Performansi Seamless Video Session Continuity Pada Jaringan 802.11n Menggunakan Proxy.

(1)

i TESIS

PERFORMANSI

SEAMLESS VIDEO SESSION CONTINUITY

PADA

JARINGAN 802.11n MENGGUNAKAN

PROXY

ADITYA DWIPAYANA

NIM : 1391761012

MANAJEMEN BISNIS TELEKOMUNIKASI

MAGISTER TEKNIK ELEKTRO

PROGRAM PASCASARJANA

UNIVERSITAS UDAYANA

(2)

ii

PERFORMANSI

SEAMLESS VIDEO SESSION CONTINUITY

PADA

JARINGAN 802.11n MENGGUNAKAN

PROXY

Tesis untuk Memperoleh Gelar Magister

Pada Program Magister, Program Studi Teknik Elektro, Program Pascasarjana Universitas Udayana

ADITYA DWIPAYANA

NIM : 1391761012

PROGRAM MAGISTER

PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO

PROGRAM PASCASARJANA

UNIVERSITAS UDAYANA

DENPASAR

(3)

iii

Lembar Pengesahan

TESIS TELAH DISETUJUI PADA TANGGAL 25 AGUSTUS 2016

Pembimbing I, Pembimbing II,

Dr. I Made Oka Widyantara, ST., MT. N.M.A.E Dewi Wirastuti, S.T., M.Sc., Ph.D. NIP. 197312111999031001 NIP. 197603272001122001

Mengetahui

Ketua Program Studi Magister Teknik Elektro Direktur Program Pascasarjana Program Pascasarjana Universitas Udayana, Universitas Udayana,

Prof. Ir, Ida Ayu Dwi Giriantari, M.Eng., Sc., Ph.D. Prof. Dr. dr. A.A. Raka Sudewi, Sp.S(K)

(4)

iv

Tesis Ini Telah Diuji pada Tanggal 25 Agustus 2016

Panitia Penguji Tesis Berdasarkan SK Rektor

Universitas Udayana, No.: 4171/UN.14.4/HK/2016, Tanggal: 19 Agustus 2016

Ketua : Dr. I Md. Oka Widyantara, ST., MT

Anggota :

1. N.M.A.E Dewi Wirastuti, ST., M.Sc., Ph.D. 2. Prof. Ir. Rukmi Sari Hartati, MT., Ph.D.

(5)

v

SURAT PERNYATAAN BEBAS PLAGIAT

Saya yang bertandatangan dibawah ini :

Nama : Aditya Dwipayana

NIM : 1391761012

Program Studi : Magister Teknik Elektro

Judul Tesis : Performansi Seamless Video Session Continuity Pada Jaringan 802.11n Menggunakan Proxy

Dengan ini menyatakan bahwa karya ilmiah Tesis ini bebas plagiat. Apabila di kemudian hari terbukti plagiat dalam karya ilmiah ini, maka saya bersedia menerima sangsi peraturan Mendiknas RI no 17 Tahun 2010 dan Peraturan Perundang-undangan yang berlaku.

Denpasar 25 Agustus 2016 Yang membuat pernyataan

(6)

vi

UCAPAN TERIMAKASIH

Segenap puja dan puji syukur penulis panjatkan kehadapan Ida Sang Hyang Widhi Wasa sebagai sumber dari segala sumber pengetahuan, karena hanya atas asung wara nugraha-Nya, tesis yang berjudul “PERFORMANSI SEAMLESS VIDEO SESSION PADA JARINGAN 802.11n MENGGUNAKAN PROXY” ini dapat diselesaikan.

Pada kesempat ini perkenankanlah penulis mengucapkan terimakasih yang sebesar-besarnya kepada Dr. I Made Oka Widyantara, ST., MT, pembimbing satu yang dengan penuh perhatian telah memberikan dorongan, semangat, bimbingan, dan saran selama penulis mengikuti program magister, khususnya dalam penyelesaian tesis ini. Terimakasih sebesar-besarnya pula penulis sampaikan kepada Ni Made Ary Esta Dewi Wirastuti, S.T., M.Sc., Ph.D, pembimbing II yang dengan penuh perhatian dan kesabaran telah memberikan bimbingan dan saran kepada penulis. Ucapan yang sama juga ditujukan kepada Rektor Universitas Udayana Prof. Dr. dr. I Ketut Suastika, Sp.PD-KEMD atas kesempatan dan fasilitas yang diberikan kepada penulis untuk mengikuti dan menyelesaikan pendidikan Program Magister di Universitas Udayana. Ucapan terimakasih ini juga ditujukan kepada Direktur Program Pascasarjana Universitas Udayana yang dijabat oleh Prof.Dr.dr. A.A. Raka Sudewi, Sp.S(K) atas kesempatan yang diberikan kepada penulis untuk menjadi mahasiswa Program Magister pada Program Pascasarjana Universitas Udayana. Tidak lupa pula penulis ucapkan terimakasih kepada Prof. Ir Ida Ayu Dwi Giriantari, M.Eng.Sc.,Ph.D sebagai Ketua Program Studi Magister Teknik Elektro Program Pascasarjana Universitas Udayana dan juga sebagai penguji tesis yang telah banyak memberikan masukan. Terimakasih pula penulis sampaikan kepada Prof. Ir. Rukmi Sari Hartati, MT., Ph.D dan Dr. Nyoman Gunantara, ST., MT selaku penguji tesis yang memberikan banyak saran dan masukan dalam penelitian tesis ini. Bapak dan Ibu Dosen di Program Studi Teknik Elektro Program Pascasarjana Universitas Udayana yang sudah mendidik selama perkuliahan. Seluruh staf pengelola Program Studi Teknik Elektro Program Pascasarjana Universitas Udayana yang telah melayani administrasi selama menjadi mahasiswa.

Pada kesempatan ini penulis menyapaikan ucapan ucapkan terima kasih kepada Ibu, Ayah, kakak, adik dan sang dambaan hati Gst Ayu Fifi Wardani yang tidak henti-hentinya memberikan semangat sehingga terselesaikannya tesis ini. Terima kasih kepada teman-teman pascasarjana angkatan 2013 terutama kepada sahabat saya Edy Hermawan untuk lecutan dan semangatnya. Akhir kata, penulis sampaikan terimakasih kepada teman-teman serta semua pihak yang telah membantu pelaksanaan dan penyelesaian tesis ini semoga Ida Sang Hyang Widhi Wasa/Tuhan Yang Maha Esa selalu melimpahkan rahmat-Nya kepada kita semua.

Denpasar 25 Agustus 2016

(7)

vii ABSTRAK

PERFORMANSI SEAMLESS VIDEO SESSION CONTINUITY PADA

JARINGAN 802.11n MENGGUNAKAN PROXY

Session continuity pada aplikasi video streaming sangat dibutuhkan oleh pengguna dengan mobilitas tinggi karena mampu mempertahankan session video ketika pengguna berpindah dari satu jaringan ke jaringan lain. Penelitian-penelitian untuk meningkatan kinerja seamless video session telah dilakukan salah satunya penggunaan session proxy. Pada penelitian ini, penggabungan antara session proxy dan frame proxy diusulkan. Session proxy berfungsi untuk mencatat session id dan mengekstrak video menjadi sequence frame sedangkan frame proxy berfungsi untuk melakukan download sequence frame secara simultan. Frame proxy mulai mengirimkan sequence frame ke player setelah 100 frame awal video berhasil didownload. Selama sequence frame ditampilkan oleh player, frame proxy tetap melakukan download sequence frame secara pararel sampai seluruh sequence frame berhasil didownload. Penggabungan session proxy dan frame proxy memberikan kemungkinan player untuk memiliki frame cadangan yang akan ditampilkan ke player selama terjadi handover. Pengukuran kinerja dilakukan pada dua jenis handover yaitu hard handover dan soft handover. Nilai PSNR, delay dan frameloss diukur pada setiap jenis handover, sehingga setiap jenis handover memiliki dua skenario pengukuran QoS yaitu sebelum dan sesudah penerapan proxy.

Penelitian ini menunjukan perbaikan kinerja video streaming setelah penggunaan session proxy dan frame proxy. Berdasarkan parameter delay terjadi peningkatan kinerja sebesar 42,9% pada hard handover dan peningkatan kinerja sebesar 47% pada soft handover. Pada hard handover maupun soft handover tidak ditemukan adanya frame loss. Dan nilai PSNR mampu dipertahankan pada kedua skenario handover karena frame hasil download di sisi client adalah frame yang sama persis dengan frame pada sisi server. Dengan demikian penggunaan session proxy dan frame proxy pada protokol RTSP mampu mewujudkan seamless video session continuity dengan perbaikan performansi yang sangat signifikan jika dilihat dari parameter PSNR, frameloss dan delay.

(8)

viii ABSTRACT

PERFORMANCE OF SEAMLESS VIDEO SESSION CONTINUITY OVER 802.11n NETWORK USING PROXY

Session continuity in video streaming applications are needed by high mobile users. It can retain video session when user moves from one network to anothers. Several research to improve the performance of seamless video session has been done. One of those were proposed the use of a session proxy to keep the session during a handover. This study proposed a merger between session proxy and frame proxy. Session proxy served to record the session id and extract video frames into a sequence frame. Frame proxy served to download the frame sequence simultaneously. Frame proxy start sending frame sequence to the player after the initial 100 frames successfully downloaded. During the sequence frame is displayed by a player, the frame proxy keeps downloading frame sequence in parallel until the entire sequence of frames successfully downloaded. Merger of session proxy and frame proxy has given the possibility of player to have a spare frame to be displayed to the player during a handover. Performance measurement performed on two types of handover ie hard handover and soft handover. PSNR, delay and frame loss measured for each type of handover, so each kind of handover has two scenarios of QoS measurements, ie. before and after applying the proxy.

This study showed improvement of video streaming performance after using the session proxy and proxy frame. Based on delay parameter, performance has been increased by 42.9% in the hard handover and increased performance by 47% in soft handover. Frame loss was not found in the hard handover and soft handover. PSNR can be maintained in both handover scenarios because the frame downloaded on the client side was exactly the same frame with the frame on the server side. Thus, the use of session proxy and proxy frame on the RTSP protocol was able to realize video seamless session continuity with the significant performance improvements based on PSNR, frame loss and delay parameters.

(9)

ix DAFTAR ISI

SAMPUL DALAM ...i

PRASYARAT GELAR ...ii

LEMBAR PENGESAHAN ...ii

LEMBAR PANITIA PENGUJI ...iii

SURAT PERNYATAAN BEBAS PLAGIAT ...x

UCAPAN TERIMAKASIH ...vi

ABSTRAK ...vii

ABSTRACT ...viii

DAFTAR ISI ...ix

DAFTAR TABEL ...xiv

DAFTAR GAMBAR ...xv

DAFTAR SINGKATAN ...xvii

DAFTAR LAMPIRAN ...xviii

BAB I PENDAHULUAN ...1

1.1 Latar Belakang ...1

1.2 Rumusan Masalah...3

1.3 Tujuan dan Manfaat Penelitian ...3

1.4 Ruang Lingkup dan Batasan Masalah ...3

1.5 Keaslian Penelitian ...4

(10)

x

BAB II KAJIAN PUSTAKA ...8

2.1 State Of The Art ...8

2.2 Video Streaming ...9

2.3 Streaming Arsitektur ...11

(11)

xi

2.8 Standar Wireless Area Network ...23

2.8.1 802.11b ...23

2.8.17 802.11.2 (802.11T) ...29

2.8.18 802.11u ...29

2.8.19 802.11v ...30

2.8.20 802.11w ...30

2.9 Wireless Local Area Network (WLAN) Handover ...31

(12)

xii

2.11 Motion JPEG Video ...33

2.12 Peak-to-peak Signal-to-Noise Ratio (PSNR) ...35

2.13 Java ...36

BAB III METODE PENELITIAN ...37

3.1 Tempat dan Waktu Penelitian ...37

3.2 Rancangan Penelitian ...37

3.3 Data Penelitian ...38

3.4 Instrumen Penelitian ...39

3.5 Alur Analisis Penelitian ...39

3.6 Metode Analisa ...43

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ...45

4.1 Implementasi ...45

4.2 Implementasi Jaringan ...45

4.2.1 Konfigurasi AccessPoint A ...45

4.2.2 Konfigurasi AccessPoint B ...46

4.2.3 Konfigurasi Router ...47

4.3 Implementasi Sistem Seamless Video Session Continuity ...49

4.3.1 Server ...50

4.3.2 Session Proxy ...52

4.3.3 Frame Proxy ...53

4.3.4 Client ...53

4.4 Analisa Quality of Service (QOS) ...55

(13)

xiii

4.4.2 Analisa QOS Dengan SessionProxy dan Frame Proxy ...59

BAB V PENUTUP ...64

5.1 Kesimpulan ...64

5.2 Saran ...65

(14)

xiv

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Kedudukan Penelitian ...10

Tabel 2.2 Perbandingan Standar 802.11 ...30

Tabel 2.3 Quality and Impairment Scale ...36

Tabel 3.1 Kebutuhan Perangkat Keras ...39

Tabel 4.1 Konfigurasi Access Point A ...46

Tabel 4.2 Konfigurasi Access Point B ...46

Tabel 4.3 Konfigurasi Router ...47

Tabel 4.4 Hasil Percobaan Hard Handover Tanpa Session Proxy dan Frame Proxy ...55

Tabel 4.5 Hasil Percobaan Soft Handover Tanpa Session Proxy dan Frame Proxy ...59

Tabel 4.6 Hasil Percobaan Hard Handover Dengan Session Proxy dan Frame Proxy ...60

(15)

xv

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1.1 Diagram Fishbone Penelitian ...7

Gambar 2.1 Streaming System Infrastucture ...11

Gambar 2.2 Stage of Streaming ...11

Gambar 2.3 Steps of streaming Content Preparation ...12

Gambar 2.4 RTP Packet Header ... 14

Gambar 2.5 Session Pada RTSP ...17

Gambar 2.6 RTMP Message Header ...18

Gambar 2.7 SMIL Code for Playing a Streaming Presentation ...18

Gambar 2.8 IP Unicasting ...19

Gambar 2.9 IP Multicasting ...20

Gambar 2.10 IP Broadcasting...20

Gambar 2.11 STA Roaming/Handoff ...27

Gambar 2.12 WLAN Handoff ...32

Gambar 2.13 Header dari Mjpeg ...35

Gambar 3.1 Domain Penelitian ...37

Gambar 3.2 Aplikasi Tiny_psnr.exe ...38

Gambar 3.3 Topologi Jaringan ...40

Gambar 3.4 Alur Kerja Sistem ...40

Gambar 3.5 Alur Data Satu Sesi Video Streaming ...41

Gambar 4.1 Konfigurasi Router ...47

(16)

xvi

Gambar 4.3 Kualitas Sinyal Access Point A ...48

Gambar 4.4 Kualitas Sinyal Access Point B ...49

Gambar 4.5 System Variabels Windows User ...49

Gambar 4.6 Sub Sistem Server ...50

Gambar 4.7 Sub Sistem Client ...54

Gambar 4.8 PSNR Hard Handover Tanpa Session Proxy dan Frame Proxy ..56

Gambar 4.9 Delay Hard Handover Tanpa Session Proxy dan Frame Proxy ...56

Gambar 4.10 PSNR Soft Handover Tanpa Session Proxy dan Frame Proxy...58

Gambar 4.11 DelaySoft Handover Tanpa Session Proxy dan Frame Proxy ...58

Gambar 4.12 PSNR Hard Handover Dengan Session Proxy dan Frame Proxy ...60

Gambar 4.13 Delay Pada Hard Handover Dengan Session Proxy dan Frame Proxy ...60

Gambar 4.14 PSNR Soft Handover Dengan Session Proxy dan Frame Proxy ...61

Gambar 4.15 Delay Soft Handover Dengan Session Proxy dan Frame Proxy ...61

Gambar 4.16 Sequence Frame Tanpa Session Proxy dan Frame Proxy Pada Soft Handover ...63

(17)

xvii

DAFTAR SINGKATAN

AP : Access Point

WLAN :Wireless Lan

IAPP :Inter AccessPointProtocol

MN : Mobile Node

STA : Station

QOS : Quality of Service

QOE : Quality of Experience

PSNR : Peak Signal to Noise Ration

RTSP : Real Time Streaming Protocol

IP : Internet Protocol

TCP : Transmition Control Protocol

Mjpeg : Motion JPEG

PC : Personal Computer

IP : Internet Protocol

HTTP : Hypertext Transfer Protocol

RTP : Real Time Transport Protocol

UDP : User Datagram Protocol

RTCP : Real-Time Control Protocol

(18)

xviii