1 Modul Mengukur Besaran Trafik Sistem Telekomunikasi (068.KK.15)
Uraian Materi 1 : Trafik Sistem Telekomunikasi A. Definisi Trafik
Secara umum, pengertian trafik adalah perpindahan suatu benda dari suatu tempat ke tempat lain. Dalam dunia telekomunikasi benda adalah berupa informasi yang dikirim melalui media transmisi. Sehingga trafik dapat didefinisikan sebagai perpindahan informasi (pulsa, frekuensi, percakapan, dsb) dari suatu tempat ke tempat lain melalui media telekomunikasi. Misalkan ada 2 buah sentral A dan B dihubungkan dengan sebuah saluran (sirkit) seperti gambar di bawah ini :
Sirkit A–B hanya dapat dipakai oleh satu panggilan percakapan dalam satu satuan waktu. Sirkit A-B dikatakan dipakai jika sirkit A-B sedang menggenggam sebuah panggilan atau percakapan atau dengan kata lain sirkit tersebut sedang diduduki oleh suatu panggilan. Dinyatakan bebas (idle) apabila tidak ada panggilan yang datang.
B. Besaran dan Satuan Trafik
Trafik pada telepon dibangkitkan oleh sejumlah pelanggan, dalam suatu proses pemanggilan mulai dari saat pemanggil mengangkat hand-set pesawat telepon, menekan/ memutar nomor telepon yang dituju, penyambungan di level sentral sehingga tiap peralatan dapat diidentifikasi lama waktu pemakaiannya (besar trafiknya). Ukuran atau besaran trafik dapat ditentukan sebagai berikut :
Misalkan link antar sentral P dan Q terdiri dari N=3 saluran/sirkit, pengamatan terhadap sirkit dilakukan selama T=25 menit. Selama waktu tersebut terdapat n=10 panggilan, lamanya pendudukan masing-masing panggilan dinyatakan dengan tv yang besarnya digambarkan sebagai berikut :
Volume trafik : Jumlah waktu dari masing-masing pendudukan pada seluruh saluran/ sirkit.
Total waktu pendudukan = t1 +t2+t3. +t10 = 44 menit.
Dengan cara lain, volume trafik dapat ditentukan dengan mengalikan jumlah panggilan dengan rata-rata waktu pendudukan sebagai berikut :
2 V = Volume Trafik
n = jumlah panggilan
h = Rata-rata waktu pendudukan (mean holding time)
Rata-rata waktu pendudukan = total waktu pendudukan dibagi jumlah panggilan = 44 menit / 10 = 4,4 menit.
Intensitas Trafik adalah jumlah waktu pendudukan persatuan waktu atau volume trafik (V) dibagi dengan periode waktu pengamatan (T) = 44 menit / 25 menit = 1,76
A = Intensitas trafik
Rumus lain dari intensitas trafik dapat diperoleh dengan mengalikan jumlah panggilan per waktu pengamatan dengan rata-rata waktu pendudukan atau :
A = Intensitas trafik
y = jumlah panggilan per satuan waktu pengamatan h = mean holding time
Dari persamaan di atas, dapat dilihat bahwa intensitas trafik tidak memiliki satuan. Sebagai penghargaan kepada A.K. Erlang yang pertama menyelidiki trafik telekomunikasi, maka ditetapkanlah satuan intensitas trafik dalam Erlang, dimana pengertian 1 (satu) Erlang adalah apabila sebuah sirkit diduduki secara terus menerus selama satu jam. Istilah intensitas trafik untuk selanjutnya hanya disebutkan dengan besar trafik atau trafik saja.
C. Pengukuran Trafik
Pengukuran trafik memberikan data dasar untuk keperluan perencanaan, operasi dan pemeliharaan, management dan berbagai kasus perhitungan untuk pengelolaan network.Hasil pengukuran trafik yang telah diolah, memberikan gambaran antara lain tentang jumlah sirkit/saluran, perangkat sentral, beban trafik dan distribusi call serta unjuk kerja perangkat. Sasaran akhir dari pengukuran trafik adalah pembenahan kebutuhan masyarakat pengguna jasa telekomunikasi sebaik-baiknya, dengan memperhitungkan faktor-faktor efektif dan efisien dari sarana telekomunikasi yang ada.
3 Tujuan Pengukuran Trafik
Menentukan dimensi peralatan atau sirkit guna mengatasi stagnasi atau untuk kebutuhan peralatan dan perencanaan baik jangka pendek maupun jangka panjang. Melacak letak kegagalan.
Mendeteksi kondisi peralatan maupun sirkit
Mengetahui unjuk kerja jaringan (Network Performance).
Mengetahui mutu pelayanan jaringan telekomunikasi (Quality of Service). Kegunaan Pengukuran Trafik
a) Jangka pendek, yaitu menghindarkan timbulnya stagnasi dan mengoptimalkan trafik pada route, peralatan dan sirkit yang ada :
Apakah seluruh perangkat berfungsi dengan baik.
Apakah seluruh perangkat dan sirkit yang ada sudah berfungsi maksimal. Apakah peralatan dan sirkit yang ada telah dipenuhi oleh sejumlah percakapan
yang menghasilkan pendapatan bagi perusahaan.
b) Jangka panjang, yaitu untuk perencanaan pembangunan yang paling sedikit meliputi jangka waktu 1 – 2 tahun mendatang.
Fungsi Pengukuran Trafik a) Operasi Trafik
Adalah pengawasan sehari-hari dari status dan performance (unjuk kerja) trafik dari sentral dan jaringan :
Membandingkan status dan unjuk kerja hasil ukur dengan tolak ukurnya. Mengusulkan rencana perbaikan/pembenahan dalam hal : perubahan route,
pencegahan kemacetan dan perbaikan pelayanan, dengan kerjasama dengan unsur lain yang terkait.
Penetapan rekayasa trafik dan perencanaan fasilitas baru. b) Administrasi Trafik
Adalah menjamin agar trafik yang disalurkan ke sentral dan jaringan terbagi dengan rata dan seimbang. Hal ini diperoleh dengan perhitungan yang cermat mengenai jumlah peralatan dan sirkit pada jaringan berdasarkan pengukuran trafik dan analisa serta evaluasinya.
Jenis Pengukuran Trafik
Pada dasarnya ada 2 (dua) jenis pengukuran trafik yaitu : a) Pengukuran Kuantitatif
Menentukan dimensi peralatan maupun sirkit guna mengatasi stagnasi serta untuk kebutuhan peramalan jangka panjang guna perencanaan pembangunan. Yang diukur dalam pengukuran kuantitatif adalah volume (intensitas) trafik dalam Erlang (atau satuan lainnya) atau dalam call dan holding time dari suatu kelompok peralatan atau sirkit.
b) Pengukuran Kualitatif.
Melacak kegagalan panggilan
Mendeteksi kondisi peralatan dan sirkit
Mengetahui unjuk kerja jaringan (Network Performance) Mengetahui mutu pelayanan (QOS)
Uraian Materi 2 : Pengantar Quality of Service (QOS)
QoS merupakan terminologi yang digunakan untuk mendefinisikan kemampuan suatu jaringan untuk menyediakan tingkat jaminan layanan yang berbeda-beda. Melalui QOS, seorang network administrator dapat memberikan prioritas trafik tertentu.
4 QoS didesain untuk membantu end user (client) menjadi lebih produktif dengan memastikan bahwa user mendapatkan performansi yang handal dari aplikasi-aplikasi berbasis jaringan. QoS mengacu pada kemampuan jaringan untuk menyediakan layanan yang lebih baik pada trafik jaringan tertentu melalui teknologi yang berbeda-beda. QoS merupakan suatu tantangan yang besar dalam jaringan berbasis IP dan internet secara keseluruhan. Tujuan dari QoS adalah untuk memenuhi kebutuhan-kebutuhan layanan yang berbeda, yang menggunakan infrastruktur yang sama. QoS menawarkan kemampuan untuk mendefinisikan atribut-atribut layanan yang disediakan, baik secara kualitatif maupun kuantitatif.
QoS dapat dimplementasikan pada situasi congestion management atau Collision avoidance. Teknik-teknik congestion management digunakan untuk mengatur dan memberikan prioritas trafik pada jaringan di mana aplikasi meminta lebih banyaklagi bandwidth daripada yang mampu disediakan oleh jaringan. Denganmenerapkan prioritas pada berbagai kelas dari trafik, teknik congestion management akan mengoptimalkan aplikasi bisnis yang kritis atau delay sensitive untuk dapat beroperasi sebagai mana mestinya pada lingkungan jaringan yang memiliki kongesti. Adapun teknik collision avoidance akan membuat mekanisme teknologi tersebut menghindari situasi kongesti. Melalui implementasi QoS dijaringan ini, network administrator akan memiliki fleksibilitas yang tinggi untuk mengontrol aliran dan kejadian-kejadian yang ada di trafik pada jaringan.
A. Parameter QoS
Performansi mengacu ke tingkat kecepatan dan keandalan penyampaian berbagai jenis beban data di dalam suatu komunikasi. Performansi merupakan kumpulan dari beberapa parameter besaran teknis, yaitu :
Throughput, yaitu kecepatan (rate) transfer data efektif, yang diukur dalam bps. Troughput merupakan jumlah total kedatangan paket yang sukses yang diamati pada destination selama interval waktu tertentu dibagi oleh durasi interval waktu tersebut. Packet Loss, merupakan suatu parameter yang menggambarkan suatu kondisi yang
menunjukkan jumlah total paket yang hilang, dapat terjadi karena collision dan congestion pada jaringan dan hal ini berpengaruh pada semua aplikasi karena retransmisi akan mengurangi efisiensi jaringan secara keseluruhan meskipun jumlah bandwidth cukup tersedia untuk aplikasi-aplikasi tersebut. Umumnya perangkat jaringan memiliki buffer untuk menampung data yang diterima. Jika terjadi kongesti yang cukup lama, buffer akan penuh, dan data baru tidak akan diterima.
Kategori Packet Loss
Delay (latency), adalah waktu yang dibutuhkan data untuk menempuh jarak dari asal ke tujuan. Delay dapat dipengaruhi oleh jarak, media fisik, kongesti atau juga waktu proses yang lama. Adapun komponen delay adalah sebagai berikut:
5 Kategori Latensi
Jitter, atau variasi kedatangan paket, hal ini diakibatkan oleh variasi variasi dalam panjang antrian, dalam waktu pengolahan data, dan juga dalam waktu penghimpunan ulang paket-paket di akhir perjalanan jitter. Jitter lazimnya disebut variasi delay ,berhubungan erat dengan latency, yang menunjukkan banyaknya variasi delay pada taransmisi data di jaringan. Delay antrian pada router dan switch dapat menyebabkan jitter.
Kategori Jitter
MOS (Mean Opinion Score), Kualitas sinyal yang diterima biasanya diukur secara subjektif dan objektif. Metoda pengukuran subyektif yang umum dipergunakan dalam pengukuran kualitas speech coder adalah ACR (Absolute Category Rating) yang akan menghasilkan nilai MOS (Mean Opinion Score). Tes subyektif ACR meminta pengamat untuk menentukan kualitas suatu speech coder tanpa membandingkannya dengan sebuah referensi. Skala rating umumnya mempergunakan penilaian yaitu beruturut – turut: Exellent, Good, Fair, Poor dan Bad dengan nilai MOS (Mean Opinion Score) berturut – turut: 5, 4, 3, 2 dan 1. Kualitas suara minimum mempunyai nilai setara MOS 4.0.
6 Echo Cancelation, Untuk menjamin kualitas layanan voice over packet terutama disebabkan oleh echo karena delay yang terjadi pada jaringan paket maka perangkat harus menggunakan teknik echo cancelation. Persyaratan performansi yang diperlukan untuk echo canceller harus mengacu standar internasional ITU G.165 atau G.168.
Post Dial Delay, PDD (Post-Dial Delay) yang diijinkan kurang dari 10 detik dari saat digit terakhir yang dimasukkan sampai mendapatkan ringing back.
B. QoS Pada Voice Over IP
Beberapa hal yang sangat penting untuk diperhatikan saat menyediakan QoS untuk teknologi VOIP adalah
1) Kualitas sambungan atau suara
Kualitas sambungan atau suara dipengaruhi erat oleh teknik pengkodean dan teknik kompresi yang digunakan, Pengkodean suara merupakan pengalihan kode analog menjadi kode digital agar suara dapat dikirim dalam jaringan komputer . Hal ini dikenal dengan istilah codec, singkatan dari compressor-decompressor.Terdapat berbagai jenis codec yang dikembangkan untuk memampatkan/mengkompresi suara agar dapat menggunakan bandwidth secara lebih hemat tanpa mengorbankan kualitas suara (suara yang keluar masih dapat didengar dengan baik).
Untuk lebih jelasnya perhatikan gambar proses konversi dan kompresi suara dari PSTN kejaringan IP berikut ini :
Pada diagram diatas sinyal analog yang melalui jaringan PSTN mengalami kompresi dan pengkodean menjadi sinyal digital oleh PCM G.711 sebelum memasuki VOIP gateway. Pada VoIP gateway, dibagain terminal, terdapat audio codec melakukan proses framing (pembentukan frame datagram IP yang dikompresi) dari sinyal suara terdigitasi (hasil PCM G.711) dan juga melakukan rekonstruksi pada sisi receiver. Frame-frame yang merupakan paket-paket informasi ini lalu di transmisikan melalui jaringan IP dengan suatu standar komunikasi jaringan packet –based.
Teknik pengkodean dan kompresi yang digunakan akan mempengaruhi MOS score, berikut ini adalah tabel perbandingan MOS score standart pengkodean dan kompresi
Compression Method Bit rate (kbps) Payload size (byte) Processing power (MIPS) Framing size (ms) MOS Score G.711 PCM 64 160 0.34 0.125 4.10 G.726 ADPCM 32/24 60 14 0.125 3.85 G.728 LD-CELP 16 40 33 0.625 3.61 G.729 CS-ACELP 8 20 20 10 3.92 G.729a CS-ACELP 8 20 10.5 10 3.70 G.723.1 MPLMQ 6.3 24 16 30 3.90 G.723.1 A-CELP 5.3 20 16 30 3.65
Jenis codec dengan algoritma kompresi yang digunakan menentukan bit rate yang dibutuhkan untuk melakukan transmisi data suara. Sebagai contoh, setiap percakapan suara analog menggunakan PSTN membutuhkan bandwidth 64 Kbps. Nilai ini didapatkan dari encoding dan algoritma kompresi (PCM), yang dapat menyediakan data dan suara
PSTN Local Exchange PSTN Trunk Exchange VoIP Gateway Coding PCM G.711 Coding PCM G.711
Sinyal Analog Ethernet H.323/SIP
7 dengan kualitas tinggi. Salah satu keuntungan menggunakan telepon IP adalah kemampuan untuk memanfaatkan perkembangan teknologi codec yang terkini, sehingga bandwidth 64 Kbps yang hanya dapat digunakan untuk sebuah percakapan pada jaringan PSTN, dapat dimanfaatkan untuk sekitar 10 percakapan pada jaringan packet-switched menggunakan codec G.723.1.
2) Bandwith yang dibutuhkan
Dalam perancangan VoIP, bandwidth merupakan suatu yang harus diperhitungkan agar dapat memenuhi kebutuhan yang dapat digunakan menjadi parameter untuk menghitung jumlah peralatan yang di butuhkan dalam suatu jaringan. Perhitungan ini juga sangat diperlukan dalam efisiensi jaringan dan biaya serta sebagai acuan pemenuhan kebutuhan untuk pengembangan di masa mendatang. Kebutuhan bandwidth akan sangat tergantung pada pemilihan codec
yang digunakan. Untuk menghitung bandwidth yang dibutuhkan tiap satu panggilan VoIP dapat dihitung dengan rumus berikut
Voice payload = codec bit rate x frame rate
voice packet size = (Header layer 2 MLPPP atau FRF.12 header) + (IP/UDP/RTP) + (voice payload)
voice packets per second (pps) = codec bit rate / voice payload size bandwidth = voice packet size * pps
Contoh :
Hitunglah besar bandwith yang dibutuhkan oleh codec G.711 dengan frame rate sebesar 20 ms ( 0,02 detik ) dan bitratenya 64 kbps.
Jawab :
Voice payload = 64000 bits x 0,02 = 1280 bits = 160 bytes
Voice packet size = 6 bytes + 4 bytes + 160 bytes =170 Bytes = 170 bytes x 8 bits per byte = 1360 Bit
Voice packet per second = 64000 / 1280 = 50 pps Bandwidth = 1360 x 50 = 68000 = 68 kbps
Maka bandwidth yang dibutuhkan oleh codec G..711 tiap satu saluran komunikasi adalah sebesar 68 kbps.
3) Konsekuensi delay dan jitter
Router dan jaringan IP memiliki karakteristik khusus yang menyulitkan pengontrolan delay dan variasinya (jitter). Proses penanganan paket IP selama ini selalu dilakukan secara best effort. Paket IP yang datang diperlakukan sama dan diservice sesuai dengan urutan kedatangan. Ukuran paket IP sendiri bervariasi,sehingga delay dan variasi delay di jaringan menjadi besar dan tidak menentu.
Delay dan variasi delay ini dapat berakibat buruk bagi kualitas suara. Hal ini terjadi karena informasi suara memiliki karakteristik timing. Suku kata tertentu dari suatu kata harus diucapkan dalam selang waktu tertentu antara ia dan suku kata berikutnya. Karakteristik waktu ini harus dipertahankan agar pembicaraannya tetap memiliki arti.
Agar jaringan IP ini dapat digunakan untuk menangani paket suara, maka baik delay maupun variasinya harus dapat dikontrol dan ditekan serendah mungkin. Besarnya delay maksimum yang direkomendasikan oleh ITU-T pada G.114 untuk aplikasi suara adalah 150 ms, sedangkan delay maksimum dengan kualitas suara dan gambar yang masih dapat diterima pengguna adalah 250 ms.
8 Evaluasi-1
Jawablah pertanyaan-pertanyaan dibawah ini dengan jawaban yang benar ! 1. Jelaskan definisi trafik dalam dunia telekomunikasi !
2. Sebutkan 5 tujuan pengukuran trafik ! 3. Jelaskan kegunaan dari pengukuran trafik !
4. Salah satu fungsi pengukuran trafik adalah administrasi trafik, jelaskan apa yang dimaksud dengan administrasi trafik !
5. Apa yang anda ketahui tentang QoS? Jelaskan !
6. Salah satu parameter QoS adalah packet loss, jelaskan apa yang dimaksud dengan paket loss !
7. Apa pula yang dimaksud dengan MOS? Jelaskan !
Lembar kerja : Alat dan Bahan
1. Router Mikrotik 1 Buah
2. Server VOIP Elastix 2 Buah
3. Switch 2 Buah
4. Modem ADSL + Koneksi Internet 1 Buah
5. IP Phone 4 Buah
Keselamatan Kerja
1) Berdoalah sebelum memulai kegiatan belajar
2) Bacalah dan pahami setiap petunjuk praktikum pada setiap lembar kegiatan belajar 3) Gunakanlah peralatan sesuai dengan fungsinya dan dengan hati-hati
Langkah Kerja
1. Siapkanlah alat dan bahan yang akan digunakan !
2. Periksa semua kelengkapan peralatan sebelum memulai praktikum ! 3. Rancanglah jaringan VOIP dengan topologi berikut ini :
9 4. Rencanakan IP Address yang beda class dan network pada topologi di atas !
5. Cek masing-masing titik jaringan komputer apakah bisa terhubung satu dengan lainnya via router (ping) !
6. Seting extension pada masing-masing perangkat dengan catatan : perangkat yang terhubung dengan switch 1dihubungkan ke server 1, perangkat yang terhubung ke switch 2 dihubungkan ke server 2. Prefix (awalan) extension pada masing-masing server di buat beda !
7. Trunking server 1 dan server 2 sehingga bisa saling melakukan panggilan !
8. Lakukan pengukuran bandwith, paket loss, jitter dan mos score pada masing-masing titik perangkat. tulis hasilnya pada tabel berikut ini !
Tabel Pengukuran bandwith IP src Port src IP dst Port dst Paket dikirim
10 Tabel Pengukuran paket loss
IP src Port src IP dst Port dst Paket dikirim Paket Loss %
Tabel Pengukuran Jitter IP src Port src IP dst Port dst Paket dikirim Jitter (ms)
Tabel Pengukuran MOS score IP src Port src IP dst Port dst Paket dikirim Paket Loss MOS Score
9. Trunking salah satu server dengan server external (ex: voip rakyat) !
10. Lakukan pengukuran bandwith, paket loss, jitter dan MOS score untuk koneksi VOIP server ke luar, tulis hasilnya pada tabel berikut ini !
Tabel Pengukuran bandwith
IP src Port src IP dst Port dst Paket dikirim
11 Tabel Pengukuran paket loss
IP src Port src IP dst Port dst Paket dikirim Paket Loss %
Tabel Pengukuran Jitter IP src Port src IP dst Port dst Paket dikirim Jitter (ms)
Tabel Pengukuran MOS score IP src Port src IP dst Port dst Paket dikirim Paket Loss MOS Score
11. Setelah selesai dan benar, rapikan peralatan yang digunakan dan kembalikan ke tempatnya !
Evaluasi-2
12 PENILAIAN Nama : No. Absen : Kelas : Kriteria Skor
(1-10) Bobot Nilai Keterangan
Kognitif (Evaluasi 1 & 2) 4
Syarat lulus nilai minimal 75
Kebenaran setting/konfigurasi 3
Kebersihan dan kerapian 1
Ketepatan waktu 1
Ketepatan penggunaan alat 1
Nilai Akhir
Bondowoso,……..,………20… Guru Mata Diklat
M. Arie Iswadi, ST
Mengetahui Orangtua / wali siswa
