BAB III KONSEP VOIP (VOICE OVER INTERNET PROTOCOL)

38

BAB III

KONSEP VOIP (VOICE OVER INTERNET PROTOCOL)

3.1 VoIP Secara Umum

VoIP didefinisikan sebagai suatu sistem yang menggunakan jaringan internet untuk mengirimkan data paket suara dari suatu tempat ke tempat yang lain dengan menggunakan perantara protokol IP. VoIP sendiri ialah teknologi yang memungkinkan komunikasi suara dan Fax menggunakan jaringan berbasis IP (Internet Protokol) untuk dijalankan diatas infrastruktur jaringan packet network. Jaringan yang digunakan bisa berupa internet atau intranet. Teknologi ini bekerja dengan jalan merubah suara atau fax menjadi format data digital tertentu yang dapat dikirmkan melalui jaringan IP. Berbagai macam produk telah tersedia di pasaran, baik produk berupa software yang merubah suara menjadi data digital dan mengirimkannya ke tujuan, sampai dengan produk untuk integrasi hardware/software yang mampu menyediakan sarana komunikasi suara dan fax dengan kualitas yang setara dengan carrier-class network.

Perbedaan VoIP dengan telepon tradisional adalah masalah infrastrukturnya, jika VoIP menggunakan internet sedangkan telepon tradisional mengunakan infrastruktur yang sudah dibangun lebih awal. Teknologi ini bekerja dengan jalan merubah suara menjadi format data digital tertentu yang dikirimkan melalui jaringan IP, yang bisa berupa jaringan internet.

3.1.1 Pengertian VoIP

Voice over Internet Protocol (VoIP) adalah teknologi yang mampu melewatkan data, trafik suara,

video dalam bentuk paket melalui jaringan Internet Protocol (IP). Jaringan IP merupakan jaringan komunikasi data yang berbasis packet-switch. Terdapat beberapa pengertian VoIP diantaranya VoIP adalah teknologi yang memanfaatkan Internet Protocol untuk menyediakan komunikasi voice secara elektronis dan real-time.

39 Gambar 3.1: Arsitektur Jaringan VoIP

[http://www.jaringankomputer.org]

3.1.2 Konfigurasi Layanan VoIP  Dari PC ke PC

Gambar 3.2 : Konfigurasi PC ke PC [http://www.jaringankomputer.org]

Konfigurasi PC ke PC merupakan konfigurasi yang menghubungkan antara terminal PC dengan PC lainnya menggunakan perangkat router. Proses encoding, kompresi dan enkapsulasi terjadi pada PC. Sedangkan router bertugas mengenali IP address tujuan yang terdapat pada datagram dan merutekan sesuai dengan tujuan yang diinginkan. Aplikasi yang digunakan pada terminal PC menggunakan software softphone atau berupa aplikasi tertentu seperti Netmeeting.

40  Dari PC ke Phone dan sebaliknya

Gambar 3.3 : Konfigurasi PC ke Phone dan sebaliknya [http://www.jaringankomputer.org]

Konfigurasi PC ke Phone merupakan konfigurasi yang menghubungkan antara terminal PC dengan terminal telepon atau sebaliknya dengan menggunakan suatu gateway untuk proses konversi suara menjadi data dan sebaliknya. Konfigurasi ini dapat menghubungkan antara terminal user dengan basis PSTN dengan terminal user yang berada di jaringan IP. Hubungan ini memerlukan sebuah gateway yang berfungsi untuk melakukan standar antar media termasuk penyesuaian kanal kontrol dan kontrol pensinyalan antar media.

 Dari Phone ke Phone melewati Jaringan Internet

Gambar 3.4 : Konfigurasi Phone ke Phone Melalui Internet [http://www.jaringankomputer.org]

3.1.3 Cara Kerja Jaringan VoIP

Pengiriman sebuah sinyal ke remote destination dapat dilakukan secara digital, yaitu sebelum dikirim data yang berupa sinyal analog, diubah dulu ke bentuk data digital dengan ADC (analog to digital converter) kemudian ditransmisikan dan dipenerima dipulihkan kembali menjadi data analog dengan DAC (digital to analog converter). Begitu juga dengan VoIP,

41 digitalisasi voice dalam bentuk packets data, dikirimkan dan dipulihkan kembali dalam bentuk voice dipenerima. Voice diubah dulu kedalam format digital karena lebih mudah dikendaikan dalam hal ini dapat dikompresi, dan dapat diubah ke format yang lebih baik.dan data digital lebih tahan terhadap noise dari pada analog.

Branch Office 1 Branch Office 2

Hub Hub/Router

PBX PSTN PSTN PBX

Gambar 3.5: Cara Kera VoIP [http://www.jaringankomputer.org]

3.1.4 Urutan Pemaketan Suara Melalui Jaringan IP

Header Voice Frame 1 ………. Voice Frame n

Gambar 3.6 :Pemaketan Suara Melalui Jaringan IP [http://www.jaringankomputer.org]

42 Pengirim

Internet

Penerima

Gambar 3.7 :Pemrosesan Suara di dalam VoIP [http://www.jaringankomputer.org]

 Data suara digital (digital speech) diproses menjadi unit-unit yang disebut frame, dimana masing-masing frame berisi sebagian sinyal suara dalam durasi waktu tertentu.

 Frame-frame ini kemudian disisipkan ke dalam paket-paket IP yang berisi informasi-informasi tambahan (overhead) seperti jumlah urutan paket, IP Address dan timestamps yang semuanya diperlukan untuk memudahkan pentransmisian paket melalui jaringan.

 Untuk mengurangi in-efisiensi yang disebabkan oleh overhead, biasanya beberapa frame suara dikemas dalam satu paket IP.

 Paket-paket IP diterima dalam sebuah buffer di penerima, dikodekan sesuai urutan dan dimaikan. Sinyal Audio Encoder Packetizer Decoder Dynamic Buffer Sinyal Audio

43 3.1.5 Keunggulan Layanan VoIP

Adapun kelebihan dari VOIP adalah :

1) Biaya lebih rendah untuk sambungan langsung jarak jauh. Penekanan utama dari VoIP adalah biaya.

2) Memanfaatkan infrastruktur jaringan data yang sudah ada untuk suara. Berguna jika perusahaan sudah mempunyai jaringan. Jika memungkinkan jaringan yang ada bisa dibangun jaringan VoIP dengan mudah.

3) Penggunaan bandwidth yang lebih kecil daripada telepon biasa. Dengan majunya teknologi penggunaan bandwidth untuk voice sekarang ini menjadi sangat kecil. Teknik pemampatan data memungkinkan suara hanya membutuhkan sekitar 8 kbps bandwidth. 4) Memungkinkan digabung dengan jaringan telepon lokal yang sudah ada. Dengan adanya

gateway bentuk jaringan VoIP bisa disambungkan dengan PABX yang ada dikantor. 5) Berbagai bentuk jaringan VoIP bisa digabungkan menjadi jaringan yang besar. Contoh di

Indonesia adalah VoIP Rakyat.

3.1.6 Kelemahan Layanan VoIP

Adapun kekurangan dari VOIP adalah :

1. Kualitas suara tidak sejernih Telkom. Merupakan efek dari kompresi suara dengan bandwidth kecil maka akan ada penurunan kualitas suara dibandingkan jaringan PSTN konvensional.

2. Ada jeda dalam berkomunikasi. Proses perubahan data menjadi suara, jeda jaringan, membuat adanya jeda dalam komunikasi dengan menggunakan VoIP.

3. Regulasi dari pemerintah RI membatasi penggunaan untuk disambung ke jaringan milik Telkom.

4. Jika belum terhubung secara 24 jam ke internet perlu janji untuk saling berhubungan. 5. Jika memakai internet dan komputer dibelakang NAT (Network Address Translation),

maka dibutuhkan konfigurasi khusus untuk membuat VoIP tersebut berjalan 6. Tidak pernah ada jaminan kualitas jika VoIP melewati internet.

44 7. Peralatan relatif mahal. Peralatan VoIP yang menghubungkan antara VoIP dengan PABX (IP telephony gateway) relatif berharga mahal. Diharapkan dengan makin populernya VoIP ini maka harga peralatan tersebut juga mulai turun harganya.

8. Berpotensi menyebabkan jaringan terhambat/Stuck. Jika pemakaian VoIP semakin banyak, maka ada potensi jaringan data yang ada menjadi penuh jika tidak diatur dengan baik sehingga diperlukan pengaturan bandwidth.

9. Penggabungan jaringan tanpa dikoordinasi dengan baik akan menimbulkan kekacauan dalam sistem penomoran.

3.2 Infrastruktur Pendukung

Jaringan IP sendiri merupakan jaringan komunikasi data yang berbasis packet-swiched. Jaringan IP adalah jaringan global, tidak berdasarkan zona sehingga bias menekan biaya percakapan.

3.2.1 Circuit Switched

Sistem telepon public (PSTN) menggunakan rangkaian circuit switched untuk mengirimkan data suara, sedangkan VoIP menggunakan packet switched untuk melakukannya. Perbedaan dalam hal cara pengiriman dari kedua jenis switched inilah yang membuat VoIP sangat berbeda dan sukses. Ada sejumlah besar router, switch dan jenis lainnya dari perangkat yang mengambil data untuk ditransmisikan selama berkomunikasi dari satu ujung ke ujung lainnya. Sswitching dan routing secara teknis merupakan dua hal yang berbeda. Hal penting yang harus dicari dalam transmisi informasi melalui suatu jaringan yang kompleks adalah path atau sirkit. Perangkat membuat jalan setapak disebut node. Sebagai contoh switch, router dan beberaps perangkat jaringan lainnya. Dalam rangkaian switching, jalur ini diputuskan sebelum transmisi data dimulai. Sistem ini memutuskan rute mana yang harus diikuti, berdasarkan algoritma mengoptimalkan sumber daya dan transmisi berjalan sesuai jalur. Untuk seluruh panjang sesi komunikasi antara dua benda berkomunikasi, rute ini didedikasikan dan eksklusif dan dirilis ketika sesi berakhir.

45 3.2.2 Packet Switched

Untuk dapat memahami packet switched maka kita perlu mengetahui apa yang dimaksud dengan paket. Internet Protocol (IP) seperti banyak protokol, memecah data menjadi potongan-potongan dan membungkus potongan-potongan ke dalam struktur yang disebut paket. Setiap paket berisi, bersama dengan beban data, informasi tentang alamat IP sumber dan tujuan, nomor urutan dan beberapa informasi kontrol lainnya. Begitu mereka mencapai tujuan, paket di susun kembali untuk membuat data asli lagi. Oleh karena itu jelas bahwa untuk mengirim data dalam paket harus data digital. Dalam packet switched, paket dikirim ke tujuan terlepas dari satu sama lain. Setiap paket harus menemukan rute sendiri untuk tujuan. Tidak ada jalan yang telah di tetapkan. Keputusan untuk yang node ke hop ke dalam langkah selanjutnya adalah di ambil hanya ketika sebuah node tercapai. Setiap paket menemukan jalan dengan menggunakan informasi yang di bawanya,seperti sumber dan tujuan alamat IP.

3.2.3 VoIP Codec

Codec (Coding Decoding) 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 dapat menghemat bandwidth. Namun resikonya suara dapat menjadi kurang jernih atau berubah warna suarannya. Apabila mendengar kualitas suara yang baik, jernih dan tidak berubah warna suaranya, dibutuhkan codec dengan perhitungan matematis yang minim. Konsekuensinya kebutuhan bandwidth menjadi meningkat. Tujuan VoIP Codec ini adalah mengkonversi sinyal suara input menjadi bentuk digital, mentransmisikan sinyal tersebut ke penerima dan merekontruksi sinyal suara asli untuk didengar oleh penerima. Berkaitan dengan berapa besar bandwith dan codec mana yang terbaik berikut adalah daftar codec yang banyak digunakan dijaringan:

 GIPS : 13,2 Kbps dan lebih tinggi

 GSM : 13 Kbps (full rate),20ms frame size

 iLBC : 15 Kbps,20ms frame size & 13,3Kbps,30ms frame size  ITU G.711 : 64 Kbps,sample based

46  ITU G.722 : 48/56/64 Kbps

 ITU G.723.1 : 5,3 Kbps/6,3 Kbps  ITU G.726 : 16/24/32/40 Kbps  ITU G.728 : 16Kbps

 ITU G.729 : 8 Kbps,10ms frame size  Speex : 2,15 Kbps to 44,2 Kbps  LPC10 : 2,5 Kbps

 DoD CELP : 4,8 Kbps

Untuk Codec G.729 yang digunakan di kedua sisi akan mengambil bandwidth untuk jumlah sambungan (call) 1 s/d 6 seperti tampak pada tabel.

Tabel 3.1 Tipe codec G.729 [http://www.jaringankomputer.org]

Jumlah Call Incoming (Kbps) Outgoing (Kbps)

1 23.63 23.63 2 47.25 47.25 3 70.88 70.88 4 94.50 94.50 5 118.13 118.13 6 141.75 141.75

47 3.2.3.1 Proses Konversi Suara ke Bentuk Sinyal Digital

 Voice Sampling

Codec men-sampel gelombang suara dalam interval waktu tertentu dan memberikan nilai pada setiap sampel-nya. Interval waktu adalah 8000 siklus/det (frekuensi sampling 8 kHz) atau 1600 siklus/det (frekuensi sampling 16 kHz).

 Kuantisasi

Mengubah nilai sampel menjadi bentuk diskrit agar bias direpresentasikan dalam bit-bit.  Coding

Sampel-sampel di akuumulasikan dalam periode waktu tertentu, dikodekan menjadi kelompok bit-bt yang dinamakan frame Pada proses coding ini dilakukan kompresi informasi agar didapat jumlah bit yang minimal dalam setiap sampel suara Proses coding ini menjadi bagian terpenting dari seluruh proses konversi, karena menentukan efisiensi codec dalam kaitannya dengan bandwidth yang diperlukan.

3.2.4 Komponen Fungsional VoIP

Dalam membangun jaringan VoIP ada beberapa komponen yang harus diperhatikan, diantaranya Voice Calling Device, Gateway, Media Server, Session Control Server dan lain-lain. 3.2.4.1 Voice Calling Device

Voice Calling Device merupakan peralatan yang digunakan untuk membangkitkan dan menerima hubungan.

48 Merupakan peralatan berbentuk telepon yang terhubung langsung ke jaringan internet. Mempunyai built-in software yang bisa berkomunikasi dengan peralatan VoIP lain di jaringan internet dan protokol yang bisa mengirim paket data voice. Terhubung e jaringan menggunakan jack RJ-45 atau wifi VoIP Phone yang terhubung dengan jaringan wireless IEEE 802.11

 Softphone

Merupakan software yang mengimplementasikan fungsi-fungsi telepon. Dengan softphone, user VoIP tidak perlu lagi menambahi peralatan telepon di jaringannya. Bisa dipasang di PC atau PDA.

 Teleppon Analog

Peralatan telepon analog yang terhubung ke PSTN.  Analog Telephone Adapter (ATA)

Peralatan yang digunakan jika sebuah pesawat telepon analog akan dihubungkan langsung ke jaringan internet. Peralatan ini mentranslasikan bentuk informasi digital dari jaringan internet ke dalam bentuk informasi analog yang diterima pesawat telepon atau sebaliknya.

3.2.4.2 Gateway

Sebagai pembatas dari dua jaringan yang berbeda dan bertugas membantu agar kedua jaringan tersebut dapat saling berkomunikasi. Terdiri dari dua komponen utama:

49  Gateway Controller

Mentranslasikan sebuah informasi ke dalam format yang dimengerti oleh masing-masing jaringan serta mentranslasikan SIP signaling di jaringan Internet ke SS7 signaling di jaringan PSTN attau sebaliknya

 Media Gateway

Melakukan transcoding dari packed-based di jaringan IP ke dalam bentuk frame-frame TDM.

3.2.4.3 Media Server

Memproses RTP stream dari VoIP untuk mengkodekan nada DTMF, mencampur beberapa media stream ke dalam bentuk sebuah conference, membunyikan pengumuman, memproses script Voice XML, speech recognition, konversi text to speech, perekaman audio dan lain-lain. Media ini bisa diintegrasikan bersama gateway.

3.2.4.4 Session Control Server

Menyediakan fungsi-fungsi level sesi seperti otentikasi, otorisasi dan perijinan panggilan. Merutekan dan mem-forward panggilan ke jaringan atau service provider yang lain. Menyediakan layanan caller IP, call waiting dan dapat berinteraksi dengan server aplikasi. Merupakan komponen optional pada arsitektur VoIP, bisa menjadi salah satu bagian dari gateway controller. Selain itu juga bisa dianggap sebagai SIP server atau call agent.

50 3.2.5 Protokol Penunjang VoIP

Tabel 3.2 : Mekanisme Protokol TCP/IP [http://www.ilmukomputer.com]

3.2.5.1 Application Layer

Fungsi utama lapisan ini adalah dalam perpindahan file, untuk mengatasi ketidak kompatibelan sistem yang berbeda. Protokol ini berhubungan dengan aplikasi misalnya HTTP (Hypertext Transfer Protocol) untuk web, FTP (File Transfer Protocol) untuk perpindahan file dan TELNET untuk terminal virtual jarak jauh.

3.2.5.2 TCP (Transmission Control Protocol)

TCP merupakan protocol yang connection-oriented, menjaga reliabilitas hubungan komunikasi end-to-end. Cara kerja TCP adalah mengirim dan menerima segmen-segmen informasi dengan panjang data bervariasi pada suatu datagram internet. Dalam hubunga VoIP, TCP digunakan pada saat signaling, unuk menjamin setup suatu call pada sesi signaling. TCP tidak digunakan dalam pengiriman data suara pada VoIP karena pada suatu komunikasi data VoIP penanganan data yang mengalami keterlambatan lebih penting darpada penanganan paket yang hilang.

51 3.2.5.3 IP (Internet Protocol)

Internet Protool di desain untuk interkoneksi sistem komunikasi komputer pada jaringan paket-switched. Pada jaringan TCP/IP, sebuah komputer diidenntifikasi dengan alamat IP. Tiap-tiap komputer memiliki alamat IP yang unik yang masing-masing berbeda satu sama lainnya. Hal ini dilakukan untuk mencegah kesalahan pada transfer data. Protokol IP bertugas untuk menangani pendeteksian kesalahan pada saat transfer data.

3.2.5.4 UDP (User Datagram Protocol)

UDP digunakan untuk situasi yang tidak mementingkan mekanisme reliabilitas. Header UDP hanya berisi empat field yaitu dource port, destination port, length dan UDP checksum dimana fungsinya hamper sama denagn TCP. UDP digunakan pada VoIP karena pada pengiriman audio streaming yang berlangsung terus menerus lebih mementingkan kecepatan pengiriman data agar tiba di tujuan tanpa memperhatikan adanya paket yang hilang.

3.3 Parameter Quality of Services (QOS)

Sebagai jaringan yang didesain sejak awal sebagian jaringan komunikasi data, jaringan internet mempunyai karakteristik yang berbeda dibandingkan dengan jaringan telpon. Data mengalir di internet memperebutkan bandwidth yang ada. Kecepatan sampainya data tergantung pada banyak dan besar paket data diperlakukan dengan perlakukan yang sama. Kondisi jaringan yang seperti ini berbeda dengan jaringan telepon biasa, dimana satu kanal hanya dikhususkan untuk satu pembicara telepon. Tidak terdapat perebutan bandwidth disana, akibatnya, kualitas suarapun terjaga.

QOS adalah suatu hasil kolektif dari berbagai parameter performansi yang dapat menjadi patokan untuk menentukan tingkat kepuasan user terhadap suatu layanan yang dipakai. Umumnya QOS dikaji dalam kerangka peningkatan dan pengoptimalan kapasitas suatu jaringan untuk melakukan layanan tertentu. Parameter-parameter yang dipakai untuk pengukuran QOS yaitu throughput, delay/lantency, delay variation serta packet loss.

52 3.3.1 Throughput

Throughput merupakan jumlah lalu lintas atau banwidth yang disampaikan melalui sebuah periode waktu tertentu. Throughput adalah total paket yang baik atau tanpa rusak yang

berhasil dikirim dan sampai disisi penerima dibagi dengan keseluruhan paket yang dikirim dari sisi pengirim. Throughput ini dengan kata lain akan menunjukan banyaknya paket yang hilang atau rusak ketika ditransmisikan dari sisi pengirim ke sisi penerima. Tentunya hal ini akan mempengaruhi kualitas jaringan dalam melakukan layanan tertentu. Biasanya dalam lingkungan LAN semakin tinggi throughput semakin baik jaringan tersebut.

3.3.2 Delay / Latency

Delay merupakan waktu antara inisiasi suatu transaksi oleh suatu pengirim sampai ada respon pertama yang diterima oleh pengirim tersebut. Selain itu merupakan waktu yang diperlukan untuk memindahkan paket dari sumber ke tujuan melalui jalur yang sudah ditentukan. Percakapan interaktif menjadi terganggu ketika delay melebihi 100-150 ms, ketika melebihi 200 ms pemakai akan menemui gangguan dan menyatakan bahwa kualitas suara itu sangat lemah. Untuk menyediakan kualitas suara yang tinggi, jaringan IP Telephony harus mampu menjamin latency yang rendah. ITU-T G.114 merekomendasikan batas maksimum yang diterima dalam perjalanan paket adalah 300 ms antara kedua gateway IP Telephony (150 ms delay per jalur).

Ada banyak komponen dari delay dalam sebuah jaringan yang perlu dipahami, termasuk di dalamnya adalah packetization delay, queuing delay dan propagation delay.

a. Packetization delay adalah jumlah waktu yang diperlukan untuk mengambil codec yang digunakan untuk melengkapi konversi dari analog ke digital. IP Telephony selalu menciptakan beberapa ukuran delay, ketika algoritma yang mennspesifisikan “listen” atau contoh dari suara yang dispesifikasi dalam periode waktu tertentu, diikuti oleh packetization.

53 b. Propagation delay adalah waktu yang diperlukan untuk mengambil informasi melewati sebuah kabel copper, fiber atau jalur wireless. Delay ini juga merupakan sebuah fungsi dari kecepatan cahaya, konstanta yang universal dan kecepatan pensinyalan dari media fisik. Sebagai contoh jika sebuah panggilan sudah melalui sebuah node transit maka delay diperkenalkan.

c. Queuing delay dibebankan kepada suatu paket pada titik congestion (lalu lintas pada jaringan melebihi kapasitas) ketika menantikan putarannya untuk diproses sementara paket yang lain yang dikirim sebuah switch atau kabel. Sebagai contoh, ATM yang dikurangi queuing delay-nya dengan membagi paket ke dalam bagian kecil, membungkus mereka ke dalam sebuah sel, lalu meletakkan mereka ke dalam sebuah prioritas antrian yang absolut. Karena sel-sel tersebut kecil maka prioritas queue yang terbesar dapat dilayani lebih sering, mengurangi waktu tunggu untuk paket dalam sebuah antrian ke dalam level yang deterministic. Bagaimanapun juga pada kecepatan gigabit, waktu tunggu untuk lalu lintas yang mempunyai prioritas tinggi sangat kecil sekali bahkan dibagai kondisi yang terburuk dalam kaitannya dengan kecepatan link dan daya proses yang tersedia.

Delay = Waktu paket diterima – Waktu paket dikirim

3.3.3 Delay Variation (Jitter dan Wander)

Delay variation adalah perbedaan pada penundaan yang diperlihatkan oleh paket berbeda yang menjadi bagian dari arus lalu lintas yang sama. Frekuensi tinggi pada delay variation dikenal sebagai jitter, sedangkan frekuensi rendah pada delay variation disebut wander. Jitter disebabkan terutama oleh perbedaan dalam antrian waktu menunggu untuk paket yang berurutan di dalam suatu arus. Jenis lalu lintas tertentu terutama real-time lalu lintas seperti suara adalah sangat tidak toleran dalam jitter. Perbedaan waktu tiba paket menyebabkan choppiness di dalam suara. Jitter berlebihan dapat diatasi dengan penyangga, tetapi dapat menyebabkan permasalahan lain, seperti peristiwa “walkie-talkie” yang disebabkan ketika dua sisi suatu percakapan mempunyai latency. Jitter harus kurang dari 60 ms (60 ms = rata-rata mutu, 20 ms = mutu bea).

54 3.3.4 Packet Loss

Keruugian akibat kesalahan bit maupun paket yang hilang mempunyai suatu dampak lebih besar atas jasa IP Telephony atau VoIP dibanding pada data. Selama suatu transmisi suara, hilangnya berbagai bit atau paket suatu arus boleh menyebabkan suatu letusan dapat didengar yang akan menjadi mengganggu kepada pemakai. Di dalam suatu transmisi data, hilangnya bit tunggal atau berbagai paket informasi hampir tidak pernah dicatat oleh para pemakai. Di dalam kontras, selama suatu siaran video, paket berurutan yang hilang dapat menyebabkan suatu glitch sesaat pada layar, tetapi video kemudian berproses sama dengan dulu. Bagaimanapun jika paket hilang menjadi mewabah, kemudian mutu dari semua transmisi menurunkan pangkat. Tingkat kerugian paket harus kurang dari 5% untuk mutu minimum dan kurang dari 1% untuk mutu bea. Hal yang dapat mempengaruhi packet loss ratio adalah penentuan ambang batas delay dan drop probability pada algoritma penjadwalan.

3.3.5 Fairness Index

Sebuah sistem antrian atau penjadwalan paket harus menyediakan keadilan bagi paket-paket yang berkompetisi dalam perjalanan output link atau destinationnya. Tiap flow (aliran) paket harus mendapatkan bagian yang adil untuk bandwidth yang disediakan, dan dalam pembagiannya tidak lebih merugikan flow-flow paket yang lain. Maka dari itu sebaiknya sebuah sistem antrian sudah mempre-lokasikan jumlah bandwidth yang tersedia sebelumnya. Nilai fairness memiliki batas nilai 0 – 1 atau 0 – 100%.

Keterangan : Xi = Nilai Throughput yang Terukur n = Jumlah Node yang Diukur

55 Beberapa masalah yang timbul akibat tidak terjadinya Quality Of Service data yang harus disampikan secara real-time ke tujuannya antara lain kekurangan bandwidth, delay yang terlalu lama dan jitter / variasi delay. Agar jaringan IP / internet dapat dengan sukses melewatkan paket data berupa suara, jaringan ini harus dimodifikasi sedemikian rupa sehingga mampu memberikan Quality Of Service sesuai dengan permintaan aplikasi VoIP ini.

3.4 Penjadwalan

Algoritma antrian atau algoritma penjadwalan dapat diartikan sebagai usaha untuk mengatur kongesti dan mengurangi delay pada node jaringan. Berdasarkan cara kerjanya, metoda antrian dibagi atas dua jenis yaitu packet scheduling dan packet loss management. Beberapa packet scedulling diantaranya:

3.4.1 Algoritma Penjadwalan Deficit Round Robin (DRR)

DRR diusulkan oleh M. Shreedhar dan G.Varghese pada tahun 1995. Deficit Round Robin (DRR) atau biasa disebut juga dengan DWRR merupakan modifikasi dari algoritma penjadwalan Weight Round Robin (WRR) yang digunakan untuk mengatasi permasalahan pada WRR dan WFQ. DRR membolehkan tiap kelas/prioritas memiliki panjang paket yang berbeda-beda sehingga tidak diperlukan lagi informasi mengenai ukuran paket rata-rata. Ide dasar DRR adalah suatu kelas berhak untuk mengirimkan paket dalam suatu putaran jika ukuran paket yang dimilikinya lebih kecil atau sama dengan ambang batas yang ditetapkan, ambang batas ini dinamakan Quantum yang merupakan padanan terhadap pembagian layanan untuk mendapatkan status Deficit Counter. Pada saat permulaan tiap putaran (round), Quantum ditambahkan ke Deficit Counter, kemudian jika paket Head-of-Line (HoL) di antrian tersebut berukuran lebih kecil atau sama dengan Deficit Counter, maka paket HoL tersebut akan dikirimkan dan Deficit Counter akan berkurang, dikurangi oleh ukuran paket HoL, jika tidak maka paket HoL tak akan dikirim pada putaran tersebut dan Deficit Counternya berukuran sama dengan nilai Quantum dimasing-masing antrian. Bila di dalam antrian tidak ada paket yang akan dikirimkan, Deficit Counter akan dikembalikan ke nilai 0. Dalam mekanisme DRR, tiap antrian dikonfigurasi berdasarkan beberapa parameter:

56  Deficit Counter yang merupakan total bytes yang dapat dikirimkan dalam sebuat antrian

dalam suatu waktu ketika trafik tersebut didatangi oleh scheduler.

 Quantum dari sebuah layanan biasa disebut juga sebagai ukuran atau bobot dari sebuah aliran antrian dalam ukuran bytes. Deficit Counter akan berkurang nilainya oleh Quantum seiring dengan hadirnya scheduler tersebut dalam sebuah aliran antrian.

 Weight mendefinisikan persentase bandwidth keluaran yang dialokasikan dalam antrian. Deficit Counter #1 #2 #3 #4 Quantum Size

Gambar 3.8. : Putaran Pertama

20 730 600 200 500 265 400 104 500 50 700 180 0 500 0 0 Round Robin Pointer

57 Deficit Counter #1 #2 #3 #4 Quantum Size

Gambar 3.9 : Putaran Kedua

Gambar 3.8 menunjukkan saat paket dari antrian #1 akan dilayani, nilai deficit counter antrian #1 diisi dengan quantum waktu. Karena ukuran paket pertama dari antrian #1 kurang deficit counter, maka paket tersebut akan dikirim. Gambar 3.9 menunjukkan kondisi ketika paket pertama dari antrian #1 telah dikirim. Pointer dari antrian akan dipindahkan ke antrian #2 dan deficit counter antrian #1 akan dikurangi dengan besarnya paket yang telah dikirim.

3.4.2 Algoritma Penjadwalan Smoothed Round Robin (SRR)

SRR adalah karya mengkonversi algoritma penjadwalan paket dengan memelihara hanya O(1) time complexity dalam upaya menyediakan maksimum fairness. Algoritma SRR memanfaatkan beberapa struktur data penting, yang pertama adalah Weight Matriks. Setiapa elemen dalam Weight Matriks akan diset nol atau satu seperti dalam kode biner. Matriks memiliki satu baris yang sesuai dengan setiap aliran data. Unsur-unsur individual dari setiap

20 730 500 500 200 400 104 500 50 700 180 100 300 0 0 Round Robin Pointer

58 baris ditentukan berdasarkan berat aliran yang sesuai. Selain Weight Matriks, SRR memiliki parameter lain yaitu Weight Spread Sequence (WSS) yang digunakan untuk menentukan pemberian layanan terhadap sebuah aliran berdasarkan konten dalam Weight Matriks. Untuk setiap matriks dengan k kolom, WSS menerima permintaan sebanyak k. setiap permintaan dari aliran-aliran dilayani berdasarkan WSS yang digunakan dan nilai-nilai yang terdapat dalam Weight Matriks. Tiap nilai dalam WSS merepresentasikan kolom-kolom daripada Weight Matriks, setiap elemen yang mempunyai nilai nonzero dalam sebuah kolom merepresentasikan sebuah data yang dilayani kapanpun kolom tersebut dipilih. Untuk mengakomodasi perubahan lalu lintas data, secara dinamis menyesuaikan ukuran WM yang diperlukan. Jika terdapat tambahan aliran paket data maka jumlah baris yang akan ditambahkan ke dalam WM. Berikut ini adalah contoh nilai WSS yang menunjukkan urutan penyebaran bobot untuk orde 1-5.

WSS orde 1 1 WSS orde 2 1 2 1

WSS orde 3 1 2 1 3 1 2 1 3

WSS orde 4 1 2 1 3 1 2 1 3 4 1 2 1 3 1 2 1 3

WSS orde 5 1 2 1 3 1 2 1 3 4 1 2 1 3 1 2 1 3 5 1 2 1 3 1 2 1 3 4 1 2 1 3 1 2 1 3

Untuk setiap nilai di WSS, penjadwal akan melayani semua aliran data yang mempunyai nilai nonzero didalam kolom matriks dengan nilai yang sama saat elemen saat itu berada dalam urutannya. Oleh karena itu prinsip kerja dari SRR merupakan perpanjangan dari algoritma dasar Weight Round Robin (WRR), dimana bobot-bobot aliran data tersebut akan disebar ke setiap periode yang terdapat pada penjadwal, hal ini yang menyebabkan SRR lebih cocok secara berturut-turut dalam melayani dibandingkan dengan melakukan pelayanan disetiap putaran. SRR tidak mampu menjamin batas delay hanya berdasarkan bobot. Untuk SRR, maksimum delay dikenakan pada aliran yang akan ditentukan oleh koefisien bobot pada aliran. Koefisien bobot yang terdapat pada Weight Matriks akan menentukan layanan dan dengan demikian delay akan maksimum. Jadi untuk SRR, delay akan berbanding terbalik dengan bobot, tetapi juga sebanding dengan jumlah arus. Tetapi hal ini tidak berlaku pada komunikasi yang sifatnya real time.

59 3.5 Spesifikasi Perangkat Keras

Dalam sebuah jaringan VoIP dibutuhkan beberapa perangkat keras selain perangkat lunak. Disini akan dijelaskan apa saja perangkat-perangkat keras ataupun lunak yang digunakan sebagai penunjang komunikasi VoIP bisa terlaksana. Diantaranya adalah :

 Router VoIP ( Cisco router 2800 )

o

 Router voip (cisco 3800)

 Router VoIP (cisco 2650)

o

 Router VoIP (cisco 3600)

60  IP PABX

Nitsuko DXE 600

 TELEPHONE

o

3.6 Spesifikasi Perangkat Lunak

Perangkat lunak yang digunakan pada jaringan VoIP ini adalah jenis perangkat lunak yang bersifat IOS (integrated operating sistem), yaitu perangkat lunak yang sudah terdapat pada router yang dipergunakan untuk jaringan VoIP ini.

Untuk pengukuran besar nilai terhadap parameter-parameter performansi jaringan, diperlukan perangkat lunak seperti:

 Sistem operasi : Microsoft Windows XP Professional  Pengolahan data : AWK dan Microsoft Excel version 2007  Simulator Network Simulator-2 (NS-2) version 2.34

61 3.6.1 Parameter-Parameter Masukan

 Model Antrian : SRR dan DRR  Max jumlah node : 40

 Radio range : 250 m  Frekuensi : 2,4 GHz  Bandwidth : 20 MHz  Data rate : 54 Mbps  SlotTime : 0.000020 3.6.2 Parameter-Parameter Keluaran  Throughput  Delay  Packet Loss  Jitter