ANALISA PERFORMANSI VIDEO STREAMING PADA JARINGAN WIRELESS n

(1)

ANALISA PERFORMANSI VIDEO STREAMING

PADA JARINGAN WIRELESS 802.11n

I Gede Putu Krisna Juliharta1, Gede Wisnu TeguhSaputra2, I Wayan Ardiyasa3

Prodi Sistem Komputer, STMIK STIKOM Bali

Jl. Raya Puputan Renon No. 86 Denpasar Bali. Telp. (0361) 244445 1_{[email protected],}2_{[email protected],}3_{[email protected]}

Abstrak

Dengan meningkatnya jenis jenis file video menyebabkan berkembangnya aplikasi video streaming untuk media pengiriman video berbasis jaringan kabel dan nirkabel. Streaming memungkinkan menampilkan media tanpa harus menunggu keseluruhan media diterima lengkap terlebih dahulu oleh client. untuk mengetahui performansi aplikasi video streaming, tiga buah skenario telah dilakukan. Pengukuran Quality of Service seperti Delay, Jitter, throughput,dan packet data loss dilakukan pada saat pengujian jaringan infrastruktur (skenario 1), pada mode Wireless Distribution System (skenario 2), dan pada saat client bergerak dari access point 1 ke access point 2 (skenario 3). Wireless Distribution System adalah sebuah sistem untuk memperluas jaringan wireless dengan menggunakan dua access point atau lebih. Pengukuran dilakukan dengan cara streaming video dari server ke client dengan menggunakan aplikasi VLC, kemudian menangkap paket-paket tersebut dengan menggunakan aplikasi wireshark.

Katakunci : Video Streaming, Delay, Jitter, Throughput, Wireless.

1. PENDAHULUAN

Penggunaan WLAN sebagai perpanjangan dari infrastruktur kabel LAN yang sudah ada menawarkan kenyamanan mobilitas bagi para pengguna terutama dalam lingkungan bisnis dan perusahaan.Dengan semakin murahnya harga-harga produk WLAN berdampak pada peningkatan jumlah pengguna di kalangan rumahan.Penyebaran pengguna WLAN di lingkungan rumahan ini adalah faktor utama yang menyebabkan produk WLAN tumbuh dengan pesat. WLAN banyak digunakan untuk transfer data, namun dengan standar WLAN baru seperti IEEE802.11n dan standar IEEE802.11ac yang akan datang menyediakan channelbandwidth

yang lebih besar dibandingkan dengan IEEE802.11a/b/g akhirnya akan mengarah pada meningkatnya tuntutan untuk penggunaan pada aplikasi multimedia.

802.11n adalah standarisasi wireless terkini dari standar 802.11. Standar 802.11n ini sendiri telah diperkenalkan pada tahun 2007 silam. Dengan standarisasi yang baru ini tentunya terdapat perbaikan-perbaikan yang signifikan terhadap kemajuan dari teknologi wireless itu sendiri, seperti halnya kemajuan dalam hal

Quality Of Service(QoS) dan kemajuan dalam hal keamanan. Maka dengan standart 802.11n ini juga diharapkan pengguna dapat menjalankan aplikasi atau transfer data dengan jumlah besar seperti aplikasi video streaming dengan lebih baik. Teknologi wireless 802.11 kemudian menciptakan sebuah topologi jaringan yang

disebut Wireless Distribution System (WDS). Dimana WDS ini menghubungkan dua atau lebih jaringan LAN baik kabel ataupun nirkabel secara nirkabel untuk membangun jaringan yang besar.

Dalam proses menjalankan video streaming ada beberapa factor yang yang perlu diperhitungkan untuk menentukan baik buruknya kualitas gambar dan suara. Diantaranya bandwidth yang cukup, infrasurtuktur jaringannya, semakin jauh jarak pengguna dari node utama pemberi bandwidth tentunya semakin rendah kualitasnya. Selain itu factor yang tidak lah penting adalah delay, jitter, dan packet loss pada infrastruktur jaringan tersebut.

Pada Penelitian ini akan dilakukan pengujian performa dari video streaming melalui jaringan wireless. Standar yang digunakan adalah 802.11n dengan model jaringan infrastructure dan

Wireless Distribution System (WDS). Dengan kedua model jaringan tersebut akan diuji performansinya melalui pengukuran delay, jitter, packet loss, dan throughput.

Proses pengujian dilakukan dengan membangun jaringan infrastructure dan WDS. Selanjutnya akan dijalankan video streaming

melalui jaringan tersebut dan diukur performansinya menggunakan tools wireshark. Format video adalah avidan MPEG menggunakan bandwidth 512 Kbps dan 1 Mbps. Tujuannyauntuk menunjukkan dampak user mobility terhadap performansi video streaming

(2)

2. LANDASAN TEORI

A. Wireless Local Area Network (WLAN)

WLAN adalah suatu jaringan area lokal nirkabel dimana media transmisinya menggunakan frekuensi radio, untuk memberi sebuah koneksi jaringan ke seluruh pengguna dalam area disekitarnya.WLAN memiliki beberapa standar seperti 802.11 a/b/g dan n.

Tabel 2.1 Perbandingan Standarisasi Wireless

802.11[4]. 802.11 a 802.11 b 802.11 g 802.11 n Max Data Rates 54 Mbps 11 Mbps 54 Mbps 600 Mbps Modulati on OFD M DSSS DSSS / OFD M OFD M RF Band 5.4 GHz 2.4 GHz 2.4 GHz 2.4 GHz & 5 GHz Available BW 580 Mhz 83.5 Mhz 83.5 Mhz 83.5 Mhz / 580 Mhz Channel Width 20 Mhz 20 Mhz 20 Mhz 20 Mhz / 40 Mhz No. of Spatial Streams 1 1 1 1,2,3 & 4

B. Topologi Jaringan Wireless LAN

(WLAN)

Point to Point Protocol atau yang biasa disingkat PPP merupakan enkapsulasi

multiprotocol datagram dalam jaringan yang sering digunakan pada jaringan WAN, Point to Point Protocol menggunakan arsitektur berlapis dengan model logis dan desain yang membantu komunikasi diantara lapisan interkoneksi. Point to Point Protocol juga menyediakan enkapsulasi datagram melalui jalur point to point dan menggunakan lapisan data link untuk mengetes koneksi (Gambar 2.1).

Gambar 2.1 Topologi Point to Point

Topologi jaringan wireless yang kedua adalahPoint-to-multipoint,yang dapat diartikan sama dengan distribusi . Satu base station dapat melayani ratusan dari pelanggan yang berbeda-beda baik yang bersangkutan dengan bandwith

dan layanan yang disediakan (gambar 2.2).

Gambar 2.2 Topologi Point to Multipoint

C. Streaming

Streaming adalah sebuah teknik yang digunakan untuk melakukan transfer data sehingga dapat diproses secara tetap dan kontinyu[1]. Dalam videostreaming ada beberapa hal yang menjadi tolak ukur kualitas dari proses

streaming tersebut seperti Qos, Parameter-parameter pengujian jaringan, dan aplikasi

videostreaming.

Beberapa protokol yang digunakan dalam teknologi streaming adalah:

i. SessionDescriptionProtocol (SDP) :

Gambaran format media yang digunakan untuk menggambarkan session multimedia untuk tujuan pengumuman session, session undangan, dan bentuk-bentuk inisiasi session multimedia.

ii. RealTimeTransportProtocol (RTP) : Sebuah paket dengan format UDP dan seperangkat konvensi yang menyediakan fungsi jaringan

transportasi end-to-end, cocok untuk aplikasi transmisi data real-time seperti audio, video

atau data simulasi, melalui layanan jaringan multicast atau unicast.

iii. Real-timeControlProtocol (RTCP) : RTCP adalah protokol kontrol yang bekerja sama dengan RTP. Paket kontrol RTCP secara berkala dikirimkan oleh masing-masing paket dalam sesi RTP untuk semua paket lainnya. RTCP digunakan untuk mengontrol kinerja dan untuk tujuan diagnostik.

iv. HypertextTransferProtocol (HTTP) : Sebuah protokol level aplikasi yang terdistribusi, kolaboratif, dengan sistem informasi hypermedia. Ini adalah protokol berorientasi objek yang dapat digunakan untuk banyak tugas, seperti servernama dan sistem manajemen objek terdistribusi, melalui perpanjangan metode permintaannya.

v. RealTimeStreamingProtocol (RTSP) :

Sebuah protokol level aplikasi untuk kontrol atas pengiriman data dengan sifat real-time. RTSP menyediakan kerangka extensible

(3)

untuk mengaktifkan kendali pada pengiriman data real-time, seperti audio dan video, dengan menggunakan Transmission Control

Protocol (TCP) atau User Data Protocol

(UDP).

D. Wireless Distribution System

Wireless distribution system (WDS) adalah sebuah sistem untuk memperluas jangkauan jaringan wireless dengan menggunakan dua atau lebih Access point. Dengan teknik WDS ini, penggunaan kabel sebagai backbone jaringan tidak dibutuhkan, sehingga lebih mudah, murah, dan efisien untuk instalasinya.Access point

tersebut bisa berupa main, relay, atau remote base station.

Syarat untuk membangun Wireless distribution system (WDS) :

i. Access point utama maupun Access

pointRepeater harus mendukung fitur WDS

ii. Masing-masing IP AddressAccess point

tidak boleh sama.

iii. Sebagian besar Authentication access point

yang didukung dalam WDS adalah WEP 64/128 bit. Dan semua Access point yang terlibat dalam 1 koneksi harus menggunakan Metoda Inkripsi /

Authentication yang sama.

iv. Channel Radio yang digunakan harus sama. Misal Channel 10.

v. Matikan layanan DHCP Server pada

Access pointRepeater, karena DHCP akan diambil alih Access point utama yang sebagai default gateway.

vi. Ada kemungkinan WDS tidak berfungsi jika Access point utama dan Access point Repeater berbeda merk.

E. Quality of Service (QoS)

QoS adalah kemampuan suatu jaringan untuk menyediakan layanan yang baik dengan menyediakan kapasitas jaringan, mengatasi jitter

dan QoS dirancang untuk membantu pengguna menjadi lebih produktif dengan memastikan bahwa pengguna mendapatkan kinerja yang handal dari aplikasi-aplikasi berbasis jaringan[2]. Ada beberapa tolak ukur untuk menilai QoS dari jaringan, diantaranya adalah :

i. Throughput

Throughput adalah salah satu ukuran pasti dari performa sebuah jaringan wireless. Dengan nilai throughput inilah kita bisa melihat sebaik apa jaringan tersebut. Definisi throughput adalah kemampuan untuk mentransfer packetdata dalam waktu tertentu. Dengan kata lain, semakin besar nilai throughput dari jaringan tersebut, maka semakin baik pula kualitas dari jaringan tersebut.

ii. Delay

Delay adalah waktu tunda yang

disebabkan oleh proses transmisi dari satu titik ke titik lain yang menjadi tujuannya. iii. Jitter

Jitter adalah variasi waktu dari sinyal periodik dalam elektronik dan telekomunikasi, sering kali dalam kaitannya dengan sumber referensi jam. iv. Packet loss

Packet loss, adalah perbandingan seluruh paket IP yang dikirimkan dengan seluruh paket IP yang diterima antara source dan

destination. Salah satu penyebab packet loss adalah antrian yang melebihi kapasitas

buffer pada setiap node.

3. METODELOGI

A. Pemodelan Sistem

Untuk analisa performansi dari video

streaming pada jaringan 802.11n

dibutuhkanperancangan dan pemodelan dengan tiga skenario sebagai berikut :

i. Skenario 1

Start

Konfigurasi Access Point pada topologi infrastructure

Konfigurasi VLC Server

Capture packet dengan menggunakan Wireshark

End

Start Streaming

Gambar 3.1.Flowchart Skenario satu

Gambar 3.1. Menggambarkan alur proses untuk skenario 1. skenario 1 dilakukan pengujian kualitas topologi jaringan infrastruktur dengan cara streamingvideo saat client terhubung dengan

access point 1 yang memiliki directaccess ke

server. Kemudian diambil data parameter-parameter Qos seperti Delay, Jitter, Packet Loss

dan Throughput. Di sisi client dan server

ditanamkan aplikasi VLC (Video Lan Client) dan

Wireshark yang telah terkonfigurasi.Dan bentuk topologi jaringanya dapat dilihat pada gambar 3.2.

(4)

Access Point 1 LAN IP : 192.168.1.1 WAN IP : 66.85.172.171 Subnet : 255.255.255.0 Gateway: 66.85.172.1 Laptop Client IP : 192.168.1.91 Subnet : 255.255.255.0 Gateway : 192.168.1.1 Server IP : 66.85.172.170 Subnet : 255.255.255.0 Gateway :66.85.172.1

Gambar 3.2.Topologi jaringan Infrastruktur

ii. Skenario 2 Start

End Konfigurasi Access Point

pada topologi WDS Topologi WDS Terhubung Ya Tidak Start Streaming

Gambar 3.3.Flowchart Skenario dua

Pada skenario kedua (gambar 3.3 dan gambar 3.4)client terhubung pada topologi

Wireless Distribution System (WDS). Di skenario kedua ini juga akan dilakukan pengujian kualitas jaringan berupa video streaming untuk mendapatkan data parameter-parameter Qos seperti Delay, Jitter, Packet Loss dan Throughput.

Access Point 1 LAN IP : 192.168.1.1 WAN IP : 66.85.172.171 Subnet : 255.255.255.0 Gateway: 66.85.172.1 Laptop Client IP : 192.168.1.91 Subnet : 255.255.255.0 Gateway : 192.168.1.1 Server IP : 66.85.172.170 Subnet : 255.255.255.0 Gateway :66.85.172.1 Access Point 2

Gambar 3.4.topologi jaringan WDS

iii. Skenario 3

Start

End

Konfigurasi Access Point pada topologi WDS Topologi WDS Terhubung Ya Tidak Start Streaming

Client Berpindah Jaringan

Gambar 3.5.Flowchart skenario tiga

Skenario ketiga (gambar 3.5) adalah pengukuran kualitas jaringan ketika client

melakukan streaming saat berpindah dari access point 2 menuju access point 1 dan sebaliknya. Pengukuran parameter Qos seperti Delay, Jitter, Packet Loss dan Throughput dilakukan dengan aplikasi Wireshark.Untuk topologinya dapat dilihat di gambar 3.6. Laptop Client IP : 192.168.1.91 Subnet : 255.255.255.0 Gateway : 192.168.1.1 Access Point 1 LAN IP : 192.168.1.1 WAN IP : 66.85.172.171 Subnet : 255.255.255.0 Gateway: 66.85.172.1 Access Point 2 IP : 192.168.1.3 Laptop Client IP : 192.168.1.91 Subnet : 255.255.255.0

Gateway : 192.168.1.1 Client bergerak Server

IP : 66.85.172.170 Subnet : 255.255.255.0 Gateway : 66.85.172.1

Gambar 3.6.Topologi Jaringan WDS

4. Hasil dan Pembahasan

Seperti yang sudah disebutkan pada pendahuluan, jaringan yang dibangun didukung oleh koneksi internet berkecepatan 1Mbps dan 512Kbps. Dalam pengujian jaringan dilakukan tiga skenario.Yang kemudian didapatkan data parameter QoS seperti delay, jitter, throughput, dan packet loss.

i. Delay

Gambar 4.1 menunjukkan hasil pengukuran yang menunjukkan kenaikan nilai delay pada skenario dua dan tiga bila dibandingkan dengan skenario satu. Kenaikan delay terbesar terjadi pada skenario tiga. Hal ini disebabkan karena

(5)

skenario tiga merupakan proses handover. Saat terjadihandover, komunikasi akan terputus untuk beberapa saat. Hal ini menyebabkan paket yang sedang dikirimkan akan berhenti untuk beberapa saat sehingga paket tersebut akan terlambat datang. Komunikasi akan terhubung kembali setelah Client terhubung pada network barunya.

Gambar 4.1. Pengujian Delayfile Avi

sedangkan hasil pengukuran pada file uji MPEG tidak mengalami perubahan signifikan bila dibandingkan dengan file uji AVI (gambar 4.2).

Gambar 4.2.Pengujian Delayfile MPEGJitter

Untuk mendapatkan nilai QoS jaringan yang baik, nilai jitter harus dijaga seminimum mungkin.

Gambar4.3.Pengujian Jitter File Avi

Dari gambar 4.3. Menyatakan tentang grafik hasil pengukuran Jitter pada file uji AVI dapat dilihat terjadinya kenaikan nilai jitter pada skenario dua dan skenario tiga. Besar nilai jitter

dipengaruhi oleh delay yang terjadi pada paket selama berada di router. Oleh karena itu, besar

nilai jitter yang terukur pada skenario satu, skenario dua, dan skenario tiga, jauh lebih kecil dari nilai 30 ms yang merupakan standar jitter

yang baik.

Gambar 4.4.Pengujian Jitter File MPEG

Mengunakan file MPEG (Gambar 4.4.) hasilnya tidak jauh beda dengan file Avi dengan nilai jitter masih memenuhi standar untuk Quality of Service. Hal ini terjadi karena adanya buffer

yang digunakan oleh aplikasi real-time video streaming.Oleh karena itu, jitter tidak terlalu mempengaruhi video yang dijalankan oleh aplikasi real-time video streaming.

ii. Packet Loss

Gambar 4.5.Menunjukkan bahwa nilai

packet loss terbesar terjadi pada skenario ketiga. Ini disebabkan oleh client yang melakukan proses

handover. Packet loss terjadi karena client

langsung memutuskan koneksi dengan network

yang lama sebelum membangun koneksi dengan

network yang baru.Nilai packet loss yang terukur masih dibawah batas toleransi yaitu 10%.

Gambar 4.5.Pengujian Packet Loss File Avi

Berdasarkan gambar 4.5.dan gambar 4.6 dapat terlihat besarnya packet loss yang terjadi dari setiap skenario. Packet loss terbesar terjadi pada skenario 3 baik itu menggunakan file Avi ataupun MPEG. Hal tersebut disebabkan karena

client melakukan proses handover. Packet loss

terjadi karena client langsung memutuskan koneksi dengan network yang lama sebelum membangun koneksi dengan network yang baru.

(6)

Gambar 4.6.Pengujian Packet Loss File MPEG

iii. Throughput

Gambar 4.7. Dan Gambar 4.8. Menunjukkan bahwa nilai throughput pada skenario ketiga merupakan nilai throughput

terkecil.Hal ini disebabkan karena pengaruh dari

delay yang lebih besar pada skenario tiga dibandingkan dengan uji coba yang lainnya. Terdapat hubungan berbanding terbalik antara

throughput dengan delay dimana semakin kecil nilai throughput maka semakin besar nilai delay.

Gambar 4.6.Pengujian Throughput File Avi

Nilai throughput yang didapatkan dari semua percobaan baik di skenario satu, skenario dua maupun skenario tiga tidak mengalami perubahan yang signifikan.

Gambar 4.7.Pengujian Throughput File

MPEG

5. KESIMPULAN

Topologi infrastruktur yang diuji coba pada skenario satu memiliki kualitas QoS paling baik dibandingkan dengan skenario dua dan tiga.Hal ini terjadi karena prinsip topologi yang memberikan bandwidth langsung ke client tanpa dibagi pada access point lain seperti yang terjadi pada topologi WDS.

Topologi jaringan WDS bisa dipergunakan dengan baik pada implementasi aplikasi video

streaming yang menggunakan protokol

RealTimeStreamingProtocol (RTSP).Nilai-nilai parameter QoS saat terjadi pergerakan client

(usermobility) masih dalam batas toleransi nilai QoS yang baik.

Secara umum QoS pada skenario satu yang berupa jaringan infrastruktur dan skenario dua yang berupa jaringan wireless distribution system

(WDS) yang tidak berpindah networklebih baik dibandingkan skenario tiga dimana terjadi proses

handover atau perpindahan network pada client. Format file tidak memiliki dampak yang signifikan terhadap hasil pengukuran. Hal in disebabkan karena saat proses streaming, file dibagi sesuai dengan tingkatan pada layer OSI.

Untuk kedepannya topologi yang dibandingkan dapat lebih dikembangkan. Sebagai contoh adalah topologi WDS dengan Mesh.Kedua topologi ini memiliki kesamaan dan perbedaan di beberapa sisi yang menjadikan kedua topologi ini bisa menjadi bahan analisis yang baik.

DAFTAR PUSTAKA

[1] Andreas Handojo, Robin Chandra, Justinis Andjarwirawan, Aplikasi Video

Conference dengan Kemampuan

Beroprasi Pada IPV4 dan IPV6, Seminar Nasional Aplikasi Informasi (SNATI), 2009

[2] Bryan Yonathan, Yoanes Bandung, Armein Z.R. Langi, Analisis Kualitas Layanan (QOS) Audio-Video Layanan Kelas Virtual di Jaringan Digital Learning Pedesaan, Koferensi Teknologi Informasi dan Komunikasi untuk Indonesia, 2011 [3] HP Innovation, ProCurve Networking,

Planning a Wireless Network, 2006. [4] Nor Khairiah Ibrahim, Abdul Halim Ali,

Mohd Raziff Abdul Razak And Mohd Faiz Azhar, “The Performance Of Video Streaming Over Wireless-N”, Ieee

Symposium On Wireless Technology And Applications (Iswta), 2012

[5] Wifi Aliance, “Wi-Fi Certified™ N

Longer-Range, Faster-Throughput,

Multimedia-Grade Wi-Fi® Networks”, 2009.

(7)

[6] Cisco Systems, Inc., Configuring Cisco Ios Ip Slas Udp Jitter Operations For Voip, 2010.

[7] Itu-T G.1010, Series G: Transmission Systems And Media, Digital Systems And

Networks Quality Of Service And

Performance, 2011.

[8] Videolan Organization, "Videolan Client