SIMULASI DAN ANALISA PERBANDINGAN PROTOKOL DSR DAN TORA PADA MANET UNTUK APLIKASI VIDEO DAN VOIP
Bil Ma'ruf Filiu¹, Sofia Naning Hertiana², Ida Wahidah³
¹Teknik Telekomunikasi, Fakultas Teknik Elektro, Universitas Telkom
Abstrak
Mobile Ad Hoc Network (MANET) merupakan salah satu alternatif pilihan dalam pembangunan jaringan. Prinsip mendasar dari Mobile Ad Hoc Network adalah jaringan wireless tanpa
infrastruktur, yang terdiri dari node-node. Jaringan MANET tidak memerlukan sentralisasi administrasi ataupun infrastruktur jaringan seperti Base Station atau Acces points. Tiap node berfungsi sebagai router, yang akan menangani sendiri setiap pertukaran data dari node asal ke node yang menjadi tujuan.
MANET dapat digunakan dalam berbagai keadaan misalnya saja saat terjadi bencana alam ataupun hal-hal lain yang menyebabkan tidak berfungsinya infrastruktur telekomunikasi. Akan tetapi didalam pengaplikasiannya, MANET mempunya beberapa masalah, diantaranya node mobility, wireless communications, and limited resource availability. Hal ini menjadi kendala yang sangat besar terutama dalam pengiriman data yang bersifat real time
Pada Tugas Akhir ini akan dianalisis performansi dari protokol routing Dynamic Source Routing (DSR) dan Temporally Ordered Routing Algorithm (TORA) dalam jaringan MANET dengan melakukan simulasi. Adapun data yang akan dilewatkan adalah multimedia, mencakup video dan voip. Delay, Jitter, throughput dan packet loss merupakan hal yang dipilih untuk membandingkan performansi dari protokol routing. Kemudian ada beberapa parameter yang akan diubah yaitu kecepatan perpindahan node, penambahan background traffic, serta penambahan jumlah node.
Generator trafik yang digunakan adalah CBR (Constant Bit Rate).
Dari hasil simulasi terlihat bahwa protokol DSR lebih baik dalam throughput ketika terjadi perubahan kecepatan, trafik padat, maupun bertambahnya jumlah node pada jaringan dibandingkan dengan protokol TORA.
Kata Kunci : Manet, DSR, TORA, QoS
Abstract
Mobile Ad Hoc Network (MANET) is one of alternative option in network configuration. Basic principle of Mobile Ad Hoc Network is a wireless network without the infrastructure, which consists of some nodes. MANET network does not require the centralized administration of network infrastructure, Base Station or Access points. Each node functions as a router, which will handling every exchange of data from source node to destination node.
MANET can be used in every circumstances such as in natural disasters or other things that cause dysfunction of the telecommunications infrastructure. However, in apply, MANET got a few problems, such as node mobility, wireless communications, and limited resource availability. This becomes a huge obstacle, especially in real time data transmission
This Final Task will be analyzed the performance of protocol Dynamic Source Routing (DSR) and Temporally Ordered Routing Algorithm (Tora) in the MANET by simulating. The data will be passed is a multimedia, including video and voip. Delay, jitter, throughput and packet loss is chosen to compare the performance of these routing protocols. Then there are some parameters that changed, such as the speed of the displacement nodes, the addition of background traffic, and the increasing the number of nodes. Traffic generator used is CBR (Constant Bit Rate).
From the experimental results obtained that the protocol TORA has a smaller throughput than DSR protocol, when background traffic added, number of node added and movement speed increased.
Keywords : Manet, DSR, Tora, QoS
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 LATAR BELAKANG
Wireless merupakan arah perkembangan teknologi dewasa ini. Teknologi wireless yang semakin canggih telah diterapkan pada peralatan-peralatan mobile seperti notebook, PDA dan smart phone. Jaringan wireless dapat dibangun antara peralatan mobile dengan user yang acak dalam suatu lingkup wilayah tertentu tanpa adanya infrastuktur tetap (router,gateway). Pemanfaatan jaringan yang tidak memerlukan sentralisasi administrasi ataupun infrastruktur jaringan seperti Base Station atau Acces points ini sering disebut Mobile Ad hoc Network (MANET).
MANET memiliki beberapa mobile node (peralatan mobile) yang menggunakan jaringan wireless untuk berkomunikasi antar node. Tanpa adanya infrastruktur, maka tugas sebagai router yang bertanggung jawab mencari dan menangani rute ke setiap node dalam jaringan diserahkan kepada node-node dalam jaringan itu sendiri. Node dalam jaringan bersifat mobile yang bisa berpindah-pindah dalam jaringan ataupun meninggalkan jaringan. Perpindahan dari node-node ini akan menyebabkan berubahnya topologi jaringan.
Dengan berkembangnya jaringan komunikasi dan jenis layanannya pada saat ini, maka diperlukan jaringan yang handal dan mampu menangani komunikasi data dengan baik.
Jaringan MANET dapat dengan cepat dibangun untuk menunjang kebutuhan yang darurat seperti bencana alam, pencarian dan penyelamatan korban, untuk aplikasi militer, serta aplikasi untuk sarana pendidikan. Aplikasi multimedia seperti video dan audio merupakan salah satu aplikasi yang dapat menunjang kebutuhan – kebutuhan di atas.
Permasalahan yang terjadi yaitu kebutuhan bandwidth yang dibutuhkan untuk trafik multimedia tersebut cukup besar serta topologi jaringan MANET yang kurang stabil.
Kondisi pada jaringan MANET yang tidak stabil karena sifat node yang selalu berubah akan mempengaruhi kondisi paket yang di kirimkan. Pada streaming multimedia (video dan audio), kualitas hasil sangat bergantung pada tingkat delay, jitter, throughput dan packet loss.
Kondisi yang labil pada jaringan MANET akan meningkatkan jumlah paket yang lost. Oleh karea itu dibutuhkan suatu mekanisme protokol routing yang mampu mengatasi masalah pada jaringan MANET ini.
1.2 RUMUSAN MASALAH
Berdasarkan latar belakang masalah yang telah dijelaskan, dapat ditarik beberapa rumusan permasalahnan. Rumusan masalah meliputi:
1. Pendefinisian jaringan Mobile Ad Hoc Network (MANET) secara umum, serta karakteristik jaringan ini.
2. Pendefinisian dan penggunaan video yang akan digunakan dalam proses simulasi video streaming.
3. Pendefinisian dan penggunaan audio (VOIP) yang akan digunakan dalam proses simulasi audio streaming.
4. Pembahasan cara kerja routing protokol DSR dan TORA sebagai routing protokol yang akan diuji kinerjanya dalam jaringan ini.
5. Pembangunan simulasi video streaming pada jaringan MANET dengan Network Simulator.
6. Pembangunan simulasi VOIP pada jaringan MANET dengan Network Simulator.
7. Analisa kinerja protocol routing dengan mengamati parameter delay, jitter, throughput dan packet loss.
1.3 BATASAN MASALAH
Pada penelitian untuk Tugas Akhir ini terdapat beberapa batasan masalah yang perlu diketahui,seperti:
1. Simulasi menggunakan Network Simulator(NS-2) yang di jalankan dalam cygwin.
2. Simulasi generator trafik video dan VOIP
3. Metrik Quality of Service (QoS) yang digunakan untuk mengevaluasi masing-masing protokol adalah delay, jitter, throughput dan packet loss.
4. Parameter yang berubah adalah kecepatan perpindahan node, jumlah node serta jumlah background traffic.
5. Kondisi trafik jaringan sebelum ada skenario simulasi adalah normal.
6. Tidak membahas tentang keamanan jaringan.
7. Topologi jaringan yang akan digunakan adalah mobile ad hoc network yang terisolasi atau terpisah dari jaringan fixed pada WLAN.
8. Protokol routing yang dibahas dan di analisa hanya DSR dan TORA.
1.4 TUJUAN
Adapun tujuan yang hendak diperoleh daam melakukan analisa simulasi ini, yaitu sebagai berikut :
1. Mengetahui simulasi dan analisis jaringan MANET.
2. Mengetahui protokol yang lebih baik antara protokol routing TORA (Temporally Ordered Routing Algorithm) dan DSR (Dynamic Source Routing) untuk trafik video dan audio streaming.
3. Mengetahui pengaruh dari perubahan kecepatan perpindahan node, bertambahnya jumlah node serta adanya penambahan background traffic, baik pada jaringan MANET, protokol routing maupun pada data yang di kirimkan.
1.5 METODOLOGI PENELITIAN
Pada penelitian ini dilakukan beberapa tahapan dalam penyelesaian tugas akhir ini, tahapan itu sebagai berikut:
1. Studi literature
Studi pustaka dilakukan dengan membaca dan mempelajari berbagai sumber referensi baik itu berupa artikel, standarisasi, buku, dan jurnal yang berhubungan dengan video, audio (VOIP) dan yang terutama adalah tentang jaringan Mobile Ad hoc Network (MANET).
2. Perumusan masalah
Dengan cara menganalisa semua permasalahan yang ada berdasarkan sumber yang ada dan berdasarkan pengamatan terhadap masalah tersebut.
3. Desain dan simulasi
Pembuatan model simulasi jaringan dan pembuatan model simulasi dilakukan dengan bantuan software simulator NS 2. Model simulasi jaringan sebisa mungkin dibuat mendekati kondisi asli yang ada di lapangan agar diperoleh data yang akurat.
4. Validasi model
Sebelum dilakukan pengujian pada system maka perlu dilakukan validasi terhadap model system yang akan digunakan dalam simulasi. Sehingga model sisitem serta software yang telah dibuat sesuai dengan yang di inginkan.
5. Analisa performansi
Pada bagian ini akan dilakukan analisa dari hasil simulasi berupa delay, jitter, throughput dan packet loss. Pada analisa ini juga akan menganalisa performansi dari protokol routing DSR dan TORA pada jaringan MANET untuk aplikasi multimedia streaming.
6. Penarikan kesimpulan
Setelah menganalisa data-data yang diperoleh, maka akan dilakukan penarikan kesimpulan dari simulasi yang telah dilakukan.
1.6 SISTEMAIKA PENULISAN
Sistematika yang digunakan pada penulisan tugas akhir ini terdiri dari beberapa bab yang meliputi :
BAB I PENDAHULUAN
Berisi latar belakang, perumusan masalah, pembatasan masalah, tujuan penelitian, dan metodologi pemecahan masalah, serta sistematika pembahasan.
BAB II LANDASAN TEORI
Secara umum bab ini membahas mengenai video, VOIP serta penjabaran umum teori tentang teori-teori dasar dan konsep dasar wireless ad hoc, topologi jaringan MANET, Protokol pada MANET, teori dan cara kerja protokol routing TORA dan DSR, serta gambaran umum tentang multimedia streaming.
BAB III DESAIN SIMULASI
Pada bab ini akan menjelaskan model simulasi, asumsi dasar simulasi dan parameter- parameter yang dibutuhkan.
BAB IV ANALISA DATA
Berisi analisis terhadap hasil yang diperoleh dari simulasi jaringan Mobile Ad Hoc Network menggunakan trafik video dan audio (VOIP).
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
Memuat kesimpulan yang bisa ditarik dari tugas akhir ini,serta menyusun saran-saran untuk pengembangan dan penelitian selanjutnya.
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
Dari penelitian yang dilakukan, baik melalui simulasi maupun melalui analisa dapat diambil beberapa kesimpulan sebagai berikut :
1. Pada saat jumlah node bertambah dari 10 node, 20 node,dan 30 node, delay dan jitter akan bertambah semakin besar yang menandakan kondisi jaringan semakin tidak stabil. Delay dan jitter yang besar menyebabkan banyak paket yang loss sehingga throughput menjadi menurun nilainya. Throughput terbaik yaitu pada saat jumah node 10 background traffic 0 yaitu sekitar 98Kbps untuk DSR dan 82 Kbps untuk TORA pada saat melewatkan data video.
2. Pada saat kecepatan perpindahan node bertambah dari 2m/s sampai 10 m/s delay akan mengalami kenaikan. Hal ini dikarenakan semakin besar kecepatan perpindahan node kondisi jaringan semakin tidak stabil dan banyak terjadi pergantian route. Seperti pada ulasan no.1, bertambahnya delay makan akan mempengaruhi juga terhadap besarnya jitter dan packet loss sehingga akan berpengaruh terhadap menurunnya nilai throughput.
3. Jitter TORA pada saat melewatkan data voip lebih besar dari pada DSR, menandakan TORA kurang baik dalam melewatkan data yang bersifat real time.
4. Pada saat jaringan diberi background traffic, delay, jitter dan packet loss akan lebih besar dibandingkan tanpa adanya background traffic. Hal ini dikarenakan dengan adanya background traffic, maka penggunaan kanal dan hops akan saling berebut.
Selain itu adanya collision dan antrian yang menyebabkan banyak paket didrop karena TTL mengalami timeout. Hal tersebut membuat delay dan jitter semakin besar.
5. Performansi video dan voip dalam jaringan manet dapat ditingkatkan dengan memperkecil delay dan jitter serta menaikkan nilai throughput.
6. Delay dari protkol DSR dan TORA dalam simulasi ini sebagian besar masih memenuhi standar yang ditetapkan yaitu masih lebih kecil dari 200ms. Akan tetapi pada saat jumlah node 30, kecepatan 10m/s, background traffic 2, Delay pada DSR saat melewatkan data melebihi standar yang disetujui yaitu sekitar 220 ms untuk data
video dan 270 ms untuk data voip. Sedangkan untuk TORA masih dalam batas yang bisa disetujui yaitu sekitar 129 ms untuk video dan 153 ms untuk voip.
5.2 Saran
Dari kesimpulan yang diperoleh, berikut ini adalah saran-saran untuk pengembangan penelitian lebih lanjut
1. Penelitian lebih lanjut dapat dilakukan dengan menggunakan protokol routing yang lain untuk dibandingkan kehandalannya dengan DSR dan TORA
2. Penelitian lebih lanjut dapat dilakukan dengan menggunakan simulator yang lain untuk dibandingkan hasilnya dengan simulasi menggunakan Network Simulator.
3. Penelitian lebih lanjut dapat menggunakan video dan voip yang diintegrasikan ke dalam software network simulator.
DAFTAR PUSTAKA
1. D. Jhonson dan D, Maltz. Dynamic Source Routing in adhoc wireless network. Kluwer Academic ,1996
2. J. Klaue, B Ratheke, A. Wolisz. Evalvid-A Framework for Video Transmission and Quality Evaluation. Telecomunication Network Group, Technical University of Berlin. German 2000
3. http://hpds.ee.ncku.edu.tw/-smallko/NS2,htm. 2006
4. Kusmayadi, Engkus. 2005. Analisis Perbandingan Performansi Protokol Multicast Ad-hoc On Demand Distanece Vector dan On-Demand Multicast Routing Protocol pada MANET. Tugas Akhir Jurusan Teknik Informatika STT TELKOM
5. Lee, Sung-Ju, Mario Gerla, and Ching-ching Chiang. The Dynamic Source Routing Protocol For Multi-Hop Wireless AdHoc Networks. Carnagie Mellon University.
6. Zhu, Yufang, Kurz, Thomas and Computer Engineering Carleton University, MAODV Impementation for NS-2.26. Carleton University, 2004
