Integrasi Jaringan WiMAX dan WiFi Sebagai Backhaul … · Integrasi Jaringan WiMAX dan ... •...
Transcript of Integrasi Jaringan WiMAX dan WiFi Sebagai Backhaul … · Integrasi Jaringan WiMAX dan ... •...
Integrasi Jaringan WiMAX dan
WiFi Sebagai Backhaul pada
Komunikasi Darurat BencanaSyaldy Kharisma Ananda2210100184
Pembimbing :1. Prasetiyono Hari Mukti, ST., MT., M.Sc.2. Ir. Gatot Kusrahardjo, MT.
Latar Belakang• Bencana bisa terjadi kapan dan dimana saja.
Latar Belakang
• Dampak bencana
Perumusan MasalahDari latar belakang masalah tersebut, dapat dirumuskan permasalahan sebagai berikut :1. Bagaimana tekonologi WiMAX dapat digunakan sebagai backhaul
untuk solusi komunikasi darurat bencana?2. Bagaimana pengaruh teknologi WiMAX terhadap kinerja jaringan?3. Bagaimana cara mengintegrasi teknologi WiMAX dan WiFi?4. Bagaimana membangun layanan komunikasi VoIP pada server?5. Bagaimana pengaruh kualitas QoS layanan komunikasi VoIP saat
pada saat integrasi teknologi WiMAX dan WiFi?
Batasan Masalah1. Topologi yang digunakan adalah point to point, dan point to
multipoint.2. Diasumsikan power supply bagi perangkat ada di pusat
pengungsian.3. Frekuensi kerja WiMAX yang digunakan adalah 3,5 GHz.4. Pengujian sistem dilaksanakan di Laboratorium Komunikasi Data,
ruang AJ. 404 jurusan teknik elektro ITS.5. Standar WLAN yang digunakan yakni IEEE 802.11g. atau IEEE
802.11n.6. Layanan yang diuji untuk komunikasi adalah layanan VoIP dengan
codec G.7117. Tidak membahas keamanan jaringan.
Tujuan Tugas Akhir
• Dapat menjadi alternatif saluran backhaulsistem komunikasi pada kondisi bencana
Teori Penunjang• Teknologi Worldwide Interoperability for Microwave Access (
WiMAX ) adalah teknologi Broadband Wireless Access (BWA) untukkomunikasi broadband yang memiliki kecepatan akses tinggi danjangkauan yang luas.
• WiFi adalah standar industri untuk produk yang didefinisikan olehaliansi wifi yang sesuai dengan standar IEEE 802.11.
• Pengertian backhaul secara umum adalah suatu jalur / jaringanyang digunakan untuk menyalurkan data maupun informasi darisource point ke destination point.
Teori Penunjang• Bencana alam adalah bencana yang diakibatkan oleh peristiwa atau
serangkaian peristiwa yang disebabkan oleh alam antara lainberupa gempa bumi, tsunami, gunung meletus, banjir, kekeringan,angin topan dan tanah longsor
• Voice over Internet Protocol (VoIP) adalah teknologi pengirimansinyal suara secara real time antara dua atau lebih user denganmelewati jaringan yang menggunakan protokol-protokol internet danmelakukan pertukaran informasi yang dibutuhkan untuk mengontrolpengiriman suara tersebut
• Mean opinion score yaitu nilai pada skala yang telah ditetapkanyang digunakan oleh suatu subyek untuk menyatakan pendapatmereka tentang kinerja dari suatu sistem transmisi telepon yangdigunakan baik untuk percakapan maupun untuk mendengar materiyang diucapkan
Teori Penunjang• E model adalah model komputasional yang dirancang oleh ITU-T yang
menggunakan kombinasi efek dari beberapa parameter transmisi untukmemprediksi kualitas subyektif dari sebuah panggilan telepon [8]. Ratingtransmisi faktor R dihitung dengan mengombinasikan semua parametertransmisi yang terkait dalam sebuah koneksi yang nantinya dapatdipergunakan untuk memprediksi reaksi subyektif user [8].
• Quality of Service (QoS) adalah kemampuan suatu jaringan untukmenyediakan layanan yang baik. QoS mempunyai parameter-parameteruntuk menunjukkan tingkat kualitas maupun performansinya.
Skenario PengujianWiMAX Base Station (BS)
WiMAX Subscriber
Station (SS)Wireless Router
Server VoIP
Switch
User 1
User 2
User 3
User 4
Arsitektur pengukuran pada skenario 1
Perangkat pendukungyang digunakan padaskenario 1 adalahsebagai berikut :• 1 SS• 1 Wireless router• 4 User
Skenario PengujianWiMAX Base Station (BS)
WiMAX Subscriber
Station (SS)Wireless Router
Primer
Server VoIP
Switch
User 1
User 2
User 3
User 4
Wireless Router Sekunder
Mode Bridge
Perangkat pendukungyang digunakan padaskenario 2 adalahsebagai berikut :• 1 perangkat SS• 2 perangkat wireless
router• 4 user yang terhubung
pada router sekunder
Arsitektur pengukuran pada skenario 2
Skenario PengujianWiMAX Base Station (BS)
WiMAX Subscriber
Station (SS)Wireless Router
Primer
Server VoIP
Switch
User 1 User 2 User 3 User 4
Wireless Router Sekunder
Mode Bridge
Perangkat pendukung yang digunakan pada skenario 3 adalah sebagai berikut :• 1 SS• 2 Wireless router• 4 User
Arsitektur pengukuran pada skenario 3
Skenario PengujianWiMAX Base Station (BS)
WiMAX Subscriber
Station 1 (SS 1)
WiMAX Subscriber
Station 2 (SS 2)
Wireless Router 1
Wireless Router 2
Server VoIP
Switch
User 1
User 2
User 3
User 4
Perangkat pendukungyang digunakan padaskenario 4 adalahsebagai berikut :• 2 SS• 2 Wireless router• 4 User yang
terhubung pada routerdengan rincian :
• 2 user padaSubscriber 1
• 2 user padaSubscriber 2
Arsitektur pengukuran pada skenario 4
Parameter QoS yang dianalisa
• Throughput• Delay• Jitter• Packet Loss
Throughput
Beban (Mbps)
Throughput (Mbps)
Skenario 1 Skenario 2 Skenario 3
Skenario 4
0 0,169463 0,170975 0,171 0,1702
1 0,170838 0,171013 0,171 0,1703
2 0,153063 0,157463 0,157463 0,1625
3 0,135913 0,136013 0,136138 0,1389
4 0,124413 0,124238 0,12475 0,1283
Tabel 4.1 Pengaruh Pembebanan Terhadap Throughput
Throughput
0.12
0.13
0.14
0.15
0.16
0.17
0.18
0 1 2 3 4 5
Thro
ughp
ut (M
bps)
Beban (Mbps)
Grafik Throughput terhadap Beban
Skenario 1
Skenario 2
Skenario 3
Skenario 4
Delay
Beban (Mbps)
Delay (ms)
Skenario 1 Skenario 2 Skenario 3
Skenario 4
0 11,265 10,016 10,005 10,051
1 10,016 10,006 10,006 10,053
2 10,861 10,873 10,873 10,532
3 12,592 12,582 12,566 12,325
4 13,772 13,799 13,722 13,349
Tabel 4.2 Pengaruh Pembebanan Terhadap Delay
Delay
9
9.5
10
10.5
11
11.5
12
12.5
13
13.5
14
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5
Del
ay (m
s)
Beban (Mbps)
Grafik Delay terhadap Beban
Skenario 1
Skenario 2
Skenario 3
Skenario 4
Jitter
Beban (Mbps)
Jitter (ms)
Skenario 1 Skenario 2 Skenario 3
Skenario 4
0 6.679 8.46425 12.796625 14.179
1 5.87039 11.573 12.60725 11.388
2 15.35325 21.2595 21.2595 17.005
3 36.38175 40.539 40.80725 35.979
4 53.75775 57.226875 57.710625 50.296
Tabel 4.3 Pengaruh Pembebanan Terhadap Jitter.
Jitter
0
10
20
30
40
50
60
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5
Jitte
r (m
s)
Beban (Mbps)
Grafik Jitter terhadap Beban
Skenario 1
Skenario 2
Skenario 3
Skenario 4
Packet Loss
Beban (Mbps)
Packet Loss (%)
Skenario 1 Skenario 2 Skenario 3 Skenario 4
0 0.0775 0 0 0.97
1 0.1350 0.02 0 0.95
2 15.9000 15.8975 15.8975 9.97
3 40.9100 40.7775 40.6125 37.04
4 54.0663 53.8650 53.7250 49.91
Tabel 4.4 Pengaruh Beban Terhadap Nilai Packet Loss.
Packet Loss
-10
0
10
20
30
40
50
60
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5
Pac
ket L
oss
(%)
Beban (Mbps)
Grafik Packet Loss terhadap Beban
Skenario 1
Skenario 2
Skenario 3
Skenario 4
E-Model dan MOSSkenario Pengujian Beban Traffic (Mbps) Faktor R MOS
Skenario 1
0 86,58 4,251 86,35819 4,2399012 50,35872 2,5938413 27,94112 1,5261064 20,5885 1,269543
Skenario 2
0 86,9596 4,25761 86,8700 4,25502 50,3618 2,59403 28,0250 1,52944 20,6874 1,2725
Skenario 3
0 86,9599 4,25761 86,9599 4,25762 50,3618 2,59403 28,1299 1,53354 20,7587 1,2747
Skenario 4
0 82,8835 4,12821 82,9622 4,13092 59,5126 3,07473 30,4928 1,62954 22,7253 1,3372
Tabel 4.5 Konversi nilai faktor R ke dalam MOS
MOS
0.00
0.50
1.00
1.50
2.00
2.50
3.00
3.50
4.00
4.50
5.00
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4
MO
S
Beban (Mbps)
Grafik Nilai Estimasi MOS
Skenario 1
Skenario 2
Skenario 3
Skenario 4
RTT
Ukuran Paket
(Byte)
RTT (ms)
Jaringan WiMAX
Skenario 1 Skenario 2 Skenario 3 Skenario 4
160 26 28 30 29 28
240 26 28 31 28 29
320 26 30 31 28 30
640 27 35 32 30 29
1280 30 36 35 32 31
1920 29 42 35 32 40
2560 30 42 38 34 44
3200 39 54 57 45 49
3840 40 54 46 47 48
4480 41 56 47 47 51
5120 40 54 47 45 52
RTT
0
10
20
30
40
50
60
160 240 320 640 1280 1920 2560 3200 3840 4480 5120
Rou
nd T
rip T
imes
(RTT
) (m
s)
Ukuran Paket (byte)
Pengukuran Nilai RTT Dengan Ukuran Paket Berbeda
Jaringan WiMAX
Skenario 1
Skenario 2
Skenario 3
Skenario 4
Kesimpulan (1)• Teknologi WiMAX dapat digunakan sebagai backhaul pada jaringan
WiFi, namun menyebabkan perubahan nilai pada performa jaringanyang diintegrasikan.
• Layanan VoIP dapat digunakan pada jaringan lokal denganmenginstalasi software Asterisk pada PC yang akan digunakansebagai server dan dihubungkan dengan jaringan WiMAX.
• Teknologi WiMAX dan WiFi dapat diintegrasikan mengubungkansubscriber station dengan perangkat WiFi.
• Efek pembebanan dapat mempengaruhi kualitas QoS dari layananVoIP yang diimplementasikan yang terlihat dengan perubahan nilaipada throughput, delay, jitter dan packet los
Kesimpulan (2)• Skenario pengujian yang dilakukan terdiri dari empat skenario.
Skenario 1 menggunakan satu buah subscriber station dan satubuah wireless router, dimana user terhubung dengan wirelessrouter. Skenario 2 menggunakan satu buah subscriber stationdengan dua buah wireless router, yakni wireless router primer dansekunder dengan user yang terhubung pada wireless routersekunder. Skenario 3 menggunakan satu buah subscriber stationdengan dua buah wireless router, yakni primer dan sekunderdengan user yang terhubung pada wireless router primer danwireless router sekunder. Skenario 4 menggunakan dua buahsubscriber station dan dua buah wireless router dengan user yangterhubung dengan masing-masing wireless router.
Kesimpulan (3)• Nilai throughput semakin turun dengan ditingkatkannya beban.
Berdasarkan ITU-T G.114, rate dari VoIP dengan codec G.711adalah sebesar 64 Kbps. Dengan demikian, syarat ini hanyadipenuhi oleh skenario 1, 2 dan 3 dan 4 pada seluruh pengujiandengan beban traffic yang 0 Mbps, 1 Mbps, 2 Mbps, 3 Mbps dan 4Mbps.
• Delay semakin tinggi dengan ditingkatkannya pada sistem yangdiimplementasikan. Nilai delay yang direkomendasikan pada ITUG.114 yakni 150 ms. Dengan demikian nilai delay dari skenario 1,2, 3 dan 4 yang diuji pada kondisi beban traffic 0 Mbps, 1 Mbps, 2Mbps, 3 Mbps dan 4 Mbps masih berada di bawah standar delayyang ditentukan.
Kesimpulan (4)• Nilai jitter semakin tinggi dengan ditingkatkannya beban. Pada saat
beban traffic mencapai 4 Mbps, Nilai jitter dari masing-masingskenario 1, 2, 3 dan 4 adalah 53,75775 ms, 57,226875 ms,57,710625 ms dan 50,296 ms
• Nilai Packet Loss semakin tinggi dengan ditingkatkannya padasistem yang diimplementasikan.. Berdasarkan Cisco [26], untuklayanan VoIP nilai packet loss yang direkomendasikan adalahkurang dari 1% sehingga nilai ini hanya dipenuhi oleh skenario 1, 2,3 dan 4 pada kondisi beban traffic 0 Mbps dan 1 Mbps.
Kesimpulan (5)• Semakin padat traffic pada sistem, maka nilai R faktor dan MOS
menjadi semakin rendah. Berdasarkan ITU-P.800 nilai MOS yangdirekomendasikan adalah lebih besar dari 3 sehingga dari skenario1, 2 dan 3 hanya dapat dipenuhi pada saat beban traffic yangdiberikan sebesar 0 Mbps dan 1 Mbps. Sedangkan untuk skenario 4memenuhi hingga beban yang diberikan 2 Mbps.
• Untuk pengembangan coverage area WiFi dan WiMAX mode bridgedapat digunakan tanpa memerlukan tambahan kabel yang tentunya sangat membantu jika diterapkan pada daerah yang terkena bencana.
Saran• Untuk penelitian selanjutnya diharapkan dapat menerapkan topologi
mesh sehingga nantinya pada saat kondisi bencana akan lebihmudah dalam mengakses layanan komunikasi yang disediakan.
• Pengujian kualitas layanan jika diakses pengguna telepon seluler.
• Pengujian layanan VoIP dengan tetap memperhatikan keamananjaringan.
Daftar Pustaka (1)1. ______,"Kemenkominfo : Jaringan Telekomunikasi di Wilayah Banjir Masih
Terputus" , <URL :http://jabodetabek.tvonenews.tv/berita/view/66288/2013/01/21/kemenkominfo_jaringan_telekomunikasi_di_wilayah_banjir_masih_terputus.tvOne>, Januari, 2013, diakses pada 15 april 2014.
2. Mardira, Salman, “Jaringan Komunikasi di Aceh Terputus Akibat ListrikPadam” <URL : http://techno.okezone.com/read/2013/07/03/54/831528/jaringan-komunikasi-di-aceh-terputus-akibat-listrik-padam> Juli, 2013, diakses padaApril 2014.
3. ______, “Siaga Bencana TI”<URL: http://www.biskom.web.id/2012/06/16/siaga-bencana-dengan-ti.bwi> Juni, 2012, diakses pada 19 Mei 2014
4. Panji Rahmanto, Aditya,"Dasar-Dasar Merakit OpenBTS ala Onno Purbo" <URL : http://tekno.kompas.com/read/2011/12/27/10461448/dasar-dasar.merakit.openbts.ala.onno.purbo>, Desember, 2011, diakses pada 19 Mei 2014
Daftar Pustaka (2)5. Wibisono, Gunawan., Dwi Hantoro, Gunadi., Meganjaya, Made., Pram,
Yudi. “Peluang dan Tantangan Bisnis WiMAX di Indonesia”, Informatika, Bandung, Bab 2, 2007
6. Resdinanto, “Perencanaan Jaringan Wireless MAN dengan WiMAX Sebagai Backhaul” ,Institut Sains Dan Teknologi Nasional, Jakarta, Bab 2, 2011
7. G. Andrews., Gosh, Arunabha., Muhamed, Rias, “Fundamental of WiMAX : Understanding Broadband Wireless Networking”, Prentice Hall, Massachussets, chapter 9,2007
8. K. Varma, Vijay. "Wireless Fidelity-WiFi", < URL: http://www.ieee.org/about/technologies/emerging/wifi.pdf>, IEEE, 2006
9. Alfaresi, Bengawan. “Analisis Tekno Ekonomi pada Implementasi Mobile Backhaul Berbasis IP pada Layanan Voice”, Universitas Indonesia. 20
1210.Pusat Data, Informasi dan Humas, “Definisi dan Jenis Bencana”, <URL
http://www.bnpb.go.id/page/read/5/definisi-dan-jenis-bencana>, 2006diakses pada Oktober 2013
Daftar Pustaka (3)11.Taufik Saputra, Andi, “Implementasi dan Analisa Unjuk Kerja Secure VoIP
pada Jaringan VPN berbasis MPLS dengan Menggunakan TunellingIPSec”, Universitas Indonesia, Depok, Bab 2 ,2010.
12.Munadi, Rendy. “Teknik Switching Edisi Revisi”, Informatika, Bandung, Bab 12, 2011
13.Halsall, Fred. “Data Communications, Computer Networks and Open Systems : Fourth Edition”, Addison Wesley, United State of America, Chapter 2, 1995
14.Recommendations G.114, “One-way transmission time”, Mei, 200315. Ibrahim A. Lawal,Ibrahim, Md Said, Abas dan Aminu Mu’azu, Abubakar,
“Simulation Model to Improve QoS Performance over Fixed WiMAX using OPNET”, Research Journal of Applied Sciences, Engineering and Technology,pp. 3933-3945, 2013
16.Recommendations P.800, “Methods for subjective determination transmission quality”, Agustus, 1996.
17.Recommendations G.107, “The E-model, a computational model for use in transmission planning”, Maret, 2003.
Daftar Pustaka (4)18.W.C. Peh, Edwin., K.G. Seah, Winston.., Chew, Y.H., Ge,Y., “Experimental
Study of Voice over IP services over Broadband Wireless Networks”, 22nd
International Conference on Advanced Information Networking and Applications, pp. 834-839, 2008.
19.Cisco, “Quality of Service for Voice ver IP”, Cisco, 2001 diakses pada 19 Mei 2014.
20.Pedro Neves, Paulo Simões, etc. “WiMAX for Emergency Services: An Empirical Evaluation”, International Conference on Next Generation Mobile Applications, Services and Technologies. 2007.
21.User Manual, “AN-100U Base Station (single sector) and SU-O”, Redline Communications, 2006.
22.Lu, Weiquan, K. G. Seah, Winston, W.C. Peh, Edwin, Ge, Yu,“Communications Support for Disaster Recovery Operations usingHybrid Mobile Ad-Hoc Networks”, 32nd IEEE Conference on LocalComputer Networks, pp. 763-770, 2007
23.Recommendations Y.1504, “Network performance objectives for IP-based services”, Desember, 2011.
Daftar Pustaka (5)24.Spiceland, Erin, Davenport, Malcolm, “Asterisk GUI” <URL:
https://wiki.asterisk.org/wiki/display/AST/Asterisk+GUI#AsteriskGUI-IntroductiontoAsteriskGUI>, November, 2013, diakses pada 18 Mei 2014
25.______, “About “ <URL: https://jitsi.org/Main/About>, diakses pada 18 Mei 2014
26.______,“Just Get Started” <URL: http://www.asterisk.org/get-started> diakses pada 18 Mei 2014
27.______, “Wireshark frequently asked questions”<URL:http://www.wireshark.org/faq.html#q1.1>, diakses pada 18 Mei 2014
Terima Kasih