i
ANALISIS PERBANDINGAN KUALITAS VIDEO
CALL
PADA
VOIP
DENGAN MENGGUNAKAN
CODEC
VIDEO H.261, H.263, DAN H.264
SKRIPSI
Diajukan untuk Memenuhi Salah Satu Syarat
Memperoleh Gelar Sarjana Komputer
Program Studi Teknik Informatika
Disusun oleh :
RAYMUNDUS NONNATUS PURNAMA TRI PRASETYA
ii
COMPARATIVE ANALYSIS OF VOIP VIDEO CALL QUALITY WITH
H.261, H.263, AND H.264 VIDEO CODEC
A THESIS
Presented as Partial Fulfillment of The Requirements
to Obtain The Sarjana Komputer Degree
in Informatics Engineering Department
Created By:
RAYMUNDUS NONNATUS PURNAMA TRI PRASETYA
085314017
INFORMATICS ENGINEERING STUDY PROGRAM
FACULTY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY
SANATA DHARMA UNIVERSITY
YOGYAKARTA
iii
iv
v
vi
vii
HALAMAN MOTTO
“Bajak laut tidak akan menjadi bajak laut yang hebat
viii
HALAMAN PERSEMBAHAN
Kerja keras dan pencapaian ini, saya dedikasikan kepada Bapak, Ibu, Adik, dan keluarga
besar yang selalu memberikan doa, dukungan, dan semangat selama studi dan perkuliahan.
Saya dedikasikan kepada Rekan-Rekan, Bapak/Ibu Dosen, dan Keluarga Besar Program
ix
ABSTRAK
Voice over Internet Protocol (VoIP) adalah teknologi yang mampu melewatkan traffic
suara, video dan data yang berbentuk paket melalui jaringan berbasis IP. Jaringan IP sendiri tidak
hanya dilalui oleh data VoIP saja, sehingga diperlukan cara untuk menjaga kualitas layanan
VoIP. Untuk menjaga kualitas layanan, VoIP mempunyai mekanisme kompresi data video dan suara yang dikenal sebagai codec. Penggunaan codec yang tepat, berpengaruh pada kualitas dan kecepatan transfer data pada VoIP.
Untuk itu dibuatlah sistem VoIP dengan menggunakan codec video H.261, H.263, dan H.264 dengan ukuran bandwidth jaringan yang berbeda. Kemudian dilakukan analisa performansi kualitas video call masing-masing codec.
Dari pengujian dengan menggunakan ketiga codec pada bandwidth yang berbeda terlihat bahwa H.264 merupakan codec yang menggunakan bandwidth yang paling kecil dibandingkan
codec H.261 dan H.263. Selain itu, H.264 mempunyai kualitas video yang bagus karena nilai
packet loss yang paling kecil dibandingkan H.261 dan H.263.
x ABSTRACT
Voice over Internet Protocol (VoIP) is a technology which is capable to send voice, video and data traffic over an IP-based network. IP-based network not only send VoIP data, so it need a way to maintain the quality of VoIP services. To maintain the quality of service, VoIP has a mechanisms of video and voice data compression which is known as codec. The use of appropriate codec, effect on the quality and speed of data transfer on VoIP.
Therefore, VoIP system which used H.261, H.263, and H.264 video codec on network which has different bandwidth sizes implemented. Then analyzed to get the performance of the video call quality of each codec.
After the test used three different codecs in different bandwidth, the result indicated that H.264 is a codec that uses the least bandwidth compared to H.261 and H.263 codecs. Furthermore, H.264 has a good video quality due to the value of the smallest packet loss compared to H.261 and H.263.
xi
KATA PENGANTAR
Puji syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa, atas segala rahmat dan anugerah yang telah
diberikan, sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir “Analisis Perbandingan
Kualitas Video Call pada Voip dengan Menggunakan Codec Video H.261, H.263, dan
H.264” ini dengan baik.
Dalam menyelesaikan tugas akhir ini, penulis tidak lepas dari bantuan sejumlah pihak,
oleh sebab itu penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada :
1. Tuhan Yesus Kristus, yang telah menjawab semua doa-doa penulis dan
mencurahkan berkat sehingga penulis dapat menyelesaikan karya ilmiah ini.
2. Bapak Henricus Agung Hernawan, S.T., M.Kom., selaku dosen pembimbing
tugas akhir penulis.
3. Bapak B. Herry Suharto, S.T., M.T dan Bapak S. Yudianto Asmoro, S.T.,
M.Kom., selaku panitia penguji yang telah memberikan banyak kritik dan saran
dalam penyempurnaan tugas akhir ini.
4. Rusdanang Ali Basuni yang mendukung peminjaman alat yang diperlukan penulis
dalam proses pengerjaan tugas akhir.
5. Bapak dan Ibu yang telah memberi dukungan doa, materi, serta semangat. Tanpa
semua itu penulis tidak akan memperoleh kesempatan untuk menimba ilmu
hingga jenjang perguruan tinggi dan akhirnya dapat menyelesaikan karya ilmiah
xii
6. Eri Wiranda, Samuel Alexander, Aditya Bayu, Dominic, dan teman-teman
seperjuangan penulis yang tidak dapat disebutkan satu per satu. Terima kasih atas
segala bentuk dukungan kalian.
7. Teman-teman seperjuangan TI angkatan 2008 yang telah menemani selama
menimba ilmu di Program Studi Teknik Informatika Universitas Sanata Dharma.
Terima kasih untuk pertemanannya selama ini.
8. Teman-teman kos recycle
9. Untuk pihak-pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu per satu. Penulis
mengucapkan terima kasih atas bantuannya sehingga penulis dapat menyelesaikan
karya ilmiah ini.
Akhir kata, penulis berharap karya ilmiah ini dapat bermanfaat bagi kemajuan dan
xiii PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH ... VI HALAMAN MOTTO ... VII
2.1 Voice over Internet Protocol ... 6
2.1.1 Cara Kerja VoIP ... 6
2.3.1 Arsitektur Asterisk ... 19
2.4 Codec Video ... 20
2.4.1 H.261 ... 20
2.4.2 H.263 ... 22
2.4.3 H.264 ... 24
2.5 PACKET FLOW ... 27
2.5.1 Stop and Wait Flow Control... 29
2.5.2 Sliding Window ... 31
2.5.3 Simple Queue pada Mikrotik ... 35
2.5.4 Traffic Flow Skenario Pengujian ... 37
BAB III ... 39
ANALISIS DAN PERANCANGAN SISTEM ... 39
3.1 Topologi Pengujian ... 39
3.2 Skenario Pengujian ... 40
3.3 Parameter Pengujian ... 43
xiv
PENGUJIAN DAN ANALISA SISTEM ... 44
4.1 Penentuan Bandwidth yang Diperlukan Tiap Codec Dalam Beberapa Kualitas Video ... 44
4.2 Pengujian Performansi Video Call Pada Saat Limited Link ... 46
4. 3 Pengujian Performansi Video Call Saat Jaringan Diisi dengan Traffic yang Bervariasi ... 51
BAB V ... 54
KESIMPULAN DAN SARAN ... 54
5.1 Kesimpulan ... 54
5.2 Saran ... 55
DAFTAR PUSTAKA ... 56
xv
DAFTAR GAMBAR
GAMBAR 2.1 JARINGAN VOIP... 7
GAMBAR 2.2 EKIGA SOFTPHONE YANG DIGUNAKAN SEBAGAI USER AGENT ... 8
GAMBAR 2.3 ARSITEKTUR PROTOKOL SIP ... 12
GAMBAR 2.4 H.261 SOURCE CODER ... 22
GAMBAR 2.4 H.263 SOURCE CODER ... 23
GAMBAR 2.5 H.264 SOURCE CODER ... 25
GAMBAR 2.6 MODEL DARI TRANSMISI FRAME ... 28
GAMBAR 2.7 STOP AND WAIT DATA LINK CONTROL ... 30
GAMBAR 2.8 STOP AND WAIT ALTERNATING SEQUENCE ... 31
GAMBAR 2.9 SKEMA ALIRAN SLIDING-WINDOW ... 33
GAMBAR 2.10 PRINSIP RATE LIMITING DAN RATE EQUALIZING ... 36
GAMBAR 2.11 TRAFFIC FLOW SKENARIO PENGUJIAN ... 37
GAMBAR 3.1 TOPOLOGI JARINGAN ... 39
GAMBAR 3.2 FLOWCHART SKENARIO PENGUJIAN ... 41
GAMBAR 4.1 GRAFIK PENGGUNAAN BANDWIDTH VOIP SKENARIO I ... 45
GAMBAR 4.2 ILUSTRASI LIMITED LINK ... 46
GAMBAR 4.3 GRAFIK RATA-RATA PACKET LOSS VIDEO CALL SKENARIO II ... 49
GAMBAR 4.4 GRAFIK RATA-RATA JITTER VIDEO CALL SKENARIO II ... 49
GAMBAR 4.5 ILUSTRASI TRAFFIC BERVARIASI ... 51
GAMBAR 4.6 GRAFIK RATA-RATA PACKET LOSS VIDEO CALL SKENARIO III ( KANAN ) ... 52
xvi
DAFTAR TABEL
TABEL 3.1 ATRIBUT PENGUJIAN ... 40
TABEL 4.1 PENGGUNAAN BANDWIDTH SKENARIO I ... 45
TABEL 4.2 PACKET LOSS VIDEO CALL KUALITAS VIDEO BURUK SKENARIO II ... 46
TABEL 4.3 PACKET LOSS VIDEO CALL KUALITAS VIDEO CUKUP SKENARIO II ... 47
TABEL 4.4 PACKET LOSS VIDEO CALL KUALITAS VIDEO BAIK SKENARIO II ... 47
TABEL 4.5 RATA-RATA PACKET LOSS VIDEO CALL TIAP CODEC SKENARIO II ... 47
TABEL 4.6 JITTER VIDEO CALL KUALITAS VIDEO BURUK SKENARIO II ... 48
TABEL 4.7 JITTER VIDEO CALL KUALITAS VIDEO CUKUP SKENARIO II ... 48
TABEL 4.8 JITTER VIDEO CALL KUALITAS VIDEO BAIK SKENARIO II ... 48
TABEL 4.9 RATA-RATA JITTER VIDEO CALL TIAP CODEC SKENARIO II ... 49
TABEL 4.10 RATA-RATA PACKET LOSS VIDEO CALL SKENARIO III ... 51
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Voice over Internet Protocol (VoIP) adalah teknologi yang mampu melewatkan traffic
suara, video dan data yang berbentuk paket melalui jaringan IP. Jaringan IP sendiri merupakan
jaringan komunikasi data yang berbasis packet-switch, sehingga proses bertelepon VOIP
menggunakan jaringan IP atau Internet. Dengan bertelepon menggunakan VoIP, banyak keuntungan yang dapat diambil diantaranya adalah dari segi biaya jelas lebih murah dari tarif
telepon tradisional, karena jaringan IP bersifat global. Sehingga untuk hubungan Internasional
dapat ditekan hingga 70%. Selain itu, biaya maintenance dapat ditekan karena voice dan data network terpisah, sehingga IP Phone dapat ditambah, dipindah dan diubah. Hal ini karena VoIP
dapat dipasang pada sembarang ethernet dan IP address, tidak seperti telepon tradisional yang harus mempunyai port tersendiri di Sentral atau PBX.
Dewasa ini VoIP telah banyak diimplementasikan oleh berbagai kalangan perusahaan baik perusahaan kecil ataupun yang menengah, dimana perusahaan-perusahaan tersebut
mengandalkan komunikasi lewat VoIP untuk berkomunikasi dari cabang yang satu ke cabang yang lainnya. Untuk mengimplementasikan VoIP perusahaan harus mempunyai koneksi internet
yang bersifat leased line agar dapat mendukung kelancaran proses pengiriman paket-paket data
Untuk menjaga kualitas layanan jaringan tersebut, Voice over Internet Protocol (VoIP)
memiliki mekanisme kompresi data video dan suara yang dikenal sebagai codec ( Compression/Decompression ). Penggunaan codec yang tepat berpengaruh pada kualitas dan kecepatan transfer data. File video merupakan salah satu file yang memerlukan penggunaan mekanisme kompresi agar komunikasi berjalan lancar.
VoIP Video Call memiliki beberapa macam codec video. Codec video VoIP pada umumnya adalah H.261, H.263, dan H.264. Codec tersebut berbeda dari segi kualitas dan penggunaan resource komputernya, sehingga diperlukan penelitian untuk membandingkan
codec-codec tersebut.
Permasalahan pada Tugas Akhir ini adalah bagaimana merancang sebuah sistem
telekomunikasi berbasis IP melalui internet yang diaplikasikan pada LAN yang terdiri atas 5 buah komputer dimana satu komputer sebagai server VoIP, dua buah komputer sebagai
terminal/client, dan dua buah komputer sebagai pengirim dan penerima traffic untuk memenuhi
traffic jaringan. Pada sistem tersebut akan dialirkan trafik RTP dari salah satu client untuk diketahui performansi dan pengaruh trafik terhadap sistem VoIP pada jaringan LAN meliputi
jitter dan packet loss. Sehingga dapat ditentukan codec video mana yang baik digunakan dalam
VoIP.
1.2 Rumusan Masalah
- Bagaimana mengimplementasikan layanan video call pada VoIP dalam jaringan LAN?
- Bagaimana performansi video call pada VoIP dengan menggunakan codec video H.261, H.263, ataupun H.264 pada jaringan dengan traffic pengganggu yang tidak stabil?
1.3 Tujuan
Adapun tujuan dari penulisan tugas akhir ini adalah:
1. Membangun jaringan LAN yang mendukung layanan video call pada VoIP.
2. Mengetahui parameter-parameter yang diperlukan agar jaringan video call pada VoIP
yang dibangun dapat berjalan secara optimal.
3. Mengetahui bagaimana perubahan performansi dari video call pada VoIP setelah
mengganti codec video dan memberi aliran traffic pengganggu dengan menganalisa jitter
dan packet loss.
1.4 Batasan Masalah
Dalam pelaksanaan tugas akhir ini, masalah dibatasi sebagai berikut:
1. Codec video yang digunakan adalah H.261, H.263 dan H.264
2. Diasumsikan kondisi kanal sempurna, yaitu tidak ada transmission error dan link adaptations.
3. Parameter yang digunakan untuk mengamati kualitas layanan meliputi jitter, dan packet loss.
4. Pengalamatan IP menggunakan IP versi 4.
5. Digunakan TrixBox sebagai server VoIP
Adapun metodologi dan langkah-langkah yang digunakan dalam pelaksanaan tugas akhir
ini adalah sebagai berikut:
a. Studi literatur
Mengumpulkan dan mempelajari referensi tentang VoIP, protocol SIP, dan software monitoring jaringan.
b. Analisis dan Perancangan sistem
Pada tugas akhir ini dianalisa kebutuhan – kebutuhan dasar untuk implementasi sistem
VoIP pada LAN yang akan dijadikan bahan referensi pada saat perancangan sistem. c. Implementasi sistem
Implementasi dilakukan dengan menghubungkan sebuah komputer sebagai VoIP Server dan dua buah komputer sebagai client VoIP, ketiga komputer tersebut dihubungkan melalui jaringan LAN, traffic RTP dibangkitkan dari kedua client . Pada sistem VoIP di atas akan diuji performansi VoIP dengan codec video H.261, H.263 dan H.264
d. Pengambilan dan analisa data
Setelah dilakukan implementasi, akan dicatat data-data yang berhubungan dengan
parameter QoS (Quality of Service ) baik pada system VoIP dengan codec video H.261, H.263 maupun H.264 menggunakan bantuan software wireshark dari system VoIP
tersebut meliputi jitter dan packet loss, dan hasilnya akan dianalisa. e. Penarikan kesimpulan
Selanjutnya dari hasil analisa tersebut akan ditarik kesimpulan mengenai seberapa besar
pengaruh trafik tersebut terhadap sistem VoIP pada jaringan LAN.
BAB I PENDAHULUAN
Bab ini berisi latar belakang penulisan tugas akhir, rumusan masalah, batasan
masalah, metodologi penelitian ,dan sistematika penulisan.
BAB II LANDASAN TEORI
Bagian ini menjelaskan mengenai teori yang berkaitan dengan judul/masalah di
tugas akhir.
BAB III : ANALISIS DAN PERANCANGAN
Bab ini berisi penjelasan mengenai analisa kebutuhan dasar dan spesifikasi khusus
yang menyangkut sistem perancangan sistem VoIP, yang hasilnya dijadikan vahan referensi dalam mengimplementasikan VoIP pada LAN. Pembahasannya meliputi instalasi dan konfigurasi baik server maupun client dan instalasi software yang
dibutuhkan untuk mengukur jitter dan packet loss. BAB IV : PENGUJIAN DAN ANALISA DATA
Pada bab ini akan membahas proses analisa data untuk mengetahui performansi
VoIP yang meliputi jitter dan packet loss. BAB V : PENUTUP
6
BAB II
LANDASAN TEORI
2.1 Voice over Internet Protocol
Voice over Internet Protocol ( VoIP ) merupakan layanan telephony pada sebuah jaringan IP. VoIP memungkinkan percakapan suara menggunakan video jarak jauh melalui media internet. Hal itu memungkinkan seseorang untuk berkomunikasi jarak jauh dengan biaya yang
ekonomis jika dibandingkan dengan media telepon biasa.
2.1.1 Cara Kerja VoIP
Gambar 2.1 menunjukkan bagaimana sistem VoIP berjalan. Komponen utama jaringan
VoIP adalah softswitch.Softswitch menyimpan semua informasi client. Secara sederhana, sebuah
softswitch VoIP pada dasarnya mempunyai tabel nomor telepon client dan IP addressclient.
Setiap seorang client ingin melakukan panggilan telepon ke client lain, peralatan dari
client akan bertanya alamat tujuan client yang dituju kepada softswitch. Alamat tujuan tersebut bisa saja berupa sebuah IP address.
Peralatan client tidak harus berupa sebuah perangkat komputer, sebuah IP phone dapat digunakan sebagai peralatan client. IP phone terlihat sama seperti sebuah telepon biasa dan dapat digunakan selama 24 jam tanpa mengkonsumsi listrik cukup banyak daripada sebuah perangkat
Gambar 2.1 Jaringan VoIP
Untuk penggunaan yang lebih kompleks, pada jaringan VoIP dapat ditambahkan sebuah
Analog Telephone Adapter ( ATA ). ATA adalah sebuah tipe lain peralatan client. ATA berfungsi sebagai penghubung di antara jaringan VoIP dengan jaringan telepon biasa. Sehingga setiap orang dalam jaringan VoIP dapat melakukan panggilan telepon ke jaringan telepon biasa.
2.1.2 Komponen VoIP
VoIP memiliki empat komponen utama, yaitu user agent, proxy, protocol, dan codec. Berikut penjelasan masing-masing komponen VoIP :
a. User Agent
Contoh user agent dengan jenis softphone adalah Sjphone, X-Lite, QuteCom, Ekiga, ZoIPer, NetMeeting, VoIP Rakyat Communicator dan masih banyak yang lainnya. Pada dasarnya semua fungsi softphone hampir sama, yaitu melakukan panggilan dan menerima
panggilan serta memutuskan panggilan, layaknya melakukan sebuah percakapan dengan telepon
biasa. Softphone harus terinstal pada komputer dan memerlukan sebuah sebuah microphone dan
speaker sebagai alat tambahan dalam melakukan komunikasi. Gambar di bawah merupakan
tampilan Ekiga yang digunakan sebagai user agent.
Gambar 2.2 Ekiga softphone yang digunakan sebagai user agent
sebagai user agent dalam jaringan VoIP adalah IP-Phone, USB-Phone, Internet Telephony Gateway (ITG), Analog Telephony Adapter (ATA).
b. Proxy
Proxy dalam teknologi VoIP, sedikit berbeda dengan proxy server internet yang ada dalam sebuah jaringan komputer. Proxy yang dimaksud dalam teknologi VoIP merupakan aplikasi server yang mengatur jaringan VoIP. Proxy merupakan komponen yang menerima registrasi user agent dan bertugas mengatur penomoran dan call routing. Proxy juga dapat dikatakan sebagai IP PBX Server. Proxy yang saat ini digunakan mempunyai 2 jenis, yaitu berupa hardware mesin IPPBX dan berupa software yang disebut sebagai softswitch seperti
Asterisk dan SER (SIP Express Router), dan Yate. Contoh softswitch yang dapat digunakan sebagai Proxy atau IP PBX server diantaranya adalah Trixbox.
Trixbox dibuat oleh Andrew Gillis pada bulan november 2004 dengan tujuan untuk
membuat para pengguna komputer biasa dapat menggunakan secara maksimal asterisk PBX
system tanpa dibutuhkannya pengajar atau pengetahuan lebih mengenai VoIP. Sebelumnya trixbox menggunakan nama asterisk@home, namun dikarenakan asterisk merupakan nama
produk dari perusahaan Digium.Ltd dan @home tidak sesuai dengan fungsionalitas dari trixbox
yang dapat melayani lebih dari sekedar pengguna rumahan atau bisnis sekala kecil dan
menengah.
Cara instalasi server Trixbox ini tergolong mudah, berbeda dengan server Asterisk yang cara penginstalnya berupa paket-paket yang terpisah, maka pada Trixbox sudah dijadikan satu
Trixbox memiliki fitur-fitur yang mampu berfungsi sebagai IP PBX Server. Beberapa fitur Trixbox diantaranya adalah sebagai berikut :
1. AMP (Asterisk Management Portal), fitur ini adalah sebuah fitur yang sangat dapat melakukan konfigurasi melalui interface web tanpa harus mengedit file konfigurasi.
2. ARI (Asterisk Recording Interface), fitur ini berfungsi menyimpan percakapan, baik percakapan ke luar maupun ke dalam.
3. Flash Operator Panel, adalah sebuh fitur yang berguna untuk memonitor semua
extension secara realtime berbasis web.
4. Cisco XML Service.
5. Music OnHold, Trixbox menggunakan mpg123 untuk musiconhold.
6. Fax Support, adalah suatu fitur yang untuk menerima fax.
c. Protocol
Protokol adalah komponen berupa seperangkat aturan komunikasi antar UserAgent, antar
Proxy atau User Agent dengan Proxy. Protokol yang saat ini digunakan untuk membangun jaringan VoIP adalah H.323 dan SIP.
d. Codec
sekaligus berfungsi untuk meningkatkan jumlah panggilan. Dengan adanya codec, penggunaaan
bandwith pada jaringan VoIP dapat dihemat.
2.1.3 Traffic Flow pada VoIP
Jaringan telepon pada VoIP berbasis packet-switch. Hal itu berbeda dengan telepon biasa yang berbasis circuit-switching. Koneksi internet akan menjadi lambat jika mempertahankan koneksi yang konstan. Jaringan data hanya mengirim dan menerima data yang dibutuhkan saja.
Pengiriman data diarahkan melalui jalur khusus dan aliran data melalui jaringan yang kompleks
sebanyak ribuan jalur yang mungkin dilewati. Hal tersebut disebut packet-switching.
Berbeda dengan circuit-switching yang menjaga koneksi terbuka dan konstan, packet switching hanya membuka sebuah koneksi singkat yang hanya cukup untuk mengirim data yang kecil, yang disebut packet, dari satu sistem ke sistem yang lain. Prosesnya sebagai berikut :
- Komputer pengirim meng-encode data VoIP dan membaginya menjadi paket kecil, kemudian setiap paket diberi alamat untuk memberitahu jaringan ke mana paket akan
dikirim.
- Bagian dalam setiap paket disebut payload. Payload dalam VoIP berupa data yang telah dikompresi dengan codec.
- Komputer pengirim mengirim paket ke router terdekat. Kemudian router tersebut mengirim paket ke router lain hingga menuju ke komputer penerima.
- Ketika komputer penerima sudah mendapatkan semua paket, komputer menggunakan
petunjuk yang terkandung dalam paket untuk menyusun data yang telah dibagi
2.2 Protokol SIP
Session Initiation Protocol (disingkat SIP) merupakan standar protokol multimedia yang dikeluarkan oleh grup yang tergabung dalam Multyparty Multimedia Session Control
(MMUSIC) yang berada dalam organisasi Internet Engineering Task Force (IETF). SIP merupakan protokol yang berada pada layer aplikasi yang mendefinikan proses awal,
pengubahan dan pengakhiran (pemutusan) suatu sesi komunikasi multimedia.
2.2.1 Susunan Protokol SIP
Protokol SIP didukung oleh beberapa protokol, antara lain RSVP untuk melakukan
pemesanan pada jaringan, RTP dan RTCP untuk mentransmisikan media dan mengetahui
kualitas layanan, serta SDP untuk mendeskripsikan sesi media. Secara default, SIP menggunakan
protokol UDP tetapi beberapa kasus dapat juga menggunakan TCP sebagai protokol transport
(Johnston, 2001).
Gambar 2.3 Arsitektur Protokol SIP
RTP IP
UDP SDP SIP
TCP
a. RTP (Real-Time Transport Protocol)
Protokol RTP menyediakan transfer media secara real-time pada jaringan paket. Protokol RTP menggunakan protokol UDP dan header RTP mengandung informasi kode bit yang spesifik pada tiap paket yang dikirimkan. Hal ini membantu penerima untuk melakukan antisipasi jika
terjadi paket yang hilang.
b. RTCP (Real-Time Control Protocol)
Protokol RTCP merupakan protokol yang mengendalikan transfer media. Protokol ini
bekerja sama dengan protokol RTP. Dalam satu sesi komunikasi, protokol RTP mengirimkan
paket RTCP secara periodik untuk memperoleh informasi transfer media dalam memperbaiki
kualitas jaringan.
c. SDP (Session Description Protocol)
Protokol SDP merupakan protokol yang mendeskripsikan media dalam suatu komunikasi.
Tujuan protokol SDP adalah untuk memberikan informasi aliran media dalam satu sesi
komunikasi agar penerima yang menerima informasi tersebut dapat berkomunikasi. Hal-hal yang
dicakup dalam protokol ini adalah :
a. Nama sesi komunikasi dan tujuannya.
b. Waktu sesi (jika) aktif.
c. Media dalam sesi komunikasi.
d. Informasi bagaimana cara menerima media (misalnya port, format, dan sebagainya).
f. Orang yang dapat dihubungi.
Spesifikasi SDP mempunyai bentuk standar, yaitu :
<type> = <value>
<type> adalah satu karakter yang mempunyai arti. Sedangkan <value> merupakan teks
string yang terstruktur yang formatnya berdasarkan type. Di bawah ini diberikan type dan deskripsi yang dipakai dalam SDP, yang merupakan
sessiondescription yaitu :
1. v=protokolversion
2. o=creator/owner and sessionidentifier
3. s=sessionname
4. i=*sessioninformation
5. u=*uniformresourceidentifier (URI)
12. a=*zeroormoresessionatributelines
Berikutnya tipe dan deskripsi yang termasuk timedescription adalah :
1. t=timethesessionisactive
2. r=*zeroormorerepeattime
Sedangkan tipe dan deskripsi yag termasuk dalam media description
adalah sebagai berikut:
6. a=*zeromoremediaattributelines
Deskripsi yang bertanda bintang (*) bersifat opsional yang berarti bisa digunakan juga
bisa tidak digunakan. Contoh informasi yang berkaitan dengan protokol SDP sesuai bentuk di
atas yaitu :
a. v=0
b. o=ray 228139821 8219382198 IN IP4 132.97.1.32
d. e=ray.mundus.nonnatus@gmail.com
e. a=recvonly
f. m=audio 49170 RTP/AVP 0
g. m=application 32416 udp wb
2.2.2 Komponen SIP
Dalam hubungannya dengan VoIP ada dua komponen yang ada dalam sistem SIP, yaitu
UserAgent dan NetworkServer.
2.2.2.1 User Agent
Sama seperti komponen VoIP pada umumnya, komponen terpenting dalam membangun
VoIP berbasis protokol SIP pun membutuhkan UserAgent. Useragent merupakan sistem akhir (end system) yang digunakan untuk melakukan komunikasi. Pada SIP, user Agent terbagi atas dua bagian, yaitu :
1. User Agent Client (UAC), merupakan aplikasi pada client yang didesain untuk memulai SIP request.
2. User Agent Server (UAS), merupakan aplikasi server yang memberitahukan user jika menerima request dan memberikan respon terhadap request tersebut. Respon dapat berupa menerima atau menolak request.
2.2.2.2 Network Server
dapat dilakukan dengan mengirimkan pesan REGISTER ke server SIP. Lokasi user dapat berbeda-beda sehingga untuk mendapatkan lokasi user yang aktual diperlukan location server. Pada jaringan SIP, ada tiga tipe networkserver, yaitu :
a. Proxy Server
Proxy server adalah komponen penengah antar user agent. Proxy server bertindak sebagai server dan client yang menerima request message dari user agent dan menyampaikan pada user agent lainnya. Request dapat dilayani sendiri atau disampaikan (forward) pada proxy server lain. ProxyServer bertugas menerjemahkan data dan/atau menulis ulang requestmessage
sebelum menyampaikan pada useragent tujuan atau proxy lain. Selain itu, proxyserver bertugas menyimpan seluruh state sesi komunikasi antara UAC dan UAS. Proxy server dapat berfungsi sebagai client dan server karena proxyserver dapat memberikan request dan respon.
b. RedirectServer
c. Registrar Server
RegistarServer adalah komponen yang menerima requestmessageREGISTER. Registrar Server menyimpan databases user untuk otentikasi dan lokasi sebenarnya agar user dapat dihubungi oleh komponen SIP lainnya.
2.3 Asterisk
Asterisk adalah PBX dalam bentuk software. Asterisk dikembangkan pertama kali oleh Mark Spencer pada tahun 1999. Asterisk dapat dijalankan di berbagai sistem operasi dan
menyediakan feature-feature yang tersedia di PBX pada umumnya. Asterisk juga dapat melakukan VoIP melalui berbagai protokol dan dapat berinteraksi dengan berbagai perangkat
telephony yang harganya relatif murah.
Dengan melakukan instalasi Asterisk pada PC. maka PC dapat berubah menjadi sebuah
PBX dengan kemampuan untuk berkomunikasi dengan jaringan IP. PBX yang mempunyai
kemampuan tersebut dikenal dengan istilah IP PBX.
Seperti halnya PBX, dalam IP PBX pun dikenal tiga komponen penting yang membentuk
fungsi PBX, yaitu extension, trunk, dan dial plan.
a. Extension adalah komponen yang menangani registrasi dari pengguna, serta menyediakan username dan password bagi user agar dapat terhubung dengan IP PBX.
b. Trunk adalah komponen yang menangani registrasi satu IP PBX ke IP PBX lainnya.
2.3.1 Arsitektur Asterisk
Pada dasarnya, arsitektur Asterisk sangatlah sederhana. Protokol yang diimplementasikan
oleh Asterisk antara lain SIP, H323, IAX, MGCP. Aplikasi yang didukung oleh Asterisk antara
lain :
a. Mendukung bermacam-macam protokol VoIP gateway antara lain SIP, H323, IAX, MGCP.
b. IP PBX (Internet Protocol Private Branch eXchange).
c. Interactive Voice Response (IVR) server.
d. Conferencingserver.
e. Translasi nomor telepon.
f. Aplikasi callingcard.
g. Antrian pangilan.
Asterisk memiliki beberapa komponen inti yang memegang peranan penting. Ketika
Asterisk pertama kali dijalankan, akan di-load Dynamic Module Loader yang menginisialisasi masing-masing driver untuk pengaturan channel, format file, detail record call, codec, dan aplikasi yang digunakan. Yang akan dilakukan berikutnya adalah Asterisk PBX Switching Core
memulai menerima panggilan yang datang, dan ditangani menurut dialplan yang telah dikonfigurasi. Kemudian Application Launcher digunakan untuk bunyi dering, koneksi
I/O Manager, yang akan bermanfaaat dalam pelaksanaan aplikasi, terutama pengaturan jadwal-jadwal berkaitan dengan fungsi PBX. Komponen berikutnya adalah codec translator, yang berfungsi untuk mengijinkan dua codec yang berbeda saling berkomunikasi.
2.4 Codec Video
Banyak video codec yang tersedia untuk implementasi VoIP. Video Codec yang digunakan umumnya adalah : H.261, H.263, dan H.264.
2.4.1 H.261
Standar H.261 adalah standar yang diterbitkan oleh ITU-T pada tahun 1990. Standar
H.261 didesain untuk kompresi video yang akan ditransmisikan melalui jaringan ISDN dengan
bandwidth yang diizinkan sebesar px64 kbit/s, di mana p berkisar antara 1 sampai 30. Standar H.261 ini diimplementasikan untuk aplikasi video conferencing dan videophone.
Video coder pada H.261 menghasilkan aliran bit digital sendiri yang dikombinasikan dengan sinyal lain. Sedangkan video decoder melakukan proses sebaliknya. Gambar diambil dari beberapa integer dari kesuluruhan video. Samplingclock dan digitalnetworkclock tidak sinkron satu sama lain.
Encoding H.261 didasarkan pada Discrete Cosine Transform (DCT) dan mengizinkan
encoding yang sepenuhnya berisi frames yang sama (INTRA-frame) ataupun encoding di antara
frames yang berbeda (INTER-frame). Elemen utama H.261 scource coder adalah prediction, block transformation (tata ruang untuk menerjemahkan frekuensi domain), quantization, dan
filtering menghasilkan penyempurnaan yang terlihat jelas pada kualitas video tapi membutuhkan energi lebih untuk memprosesnya.
Pengoperasian decoder mengizinkan codec yang kompatibel dengan codec H.261 untuk memberikan level kualitas yang berbeda pada poin beban yang berbeda. Salah satu contohnya
adalah quantization, bagian terbesar dari compression dan kontrol data rate yang dihasilkan melalui H.320 terdapat pada langkah quantization. Selama level quantization meningkat, lebih sedikit bit yang dibutuhkan untuk menspesifikasikan semua komponen frekuensi, dan frekuensi
tertinggi kemungkinan akan benar-benar dihilangkan, sehingga menyebabkan hilangnya
ketajaman gambar. Ketika beberapa implementasi menerapkan sebuah level quantization yang tetap yang didasarkan pada line rate, solusi terbaiknya adalah dengan secara dinamis mengadaptasi level quantization berdasarkan isi gambar. Namun, standar H.261 tidak menspesifikasikan metode quantization yang mampu beradaptasi.
Aliran bit yang ditransmisikan berisi sebuah kode BCH (Bose, Chaudhuri, dan Hocquengham) yaitu kode forward error correction. Kegunaan dari kode ini oleh decoder juga merupakan opsional. Fitur yang diperlukan untuk mendukung operasi multipoint switched juga
termasuk di dalam kode tersebut.
Gambaran source coder H.261, berdasarkan ITU menunjukkan hubungan antara DCT,
Gambar 2.4 H.261 source coder
2.4.2 H.263
Pada Februari 1995 ITU-T SG15 mengeluarkan standar H.263 yang dirancang untuk
penggunaan komunikasi bit-rate namun tidak pernah berjalan dengan baik ketika melalui
jaringan POTS (Plain Old Telephone Service). Standar H.263 telah menggantikan standar H.261 untuk video conferencing di beberapa aplikasi dan mendominasi standarisasi untuk beberapa
aplikasi internet video streaming sekarang ini. Algoritma pengkodean H.263 hampir sama dengan H.261 namun dengan beberapa perbaikan dan perubahan untuk meningkatkan kinerja
dan pemulihan kesalahan dalam pengcodingan. Selain QCIF dan CIF yang didukung oleh H.261,
standar H.263 mendukung resolusi SQCIF, 4CIF, dan 16CIF. SQCIF memiliki sekitar setengah
resolusi dari QCIF. 4CIF dan 16CIF masing-masing adalah 4 dan 16 kali dari resolusi CIF.
Gambar 2.4 H.263 source coder
H.263 menggunakan hybrid of inter-picture prediction untuk memanfaatkan keadaan
kosong sementara dan mengubah kode dari sinyal yang tersisa untuk mengurangi terjadinya
ruang kosong.
Dengan mode motion vector yang tak terbatas, motion vector diizinkan untuk menunjuk
ke luar gambar. Pixel terujung digunakan sebagai prediksi untuk pixel yang belum ada. Dengan
mode ini, keuntungan yang signifikan dicapai jika ada gerakan di tepi gambar, terutama untuk
format gambar yang lebih kecil.
2.4.3 H.264
Berdasarkan ISO/IEC 14496-10, Standar H.264/AVC pertama kali diterbitkan pada
Mei tahun 2003 dan dibangun berdasarkan pada konsep awal standar seperti MPEG-2 dan
MPEG-4 Visual. H.264 menawarkan efisiensi kompresi yang lebih baik yakni kompresi video
yang lebih berkualitas dan fleksibilitas yang lebih besar dalam melakukan kompresi, transmisi
dan penyimpanan video. Video encoder pada H.264 dapat melakukan prediksi, transform dan proses encoding untuk menghasilkan kompresi bitstream H.264. Sedangkan video decoder H.264 dapat melakukan proses decoding secara lengkap, inverse transform dan rekonstruksi untuk memnghasilkan sebuah urutan video yang telah diencode. Dibandingkan dengan standar seperti MPEG-2 dan MPEG-4 Visual, H.264 memiliki kelebihan antara lain:
- Kualitas gambar yang lebih baik pada bitrate kompresi yang sama
- Kecepatan bit kompresi yang lebih rendah untuk kualitas gambar yang sama.
- Standar H.264 menawarkan fleksibilitas yang lebih besar dari segi kompresi dan
transmisi. Sebuah encoder H.264 dapat memilih dari berbagai jenis alat kompresi, sehingga cocok untuk aplikasi mulai dari bitrate rendah hingga transmisi HDTV
Gambaran source coder H.264 berdasarkan ITU :
Gambar 2.5 H.264 source coder
Encoder : Forward path
Frame masukan Fn digunakan untuk proses encoding. Frame tersebut diproses dalam unit macroblock (berdasarkan 16x16 pixel dari gambar asli). Setiap macroblock di-encode
menjadi mode intra atau inter. Pada salah satu kasus, prediksi macroblock P dibentuk berdasarkan sebuah frame yang direkonstruksi. Intra coding menyediakan akses menuju ke urutan kode ketika proses decoding berjalan lancar. Intra coding menggunakan bermacam-macam mode prediksi ruang untuk mengurangi ruang yang berlebihan pada sinyal sumber untuk
satu gambar. Pada mode intra, P dibentuk dari sampel pada frame yang ada di saat itu yang sudah di-encode, di-decode, dan direkonstruksi sebelumnya (uF'n pada gambar 2.5; menjelaskan
bahwa sampel yang tidak difilter digunakan untuk membentuk P). Intercoding (prediksi atau bi-prediksi) lebih efisien, ketika prediksi dari setiap blok sampel sudah dilakukan dari frame ke
berhubungan ditunjukkan oleh frame yang di-encode sebelumnya F’n-1, namun prediksi dari tiap macroblock mungkin dibentuk dari satu atau dua frame yang lalu atau yang akan datang yang sudah di-encode dan direkonstruksi. Prediksi P dikurangi dari macroblock saat itu untuk menghasilkan sisa macroblock atau macroblock yang berbeda Dn. Prediksi sisa kemudian dikompresi menggunakan transform (menggunakan block transform) untuk mengurangi korelasi ruang kosong pada block sebelum terkuantisasi. Transformed dan quantized memberi X, satu set koefisien dari quantized transform. Koefisien ini dikirim kembali dan di-encode menggunakan kode entropy seperti context-adaptive variable length codes (CAVLC) atau context adaptive binary arithmetic coding (CABAC). Koefisien entropy di-encode, bersama dengan informasi yang diperlukan untuk proses decode macroblock (seperti macroblock prediction mode,
quantizer step size, motion vector information yang mendeskripsikan bagaimana macroblock
telah menjadi motion-compensated, dll) dari aliran bit yang terkompresi. Proses tersebut melewati Network Abstraction Layer (NAL) untuk transmisi ataupun penyimpanan.
Encoder:Reconstruction Path
Koefisien quantized macroblock X di-decode saat pengiriman untuk merekonstruksi sebuah frame untuk proses encode dari macroblock berikutnya. Koefisien X kembali ditingkatkan (Q-1) dan transform di-invers (T-1) untuk menghasilkan sebuah macroblock yang berbeda Dn’. Hal tersebut tidak identik dengan macroblock asli yang berbeda Dn; proses quantization menghasilkan paket hilang dan Dn’ menjadi versi Dn yang menyimpang. Prediksi macroblock P ditambahkan ke Dn’ untuk membuat sebuah rekonstruksi macroblock uF’n (versi
Decoder
Decoder menerima aliran bit yang terkompresi dari NAL. Elemen data ter-decode secara entropi dan diurutkan kembali ke sebuah set dari koefisien X yang terkuantisasi. Kemudian
ditingkatkan kembali(inverse quantized) dan dilakukan inverse transformed untuk menghasilkan Dn’ (yang identik dengan Dn’ pada encoder). Proses ini menggunakan informasi header yang di-decode dari aliran bit, peng-decode membuat prediksi macroblock P, identik pada prediksi P yang sebenarnya yang diberntuk pada peng-encode. P kemudian ditambahkan ke Dn’ untuk
menghasilkan uF’n yang difilter untuk membuat macroblock F’n yang di-decode.
2.5 Packet Flow
Dalam komunikasi data, flow control adalah proses mengelola laju transmisi data antara dua node untuk mencegah pengirim terlalu cepat kehabisan data dan penerima lambat dalam
menerima data. Ini adalah mekanisme untuk pengirim dan penerima untuk mengontrol kecepatan
transmisi, sehingga node penerima tidak kewalahan dengan data dari transmisi node. Flow control harus dibedakan dari kontrol kongesti, yang fungsinya digunakan untuk mengendalikan aliran data ketika kemacetan telah benar-benar terjadi.
Flow control ini penting karena adalah mungkin jika komputer pengirim mengirimkan informasi pada tingkat yang lebih cepat dari komputer tujuan untuk menerima dan memproses
mereka. Hal ini dapat terjadi jika komputer penerima memiliki beban lalu lintas berat
dibandingkan dengan komputer pengirim, atau jika komputer penerima memiliki lebih sedikit
daya pemrosesan dari komputer pengirim.
Tanpa flow control, buffer dari receiver akan penuh sementara sedang memproses data
lama. Karena ketika data diterima, harus dilaksanakan sejumlah proses sebelum buffer dapat
Pada gambar 2.6 tiap tanda panah menyatakan suatu perjalanan frame tunggal. Suatu data link antara dua stasiun dan transmisinya bebas error. Tetapi bagaimanapun, setiap frame yang ditransmisi semaunya dan sejumlah delay sebelum diterima. Gambar b suatu transmisi dengan
losses dan error.
Gambar 2.6 Model dari transmisi frame
Diasumsikan bahwa semua frame yang dikirimkan berhasil diterima dengan sukses, tidak ada frame yang hilang dan tidak ada frame yang datang mengalami error. Selanjutnya frame
-frame tersebut tiba bersamaan dengan dikirimkannya frame, bagaimanapun juga masing-masing
2.5.1 Stop and Wait Flow Control
Protokol ini memiliki karakteristik dimana sebuah pengirim mengirimkan sebuah frame
dan kemudian menunggu acknowledgment sebelum memprosesnya lebih lanjut. Mekanisme stop and wait dapat dijelaskan dengan menggunakan gambar 2.7, dimana DLC mengizinkan sebuah message untuk ditransmisikan (event 1), pengujian terhadap terjadinya error dilakukan dengan teknik seperti VCR (Vertical Redundancy Check) atau LRC (Longitudinal Redundancy Check) terjadi pada even 2 dan pada saat yang tepat sebuah ACK atau NAK dikirimkan kembali untuk
ke stasiun pengirim (event 3). Tidak ada messages lain yang dapat ditransmisikan selama stasiun penerima mengirimkan kembali sebuah jawaban. Jadi istilah stop and wait diperoleh dari proses pengiriman message oleh stasiun pengirim, menghentikan transmisi berikutnya, dan menunggu jawaban.
Pendekatan stop and wait adalah sesuai untuk susunan transmisi half duplex, karena dia menyediakan untuk transmisi data dalam dua arah, tetapi hanya dalam satu arah setiap saat.
Kekurangan yang terbesar adalah disaat jalur tidak jalan sebagai akibat dari stasiun yang dalam
keadaan menunggu, sehingga kebanyakan DLC stop and wait sekarang menyediakan lebih dari satu terminal yang on line. Terminal-terminal tetap beroperasi dalam susunan yang sederhana. Stasiun pertama atau host sebagai penanggung jawab untuk peletakkan message diantara
terminal-terminal (biasanya melalui sebuah terminal pengontrol yang berada di depannya) dan akses pengontrolan untuk hubungan di bawah dan menjadi masalah yang serius ketika ACK atau
dan mengurutkan message yang dikirimkan dengan berdasarkan pada ACK atau NAK sehingga harus dimiliki suatu metoda untuk mengecek duplikat message.
Gambar 2.7 Stop and Wait data link control
Pada gambar 2.8 ditunjukkan bagaimana urutan pendeteksian duplikasi message bekerja, pada event 1 stasiun pengirim mengirikan sebuah message dengan urutan 0 pada headernya. Stasiun penerima menjawab dengan sebuah ACK dan sebuah nomor urutan 0 (event 2). Pengirim
Gambar 2.8 Stop and Wait alternating sequence
Stasiun penerima mendapatkan message dengan ACK 1 di event 4. Akan tetapi message
ini diterima dalam keadaan rusak atau hilang pada jalan. Stasiun pengirim mengenali bahwa
message di event 3 tidak dikenali. Setelah batas waktu terlampau (timeout) stasiun pengirim mengirim ulang message ini (event 5). Stasiun penerima mencari sebuah message dengan nomor urutan 0. Dia membuang message, sejak itu dia adalah sebuah duplikat dari message yang dikirim pada event 3. Untuk melengkapi pertanggungjawaban, stasiun penerima mengirim ulang
ACK 1 (event 6).
2.5.2 Sliding Window
Masalah utama yang selama ini adalah bahwa hanya satu frame yang dapat dikirimkan pada saat yang sama. Dalam keadaan antrian bit yang akan dikirimkan lebih besar dari panjang
mengirim frame sebanyak n tanpa menunggu adanya jawaban. Untuk menjaga jejak dimana
frame yang dikirimkan sedang dijawab maka masing-masing jawaban diberi label dengan nomor yang urut. Station B menjawab frame dengan mengirimkan jawaban yang dilengkapi nomor urut dari frame berikutnya yang diinginkan. Jawaban ini juga memiliki maksud untuk memberitahukan bahwa station B siap untuk menerima n frame berikutnya, dimulai dengan nomor urut yang telah tercantum. Skema ini juga dapat dipergunakan untuk menjawab lebih dari
satu frame. Misalnya station B dapat jawaban sampai samapai frame ke 4 tiba, dengan kembali jawaban dengan nomor urut 5, station B menjawab frame 2, 3, dan 4 pada satu saat. Station A memelihara daftar nomor urutan yang boleh dikirim, sedangkan station B memelihara daftar nomor urutan yang siap akan diterima. Masing-masing daftar tersebut dapat dianggap sebagai
window dari frame, sehingga prinsip kerjanya disebut dengan pengontrol aliran sliding-window.
Diperlukan untuk dibuat komentar tambahan untuk masing-masing, karena nomor urut yang
dipakai menempati daerah di dalam frame, komentar tambahan ini dibatasai oleh terbatasnya tempat yang tersedia. Misalnya untuk daerah dengan panjang 3 bit, maka nomor urut jangkauannya antara 0 s/d 7 saja, sehingga frame diberi nomor dengan modulo 7, jadi sesudah nomor urut 7 berikutnya adalah nomor 0. Pada umumnya untuk daerah dengan panjang k-bit, maka jangkauan nomor urut dari 0 samapai dengan 2k-1, dan frame diberi nomor dengan modulo 2k. Pada gambar dibawah menggambarkan proses sliding-windows, dengan diasumsikan nomor urut menggunakan 3- bit sehingga frame diberi nomor urut 0 s/d 7, selanjutnya nomor yang sama dipakai kembali sebagai bagian urutan frame.
Gambar segiempat yang diberi bayangan (disebut window) menunjukkan transmitter
diterima, window akan membesar. Ukuran panjang window sebenarnya tidak diperlukan sebanyak ukuran maksimumnya untuk diisi sepanjang nomor urut. Sebagai contoh, nomor urut
menggunakan 3-bit, stasiun dapat membentuk window dengan ukuran 4, menggunakan protokol pengatur aliransliding-window. Sebagai contoh diasumsikan memiliki daerah nomor urut 3- bit
dan maksimum ukuran window adalah 7 frame. Dimulai dari station A dan B telah menandai
window dan station A mengirimkan 7 frame yang dimulai dengan frame 0 (F0), sesudah mengirimkan 3 frame (F0, F1, dan F2) tanpa jawaban maka station A telah menyusutkan window
nya menjadi 4 frame. Window menandati bahwa station A dapat mengirimkan 4 frame, dimulai dari frame nomor 3 selanjutnya stasiun B mengirim receive-ready (RR) yang berarti semua
frame telah diterima sampai frame nomor 2 dan selanjutnya siap menerima frame nomor 3, tetapi pada kenyataannya disiapkan menerima 7 frame, dimulai frame nomor 3. Station A terus mengirimkan frame nomor 3, 4, 5, dan 7, kemudian station B menjawab RR7 sebagai jawaban dari semua frame yang diterima dan pengusulkan station A mengirim 7 frame, dimulai frame
nomor 7.
Receiver harus dapat menampung 7 frame melebihi satu jawaban yang telah dikirim, sebagian besar protokol juga memperbolehkan suatu station untuk memutuskan aliran frame dari sisi (arah) lain dengan cara mengirimkan pesan receive-not-ready (RNR), yang dijawab frame
terlebih dulu, tetapi melarang transfer frame berikutnya. Bila dua stasiun saling bertukar data (dua arah) maka masing-masing perlu mengatur dua window, jadi satu untuk transmit dan satu untuk receive dan masing-masing sisi (arah) saling mengirim jawaban. Untuk memberikan dukungan agar efisien seperti yang diinginkan, dipersiapkan piggybacking (celengan), masing-masing frame data dilengkapi dengan daerah yang menangkap urutan nomor dari frame, ditambah daerah yang menangkap urutan nomor yang dipakai sebagai jawaban. Selanjutnya bila
suatu station memiliki data yang akan dikirim dan jawaban yang akan dikirimkan, maka dikirimkan bersamasama dalam satu frame, cara yang demikian dapat meningkatkan kapasitas komunikasi. Jika suatu station memiliki jawaban tetapi tidak memiliki data yang akan dikirim, maka station tersebut mengirimkan frame jawaban yang terpisah. Jika suatu station memiliki data yang akan dikirimkan tetapi tidak memiliki jawaban baru yang akan dikirim maka station
tersebut mengulangi dengan mengirimkan jawaban terakhir yang dikirim, hal ini disebabkan
2.5.3 Simple Queue pada Mikrotik
Cara paling sederhana untuk membatasi data rate untuk alamat IP atau subnet yang spesifik adalah dengan menggunakan simple queues. Simple queues juga dapat digunakan untuk aplikasi QoS yang lebih kompleks. Simple queues mempunyai fitur :
- Antrian aliran data peertopeer
- Menjalankan queuerules pada waktu tertentu
- Prioritas
- Menggunakan penandaan beberapa paket dengan menggunakan /ip firewall mangle - Pembentukan (penjadwalan) dari aliran data dua arah (satu pembatasan untuk total dari
upload dan download)
Pembatasan data rate digunakan untuk mengendalikan aliran data yang dikirimkan dan diterima pada interface jaringan. Jika traffic pada jaringan mempunyai data rate kurang atau sama dengan data rate yang disediakan oleh queue maka traffic tersebut akan dikirim, namun jika traffic pada jaringan melebihi datarate yang disediakan maka traffic tersebut akan dibuang atau ditunda.
Ada dua mekanisme pada pembatasan data rate :
a. Mengabaikan semua paket yang mencapai batas data rate – rate limiting (dibuang atau dibentuk) (100% rate limiter ketika queue-size=0)
Gambar 2.10 Prinsip rate limiting dan rate equalizing
Dapat dilihat pada gambar 2.10, pada rate limiting semua traffic yang melebihi specific ratelimit akan dibuang. Berbeda dengan rateequalizing, traffic yang melebihi specificratelimit
akan ditunda dan ditransmisikan jika memungkinkan, dengan catatan paket dapat ditunda hanya
jika antrian tidak penuh. Jika tidak ada ruang kosong pada queuebuffer, paket akan dibuang. Untuk setiap antrian, dapat didefinisikan dua tipe rate limit, yaitu :
• CIR (Committed Information Rate) – (limit-at pada RouterOS) skenario terburuk, aliran data akan mendapatkan traffic yang tidak tergantung pada traffic lain. Bandwidth yang terbentuk terkadang tidak sesuai dengan datarate yang dikehendaki.
2.5.4 Traffic Flow Skenario Pengujian
Gambar 2.11 Traffic Flow Skenario Pengujian
Gambar di atas adalah ilustrasi packet flow pada paket video call. Pertama komputer 1 dan komputer 2 akan mengirimkan data ke arah komputer 3 dan komputer 4 melalui router. Data dikirim melalui ethernet (layer 2) pada komputer menuju ethernet (layer 2) pada router dengan kecepatan 100 Mbps. Pada saat layer 2 router menerima data dan mentransmisikan data tersebut ke layer 3, terjadi antrian pada layer 3 yang disebabkan bottleneck pada router. Bottleneck dapat
Layer 2 Layer 2 Komputer 1 Komputer 2
Router
39
BAB III
ANALISIS DAN PERANCANGAN SISTEM
3.1 Topologi Pengujian
Perancangan jaringan yang akan digunakan pada penelitian ini terdiri dari berbagai
komponen pembentuk VoIP. Client terdiri dari 5 buah PC, 2 PC sebagai client VoIP, 2 PC sebagai pengganggu traffic jaringan, dan 1 PC sebagai server VoIP. PC clientVoIP pertama, PC
server VoIP, dan satu PC client pengirim traffic pengganggu jaringan dihubungkan ke jaringan pertama (10.1.1.0/24) pada Router melalui sebuah switch. Jaringan pertama (10.1.1.0/24) pada
Router ini terhubung dengan jaringan kedua pada Router yang juga terhubung dengan satu PC
client penerima traffic pengganggu jaringan dan PC client VoIP kedua. Pada server digunakan
Trixbox sebagai IPPBX server. Codec H.261, H.263 dan H.264 akan digunakan secara bergantian pada server. Kecepatan jaringan yang digunakan adalah sebesar 1Mbps. Kemudian dilakukan pengujian jitter dan packet loss untuk setiap codec. Topologi jaringan yang digunakan adalah sebagai berikut:
3.2 Skenario Pengujian
Skenario simulasi yaitu melakukan panggilan satu arah. Adapun parameter pengujian
dapat dilihat pada tabel di bawah ini.
No Atribut Nilai
1 Topologi jaringan Star
2 PC Server 1
Codec H.261, H.263 dan H.264 akan digunakan secara bergantian pada saat melakukan panggilan video call. Kemudian dilakukan pengujian jitter dan packet loss untuk setiap codec.
Instalasi dan
Gambar 3.2 Flowchart skenario pengujian
Untuk konfigurasi jaringan ini dibutuhkan 5 komputer, yakni 1 komputer sebagai server
VoIP, 2 komputer sebagai client VoIP dan 2 komputer lagi digunakan sebagai client yang akan mengganggu traffic jaringan. Software yang dibutuhkan dalam pengujian ini adalah sebagai berikut :
a) Trixbox, berfungsi sebagai server VoIP untuk membangkitkan jaringan VoIP. b) Ekiga softphone, merupakan software yang berfungsi sebagai pemanggil dan
penerima panggilan telepon pada komputer client.
c) Wireshark, merupakan software untuk memantau jaringan VoIP.
Skenario pengukuran codec video :
- Pencarian bandwidth yang diperlukan untuk kualitas video call yang baik, cukup, dan buruk untuk setiap codec ( H.261, H.263, dan H.264 )
Pada kondisi ini akan dikondisikan keadaan jaringan kosong (tidak ada traffic
jaringan yang mengganggu proses VoIP). Kemudian performansi video call akan diuji menggunakan codec video H.261, H.263, dan H.264 secara bergantian dengan resolusi 174x144 untuk mencari nilai bandwidth yang dibutuhkan pada kualitas video buruk, cukup, dan baik.
- Performansi video call pada jaringan dengan limited link untuk setiap codec ( H.261, H.263, dan H.264 )
Pada kondisi ini akan dikondisikan jaringan dengan traffic jaringan yang memenuhi jaringan hingga menyisakan bandwidth yang diperlukan untuk kualitas video buruk, cukup, dan baik. Untuk mengkondisikan hal tersebut
digunakan software D-ITG yang berfungsi sebagai traffic generator. Kemudian performansi video call akan diuji menggunakan codec video H.261, H.263, dan H.264 secara bergantian dengan resolusi 174x144 untuk mencari nilai packet loss dan jitter masing-masing codec.
- Performansi video call Saat Jaringan Diisi dengan Traffic yang Bervariasi
performansi video call akan diuji menggunakan codec video H.261, H.263, dan H.264 secara bergantian dengan resolusi 174x144 untuk mencari nilai packet loss dan jitter masing-masing codec.
3.3 Parameter Pengujian
Pada penelitian ini akan dilakukan beberapa skenario uji coba dengan tujuan untuk
mendapatkan beberapa perbandingan data hasil pengukuran. Analisa yang dilakukan meliputi
pengukuran parameter-parameter standar VoIP saat melakukan interactive video. Kebutuhan QoS interactive video berdasarkan buku Enterprise QoS Solution Reference Network Design Guide yang dikeluarkan Cisco :
1. Packet Loss
Packet loss sebaiknya tidak lebih dari 1%
2. Jitter
44
BAB IV
PENGUJIAN DAN ANALISA SISTEM
Pada bab ini akan dilakukan pengujian dan analisa terhadap sistem VoIP yang dibangun. Pengujian dilakukan dengan beberapa skenario yang akan dijalankan. Dari skenario tersebut
akan dilakukan analisis terhadap performansi video call. Untuk membantu analisis performansi, maka akan digunakan software sniffing yaitu Wireshark. Wireshark meng-capture semua paket yang ditransmisikan. Setelah Wireshark meng-capture paket-paket tersebut, akan dilakukan analisa unjuk kerja video call menggunakan video codec H.261, H.263, dan H.264 dengan menghitung packet loss dan delay dari paket RTP.
4.1 Penentuan Bandwidth yang Diperlukan Tiap Codec Dalam Beberapa Kualitas Video
Penentuan bandwidth Video Call tiap codec dibagi menjadi tiga kriteria (berdasarkan pengamatan penulis), yaitu :
• Kriteria video baik adalah saat packet loss yang dihasilkankurang dari 1%
• Kriteria video cukup adalah saat packet los yang dihasilkansebesar±30%
Pemakaian bandwidth Video Call tiap codec pada unlimited link yang berfungsi dalam pencarian kualitas video buruk, cukup, dan baik ( dalam kbps ):
Kualitas video H.261 H.263 H.264 Bandwidth (kbps) Bandwidth (kbps) Bandwidth (kbps)
Buruk 256 150 70
Cukup 400 200 100
Baik 700 350 200
Tabel 4.1 Penggunaan Bandwidth Skenario I
Gambar 4.1 Grafik Penggunaan BandwidthVoIP Skenario I
Dari gambar 4.1 di atas dapat diketahui bahwa pemakaian bandwidth terkecil adalah pada saat VoIP menggunakan video codec H.264 dan pemakaian bandwidth terbesar adalah pada saat
VoIP menggunakan video codec H.261. Hal itu sesuai dengan standar ITU-T yang membahas bahwa codec H.261 menggunakan bandwidth yang lebih besar dibandingkan dengan video codec
H.263 dan H.264.
video buruk video cukup video baik
4.2 Pengujian Performansi Video Call Pada Saat Limited Link
Pengujian performansi video call pada saat limited link dinilai dengan menggunakan parameter packetloss dan jitter. Pada skenario ini jaringan diberi gangguan hingga menyisakan
bandwidth sebesar bandwidth yang didapat dari skenario pertama.
sisa bandwidth untuk VoIP*)
traffic pengganggu
Gambar 4.2 Ilustrasi limited link
*)Pada gambar 4.2 traffic pengganggu dan sisa bandwidth merupakan variabel mempunyai nilai yang relatif tergantung kualitas video yang ingin dihasilkan. Traffic
pengganggu dibuat sebesar ukuran tertentu sehingga menyisakan bandwidth sesuai dengan tabel 4.1.
Packet loss ( % ) :
Kualitas video buruk
Tabel 4.2 PacketLoss Video Call Kualitas Video Buruk Skenario II
Kualitas video cukup
Tabel 4.3 PacketLoss Video Call Kualitas Video Cukup Skenario II
Kualitas video baik
Tabel 4.4 PacketLoss Video Call Kualitas Video Baik Skenario II
Jitter ( ms )
Kualitas video buruk
Tabel 4.6 Jitter Video Call Kualitas Video Buruk Skenario II
Kualitas video cukup
Tabel 4.7 Jitter Video Call Kualitas Video Cukup Skenario II
Kualitas video baik
Tabel 4.8 Jitter Video Call Kualitas Video Baik Skenario II
Rata-rata jitter:
Gambar 4.3 Grafik Rata-rata PacketLoss Video Call Skenario II
Gambar 4.4 Grafik Rata-rata Jitter Video Call Skenario II
12.14 ms 12.53 ms
video buruk video cukup video baik
h261
video buruk video cukup video baik
Dari gambar 4.3 dan 4.4 dari segi kualitas video dapat dilihat bahwa semakin baik kualitas
video yang dihasilkan, semakin kecil packet loss yang didapat. Hal itu berarti bandwidth yang tersedia termasuk parameter yang berpengaruh dalam performansi VoIP.
Codec H.264 merupakan codec video yang handal, dikarenakan saat VoIP menggunakan
codec ini menghasilkan lebih sedikit packet loss dibandingkan saat menggunakan codec video yang lain. Namun dari segi jitter, codec video H.264 justru menghasilkan jitter yang lebih besar dibandingkan codec video yang lain. Hal itu terjadi karena codec ini mencoba mempertahankan data yang ada untuk memperkecil packet loss sehingga terjadi jitter. Codec H.261 merupakan
4. 3 Pengujian Performansi Video Call Saat Jaringan Diisi dengan Traffic yang
Bervariasi
Pengujian performansi video call pada saat limited link dinilai dengan menggunakan parameter packetloss dan jitter. Pada skenario ini jaringan diberi gangguan hingga menyisakan
bandwidth sebesar bandwidth yang didapat dari skenario pertama.
sisa bandwidth untuk VoIP*)
traffic pengganggu
Gambar 4.5 Ilustrasi traffic bervariasi
*)Pada gambar 4.5 traffic pengganggu dan sisa bandwidth merupakan variabel mempunyai nilai yang relatif tergantung kualitas video yang ingin dihasilkan. Traffic
pengganggu dibuat sebesar tiga ukuran tertentu dalam satu pengujian sehingga menyisakan tiga
bandwidth sesuai dengan tabel 4.1.
Packet loss dan jitter yang didapat saat terdapat gangguan yang tidak stabil pada jaringan :
Packet loss (%)
Jitter (ms)
H.261 H.263 H.264
11.01 10.32 14.58
10.23 10.35 18.3
10.96 10.88 15.94
Rata - rata 10.73 10.52 16.27
Tabel 4.11 Rata-rata Jitter Video Call Skenario III
Gambar 4.6 Grafik Rata-rata Packet Loss Video Call Skenario III ( Kanan )
Dari gambar 4.6 dan 4.7 yang menggambarkan packet loss dan jitter video call pada jaringan yang mempunyai traffic yang bervariasi, dapat dilihat bahwa VoIP dengan codec video H.264 handal pada jaringan dengan traffic yang bervariasi. Packet loss yang dihasilkan VoIP
dengan codec H.264 lebih kecil dibandingkan VoIP dengan codec video lain. Namun jitter yang dihasilkan VoIP dengan codec H.264, lebih besar dibandingkan VoIP dengan codec video lain.
Jika dibandingkan dengan data yang didapat saat VoIP dilakukan dengan gangguan yang stabil, maka nilai packet loss VoIP dengan codec H.261, H.263 dan H.264 pada skenario 3, mendekati nilai packet loss VoIP pada saat bandwidth yang dibatasi menghasilkan kualitas video yang cukup pada skenario 2. Berbeda dengan jitter, nilai jitter VoIP dengan codec H.264 pada skenario 3, mendekati nilai jitter VoIP pada saat bandwidth yang dibatasi menghasilkan kualitas video yang buruk pada skenario 2. Sedangkan nilai jitter VoIP dengan codec H.261 dan H.263 pada skenario 3, mendekati nilai jitter VoIP pada saat bandwidth yang dibatasi menghasilkan kualitas video yang cukup pada skenario 2. Hal itu dapat terjadi karena VoIP dengan codec
