VoIP RakyatJaringan VoIP berbasiskan protokol SIP(Session Initiation Protocol)

R. Anton Raharjaanton@ngoprek.orgNovember 2004 (rev. May 2006)

VoIPPenjelasan VoIP secara umum

VoIPVoIP Voice over Internet ProtocolTeknologi yang memanfaatkan Internet Protocol untuk menyediakan komunikasi voice secara elektronis dan real-timeVoIP sebenarnya adalah aplikasi Internet biasa seperti layanan WWW dan emailVoIP sebagai layanan Internet biasa disebut IP Telephony Infrastruktur internet dibutuhkan agar dapat menggunakan dan/atau menyediakan layanan VoIP

Jaringan VoIP

IBM Compatible

Laptop computer

Cloud

Tower box

User

Group

Domain

Telephone

PBX

Router

Laptop

PC

INTERNET

VoIP Registrar or Gatekeeper

VoIP Service Server

IP Phone

IP PBX

OFFICE

PSTN Gateway

PSTN

Layanan IP TelephonySeluruh layanan telepon konvensional ditambah dengan:VoicemailInstant Messaging PresenceFile ExchangeVideo ConferenceWebbased Control PanelMelihat tagihan (billing)Melihat CDR (Call Data Record)Konfigurasi pribadi (profiling)

Standar VoIPProtokolSignalling ProtocolSIP IAX2H.323Media Transfer ProtocolRTP dan RTCPKompresi dan optimasicRTP, LFI, ROHC, RSVPCODEC (Coder-Decoder)Standar industriG.711, G.723.1 dan G.729OpensourceGSM 06.10, iLBC dan Speex

Perangkat VoIPUntuk UserPC, laptop atau PDA dengan software VoIPNetmeetingX-LiteSJphoneWindows MessengerIdefiskIP Phone atau Ethernet PhoneUSB PhoneTelepon biasa dengan ATA (Analog Telephone Adapter)Untuk ProviderKomputer Server dengan software VoIPGnugk dan OpenMCUSER (SIP Express Router)SEMS (SIP Express Media Server)AsteriskCatatan:Baik user atau provider harus terhubung ke Internet

Signalling ProtocolStandar signalling protocol untuk VoIP, mencakup penjelasan tentang semua komponen SIP (Session Initiation Protocol)

SIPSIP, Session Initiation ProtocolRFC 2543 (http://www.faqs.org/rfcs/rfc2543.html)The Session Initiation Protocol (SIP) is an application-layer control (signaling) protocol for creating, modifying and terminating sessions with one or more participants. These sessions include Internet multimedia conferences, Internet telephone calls and multimedia distribution. Fungsi:Call initiationMembangun sebuah sesi komunikasi Mengundang user lain untuk bergabung di dalam sesi komunikasiCall modificationBila perlu, SIP dapat memodifikasi sesi komunikasiCall terminationMenutup sesi komunikasiPresenceMengumumkan status user pada user lain, online atau offline, away atau busySIP bukan media transfer protocol, sehingga SIP tidak membawa paket suara atau video. SIP memanfaatkan RTP (Real Time Protocol) untuk media transfer.

Arsitektur SIP

User AgentGatewayPSTN

Komponen SIP: User AgentKomponen SIP yang memulai, menerima dan menutup sesi komunikasiUser Agent terdiri dari 2 komponen utama yaitu:User Agent Client (UAC)Komponen yang memulai sesi komunikasiUser Agent Server (UAS)Komponen yang menerima atau menanggapi sesi komunikasiBaik UAC ataupun UAS dapat menutup sesi komunikasiUser agent dapat berupa software (softphone) ataupun hardware (hardphone)

SIP User AgentContoh beberapa softphoneKphoneLinphoneSJphoneX-LiteWindows MessengerIdefiskContoh jenis hardphoneATA, Analog Telephone AdaptorIP Phone atau ethernet phoneUSB phone

Komponen SIP: Proxy ServerKomponen penengah antar user agent, bertindak sebagai server dan client yang menerima request message dari user agent dan menyampaikan pada user agent lainnyaRequest dapat dilayani sendiri atau disampaikan (forward) pada proxy lain atau server lainMenerjemahkan dan/atau menulis ulang request message sebelum menyampaikan pada user agent tujuan atau proxy lainProxy server menyimpan state sesi komunikasi antara UAC dan UAS

Call Flow dengan SIP Proxy

Komponen SIP: Redirect ServerKomponen yang menerima request message dari user agent, memetakan alamat SIP user agent atau proxy tujuan kemudian menyampaikan hasil pemetaan kembali pada user agent pengirim (UAC)Redirect Server tidak menyimpan state sesi komunikasi antara UAC dan UAS setelah pemetaan disampaikan pada UACTidak seperti proxy server, redirect server tidak dapat memulai inisiasi request messageTidak seperti UAS, redirect server tidak dapat menerima dan menutup sesi komunikasi

Call Flow dengan SIP Redirect

Komponen SIP: Registrar ServerKomponen yang menerima request message REGISTERRegistrar dapat menambahkan fungsi otentikasi user untuk validasiRegistrar menyimpan database user untuk otentikasi dan lokasi sebenarnya (berupa IP dan port) agar user agar yang terdaftar dapat dihubungi oleh komponen SIP lainnya (berfungsi sebagai Location Server juga)Komponen ini biasa disandingkan dengan Proxy Server

SIP ServerContoh aplikasi SIP yang dapat berfungsi sebagai server baik proxy, redirect maupun registrar serverAsterisk (http://www.asterisk.org)OnDo Brekeke (http://www.brekeke.com) partysip (http://www.partysip.org) SER, SIP Express Router (http://iptel.org/ser)siproxd (http://siproxd.sourceforge.net)

SIP Request dan ResponseSIP Request:INVITEMengundang user agent lain untuk bergabung dalam sesi komunikasiACKKonfirmasi bahwa user agent telah menerima pesan terakhir dari serangkaian pesan INVITEBYETerminasi sesiCANCEL Membatalkan INVITEREGISTERRegistrasi di Registrar ServerOPTIONSMeminta informasi tentang kemampuan serverINFODigunakan untuk membawa pesan informasi lainnya, seperti informasi inline DTMF

SIP Response:1xx - Informational Message2xx - Successful Response3xx - Redirection Response4xx - Request Failure Response5xx - Server Failure Response6xx - Global Failures Response

SIP HeaderHeader SIP sangat mirip dengan HTTP dan SMTPContoh:

INVITE sip:20006@202.154.179.69 SIP/2.0Via: SIP/2.0/UDP 202.137.12.237:5060From: sip:20014@202.137.122.237To: Call-ID: c2943000-e0563-2a1ce-2e323931@202.137.12.237CSeq: 100 INVITEExpires: 180User-Agent: Cisco IP Phone/ Rev. 1/ SIP enabledAccept: application/sdpContact: sip:20014@202.137.12.237:5060Content-Type: application/sdp

Pengalamatan SIPSetiap komponen SIP mempunyai alamat SIP (SIP address)Format alamat SIP: [sip:]Contoh:sip:anton@voiprakyat.netsip:20006@voiprakyat.net311@voiprakyat.net

Contoh Sesi Komunikasi

Framework SIPIntegrationKemudahan untuk integrasi dengan protokol lain standar IETF (Internet Engineering Task Force) dalam implementasiScalabilityKomponen SIP dapat digabungkan secara fisik dalam server yang sama atau justru berbeda lokasi secara topologisDistribusi komponen memungkinkan penambahan komponen baru tanpa mempengaruhi jaringan yang sudah adaSimplicityPemrosesan paket SIP cukup sederhana dan standar, seperti protokol standar IETF lainnya seperti HTTP dan SMTPHeader SIP tertulis dalam bentuk text untuk kemudahan implementasi dan debug

Implementator SIP ITSP, Internet Telephony Service ProviderVSP, VoIP Service ProviderContoh di negara lain:FWD, Free World Dialup (http://www.freeworldialup.com/)IPTel (http://iptel.org/)SIP Phone (http://www.sipphone.com/)Lainnya dapat anda lihat di situs berikut:

http://www.voip-info.org/wiki-VOIP+Service+ProvidersContoh di dalam negeri:VoIP Marsinah (http://voip.marsinah.com)VoIP Rakyat (http://voiprakyat.or.id)

CODECCODEC, Coder DecoderAlat dengan seperangkat aturan yang mengatur bagaimana sinyal suara analog didigitalkanAlat yang dimaksud dapat diimplementasikan dalam bentuk hardware maupun software, dan aturan-aturan itu berbunyi seperti, seberapa besar sinyal-sinyal suara analog itu dibuffer dalam sebuah frame, seberapa lama dibuffer, kemudian diproses dengan perhitungan matematis apa Codec mempengaruhi kebutuhan bandwidth untuk VoIP, semakin kecil bitrate sinyal digital yang dihasilkan Codec, maka semakin baik codec tersebut. Namun perhitungan matematis yang dilakukannya menjadi semakin rumit dan ini mempengaruhi kualitas suara setelah di-decodeKualitas suara biasa dihitung dengan metoda MOS, Most Opinion Score. Metode ini memberi nilai rata-rata kualitas suara antara 1 sampai 5 dimana 1 artinya buruk dan 5 artinya baik.

Standar-standar CODECDoD CELP - 4.8 Kbps GIPS - 13.3 Kbps and up GSM - 13 Kbps (full rate), 20ms frame size iLBC- 15Kbps, 20ms frame size; 13.3 Kbps, 30ms frame size ITU G.711 - 64 Kbps, sample-based(alaw/ulaw) ITU G.722 - 48/56/64 Kbps ITU G.723.1 - 5.3/6.3 Kbps, 30ms frame size ITU G.726 - 16/24/32/40 Kbps ITU G.728 - 16 Kbps ITU G.729 - 8 Kbps, 10ms frame size LPC10 - 2.5 Kbps Speex - 2.15 to 44.2 Kbps

Kebutuhan BandwidthNEB, Nominal Ethernet BandwidthKebutuhan bandwidth minimum per callIngat bahwa dengan SIP, bandwidth untuk media (voice dan video) disediakan oleh peer (client), sehingga server tidak perlu menyediakan bandwidth sebesar N x NEB (dengan N adalah jumlah user logged in)Beberapa hasil penelitian dan perhitungan:

CodecBR NEB G.71164Kbps 87.2Kbps G.7298Kbps 31.2Kbps G.723.1 6.4Kbps 21.9Kbps G.723.1 5.3Kbps 20.8Kbps G.72632Kbps 55.2Kbps G.72624Kbps 47.2Kbps G.72816Kbps 31.5Kbps

Sumber: Cisco, http://www.cisco.com/en/US/tech/tk652/tk698/technologies_tech_note09186a0080094ae2.shtml

Tips Menghemat BandwidthGunakan codec dengan NEB minimum seperti G.723.1 pada 5.3 kbps, bila memerlukan MOS yang lebih baik, gunakan G.729Gunakan segala daya upaya untuk menghemat bandwidth seperti penggunaan VAD (Voice Activity Detection), Silence Supressor dan AEC (Auto Echo Cancellation)Pada beberapa phone (softphone maupun hardphone), anda dapat mengatur besar payload dan/atau mengatur besar buffer atau lamanya payload tersebut di-buffer. Semakin besar payload dapat memperkecil kebutuhan bandwidthSemakin besar buffer dapat memperbaiki kualitas suaraNamun kedua proses tersebut dapat menyebabkan delay komunikasi yang relatif besarGunakan gateway yang mampu menerapkan cRTP (compressed RTP) atau ROHC (RObust Header Compression)

VoIP RakyatDunia dengan telepon gratis, telepon murah, telepon VoIP

Mengapa SIPMudah diimplementasikanMembangun jaringan VoIP berbasiskan komponen-komponen SIP relatif lebih mudahSoftware mudah diperoleh dan status produksinya setara dengan komersilTerbukti bekerja cukup baik untuk beberapa VoIP Service ProviderSoftware berlisensi opensourceMudah untuk mengimplementasikan fitur-fitur baru dan digabungkan dengan layanan lainnya seperti Free MailMampu bekerja untuk user agent yang berada dibelakang NAT atau common firewall dengan relatif mudahKualitas suara dan sebagian besar penggunaan bandwidth diserahkan pada peer-to-peer

Aplikasi VoIP RakyatServerAsterisk 1.2.7.1LAMP (Linux SuSE 9.3, Apache 2.x, MySQL 4.1.x, PHP 5.x)PlayVoIP (heavily customized)ClientSoftphone, ipphone, usbphone, ITG, ATAProtocolSIPIAX2H323 (peers only)

Google.com dan Freshmeat.net adalah tempat yang tepat untuk memulai mencari informasi lebih lanjut mengenai item-item yang disebutkan diatas

Server VoIP RakyatLokasi: IDC IndonesiaInternetindo Data Centra Indonesia, Gedung Cyber, JakartaBandwidth: 100 Mbps (eth) IIX (OIX)128 kbps international link

Daftar Pustakahttp://www.cs.columbia.edu/siphttp://www.ietf.org/html.charters/sip-charter.htmlPresentasi VoIP Overview - http://www.vovida.orgBeberapa gambar diambil langsung dari presentasi iniBeberapa keterangan tentang SIP diterjemahkan dari presentasi iniRFC 2543 - http://www.faqs.org/rfcs/rfc2543.htmlVoIP Wiki - http://www.voip-info.orgPerbandingan bandwidth codec diambil dari situs inihttp://www.protocols.comVoIP Protocols - SIP Including MGCP Media Gateway Control Protocol

KontakWebsitehttp://www.voiprakyat.or.idForumhttp://www.voiprakyat.or.id/forum/Blogshttp://sleepless.ngoprek.org/voip/VoIP number: 20001 (Anton Raharja)20241 (ICT Centre Jakarta)Email: anton@ngoprek.orginfo@ictcentre.netMailing List:voipmerdeka@yahoogroups.comPSTN landline+62 21 861 3027