendistribusian data dan biasanya tidak digunakan untuk pemrosesan informasi. Instalasi jaringan Bus sangat sederhana, murah dan maksimal terdiri atas 5-7 komputer. Kesulitan yang sering dihadapi adalah kemungkinan terjadinya tabrakan data karena mekanisme jaringan relatif sederhana dan jika salah satu node putus maka akan mengganggu kinerja dan trafik seluruh jaringan.Topologi jaringan bus diperlihatkan pada Gambar 2.8.
Keunggulan topologi Bus adalah pengembangan jaringan atau penambahan workstation baru dapat dilakukan dengan mudah tanpa mengganggu workstation lain. Kelemahan dari topologi ini adalah bila terdapat gangguan di sepanjang kabel pusat maka keseluruhan jaringan akan mengalami gangguan.
Topologi linear bus merupakan topologi yang banyak dipergunakan pada masa penggunaan kabel Coaxial menjamur. Dengan menggunakan T-Connector (dengan terminator 50ohm pada ujung network), maka komputer atau perangkat jaringan lainnya bisa dengan mudah dihubungkan satu sama lain. Kesulitan utama dari penggunaan kabel coaxial adalah sulit untuk mengukur apakah kabel coaxial yang dipergunakan benar-benar matching atau tidak. Karena kalau tidak sungguh-sungguh diukur secara benar akan merusak NIC (network interface card) yang dipergunakan dan kinerja jaringan menjadi terhambat, tidak mencapai kemampuan maksimalnya. Topologi ini juga sering digunakan pada jaringan dengan basis fiber optic (yang kemudian digabungkan dengan topologi star untuk menghubungkan dengan client atau node.).
Gambar 2.8 Topologi Jaringan Bus
2.6.2.4 Topologi Jaringan Pohon (Tree)
Topologi Jaringan Pohon (Tree) Topologi jaringan ini disebut juga sebagai topologi jaringan bertingkat. Topologi ini biasanya digunakan untuk interkoneksi antar sentral denganhirarki yang berbeda. Untuk hirarki yang lebih rendah digambarkan pada lokasi yang rendah dan semakin keatas mempunyai hirarki semakin tinggi. Topologi jaringan jenis ini cocok digunakan pada sistem jaringan komputer .
Pada jaringan pohon, terdapat beberapa tingkatan simpul (node). Pusat atau simpul yang lebih tinggi tingkatannya, dapat mengatur simpul lain yang lebih
rendah tingkatannya. Data yang dikirim perlu melalui simpul pusat terlebih dahulu. Misalnya untuk bergerak dari komputer dengan 3 kekomputer node-7 seperti halnya pada gambar, data yang ada harus melewati node-3, 5 dan node-6 sebelum berakhir pada node-7. Keungguluan jaringan model pohon seperti ini adalah, dapat terbentuknya suatu kelompok yang dibutuhkan pada setiap saat. Sebagai contoh, perusahaan dapat membentuk kelompok yang terdiri atas terminal pembukuan, serta pada kelompok lain dibentuk untuk terminal penjualan. Adapun kelemahannya adalah, apabila simpul yang lebih tinggi kemudian tidak berfungsi, maka kelompok lainnya yang berada dibawahnya akhirnya juga menjadi tidak efektif. Cara kerja jaringan pohon ini relatif menjadi lambat. Topologi jaringan pohon diperlihatkan pada Gambar 2.9.
2.6.2.5 Topologi Jaringan Cincin (Ring)
Topologi cincin adalah topologi jaringan dimana setiap titik terkoneksi ke dua titik lainnya, membentuk jalur melingkar membentuk cincin. Pada topologi cincin, komunikasi data dapat terganggu jika satu titik mengalami gangguan. Jaringan FDDI mengantisipasi kelemahan ini dengan mengirim data searah jarum jam dan berlawanan dengan arah jarum jam secara bersamaan. Topologi jaringan cincin diperlihatkan pada Gambar 2.10.
Gambar 2.10 Topologi Jaringan Cincin
2.6.3 Media Transmisi
Pada dasarnya segala media yang dapat menyalurkan gelombang listrik atau elektro magnetik dapat dipergunakan sebagai media transmisi pengiriman data di dalam suatu LAN. Tetapi yang paling banyak dipergunakan adalah kabel twisted pair, coaxial, serat optik dan gelombamng elektromaknetiks.
Kabel Coaxial ini tidak begitu banyak dipakai lagi karena UTP telah dapat mengatasi masalah kecepatan transmisi data. Kabel koaxial tidak begitu mudah pemasangannya dan agak mahal.
2.6.3.2 Kabel Twisted Pair
Media ini yang paling mudah dipergunakan dan juga yang paling murah. Jenis twisted pair yang paling umum adalah UTP (Unshielded Twisted Pair). Dapat melayani transmisi data dengan kecepatan yang sangat tinggi yaitu 100 Mbps ke atas untuk jarak tertentu.
2.6.3.3 Kabel Serat Optik
Media ini merupakan media pilihan bilamana kecepatan yang dikehendaki tinggi ataupun lebar pita harus besar. Jarak jangkaunya juga lebih jauh dibandingkan dengan UTP sehingga sering dipergunakan sebagai backbone bagi jaringan korporat atau kampus. Instalasi tidak terlalu mudah dan harganya masih relatif mahal. Tidak terpengaruh oleh lingkungan seperti derau (noise) sehingga dapat dikatakan "error free”
