LAMPIRAN A PERBANDINGAN TIPE MAC PADA JARINGAN KOMUNIKASI ... fileorang di setiap negara. Dengan...

LAMPIRAN A

1)Mahasiswa Teknik Elektro UNDIP 2)Dosen Teknik Elektro UNDIP

PERBANDINGAN TIPE MAC PADA JARINGAN KOMUNIKASI SATELIT IRIDIUM DENGAN NS2

Denny Pahlevie1), Sukiswo, ST., MT.2) Ajub Ajulian Z, ST. MT 2)

Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Diponegoro,

Jln. Prof. Sudharto, Tembalang, Semarang, Indonesia

email : [email protected]

ABSTRAK Pelayanan telekomunikasi memainkan peran penting dalam proses modernisasi kehidupan manusia.

Setiap orang di berbagai penjuru dunia menginginkan pelayanan telekomunikasi yang handal. Sistem komunikasi satelit diharapkan mampu menyediakan pelayanan telekomunikasi global dan terpadu untuk setiap orang di setiap negara. Dengan sistem komunikasi satelit maka diharapkan rantai komunikasi akan dapat dihubungkan ke seluruh daerah di manapun di seluruh permukaan bumi. Salah satu pelayanan dari sistem komunikasi satelit adalah menggunakan jaringan satelit Iridium. Tundaan waktu yang rendah adalah kelebihan utama dari jaringan satelit Iridium, karena jenis layanan satelit ini berada pada orbit rendah dengan ketinggian ±780km dari permukaan bumi. Jaringan satelit Iridium dapat mencakup seluruh permukaan bumi dengan 66 satelitnya yang terus bergerak memutari bumi.

Perkembangan dunia informasi mengacu pada keandalan pengiriman paket data, dimana dibutuhkan reabilitas yang tinggi dan tingkat redudansi yang rendah. Metode akses jaringan menjadi salah satu penentu terciptanya layanan yang andal. Oleh sebab digunakan dua buah metode akses tipe MAC Pure Aloha dan TDMA untuk dibandingkan kinerjanya pada jaringan satelit Iridium. Kinerja jaringan yang akan dibahas adalah throughput, loss packet, dan delay. Perancangan jaringan terbagi menjadi 3 skenario berdasarkan jarak antara dua stasiun bumi yang sedang berkomunikasi. Berdasarkan jarak tersebut akan terlihat pengaruh adanya handover intersatellite-links antar satelit Iridium. Simulasi jaringan ini dibuat dan diuji menggunakan software Network Simulator 2 (NS2).

Hasil pengujian didapatkan nilai-nilai parameter throughput, paket hilang, dan waktu tunda pada kedua tipe MAC, TDMA dan UnsottedAloha untuk setiap skenario berturut-turut adalah sebagai berikut; Skenario1: 1872Kbps dan 520Kbps, 2,55% dan 14,056%, 59,4ms dan 232,9ms. Skenario2: 2640Kbps dan 752Kbps, 1,19% dan 12,485%, 45,2ms dan 182,4ms. Skenario3: 4152Kbps dan 992Kbps, 1,932% dan 8,366%, 33,2ms dan 112,4ms.

Kata Kunci: Satelit, Iridium, MAC, TDMA, Pure Aloha, NS2, Handover ISL, Throughput, Paket Hilang, Waktu Tunda

ABSTRACT Telecommunication services play an important role in the modernization process of human life.

Everyone wherever they are located wants a reliable telecommunication services. Satellite communication systems are expected to provide a global telecommunications services and integrated to any person in any country. With satellite communications systems, it is expected that the communication chain will be linked to all areas anywhere around the earth. One of the services of satellite communication systems are use the Iridium satellite network. Low time delay is the main advantage of the Iridium satellite network, because this type of satellite service is in low orbit with an altitude of ± 780km from the Earth's surface. Iridium satellite network to cover the entire surface of the earth with 66 satellites are constantly moving around the earth.

The development of information refers to the reliability of the transmission of data packets, which needed high reliability and redundancy levels are low. Network access method to be one determinant of the creation of a reliable service. Therefore used two types of access methods TDMA MAC Pure Aloha for to compare its performance to the Iridium satellite network. Network performance that will be discussed are throughput, packet loss, and delay. The design of the network is divided into 3 scenarios based on the distance between two earth stations thats communicating. Based on the range will be visible influence the handover intersatellite-links between satellites Iridium. This simulation was created and tested using the software Network Simulator 2 (NS2)

Test results obtained parameter values of throughput, packet loss, and delay time in both types of MAC, TDMA and UnsottedAloha for each scenario is as follows; Scenario1: 1872Kbps and 520Kbps, 2.55% and 14.056%, 59.4 ms and 232.9 ms. Scenario2: 2640Kbps and 752Kbps, 1.19% and 12.485%, 45.2 ms and 182.4 ms. Scenario3: 4152Kbps and 992Kbps, 1.932% and 8.366%, 33.2 ms and 112.4 ms. Key words: Satellie, Iridium, MAC, TDMA, Pure Aloha, NS2, Handover ISL, Throughput, Loss Packet, Delay

LAMPIRAN A


I. Pendahuluan 1.1. Latar Belakang

Pelayanan telekomunikasi memainkan peran penting dalam proses modernisasi kehidupan manusia. Peran ini menjadi sangat diperlukan dalam setiap aspek kehidupan seperti bisnis, perdagangan, rumah tangga, industri, dan sebagainya. Pelayanan yang dimaksud dapat berupa layanan suara (voice) maupun layanan komunikasi data yang dapat berbentuk realtime maupun tidak.

Setiap orang di berbagai penjuru dunia menginginkan pelayanan telekomunikasi yang baik dan handal. Dengan menggunakan sistem komunikasi satelit, maka diharapkan mampu menyediakan pelayanan telekomunikasi global dan terpadu untuk setiap orang di setiap negara. Sistem komunikasi satelit diciptakan agar kebutuhan dan layanan permintaan jasa telekomunikasi hingga daerah–daerah terpencil dapat terlayani. Dengan sistem komunikasi satelit maka diharapkan rantai komunikasi akan dapat dihubungkan ke seluruh daerah di manapun di seluruh permukaan bumi

Penelitian berupa simulasi tentang hal yang mencakup permasalahan pada komunikasi satelit telah banyak dilakukan. Berikut beberapa penelitian yang menjadi referensi dalam penulisan tugas akhir ini: 1. Penelitian pertama dari Marian Grega,

Lubomir Copjan, Stanislav Marchevsky, dan Stanislav Benco (2005) yang berjudul Possibility of Using Network Simulator (NS-2) for Modelling Satellite Networks.

2. Penelitian kedua oleh Pulak K Chowdhury dkk dengan penelitian yang berjudul Handover Schemes in Satellite Network.

3. Penelitian ketiga yaitu tugas akhir dari Chrisman H Manurung (2009) yang berjudul “Perbandingan Tipe MAC Pada Jaringan VSAT Mesh dengan NS-2”.

Dari penelitian di atas, melatar belakangi untuk penelitian selanjutnya dengan menguji dan membandingkan dua buah metode akses jamak pada protokol MAC yang diaplikasikan pada jaringan komunikasi satelit iridium. Satelit iridium adalah salah satu jenis satelit yang berada pada orbit rendah (LEO). Satelit LEO adalah jenis satelit yang diletakkan paling dekat dengan permukaan bumi dibanding dengan jenis satelit lainnya. Sebagian besar jarak satelit-satelit LEO dengan permukaan bumi adalah < 800km. Dengan jaraknya yang dekat dengan permukaan bumi ini, maka pergerakan orbit satelit LEO sangat cepat untuk menghindari pengaruh dari gaya tarik bumi. Jarak yang sangat dekat dengan bumi ini menyebabkan area cakupan (footprint/beamspot) dari satelit pada orbit rendah ini menjadi kecil/sempit.

Penelitian yang akan dilakukan ini berjudul “Perbandingan Tipe MAC Pada Jaringan Komunikasi Satelit Iridium Dengan NS2”. 1.2. Tujuan

Tujuan dari penyusunan tugas akhir ini adalah 1. Mensimulasikan sistem komunikasi satelit

LEO Iridium menggunakan simulator NS2. 2. Menghitung, menganalisa, dan

membandingkan performansi jaringan komunikasi satelit iridium. Performansi yang dimaksud meliputi throughput, persentase paket hilang (packet loss), dan waktu tunda (delay).

1.3. Batasan Masalah

Untuk menyederhanakan pembahasan, masalah pada tugas akhir ini disederhanakan sebagai berikut: 1. Perbandingan tipe MAC yang digunakan

adalah sistem akses jamak (TDMA) dan pure Aloha (default).

2. Node/terminal bumi diasumsikan tetap pada satu titik lokasi (tidak bergerak).

3. Aplikasi dari satelit LEO yang digunakan adalah satelit Iridium

4. Satelit yang digunakan diasumsikan hanya berfungsi sebagai repeater (pengulang).

5. Jenis transport yang digunakan adalah UDP (User Data Protocol)

6. Perbandingan yang menunjukkan performansi jaringan yaitu throughput, paket yang hilang, dan waktu tunda.

7. Perangkat lunak yang digunakan NS2 versi 2.29.3.

8. Tidak Membahas secara mendalam tentang teknologi satelit Iridium

II. Dasar Teori 2.1 Prinsip Dasar Komunikasi Satelit

Sistem komunikasi satelit adalah suatu sistem komunikasi wireless dengan menggunakan repeater yang ditempatkan di luar angkasa dengan ketinggian dan orbit tertentu. Repeater yang dimaksud tersebut adalah satelit komunikasi. Sistem komunikasi satelit juga merupakan salah satu sarana atau infrastruktur yang dapat digunakan untuk aplikasi broadband multimedia dan pertukaran informasi. Komunikasi satelit sangat didasari oleh teknologi wireless-access.

LAMPIRAN A


Gambar 1 Arsitektur Dasar Sistem Komunikasi Satelit

2.2 Jaringan Satelit Iridium [6]

Konstelasi Iridium terdiri dari 66 cross-linked satelit operasional pada ketinggian orbit LEO sekitar 780 km (483 mil) di atas permukaan bumi. Ada 11 satelit di setiap 6 orbit plane yang "berpotongan" kira-kira di atas kutub utara dan selatan. Kecepatan edar satelit sekitar 17.000 mil per jam, dan dapat mengitari orbit bumi dalam 100 menit. Interlink konstelasi satelit dapat mengikuti lokasi handset pelanggan, menentukan rute terbaik melewati jaringan gateway bumi dan intersatelit link. Interlink tersebut adalah proses komunikasi antar satelit iridium. Pembentukan lintasan untuk panggilan telepon, mengawali hubungan komunikasi, dan terminal panggilan segera.

Jaringan konstelasi dari setiap satelit Iridium bertopologi mesh, sehingga cross-link antar satelit saling berhubungan. Setiap satelit dapat berkomunikasi dengan satelit lainnya dengan orbit yang berdekatan. Dengan demikian, sama rantai komunikasi antar pelanggan dari satu tempat ke tempat lain baik itu dalam satu cakupan satelit maupun antar satelit dapat terhubungkan.

Gambar 2 Jaringan Komunikasi Satelit Iridium [5]

2.3 Handover Pada Satelit LEO [1]

Handover dalam komunikasi satelit LEO bisa terjadi karena dua hal utama, yaitu karena pergerakan MS sebagai terminal bumi dan pergerakan satelit. Handover dalam jaringan satelit dapat diklasifikasikan menjadi:

1. Link layer handover terjadi karena saat terjadi perpindahan satu atau lebih link yang disebabkan oleh pola sambungan yang dinamis dari satelit. Link layer handover dapat diklasifikasikan kembali menjadi: a. Beamspot handover terjadi saat cakupan

pengguna berpindah ke cakupan sel tetangganya dalam satu cakupan besar satelit. Handover ini bisa mungkin sangat sering terjadi (rata-rata tiap 2 menit)

b. Satelit handover terjadi saat koneksi eksisting pengguna dari satu satelit dipindahkan serta diberikan kepada satelit lainnya dalam satu jalur lintasan (plane)

c. ISL handover terjadi saat perpindahan antar jalur lintasan satelit. Handover ini terjadi karena perpindahan jarak dan sudut pandang antar satelit dengan orbit tetangganya.

2. Network layer handover Saat suatu komunikasi (dari salah satu

satelit atau pengguna) berganti alamat IP yang disebabkan karena perpindahan area cakupan satelit atau pergerakan terminal pengguna, jaringan perlu bermigrasi ke koneksi level protokol di atasnya (TCP, UDP, dll) untuk menuju ke alamat IP yang baru. Tiga skema dalam handover yaitu: a. Hard handover : handover yang terjadi

bila hubungan dari link sebelumnya terputus terlebih dahulu sebelum hubungan ke link baru terbentuk.

b. Soft handover : handover yang terjadi dengan memastikan hubunga ke link baru dan selanjutnya memutuskan hubungan dengan link sebelumnya.

c. Signalling diversity : sama dengan skema soft handover, bedanya dalam skema ini pensinyalan terjadi pada link lama dan baru sedangkan data pengguna tetap berada pada link lama selama proses handover berlangsung

2.4 Protocol MAC (Medium Access

Control) [8] Layer MAC ada pada data link layer OSI

berfungsi untuk mengatur kontrol akses dari setiap kanal, sesuai dengan cara kerja dari satelit (tipe MAC) itu sendiri. Tujuan kerja dari protokol MAC ini adalah tercapainya: 1. Azas keadilan bagi pengguna (kanal) 2. Efisiensi tinggi 3. Tingkat delay yang rendah 4. Batas toleransi kesalahan yang rendah

Pada dasarnya terdapat tiga kelas dari MAC yaitu: 1. Pembagian Kanal (channel partitioning) yaitu:

membagi kanal berdasarkan bagian yang lebih kecil seperti time slot, frekuensi dan kode.

LAMPIRAN A


Selanjutnya mengalokasikan bagian kecil tersebut untuk penggunaan setiap terminal pengguna.

2. Akses Acak (random access) yaitu: tidak membagi – bagi kanal menjadi bagian kecil seperti slot waktu, frekuensi dan kode tertentu, sehingga memungkinkan terjadinya benturan paket (coalition), dan terdapat proses perbaikan dari benturan paket yang terjadi.

3. Pembagian Waktu gilir (taking turns) yaitu: mengkoordinasikan akses bersama yang digunakan seperti waktu atau frekuensi untuk menghindari terjadinya benturan paket.

Selanjutnya MAC pada satelit terbagi menjadi 2 subkelas seperti dapat dilihat pada gambar 2.12

Gambar 3 Pembagian layer MAC pada satelit [8]

Medium access sublayer berfungsi hanya

pada jaringan yang membutuhkan pengorganisasian kanal bersama untuk mengirimkan atau menerima paket data. Sedangkan logical link layer dibutuhkan untuk setiap jaringan, mengingat layer ini berfungsi untuk mengatur mekanisme nyata pengiriman atau penerimaan paket data, seperti sinyal acknowledge. Pada medium access sublayer terdapat pembagian, yaitu: 1. Protokol fixed assignment, yaitu: alokasi

untuk pengaksesan kanal telah ditentukan sebelumnya dan bersifat statis (tidak berubah). Contoh : TDMA,FDMA, WDMA.

2. Protokol demand assignment, yaitu: mengalokasikan kapasitas kanal berdasarkan kebutuhan jaringan (hanya melihat terminal yang aktif), menggunakan metode khusus mengenai permintaan akan kapasitas kanal untuk jaringan itu sendiri. Contoh : DAMA (Demand Assignment Multiple Acces)

3. Protokol contention access, yaitu : satu kanal digunakan untuk banyak pengguna dimana sistem pengontrolan didistribusikan secara merata. Baik untuk trafik paket data yang padat dengan banyak pengguna. Contoh : pure Aloha, slotted Aloha, CSMA.

4. IEEE 802 LAN yaitu mekanisme kerja jaringan LAN berdasarkan standar IEEE (hanya terdapat pada jaringan yang menggunakan wired node ).

Di bawah ini akan dijelaskan lebih lanjut mengenai layer MAC yang lazim digunakan untuk jaringan

satelit yaitu protokol fixed assignment dan Contention Access khususnya pure Aloha 2.4.1 Pure Aloha (Unslotted Aloha)

Pure aloha adalah salah satu metode contention access MAC dimana setiap terminal dapat mengirimkan paket data pada waktu yang tak tentu (kapan saja), dengan kata lain tidak ada sinkronisasi waktu. Untuk setiap terminal yang aktif memiliki ukuran frame yang sama besarnya, hanya saja isi dari pesan yang akan dikirimkan sangat bergantung pada besar paket pesan itu sendiri, jika terlalu pendek maka akan disi dengan dummy bit ( bit palsu ), sedangkan bila terlalu panjang atau melebihi frame maka akan dipecah menjadi beberapa kali pengiriman.

Gambar 4 Collision Diagram Pure Aloha [8]

Dengan metode Pure Aloha maka tidak

ditemukan waktu idle dari setiap terminal, hanya terminal yang aktif saja yang akan mengirimkan paket, sehingga dapat memotong nilai delay dari pentransimisian paket. Namun efek bahwa akan terjadi benturan paket (coalition) sangat besar. Sehingga diperlukan perbaikan atau pengiriman ulang paket yang tidak sampai. Lebih lanjut juga dikenal waktu batas (retransmission timeout) yaitu bila pada pengiriman paket, dan ternyata sinyal acknowledge belum sampai kembali, maka setelah melewati 6 waktu batas, paket akan dikirimkan kembali. Hanya saja pengiriman ulang paket yag sama ini dibatasi dengan jumlah tertentu. Sehingga kemungkinan paket hilang (packet loss) karena terjadinya benturan cukup besar, selain juga menyangkut error model terminal itu sendiri. 2.4.2 TDMA ( Time Division Multiple

Access) TDMA adalah salah satu tipe fixed

assignment MAC dimana waktu menjadi dasar atas penggunaan akses bersama, sehingga setiap terminal memiliki panjang waktu (time slot) yang sama atau tertentu. Dengan kata lain bahwa terdapat sinkronisasi waktu. Untuk setiap frame terdiri dari jumlah total node yang ada, sehingga untuk setiap kali pengiriman paket, terminal yang aktif akan mengisi time slotnya yang telah disediakan, namun node lain yang tidak aktif akan tetap idle, atau dengan kata lain pada satu frame tidak mungkin berisi hanya slot terminal yang aktif saja.

LAMPIRAN A


Keterangan: G – Guard time CBR – Carrier and bit timing recovery BCW – Burst Code Word (also known as a Uniq Word or UW) SIC – Station Identification Code Q – Postamble

Gambar 5 TDMA frame dan time slot [8]

Efek dari penggunaan slot waktu yang

berbeda ini berpengaruh untuk menghindari terjadinya benturan paket (coalition), dengan demikian paket yang hilang (packet loss) menjadi kecil. Paket yang hilang terjadi hanya jika paket tersebut telah berada di luar antrian waktu frame yang ada dan terkait dengan kinerja jaringan mengenai error model terminal itu sendiri. 2.5 Network Simulator 2.29

Network Simulator (NS) pertama kali dibangun sebagai varian dari REAL Network Simulator pada tahun 1989 di UCB (University of California Berkeley). Pada tahun 1995 pembangunan Network Simulator didukung oleh DARPA (Defense Advance Research Project Agency) melalui VINT (Virtual Internet Testbed) Project, yaitu sebuah tim riset gabungan yang beranggotakan tenaga ahli dari LBNL (Lawrence Berkeley of National Laboratory) Xerox PARC, UCB dan USC/ISI (University of Southern California School of Engineering/Information Science Institute). Tim gabungan ini membangun sebuah perangkat lunak simulasi jaringan Internet untuk kepentingan riset interaksi antar protokol dalam konteks pengembangan protokol Internet pada saat ini dan masa yang akan datang.

Network Simulator dibangun dengan menggunakan 2 bahasa pemrograman, yaitu C++ da Tcl/Otcl. C++ digunakan untuk library yang berisi event scheduler, protokol dan network component yang diimplementasikan pada simulasi oleh user. Tcl/OTcl digunakan pada script simulasi yang ditulis oleh NS user dan pada library sebagai simulator objek. OTcl juga nantinya berperan sebagai interpreter. Hubungan antarbahasa pemrograman dapat dideskripsikan seperti gambar 2.11 dibawah ini.

Gambar 6 Hubungan C++ dan Otcl pada NS2 [18]

2.5.1 Simulasi Satelit

Pada NS-2 terdapat fasilitas untuk membuat simulasi jaringan satelit. Fasilitas ini terbagi menjadi 2 jenis yaitu satelit LEO (Low Earth Orbit) dan GEO (Geostationary Earth Orbit). Lebih lanjut untuk setiap jenisnya memiliki parameter-parameter yang spesifik mengenai satelit tersebut. Pada dasarnya parameter-parameter yang digunakan pada sebuah simulasi satelit adalah seperti gambar 6

Gambar 7 Komponen antarmuka komunikasi satelit [2]

Ket: LL adalah Link layer type, yaitu menentukan

jenis jaringan yang digunakan apakah itu LAN, wireless ataupun satelit.

IFQ adalah interface queque, yaitu menentukan jenis tipe antrian paket yang digunakan apakah drop tail,SFQ,dll.

MAC adalah Medium Access Control yaitu lapisan yang digunakan untuk melakukan metode akses pengiriman paket mengenai satelit tersedia default Sat (satelit), dan unslotted Aloha.

PHY adalah physical layer yaitu untuk menentukan jenisnya sebagai repeater atau sebagai processing satelit yang mengubah isi payload dari paket data. Bila sebagai repeater maka hanya bersifat sebagai stasiun relai untuk meneruskannya ke terminal, namun bila sebagai processing satelit maka mengubah isi paket untuk mengirimkannya ke terminal lain di bumi.

LAMPIRAN A


III. Perancangan Sistem 3.1 Parameter Modul Simulasi

Di dalam modul simulasi satelit NS2, terdapat beberapa parameter yang menjadi dasar dari sebuah simulasi jaringan satelit secara umum yang terkait dengan physical layer dan protokol MAC. Parameter-parametar yang dimaksud adalah seperti yang tertulis pada tabel 1 di bawah.

Tabel 1 Parameter pada modul satelit

3.2 Parameter Yang Didefinisikan

Oleh Perancang Parameter-parameter yang didefinisikan

perancang pada umumnya merupakan parameter yang besarnya dapat mengikuti standar yang ada pada program (default) atau harus ditentukan sendiri oleh pengguna. Tabel 2 Parameter handover untuk unslotted aloha dan TDMA

Tabel 3 Parameter Simulasi MAC-Unslotted Aloha

Tabel 4 Parameter Simulasi MAC TDMA

3.3 Program Simulasi Jaringan Satelit

Iridium Diagram alir proses simulasi jaringan satelit

iridium dapat dilihat pada gambar 8 berikut:

Gambar 8 Diagram alir tahapan pembuatan simulasi

jaringan satelit iridium 3.4 Skenario Program Jaringan

Komunikasi Satelit Iridium Pada program simulasi ini skenario jaringan

didasarkan pada terjadinya proses handoff inter satelit link. Topologi jaringan komunikasi antar terminal bumi adalah mesh, sehingga tiap terminal bumi akan dapat berhubungan. Ada tiga skenario dalam perencanaan jaringan komunikasi satelit iridium ini. Keempat skenario ini yaitu: 1. Komunikasi antara dua terminal bumi yang

ada dalam satu area regional (contoh: Jakarta-Kuala Lumpur di asia tenggara, dll)

2. Komunikasi antara dua terminal bumi yang ada dalam satu benua (contoh: Jakarta-Beijing, dll)

3. Komunikasi antara dua terminal bumi antar benua / global (contoh: Jakarta-Washington DC, dll)

Semua skenario di atas akan dijalankan dalam simulasi selama 200 detik. IV. Pengujian dan Analisis Kinerja

Jaringan Satelit Iridium 4.1. Pengujian Data Keluaran Simulasi

Hasil keluaran dari simulasi program adalah berupa data tracefile. Tracefile adalah suatu file yang berekstensikan *.tr. File trace mencatat semua kejadian selama simulasi terjadi. Tracefile ini digunakan untuk proses analisis selanjutnya dari kinerja jaringan yang dibentuk berupa proses numerik. Selanjutnya data ini akan diolah untuk menampilkan grafik kinerja jaringan berupa banyaknya paket yang terkirim tiap detiknya (throughput), tundaan waktu, serta banyaknya paket hilang.

LAMPIRAN A


Gambar 9 Tampilan isi data tracefile

4.2. Perhitungan Kinerja Jaringan

Satelit LEO (Iridium) Dari data tracefile dapat dihitung nilai dari

parameter-parameter yang menunjukkan kinerja dari jaringan satelit leo (iridium). Parameter tersebut adalah banyaknya paket yang terkirim tiap detiknya (throughput), tundaan waktu, serta banyaknya paket hilang. 4.2.1 Kinerja Jaringan Skenario 1

Skenario 1 menguji proses pengiriman data antara dua terminal bumi dalam suatu wilayah regional (contoh: Jakarta-Kuala Lumpur dalam area regional Asia Tenggara, dll). Pada skenario 1, terbagi atas beberapa waktu aktif dari sejumlah node bumi. Pada detik-1 (awal simulasi) terdapat 8 node bumi yang aktif yang berfungsi sebagai pengirim dan penerima. Delapan node bumi tersebut yaitu Jakarta ke Medan di Asia Tenggara, Stockholm ke Helsinky di Eropa Utara, Washington DC ke Boston di Amerika Utara, serta Tripoli ke Cairo di Arika Utara. Pada detik-30 terjadi penambahan 4 node bumi aktif yaitu Medan ke Kuala Lumpur di Asia Tenggara, Helsinky ke Warsawa di Eropa Utara, Boston ke Chicago di Amerika Utara, serta Cairo ke Buja di Afrika Utara, sehingga mulai pada detik ini menjadi 12 buah node bumi yang aktif. Pada detik-60 terjadi penambahan 4 node bumi aktif yaitu Kuala Lumpur ke Manila di Asia Tenggara, Warsawa ke Berlin di Eropa Utara, Chicago ke Toronto di Amerika Utara, serta Abuja ke Yaonde di Afrika Utara, sehingga pada detik ini node bumi yang aktif menjadi 16 node. Pada detik-90 terdapat tambahan 4 node bumi aktif yang terakhir yaitu Manila ke Bangkok di Asia Tenggara, Berlin ke London di Eropa Utara, Toronto ke Ottawa di Amerika Utara, serta Yaonde ke Algeria di Afrika Utara, sehingga pada detik-90 sampai detik-200 saat simulasi berakhir terdapat 20 buah node bumi aktif.

Tabel 4 Contoh Proses Handover Pada Skenario 1

Flow id

Pengirim Penerima proses

pengiriman data

Jumlah handover

antar satelit

tipe handover no

node lokasi node

bumi no

node lokasi node

bumi

0 66 Jakarta 67 Medan 66→

43→54→44→67

2 intraplane + interplane

1 67 Medan 68 KL 67→44→33→68 1 Interplane

2 68 KL 69 Manila 68→33→44→69 1 Interplane

3 69 Manila 70 Bangkok 69→44→54→43→32→21→70 4 intraplane +

interplane 4 73 Stockholm 74 Helsinky 73 > 2 > 74 0 -

5 74 Helsinky 75 Warsawa 74→2→1→12→75 2 intraplane +

interplane

6 75 Warsawa 76 Berlin 75→12→1→2→76 2 intraplane +

interplane 7 76 Berlin 77 London 76→2→77 0 -

4.2.1.1 Throughput Pada Skenario 1 Throughput adalah laju rata-rata dari paket

data yang berhasil dikirim melalui kanal komunikasi. Nilai throughput dapat dihitung berdasarkan persamaan (1)

datapaketpengirimanwaktudurasiterimayangdatapaketukurantotal

Throughput (1)

Dengan menggunakan persamaan diatas nilai throughput untuk skenario 1 dapat diketahui

LAMPIRAN A


Gambar 10 Grafik perbandingan throughput

unslotteedALOHA dan TDMA skenario

Tabel 5 Perbandingan throughput unslottedALOHA dan TDMA skenario 1

Detik aktif Jenis UnslottedAl

oha TDMA

1-30

Banyak Paket Dikirim 1418 2968 Banyak Paket

Diterima 703 2066

Throughput terkecil (Kbps) 0 0

Throughput terbesar (Kbps) 264 1008

Rata-rata 188 552

30-6

0


Diterima 1460 4324



Rata-rata 390 1160

60-9

0


Diterima 1866 5991



Rata-rata 498 1600

90-2

00


Diterima 8933 34345



Rata-rata 650 2504 Rata-Rata total (Throughput per

detik) 520 1872

4.2.1.2 Paket Hilang Skenario 1

Paket hilang menunjukkan banyak jumlah paket yang hilang dalam suatu jaringan komunikasi data. Paket hilang terjadi ketika satu atau lebih data yang melewati suatu jaringan gagal mencapai tujuan

Nilai dari paket hilang dapat dihitung dengan persamaan (2)

TtxS

DHilangPaket

t

t

t

t

Ti

Tii

Ti

Tii

0;%1001

1

(2)

Dengan menggunakan persamaan diatas persentase nilai paket hilang untuk skenario 1 dapat diketahui

Gambar 11 Grafik prbandingan bnyak paket hilang pada

unslottedALOHA dan TDMA skenario 1 Tabel 6 Perbandingan paket hilang unslottedALOHA dan TDMA skenario 1

Detik aktif Hasil unslottedAl

oha TDMA

1-30

Banyak paket dikirim 1418 2968

Banyak paket hilang 215 0

Persentase Paket Hilang Terkecil 0 0

Persentase Paket Hilang Terbesar 23.63636 0

Rata-rata 15,162 0

30-6

0



Persentase Paket Hilang Terkecil 9.174312 0


Rata-rata 15,162 0

60-9

0





Rata-rata 13,3 0

90-2

00




Persentase Paket Hilang Terbesar 17.36842 16.502

46

Rata-rata 14 3,5

Rata-Rata total 14,056 2,55

LAMPIRAN A


4.2.1.3 Waktu Tunda Skenario 1 Waktu tunda merupakan interval waktu yang

dibutuhkan oleh suatu paket data saat data mulai dikirim dan keluar dari proses antrian dari titik sumber awal ke titik tujuan

Perhitungan untuk mencari besarnya nilai waktu tunda dapat menggunakan persamaan (3)

STRTTundaWaktu Dengan menggunakan persamaan diatas besarnya waktu tunda untuk skenario 1 dapat diketahui

Gambar 12 Grafik hasil waktu tunda unslotteedALOHA

skenario 1

Gambar 13 Grafik hasil waktu tunda TDMA skenario 1

Dari keseluruhan hasil perhitungan simulasi

skenario 1 untuk parameter waktu tunda dari dua skema unslottedAloha dan TDMA didapatkan nilai

waktu tunda terkecil, terbesar, dan rata-rata dari seleruh nilai waktu tunda tersebut. Tabel 7 Perbandingan rata-rata waktu tunda unslottedAloha vs TDMA Skenario1

Nilai Waktu Tunda (detik) UnslottedAloha TDMA

Min 0.0065 0.0026 Max 4.225 3.6412

Rata-rata 0.2329 0.06594 4.2.2 Kinerja Jaringan Skenario 2

Skenario 2 menguji proses pengiriman data antara dua terminal bumi dalam suatu benua (contoh: Jakarta-Beijing dalam satu area benua Asia,dll). Sama halnya seperti skenario 1, pada skenario 2 ini, terbagi atas beberapa waktu aktif dari sejumlah node bumi. Pada detik-1 (awal simulasi) terdapat 8 node bumi yang aktif yang berfungsi sebagai pengirim dan penerima. Delapan node tersebut yaitu Jakarta ke Beijing di Asia, Stockholm ke Madrid di Eropa, Washington DC ke Rio de Jenairo di Amerika, serta Tripoli ke Pretoria di Afrika. Pada detik-30 terjadi penambahan 4 node bumi aktif yaitu Beijing ke Medan di Asia, Madrid ke Helsinky di Eropa, Rio de Jenairo ke Boston di Amerika, serta Pretoria ke Cairo di Afrika, sehingga mulai pada detik ini menjadi 12 buah node bumi yang aktif. Pada detik-60 terjadi penambahan 4 node bumi aktif yaitu Medan ke New Delhi di Asia, Helsinky ke Roma di Eropa, Boston ke Buenoss Airess di Amerika, serta Cairo ke Antananarivo di Afrika, sehingga pada detik ini node bumi yang aktif menjadi 16 node. Pada detik-90 terdapat tambahan 4 node bumi aktif terakhir yaitu New Delhi ke Kuala Lumpur di Asia, Roma ke Warsawa, Buenoss Airess ke Chicago di Amerika, serta Antananarivo ke Abuja di Afrika, sehingga pada detik-90 sampai detik-200 saat simulasi berakhir terdapat 20 buah node bumi aktif.

Tabel 8 Contoh Proses Handover Pada Skenario 2

Flow id Pengirim Penerima

proses pengiriman data

Jumlah handover

antar satelit

tipe handover no node lokasi node

bumi no node lokasi node bumi

0 66 Jakarta 70 Beijing 66→43→33→34→45→70 3 intraplane +

interplane 1 70 Beijing 67 Medan 70→45→44→67 1 interplane

2 67 Medan 71 New Delhi 67→44→45→34→23→71 3 intraplane +

interplane

3 71 New Delhi 68 KL 71→23→34→33→68 2 intraplane +

interplane 4 72 Stockholm 76 Madrid 72→2→1→76 1 interplane 5 76 Madrid 73 Helsinky 76→1→2→73 1 interplane

6 73 Helsinky 77 Roma 73→2→3→4→56→45→77 4

intraplane + interplane + crossseam

7 77 Roma 74 Berlin 77→45 →34→23→12→74 3 intraplane +

interplane

LAMPIRAN A


4.2.2.1 Throughput Skenario 2 Dengan menggunakan persamaan diatas

nilai throughput untuk skenario 2 dapat diketahui

Gambar 14 Grafik perbandingan throughput unslotteedALOHA dan TDMA skenario 2


Detik aktif Jenis Unslotted

Aloha TDMA

1-30

Banyak Paket Dikirim 1686 4112 Banyak Paket Diterima 983 3209

Throughput terkecil (Kbps) 0 0 Throughput terbesar (Kbps) 384 1408

Rata-rata 264 856

30-6

0



Throughput terbesar (Kbps) 672 1680 Rata-rata 462 1472

60-9

0




Rata-rata 728 2360

90-2

00



Rata-rata 971 3520

Rata-Rata total (Throughput per detik) 752 2640


Dengan menggunakan persamaan (2) persentase nilai paket hilang untuk skenario 2 dapat diketahui

Gambar 15 Grafik perbandingan banyak paket hilang pada

MAC-ALOHA dan TDMA sknario 2

Tabel 10 Perbandingan paket hilang unslottedALOHA dan TDMA skenario 2

Detik aktif Hasil unslotted

Aloha TDMA

1-30

Banyak paket dikirim 1686 4112 Banyak paket hilang 219 0

Persentase Paket Hilang Terkecil 0 0 Persentase Paket Hilang Terbesar 16,67 0

Rata-rata 12,99 0

30-6

0


Persentase Paket Hilang Terkecil 9,09 0 Persentase Paket Hilang Terbesar 18,90 0

Rata-rata 13,55 0

60-9

0


Persentase Paket Hilang Terkecil 8,61 0 Persentase Paket Hilang Terbesar 15,29 0

Rata-rata 12,53 0

90-2

00


Persentase Paket Hilang Terkecil 9,73 0 Persentase Paket Hilang Terbesar 15.84 7,39

Rata-rata 12,68 2,25 Rata-Rata total 12,75 1,64

4.2.2.3 Waktu Tunda Skenario 2

Dengan menggunakan persamaan (3) besarnya waktu tunda untuk skenario 2 dapat diketahui


skenario 2



skenario 2 untuk parameter waktu tunda dari dua skema unslottedAloha dan TDMA didapatkan nilai waktu tunda terkecil, terbesar, dan rata-rata dari seleruh nilai waktu tunda tersebut.

LAMPIRAN A


Tabel 11 Perbandingan besarnya waktu tunda unslottedAloha vs TDMA Skenario2


Min 0.005 0.0026 Max 4.5743 3.5845

Rata-rata 0.1824 0.0452 4.2.3 Kinerja Jaringan Skenario 3

Skenario 3 menguji proses pengiriman data antara dua terminal bumi antar benua (global). Sama halnya seperti skenario 1 dan 2, pada skenario 3 ini, terbagi atas beberapa waktu aktif dari sejumlah node bumi. Pada detik-1 (awal simulasi) terdapat 8 node bumi yang aktif yang berfungsi sebagai pengirim dan penerima. Delapan node tersebut yaitu Jakarta di Asia ke Stockholm di Eropa, Medan di Asia ke Helsinky di Eropa, Kuala Lumpur di Asia ke Warsawa di Eropa, serta Manila di Asia ke Berlin di Eropa. Pada detik-30 terjadi

penambahan 4 node bumi aktif yaitu Stockholm di Eropa ke Washington DC di Amerika, Helsinky di Eropa ke Boston di Amerika, Warsawa di Eropa ke Chicago di Amerika, serta Berlin di Eropa ke Toronto di Amerika, sehingga mulai pada detik ini menjadi 12 buah node bumi yang aktif. Pada detik-60 terjadi penambahan 4 node bumi aktif yaitu Washington DC di Amerika ke Tripoli di Afrika, Boston di Amerika ke Cairo di Afrika, Chicago di Amerika ke Abuja di Afrika, serta Toronto di Amerika ke Yaonde di Afrika, sehingga pada detik ini node bumi yang aktif menjadi 16 node. Pada detik-90 terdapat tambahan 4 node bumi aktif terakhir yaitu Tripoli di AFrika ke Jakarta di Asia, Cairo di Afrika ke Medan di Asia, Abuja di Afrika ke Kuala Lumpur di Asia, serta Yaonde di Afrika ke Manila di Afrika, sehingga pada detik-90 sampai detik-200 saat simulasi berakhir terdapat 16 buah node bumi aktif.

Tabel 12 Proses Handover Pada Skenario 3

Flow id

Pengirim Penerima

proses pengiriman data

Jumlah handover

antar satelit (hop)

tipe handover no

node lokasi node bumi no node lokasi node bumi

0 66 Jakarta 72 Stockholm 66→43→33→34→23→12→1→2→72 6 Intraplane +

interplane

1 72 Stockholm 78 Washington DC 72→2→1→59→48→37→78 4

Intraplane + interplane +

crosseam

2 78 Washington DC 84 Tripoli 78→37→48→59→1→84 3 interplane +

crosseam

3 84 Tripoli 66 Jakarta 84→1→12→23→34→33→43→66 5 Intraplane +

interplane

4 67 Medan 73 Helsinky 67→44→45→56→4→3→2→73 5 Intraplane +

interplane

5 73 Helsinky 79 Boston 73→2→1→59→48→79 3

Intraplane + interplane +

crosseam

6 79 Boston 85 Cairo 79→48→59→1→12→→85 4

Intraplane + interplane +crossbeam

4.2.3.1 Throughput Skenario 3

Dengan menggunakan persamaan diatas nilai throughput untuk skenario 2 dapat diketahui

Gambar 18 Grafik perbandingan throughput unslotteedALOHA

dan TDMA skenario 3


Detik aktif Jenis Unslotted

Aloha TDMA

1-30



Rata-rata 360 1416

30-6

0



Rata-rata 688 2664

60-9

0



Rata-rata 992 3872

90-2

00 Banyak Paket Dikirim 29363 88014

Banyak Paket Diterima 17105 73959 Throughput terkecil (Kbps) 816 4648 Throughput terbesar (Kbps) 1616 6424

LAMPIRAN A


Rata-rata 1248 5384 Rata-Rata total (Throughput per detik) 992 4152


Dengan menggunakan persamaan (2) persentase nilai paket hilang untuk skenario 3 dapat diketahui

Gambar 19 Grafik perbandingan banyak paket hilang

pada unslottedAloha dan TDMA skenario 3

Tabel 14 Perbandingan paket hilang unslottedALOHA dan TDMA skenario 3

Detik aktif Hasil unslotted

Aloha TDMA

1-30


Persentase Paket Hilang Terkecil 0 0 Persentase Paket Hilang Terbesar 12.06896 0

Rata-rata 7,3 0

30-6

0


Persentase Paket Hilang Terkecil 4.95867 0 Persentase Paket Hilang Terbesar 9.44881 0

Rata-rata 7,75 0

60-9

0


Persentase Paket Hilang Terkecil 5.9322 0 Persentase Paket Hilang Terbesar 10.6796 5.7034

Rata-rata 8,43 0,63

90-2

00


Persentase Paket Hilang Terkecil 6.3745 0 Persentase Paket Hilang Terbesar 12.4031 5.3278

Rata-rata 9,15 3,37 Rata-Rata total 8,808 2,494

4.2.3.3 Waktu Tunda Skenario 3

Dengan menggunakan persamaan (3) besarnya waktu tunda untuk skenario 3 dapat diketahui


skenario 3



skenario 3 untuk parameter waktu tunda dari dua skema unslottedAloha dan TDMA didapatkan nilai waktu tunda terkecil, terbesar, dan rata-rata dari seleruh nilai waktu tunda tersebut.

Tabel 15 Perbandingan besarnya waktu tunda unslottedAloha vs TDMA Skenario3


Min 0.004 0.0006 Max 4.5912 2.8066

Rata-rata 0.1124 0.0332

V. Kesimpulan dan Saran 5.1. Kesimpulan

Kinerja jaringan skenario 1 yang mensimulasikan komunikasi antara dua stasiun bumi dalam satu area regional, skema TDMA lebih baik dibanding skema Aloha. Rata-rata throughput TDMA sebesar 1872Kbps sedangkan rata-rata throughput Aloha sebesar 520Kbs. Rata-rata presentase paket hilang TDMA adalah 2,55% sedangkan rata-rata presentase paket hilang Aloha adalah 14,056%. Rata-rata waktu tunda pada TDMA adalah sebesar 65,94ms sedangkan rata-rata waktu tunda pada Aloha adalah sebesar 232,9,6ms. Kinerja jaringan skenario 2 yang mensimulasikan komunikasi antara dua stasiun bumi dalam satu area benua, skema TDMA lebih baik dibanding skema Aloha. Rata-rata throughput TDMA sebesar 2640Kbps sedangkan rata-rata throughput Aloha sebesar 752Kbps. Rata-rata presentase paket hilang TDMA adalah 1,64% sedangkan rata-rata presentase paket hilang Aloha adalah 12,75%. Rata-rata waktu tunda pada TDMA adalah sebesar 45,2ms sedangkan rata-rata waktu tunda pada Aloha adalah sebesar 182,4ms. Kinerja jaringan skenario 3 yang mensimulasikan komunikasi antara dua stasiun bumi dengan area global, skema TDMA lebih baik dibanding skema Aloha. Rata-rata throughput TDMA sebesar 4152Kbps sedangkan rata-rata throughput Aloha sebesar 992Kbps. Rata-rata presentase paket hilang TDMA adalah 2,494% sedangkan rata-rata presentase paket hilang Aloha adalah 8,808%. Rata-rata waktu tunda pada TDMA

LAMPIRAN A


adalah sebesar 33,2ms sedangkan rata-rata waktu tunda pada Aloha adalah sebesar 112,4ms

Parameter throughput untuk skema TDMA pada semua skenario lebih baik dibanding dengan skema Aloha. Hal ini dikarenakan pada TDMA pengiriman paket dilakukan berdasarkan pembagian waktu menggunakan timeslot, Sehingga pengiriman dilakukan berurutan. Menyebabkan kemungkinan paket diterima lebih besar. Sedangkan pada unslottedAloha paket dapat dikirim kapan saja dan tidak ada pembagian waktu. Hal ini menyebabkan jumlah paket yang diterima akan berkurang karena rentan terkena gangguan seperti tabrakan antar paket dan menyebabkan paket hilang. Paket hilang pada skema Aloha bernilai yang cukup besar dibanding dengan paket hilang pada skema TDMA. Hal tersebut terjadi karena, pada keadaan trafik yang padat, Aloha mengalami banyak benturan paket dan telah melebihi batas pengiriman ulang paket.

5.2. Saran 1. Penelitian dengan tipe MAC lain yaitu

FDMA, CDMA dan Slotted Aloha untuk mendapatkan nilai terbaik

2. Perancangan simulasi dapat menggunakan tipe agent pengiriman informasi yang lain yaitu menggunakan TCP, dan RTP untuk mendapatkan pengiriman paket yang lebih maksimal.

3. Untuk melihat pengaruh pada sisi transport datanya, penelitian dengan membandingkan beberapa jenis TCP dengan jaringan satelit Iridium yang ada

4. Perancangan jaringan menggunakan jenis aplikasi satelit LEO yang lain seperti satelit Teledesic.

5. Perancangan simulasi node bumi yang bersifat mobile (bergerak).

6. Perancangan simulasi dapat menggunakan lebih banyak node bumi dengan menggunakan perancangan dan skenario yang berbeda agar lebih terlihat kepadatan trafiknya.

DAFTAR PUSTAKA [1] Chowduri, Pulak K, dkk. Handover Schemes

in Satellite Network. Telecom and Network Research Lab. University of Oklohoma. 2012

[2] Fall, Kevin dan Kannan Varadhan. The ns Manual. VINT Project. Berkeley. 2008

[3] Grega, Marian dkk. Possibility of Using Network Simulator for Modelling Satellite Network. Department of Electronics and Multimedia Communications, Faculty of Electrical Engineering and Informatics. Technical University of Košice Slovak Republic. Acta Electrotechnica et Informatica No. 4, Vol. 5, 2005.

[4] Hikmaturokman, Alfin. Orbit dan Pergerakan Satelit. Akademi Teknik Telkom Sandhy Putra Purwokerto. Diktat Kuliah. 2008

[5] Hernoto, Yogi Prasetyo dkk. Open System Interconnection Model. Jurusan Teknik Elektro. Fakultas Teknik Universitas Udayana. Paper. 2008

[6] Leopold, Raymond. Lloyd's satellite constellations.. http://personal.ee.surrey.ac.uk/Personal/L.Wood/constellations/iridium.html. Diakses pada 25 Juli 2012

[7] Loretti, P. Satellite Systems Performance with TCP-IP Applications. Jurusan teknik elektronika. Universitas Roma Tor Vergeta. Paper. 2010.

[8] Manurung, Chrisman H. Perbandingan Tipe MAC Pada Jaringan VSAT Mesh dengan NS-2. Jurusan Teknik elektro. Fakultas Teknik Universitas Diponegoro. Tugas Akhir. 2009.

[9] Nilasari, Novita. Rancangan Sistem VOIP Sebagai Alternatif Komunikasi Kampus Menggunakan OpenH323 GateKeeper. Jurusan Teknik Elektro. Fakultas Teknik Universitas Diponegoro. Tugas Akhir. 2011

[10] Pamungkas Wahyu. Komunikasi Satelit. Akatel Sandhy Putra Purwokerto. Diktat Kuliah. 2005

[11] Santoso, Gatot. Sistem Komunikasi Satelit. 2008

[12] Satkomindo. Metoda Akses Jamak. http://www.satkomindo.com/indo/multiple_access.html. Diakses pada 10 September 2012

[13] Sukiswo. Multiple Access for Ssatelit. Komunikasi Satelit. Materi Kuliah 2008

[14] ……… Altman, Eitan dan Tania Jimenez. NS Simulator for Beginner. Univ de Los Andes, Merida, Venezuela, and ESSI. Sophia-Antipolis. France. 2003

[15] ……... Siskomsat STT Telkom. Bandung: STT Telkom. 2005

[16] ……… Teknologi VSAT Praktis. http://belajarvsat.wordpress.com/. Diakses pada 10 September 2012.

[17] ……… The Global Network: Satellite Constelation. www.iridium.com. Diakses pada 25 Juli 2012

[18] ……… The ns Manual (Formely ns Notes and Documentation. The VINT Project.2008

LAMPIRAN A


Denny Pahlevie (21060110151052) Lahir di Banjarmasin, 27 Mei 1988. Menempuh pendidikan di SD Muhammadiyah 10 Banjarmasin, SMPN 2 Banjarmasin, SMK Telekomunikasi Sandhy Putra Banjarbaru, Akademi Teknik Teknik Telekomunikasi Sandhy Putra Purwokerto, dan melanjutkan pendidikan Strata-1 di jurusan Teknik Elektro Universitas Diponegoro Semarang, konsentrasi Elektronika dan Telekomunikasi

Menyetujui dan mengesahkan, Dosen Pembimbing I

Sukiswo, S.T., M.T. NIP.196907141997021001 Tanggal: ___________ Dosen Pembimbing II

Ajub Ajulian Zahra, ST.,MT. NIP.197107191998022001 Tanggal: ___________

LAMPIRAN A PERBANDINGAN TIPE MAC PADA JARINGAN KOMUNIKASI ... fileorang di setiap negara. Dengan...

Documents

Transcript of LAMPIRAN A PERBANDINGAN TIPE MAC PADA JARINGAN KOMUNIKASI ... fileorang di setiap negara. Dengan...