ANALISIS PERBANDINGAN KUALITAS VOIP PADA SISTEM NON EMBEDDED DAN EMBEDDED BERBASIS IEEE 802.11 N
Rafica Fitriya1), Emansa Hasri Putra2)Mochamad Susantok3)
1) Jurusan Teknik Elektro Politeknik Caltex Riau, Pekanbaru 28265, email: sayaraficafitriya@gmail.com 2) Jurusan Teknik Elektro Politeknik Caltex Riau, Pekanbaru 28265, email: emansa@pcr.ac.id
3) Jurusan Teknik Elektro Politeknik Caltex Riau, Pekanbaru 28265, email: santok@pcr.ac.id
Abstrak
Perkembangan teknologi saat ini sudah demikian maju, terutama dalam bidang telekomunikasi.
Teknologi wireless LAN merupakan salah satu terobosan terbaru yang memberikan kemudahan dalam pertukaran data antara pengguna dalam satu jaringan yang memungkinkan pengguna dapat saling berkomunikasi. Perkembangan teknologi VoIP juga telah mendapat perhatian yang khusus, hal ini dikarenakan mahalnya biaya panggilan telepon. Dalam penelitian ini dibuat dua server VoIP yang berbeda yang telah dibandingkan. Dimana satu server VoIP di proses dalam Linux (ubuntu 10.10) dan server VoIP yang satu lagi diproseskan di dalam sebuah access point, yaitu firmware OpenWrt dan Asterisk. Tujuan dari hasil penelitian server VoIP Embedded dan server VoIP Non-Embedded yaitu untuk mengetahui besar delay, jitter, throughput, dan packet loss dari kedua server VoIP. Setelah melakukan penelitian, dimana pada VoIP embedded dengan menggunakan sebanyak 2 klien besar delay yang diperoleh yaitu 24.248 ms, jitter sebesar 0.118 ms, packet loss 0%, dan throughput 87.5 kbps. Pada VoIP non embedded dengan jumlah klien yang sama delay yang diperoleh yaitu 31.97 ms, jitter sebesar 1.339 ms, packet loss sebesar 0% dan throughput sebesar 82,6kbps. Dengan melihat hasil nilai QoS dari kedua server VoIP, maka VoIP embedded memiliki kualitas yang lebih bagus daripada VoIP non embedded.
Kata Kunci : Wireless LAN, VoIP, OpenWrt, Asterisk, QoS
Absctrac
The development of technology is now so advanced, especially in telecommunications. Wireless LAN technology is one of the latest breakthroughs that provide ease of data exchange between users in a network that allows users to communicate with each other. The development of VoIP technology has also received special attention, mainly due to the high cost of phone calls. In this study created two different VoIP servers have been compared. Where a VoIP server in the process in Linux (Ubuntu 10.10) and the other VoIP server diproseskan in an access point, the OpenWRT firmware and Asterisk. The purpose of the research results Embedded VoIP servers and VoIP servers Non-Embedded is to determine the delay, jitter, throughput, and packet loss from both the VoIP server. After doing research, in which the embedded VoIP client using the delay as much as 2 obtained is 24 248 ms, 0118 ms of jitter, packet loss 0%, and throughput of 87.5 kbps. In non-embedded VoIP client with the same amount of delay when the 31.97 ms, 1339 ms of jitter, packet loss of 0% and a throughput of 82.6 kbps. By looking at the values of both servers VoIP QoS, VoIP embedded it has a better quality than non-embedded VoIP.
Keyword: Wireless LAN, VoIP, OpenWrt, Asterisk, QoS
1 PENDAHULUAN
Perkembangan teknologi saat ini telah semakin maju, terutama dalam
bidang telekomunikasi. Teknologi Wireless LAN telah berkembang sangat pesat sekarang ini. Dengan berkembangnya teknologi wireless telah
membuka jalan untuk kemajuan teknologi yang lainnya, begitu juga dengan VoIP. Dimana sebelumnya untuk membangun jaringan VoIP membutuhkan server khusus. Sekarang ini, server VoIP dapat dioperasikan didalam access point, berupa openWRT dan Asterisk sehingga bisa menghemat penggunaan server.
Pada penelitian sebelumnya telah dilakukan Analisa Performansi dan Kualitas Kanal VoIP Pada Sistem Embedded Wireless Berbasis 802.11G[1]. Dengan menggunakan wireless 802.11 g menggunakan access point Lynksis WRT54GL. Pada proyek tersebut, hanya memperhatikan nilai QoS dari satu server VoIP embedded saja.
Pada penelitian ini akan menganalisis perbandingan antara kanal VoIP embedded dengan VoIP non embedded, yaitu untuk VoIP embedded server VoIP akan ditanamkan didalam sebuah access point sedangkan untuk VoIP non embedded server VoIP akan di buat pada Operasi Sistem Linux (ubuntu 10.10). Hal ini bertujuan untuk mengetahui jaringan VoIP mana yang terbaik dari keduanya. Dimana dapat dilihat dari nilai QoS masing-masing kanal VoIP.
2 TINJAUAN PUSTAKA 2.1 VoIP
VoIP merupakan percakapan yang bisa dilakukan oleh user dari jarak jauh. Dengan memanfaatkan teknologi media internet memungkinkan teknologi VoIP dapat dilakukan. Proses ini dilakukan dengan cara mengubah data suara menjadi kode digital.[2]
Saat ini membangun jaringan VoIP relatif lebih mudah dibandingkan dengan tahun-tahun sebelumnya. Hal ini disebabkan karena banyaknya aplikasi Open Source yang tersedia untuk layanan VoIP. Pada penelitian ini akan dibangun
dua buah server VoIP yang berbeda namun sama-sama menggunakan jaringan VoIP berbasis SIP dengan menggunakan IP-PBX berupa asterisk. Untuk VoIP embedded asterisk akan ditanamkan didalam access point melalui OpenWRT sedangkan untuk VoIP non embedded asterisk akan dibuat didalam Operating Sistem linux (ubuntu 10.10).
2.2 OpenWRT
OpenWRT merupakan salah satu firmware yang berbasis linux dan bersifat open source yang digunakan dengan cara menanamkan pada sebuah perangkat AP dan memiliki fungsi untuk memberi kemudahan kepada user untuk melakukan modifikasi, menginstalisasi paket yang dibutuhkan oleh AP, sehingga membuat system pada AP menjadi multifungsi.
Melakukan instalasi firmware pada access point menjadi OpenWRT cukup aman, karena fimware asli bawaan dari access point dapat dikembalikan lagi.
Awalnya firmware OpenWrt ini hanya terbatas pada seri Linksys WRT54GL[1], namun dengan perkembangannya firmware ini telah bisa diupgrade dibeberapa Access Point. Openwrt ini menggunakan antarmuka command line dan juga dilengkapi dengan GUI berbasis web interface. Website yang menyediakan paket-paket serta dapat diunduh supaya dapat menggunakan firmware OpenWrt ini adalah www.openwrt.org.
Tabel 2.1 Versi OpenWrt [1]
2.3 SIP[3]
Banyak aplikasi diinternet yang memerlukan manajemen sesi dimana sesi merupakan jalur pertukaran data antar pengguna. Session Initiation Protocol (SIP) merupakan protocol yang dapat digunakan untuk membuat sesi dan VoIP itu sendiri memerlukan teknologi SIP. SIP dapat digunakan untuk protocol VoIP karena dapat membangun sesi sehingga paket- paket suara dapat disampaikan ke tujuan (user agents). Dalam penelitian ini menggunakan jaringan VoIP berbasis SIP dengan menggunakan IP-PBX berupa asterisk. Dimana asterisk itu sendiri diproses di dalam access point.
2.4 Wireless 802.11 n
Teknologi 802.11n telah disahkan oleh IEEE pada tahun 2009. 802.11n adalah perubahan standar jaringan nirkabel untuk meningkatkan throughput dari standar sebelumnya, seperti 802.11b/g, dengan meningkatkan data rate mkasimum dalam lapisan fifik OSI dari 54 Mbit/s ke maksimum 600 Mbit/s.[4]
2.5 Parameter QoS[1]
Kualitas layanan VoIP mempunyai beberapa parameter yang dapat diukur antara lain:
1. Latency, suatu penundaan yang mengakibatkan paket lama sampai kepenerima. Besarnya latency maksimum yang direkomendasikan oleh ITU untuk aplikasi suara (VoIP) yaitu 150 ms, namun latency maksimum dengan kualitas suara yang masih dapat diterima pengguna adalah 250 ms.
2. Jitter, yaitu perbedaan waktu kedatangan dari waktu paket kepenerima dengan waktu yang diharapkan.
3. Packet loss,yaitu hilangnya paket akibat antrian yang terlalu lama atau ukuran paket yang terlalu besar dibandingkan dengan bandwith yang tersedia.
4. Throughput, yaitu jumlah total kedatangan paket IP sukses yang diamati di tempat pengukuran pada destination selama interval waktu tertentu dibagi oleh durasi interval waktu tersebut (sama dengan, jumlah pengiriman paket IP sukses per service-second).
3. PERANCANGAN SISTEM
Pengujian dilakukan setelah server VoIP embedded maupun VoIP non embedded telah selesai dan telah berjalan.
Apapun dalam pembuatan sistem dilakukan beberapa tahapan :
1. Proses pembuatan dan konfigurasi dari sesi sever, baik itu server VoIP embedded dan VoIP non embedded.
2. Proses konfigurasi dari sesi klien adalah instalasi dan konfigurasi X- Lite dan telepon seluler yang menyediakan fasilitas SIP phone.
Gambar 3.1 merupakan topologi dari VoIP embedded.
Gambar 3.1 Topologi VoIP embedded.
Versi Tanggal Rilis
White Russian Februari, 2007 Kamikaze 7.06 Juni, 2007 Kamikaze 7.07 Juli, 2007 Kamikaze 7.09 September, 2007 Kamikaze 8.09 September, 2008 Kamikaze 8.09.1 Juni, 2009 Kamikaze 8.09.2 Januari, 2010 Backfire 10.3 April, 2010
Berikut merupakan blok diagram system kerja VoIP embedded.
access point
Gambar 3.2 Blok Diagram Sistem VoIP embedded.
Berikut merupakan topologi untuk VoIP non embedded yang telah dirancang.
Gambar 3.3 Topologi VoIP non embedded.
Gambar 3.4 Blok diagram VoIP non embedded.
Pada proses pengambilan data dilakukan pengujian terhadap banyak klien dan besar level daya yang diperoleh pada posisi klien. Setiap pengujian dilakukan benyak 10 kali pengujian dengan lama waktu 30 detik.
Pengujian dilakukan dengan menggunakan software wireshark.
Dimana untuk melihat nilai-nilai dari parameter QoS.
4 ANALISA DAN PEMBAHASAN 4.1 Pengujian QoS Pada VoIP embedded.
Pada pengujian ini, setiap klien melakukan panggilan komunikasi VoIP selama 30 detik dengan jumlah pengujian sebanyak 10 kali. Sesi klien dimulai dari 2 klien, 4 klien dan 6 klien.
Berikut adalah hasil dari parameter delay yang diperoleh untuk VoIP embedded.
Gambar 4.1 Pengujian delay VoIP embedded.
Dari gambar grafik 4.1, dimana saat 6 klien melakukan komunikasi VoIP, terjadi peningkatan grafik delay saat pengujian keempat. Hal ini dapat disebabkan banyaknya paket yang dikirim pada saat komunikasi sedang berlangsung. Pada pengujian ketiga dan kelima untuk pengujian sebanyak 2 klien grafik delaynya lebih besar dibanding dengan pengujian 4 klien dan
Operating
System Asterisk
SIP Extensions SIP Extensions
Client
Monitoring &
Analisis
Wireless 802.11 N
Asterisk OpenWrt
Client
Monitoring &
Analisis
0 10 20 30 40 50
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
delay (ms)
Pengujian ke-
Delay
Delay 2 klien Delay 4 klien Delay 6 klien
6 klien. Penurunan level sinyal pada wireless dapat menjadi penyebab terjadinya peningkatan nilai delay tersebut. Semakin banyaknya klien yang melakukan panggilan VoIP, maka nilai delay akan semakin besar. Dimana terlihat rata-rata untuk semua jumlah klien. Semakin banyak jumlah klien, maka rata-rata delay yang dihasilkan semakin besar. Pada saat 2klien rata- rata delay sebesar 26.804 ms, 4 klien sebesar 27.695 ms dan 6 klien sebnyak 29.693 ms.
Gambar 4.2 Pengujian packet loss VoIP embedded
Pada gambar 4.2 diatas, rata-rata packet loss dari setiap klien yang sedang berkomunikasi. Setiap jumlah klien rata-rata packet lossnya 0%. Tidak adanya paket yang hilang saat pengujian untuk 2, 4, dan 6 klien dikarenakan bandwidth pada wireless n sangat cukup untuk melewati semua paket data yang masuk, sehingga tidak terjadinya penumpukan paket pada trafik. Jika dilihat dari standar ITU yang dikeluarkan untuk packet loss, maka kanal VoIP ini sangat bagus.
Gambar 4.3. Pengujian jitter VoIP embedded
Pada gambar 4.3, untuk pengujian jitter, dimana semakin tinggi rata-rata jitter dari suatu jaringan, maka akan semakin buruk kualitas dari jaringan tersebut. Nilai jitter berbanding lurus dengan nilai delay. Karena delay dan jitter berbanding lurus.
Gambar 4.4 Pengujian throughput VoIP embedded
Dari gambar 4.4, Nilai throughput yang dihasilkan dimana semakin banyak jumlah klien, maka semakin besar nilai throughput yang dihasilkan. Throughput bertujuan untuk mengetahui kehandalan dari suatu jaringan dalam meneruskan paket yang datang hingga paket tersebut sampai ke tujuan.
Selain dilakukan pengujian berdasarkan jumlah klien, juga dilakukan pengujian berdasarkan besar level daya yang diperoleh oleh klien dari AP. Berikut data yang diperoleh untuk pengujian level daya.
0 0,5 1
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Packet Loss %
Pengujian ke-
Packet Loss
Loss % 6 klien Loss % 4 klien Loss % 2 klien
0 0,5 1 1,5 2
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Jitter (ms)
Pengujian ke-
Jitter
Jitter 2 klien Jitter 4 klien Jitter 6 klien
0 50 100 150
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
throughput (kbps)
Pengujian ke-
Throughput
Throughput 2 klien
Throughput 4 klien
Throughput 6 klien
Tabel 4.1 Nilai QoS berdasarkan level daya.
RSSI (dB)
Delay (ms)
Throughput (kbps)
Jitter (ms)
Loss (%) -40 42.52 150.40 2.65 0.00 -45 42.56 135.30 2.78 0.00 -50 43.46 156.10 2.83 0.00 -55 45.54 155.10 3.32 0.00 -60 46.29 143.30 3.37 0.00
Nilai QoS pada pengujian level daya ini merupakan rata-rata dari 10 kali pengujian. Pada pengujian ini diperoleh kualitas jaringan yang buruk terjadi saat level daya sebesar -60dB, dimana rata-rata delay yang dihasilkan sebesar 46.29 ms dan rata-rata jitter sebesar 3.37 ms. Secara teori, semakin besar level daya yang diperoleh klien, maka semakin dekat jarak antara klien dengan server dan menghasilkan kualitas jaringan yang lebih bagus. Nilai packet loss untuk semua pengujian sama , yaitu sebesar 0%, yang berarti tidak ada paket yang hilang saat pengujian berlangsung.
4.2 Pengujian QoS Pada VoIP non embedded.
Pengujian pada VoIP non embedded system yang dilakukan sama dengan VoIP embedded. Dimana pengujian dilakukan selama 30 detik, dengan klien sebanyak 2 klien, 4 klien dan 6 klien.
Gambar 4.5 Pengujian delay VoIP non embedded.
Pada gambar 4.5, pada pengujian sebanyak 2 klien, dimana terjadi peningkatan grafik delay pada pengujian kedelapan, sembilan dan sepuluh. Dimana terjadinya gangguan pada jaringan wireless saat komunikasi sedang berlangsung menjadi faktor menurunnya kualitas jaringan wireless.
Namun, dilihat secara keseluruhan rata- rata nilai delay yang tertinggi terdapat pada saat komunikasi sebanyak 6 klien, yaitu sebesar 29.693 ms. Saat 2 klien rata-rata delay sebesar 38.87 ms, pengujian 4 klien sebesar 39.765 ms.
Banyaknya data yang yang dikirim pada saat komunikasi VoIP sedang berlangsung dapat menyebabkan delay semakin besar. Rata-rata delay pada pengujian VoIP non embedded lebih besar nilainya dibandingkan VoIP embedded. Dapat dilihat dari topologi yang telah dibuat, berkurangnya salah satu perangkat yang digunakan dalam membangun server VoIP embedded, dapat mempengaruhi besar kecilnya nilai delay. Kecilnya nilai delay pada VoIP embedded dikarenakan trafik yang dilalui saat pengiriman data lebih singkat, dimana data akan langsung dikirim ke tujuan setelah melalui wireless access point.
Gambar 4.6 Pengujian packet loss VoIP non embedded
Pada pengujian packet loss untuk VoIP non embedded nilai yang diperoleh sama dengan VoIP embedded.
Hal ini menunjukkan bahwa kedua kanal VoIP yang dihasilkan dapat
0 20 40 60
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
delay (ms)
Pengujian ke-
Delay
Delay 2 klien Delay 4 klien Delay 6 klien
0 0,5 1
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
packet loss (%)
Pengujian ke-
Packet loss
Loss % 2 klien Loss % 4 klien Loss % 6 klien
melewati sebanyak 6 klien secara bersamaan.
Gambar 4.7 Pangujian jitter VoIP non embedded.
Besarnya nilai pada jitter dapat dipengaruhi oleh variasi beban trafik dan adanya tumpukan paket atau data pada jaringan. Terlihat pada gambar 4.6 diatas. Dimana semakin besar beban trafik maka semakin tinggi nilai jitter QoS. Dari nilai jitter yang diperoleh pada VoIP non embedded, kanal VoIP non embedded memiliki kualitas yang bagus karena nilai jitter yang diperoleh berkisar sekitar 0 s/d 75 ms. Rata-rata untuk nilai jitter yang tertinggi terdapat pada saat pengujian 6 klien, dimana rata-rata jitternya sebesar 2.177 ms karena banyaknya paket yang dikirim saat komunikasi berlangsung. Apabila dibandingkan dengan nilai jiiter pada pengujian VoIP embedded, nilai jitter pada VoIP non embedded ini lebih tinggi.
Gambar 4.8 Pengujian throughput VoIP non embedded.
Pada gambar 4.8 merupakan grafik nilai throughput pada saat pengujian 2 klien, 4 klien dan 6 klien.
Grafik throughput pada percobaan kedelapan untuk 6 klien, mengalami peningkatan dibandingkan dengan percobaan sebelumnya. Terjadinya peningkatan pada trafik, maka dapat menyebabkan peningkatan nilai throughput.
Pengujian berdasarkan level daya dari sinyal wireless. Dimana pada VoIP non embedded diperoleh data sebagai berikut.
Tabel 4.2 Nilai QoS berdasarkan level daya VoIP non embedded.
RSSI (dB)
Delay (ms)
Trhoughput (kbps)
Jitter (ms)
Loss (%) -40 43.22 150.60 2.81 0 -45 44.47 145.50 3.11 0 -50 44.97 147.60 3.12 0 -55 46.12 152.40 3.33 0 -60 46.71 130.00 3.41 0
Pengujian dilakukan dari level daya -40dB, -45dB, -50dB, -55dB dan - 60dB. Pengukuran berdasarkan besar level daya ini menunjukkan sebaik mana kualitas pada jaringan VoIP.
Kualitas yang bagus terjadi pada saat saat level daya sebesar -40dB dengan rata-rata delay yaitu 43.22 ms, rata-rata jitter sebesar 2.81 ms, rata-rata packet loss sebesar 0% dan rata-rata throughput sebesar 150.60 kbps.
0 1 2 3 4 5
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
jitter (ms)
Pengujian ke-
Jitter
Jitter 2 klien Jitter 4 klien Jitter 6 klien
0 50 100 150
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
throughput (kbps)
Pengujian ke-
Throughput
Throughput 2 klien Throughput 4 klien Throughput 6 klien
Semakin kecil level daya yang diperoleh dari klien, maka semakin buruk kualitas jaringan, karena level daya mempengaruhi nilai QoS yang akan dihasilkan.
Untuk membandingkan kualitas jaringan, VoIP embedded memiliki kualitas lebih bagus dibandingkan VoIP non embedded. Dimana hasil dari rata- rata nilai parameter QoS lebih kecil dibandingkan dengan server VoIP non embedded.
5 KESIMPULAN
1. Semakin banyak jumlah klien VoIP, maka nilai dari QoS akan semakin besar, dimana pada VoIP embedded saat pengujian 6 klien berkomunikasi, delay yang dihasilkan sebesar 29.693 ms sedangkan untuk VoIP non embedded delay untuk pengujian 6 klien sebesar 41.549 ms. Lebih besar dari pengujian 2 klien dan 4 klien. Pada saat 2 klien VoIP embedded delay sebesar 26.804 ms sedangkan untuk VoIP non embedded sebesar 38.87ms.
Saat pengujian 4 klien untuk VoIP embedded rata-rata delay yang diperoleh sebesar 27.695ms sedangkan untuk VoIP non embedded sebesar 39.765 ms.
2. Nilai rata-rata jitter yang diperoleh berbanding lurus dengan rata-rata delay yang dihasilkan. Dimana semakin besar nilai delay maka semakin besar nilai jitter.
3. Pada pengujian kedua server VoIP ini tidak terdapat paket yang hilang untuk setiap pengujian. Besarnya bandwidth yang digunakan menjadi faktor penyebab tidak adanya paket yang hilang.
4. Pengukurun level daya mempengaruhi dari kualitas suatu jaringan. Dimana semakin besar level daya yang di peroleh dari sisi klien, maka semakin berkurang kualitas dari jaringan, karena semakin jauh jarak antara klien dengan server. Pada VoIP embedded rata-rata
QoS lebih kecil dibandingkan dengan server VoIP non embedded.
Daftar Pustaka
[1] Risky Agri Syafindra,”Analisis Perfrmansi Dan Kualitas Kanal VoIP Pada Sistem Embedded Wirless Berbasis 802.11 G”. Tugas akhir Teknik Telekomunikasi- ITS,2011.
[2] Pandu, pebrianto “Beberapa hal tentang voip (Voice Over Internet Protocol”. Diambil 23 November
2011 dari
http://pandupebriatmoko.wordpress.
com/2010/02/13/beberapa-hal- tentang-voip-voice-over-internet- protocol/.
[3] Perdana, Raditya, “Rancang Bangun WEB MAnajemen Laboratorium 3D Dengan VRML”, Tugas akhir Teknik Telekomunikasi-ITS,2011.
[4]te.ugm.ac.id/~risanuri/siskom/IEEE
%20802_11n.pdf
