Download - IP Telephony / Voice over IP

SM241013 - Pengantar Sistem Telekomunikasi Semester genap 2008-2009

IP Telephony / Voice over IP

Modul 7Pengantar Sistem Telekomunikasi

Institut Manajemen TELKOM2008-2009


Back to Basic Model Sistem KomunikasiApa fungsi masing-masing blok ?

Suara (Data Analog)

PesawatTelepon

Mulut outTelinga in

Sinyal Listrik (Analog)

Sinyal Listrik (Analog)

PesawatTelepon

Suara (Data Analog)

Mulut outTelinga in

Public Switched Telephone Network Circuit Switching Sentral TeleponAnalog or Digital Multiplexing (jika

melibatkan lebih dari 1 node sentral)

• Jaringan telepon publik merupakan jaringan komunikasi yang berfungsi menghubungkan dua atau lebih titik dengan mode circuit switching, mampu mendukung komunikasi full duplex dan mempunyai kapasitas transmisi maksimum: antara 300 – 3400 kHz (analog) dan 64 kbps (digital).

• Komunikasi melalui jaringan telepon dilakukan dengan membangun end to end sirkit komunikasi jarak jauh membutuhkan banyak node yang tersambung secara sirkit sehingga ada muncul beban biaya untuk setiap node.

• Biaya akan meningkat seiring peningkatan jumlah node yang terlibat dalam komunikasi, namun kapasitas transmisi maksimum akan dijamin oleh jaringan secara end to end


Faktor Pendorong Munculnya Komunikasi suara via Internet

• Mahalnya biaya komunikasi jarak jauh (Nasional dan Internasional)• Perkembangan jaringan internet dan meningkatnya aksesibilitas terhadap

internet• Teknologi encoding (konversi data analog ke sinyal digital) yang semakin

efisien (less bit rate but acceptable speech quality) • Komunikasi voice mulai ditawarkan dalam aplikasi chat (Skype, Yahoo

Messenger,Google Talk)

• 1876 – Penemuan Telepon (Alexander G. Bell)• 1915 – Telepon menghubungkan benua-benua besar

– POTS - Plain Old Telephone Systems– PSTN - Public Switched Telephone Networks

• 1973 – ARPANET/Network Voice Protocol (experimental)• 1995 – Volcatec “Internet Phone” on PC486/33, modem, soundcard, mic, tapi – half-

duplex, kualitas suara rendah• 1996 – Perkembangan Digital Signal Processor (DSP)• 1997 – VoIP mulai memasuki pasar global• 2000 – Mulai diterima oleh masyarakat luas • 2008 – Contoh : Telp ke telp selular di AS dari telp rumah di Indonesia hanya Rp.

250/mnt

Sejarah VoIP


Definisi IP Telephony• Voice over Data adalah teknik pengiriman layanan teleponi

(suara) melalui jaringan data. • Jaringan data dapat berupa : Frame Relay (VoFR), ATM (VoATM) atau IP

(VoIP).• Konfigurasi terminal teleponi pada jaringan Voice over Data sebagaimana

layanan teleponi PSTN adalah multipoint.• Teknologi Voice over Data umumnya menerapkan kompresi untuk

menghemat penggunaan bandwidth.

• VoIP (Voice over Internet Protocol), sometimes referred to as Internet telephony, is a method of digitizing voice, encapsulating the digitized voice into packets and transmitting those packets over a packet switched IP network

• Protokol yang didesain dan dioptimasi untuk mentransmisikan suara (voice) melewati Internet atau Packet Switching Network lainnya


Voice over IP

• VoIP : Jasa telekomunikasi yang menghubungkan pengguna teleponi suara melalui jaringan internet.

• VoIP menggunakan akses lokal untuk SLI maupun SLJJ

• Akibatnya : Tarif VoIP sangat murah dibandingkan tarif SLI dan SLJJ biasa.


Panggilan Point-to-Point

Gatew ay

Phone

AnalogVoice

Coding

Gatew ay

TCP/IP

Data Connection

DeCoding Phone

AnalogVoice

P roses pem bangunan hubunganpo in t-to -po in t


Panggilan Point-to-Multi Point

Gatew ay

Phone

AnalogVoice

CodingGatew ay

TCP/IP

Data Connection

Gatew ay

Gatew ay?proses pem bangunan hubungan

pada jaringan m ultipo in t m em erlukanproses ru ting yang leb ih kom pleks


Protokol VoIP

• H.323 Multimedia Standard– H.225 RAS - Registration, Admission, Status– Q.931 - Call Signaling (Setup & Termination)– H.245 - Call Control (Preferences, Flow Control, etc.)– Lots of G.7XX CODECS for audio

• SIP – Session Initialization Protocol– Covered in next presentation


Standar Pensinyalan H323• Merupakan rekomendasi ITU – T yang mengatur

layanan komunikasi multimedia melalui jaringan berbasis paket (LAN) yang tidak memberikan jaminan kualitas layanan (non-QoS).

• Merupakan standar yang berisi aturan-aturan pokok komunikasi multimedia dengan pengaturan lebih rinci diatur dalam standar pendukung lain yang berada di bawahnya (umbrella standard) :– H.225.0 - RAS, Q.931– H.245– RTP/RTCP– Codec audio/video

• Lebih populer penerapannya pada teknologi VoIP


Komponen H.323• Terminals

– Terminasi terakhir dalam arsitektur jaringan H323– Antarmuka antara pemakai dengan jaringan VoIP

• Gateway– Melakukan fungsi konversi sinyal berbasis sirkit ke sinyal

berbasis paket dan sebaliknya (packetizer - depacketizer)– Melakukan fungsi kompresi sinyal (coder - decoder)– Melakukan fungsi mapping sinyal PSTN dan H323 (signaling

gateway)• Gatekeeper

– Melakukan fungsi kontrol pensinyalan untuk proses : pembangunan hubungan, supervisi panggilan, pemutusan hubungan, ruting, dll.

– Melakukan fungsi pembangkitan data detail panggilan (CDR)• MCU

– Mengontrol komunikasi point-to-multipoint (conference)


Komponen H.323 : Gateway• Merupakan antarmuka antara

dunia data/IP (LAN) dengan dunia PSTN dalam konfigurasi jaringan VoIP.

• Melakukan fungsi konversi prosedur dan format sinyal informasi berbasis sirkit ke basis paket, dan sebaliknya.

• Melakukan fungsi pensinyalan untuk pembangunan hubungan dan pemutusan hubungan teleponi VoIP.

• Melakukan fungsi kompresi dan pemaketan sinyal suara.

• Secara fisik dapat berupa server/PC dengan dua antarmuka, antar muka jaringan data dan antar muka PSTN/analog.


Komponen H.323 : Terminal • Merupakan titik terakhir di LAN yang

berhubungan dengan pengguna (terminal/handset) :

– antarmuka ke jaringan data– antarmuka analog : micropon &

speaker, atau– antarmuka PABX

• Mendukung komunikasi 2 arah secara real-time melalui jaringan IP.

• Memiliki kemampuan utama (mandatory) :

– pengkodean suara : codec - G711, G729, G723.

– proses signalling : RAS, Q.931, H.245, dan RTCP.

• Kemampuan tambahan (optional) :– Video Codec– Data Display– Camera


Komponen H.323 : Gatekeeper (1/2)• Merupakan ‘pusat’ pengontrolan dan database protokol

signalling H323.• Melakukan fungsi pembentuk area/zone layanan teleponi.

– Zone dibentuk oleh sekumpulan komponen H.323– Zone dibentuk untuk memudahkan pengelompokan perangkat

(device-pooling) – Zone dibentuk untuk memudahkan administrasi penomoran untuk

keperluan ruting (database-routing)– Zone dapat ditentukan berdasarkan geografis atau densitas perangkat

H323 yang dikontrol– Umumnya satu zone dikontrol oleh satu gatekeeper– Apabila dalam satu zone terdapat lebih dari satu gatekeeper,

gatekeeper kedua biasanya bertindak sebagai backup sistem dan atau penyeimbang beban (load-balancing).

• Secara fisik dapat berupa server/PC yang terhubung ke jaringan data/IP yang menjalankan perangkat lunak gatekeeper, atau terintegrasi di dalam perangkat gateway.


Komponen H.323 : Gatekeeper (2/2)• Fungsi utama :

– Menangani proses ruting– Menangani mapping alamat IP Address ke E.164 – Mengontrol permintaan (admission) panggilan– Menangani manajemen bandwidth– Menangani manajemen zone

• Fungsi tambahan:– Menangani signaling Q931 antar terminal– Melakukan pembangkitan CDR– Melakukan pengumpulan informasi untuk SNMP (MIB)– Otorisasi panggilan dan proses security– Fitur layanan directory

• Fungsi komunikasi antar Gatekeeper :– Pengontrolan komunikasi dan ruting inter-zone– Protokol Inter-gatekeeper digunakan untuk meningkatkan efisiensi proses ruting– Mendukung kemungkinan interkoneksi dengan jaringan VoIP lain atau dengan

“Clearing-House”– Dimungkinkan interoperability antar gatekeeper untuk memperluas coverage jaringan

VoIP (tidak tergantung perangkat).


Komponen H.323 : MCU• MCU - Multipoint Control Unit• Merupakan komponen yang melakukan terminasi dua atau

lebih panggilan teleponi (conference). • Terdiri dari : multi-point controller (MC) dan multi-point

processor (MP)– MC – menangani pengontrolan dan pensinyalan untuk mendukung

layanan konferensi.– MP – menerima aliran paket informasi dari terminal yang sedang aktif

melakukan pembicaraan, memproses paket unicast menjadi paket multicast, untuk kemudian melakukan broadcast ke seluruh terminal peserta konferensi.

• Secara fisik dapat berupa server/PC yang berdiri sendiri atau terintegrasi di dalam gateway atau gatekeeper atau terminal.


Arsitektur Jaringan H.323

Interkoneksi antar komponen ………..


Konfigurasi Jaringan VoIPPhone-to-Phone 1/2

• Phone-to-Phone :– terminal telepon yang terhubung pada sentral lokal melakukan

panggilan VoIP melalui gateway yang terhubung ke PSTN.– gateway melakukan pendaftaran panggilan dan meminta proses

ruting ke gatekeeper (proses RAS - H225)– gateway menerima konfirmasi status panggilan (diterima/tidak

diterima) dan informasi ruting ke terminal tujuan untuk proses pembangunan hubungan (call control - Q931)

– gateway berkomunikasi dengan terminal/gateway tujuan untuk set-up parameter (media control - H245)

– gateway tujuan melakukan panggilan ke nomor telepon tujuan melalui PSTN pada area terkait

– transmisi sinyal suara menggunakan media RTP antara dua gateway dalam jaringan IP


Konfigurasi Jaringan VoIPPhone-to-Phone 2/2

IP -N etwork

G W

eXchange eXchange

G WA B

RAS

RTP / RTCP

dig ita l

analog

dig ita l

analog

G K

Q .931


Konfigurasi Jaringan VoIPPC-to-Phone 1/2

• PC-to-Phone :– PC melakukan proses RAS ke gatekeeper (H.225)– PC menerima konfirmasi status panggilan (diterima/tidak

diterima) dan informasi ruting ke terminal tujuan untuk proses pembangunan hubungan (call control - Q.931)

– gateway berkomunikasi dengan terminal/gateway tujuan untuk set-up parameter (media control - H.245)

– menggunakan RTP sebagai media pengiriman paket suara antara PC ke gateway


Konfigurasi Jaringan VoIPPC-to-Phone 1/2

IP -N etwork

PC

eXchange

G W

Phone

RAS

RTP / RTCP

dig ita l

analog

G K

Q .931


Konfigurasi Jaringan VoIPIP-Phone 1/2

• IP-Phone :– konfigurasi jaringan IP-Phone serupa dengan konfigurasi

jaringan telepon pada PSTN– IP-PBX sebagai pusat terminal interkoneksi antar terminal

IP-Phone– IP-Phone mengirim digit panggilan ke IP-PBX melalui LAN– IP-PBX mengenali panggilan, mencek status, dan kemudian

merutekan panggilan (process H.225, Q931, and H245 internally) ke nomor tujuan

– pengiriman paket suara percakapan tetap menggunakan media RTP.


Konfigurasi Jaringan VoIPIP-Phone 2/2

P S TNIP -N etwork

eXchange

G W

RAS

IP -PBX

IP-Phone

IP-Phone

RTP/RTCPdig ita l

ethernet

ethernet

ethernet

Q .931


Pembentukan Hubungan VoIPPembentukan Hubungan VoIPMenggunakan Protokol Signalling H.323Menggunakan Protokol Signalling H.323


Pendaftaran Terminal ke GatekeeperPendaftaran Terminal ke Gatekeeper

• Gateway mengirimkan paket multicast untuk mencari gatekeeper terdekat.• Gatekeeper yang bersesuaian mengirimkan konfirmasi menerima atau menolak

paket.• Informasi yang digunakan dalam proses registrasi terminal ke gatekeeper adalah

sbb :– addressing – zone (lokal/remote) – h323-id – RAS port – nomor-nomor terminal dalam format e.164 – zone prefik


Pembangunan HubunganPembangunan Hubungan• Pembangunan hubungan dilakukan dengan terlebih dahulu terminal mengirim

permintaan RAS (H.225)• Terminal/GW menerima respon konfirmasi dari gatekeeper dan informasi terminal

tujuan (Q.931 – H.225)• Terminal/GW melakukan pengontrolan media komunikasi dan pertukaran

informasi parameter terminal baik secara langsung antar terminal/GW atau melalui gatekeeper (H.245)

• RTP dan RTCP dapat terbentuk setelah dilakukan pembangunan kanal bicara.


Pembangunan Kanal Bicara H.245Pembangunan Kanal Bicara H.245• Pembangunan kanal bicara dilakukan dengan membuka kanal logika yang akan

digunakan sebagai media pengiriman paket suara; terminal pemanggil mengirim pesan Open Logical Channel (H.245)

• Terminal menerima respon dengan mengirimkan pesan konfirmasi Open Logical Channel Acknowledgement (H.245)

• Transmisi paket dikirim dengan menggunakan media RTP melalui jaringan transport IP UDP; sedangkan informasi pengontrolan dan signalling melalui jaringan transport IP TCP

• Pada saat kanal terbentuk terminal dan gatekeeper dapat melakukan proses layanan jaringan VoIP yang lain, misalnya : fitur, proses manajemen bandwidth, dll.


Pemutusan HubunganPemutusan Hubungan• Kedua terminal dapat memutuskan hubungan• Asumsi pemanggil A memutuskan hubungan :

– Terminal pemanggil A meminta penutupan kanal bicara dengan mengirimkan pesan End Session Command (H.245)

– Terminal terpanggil B menutup kanal logik dan mengirim pesan End Session Command (H.245)

– Terminal pemanggil menutup kanal bicara (RTP/RTCP) dan kanal kontrol H.245 • Apabila kanal pensinyalan masih terbuka, pesan Release Complete (Q.931)

dikirim ke kedua terminal untuk menutup kanal ini.


Beberapa issue dalam QoS VoIP


Apakah Quality of Service (QoS)?

• QoS merujuk kepada kemampuan dari sebuah jaringan untuk – Memberikan layanan yang diskriminatif (trafik tertentu yang melewati

jaringan mendapatkan layanan yang lebih baik dari trafik lain))• QoS adalah sebuah kumpulan teknologi yang memungkinkan aplikasi-

aplikasi meminta dan menerima (request and receive) service level tertentu menyangkut – data throughput capacity (bandwidth), – latency variations (jitter), dan– delay.

• QoS memberikan service jaringan yang lebih baik dengan – Mendukung dedicated bandwidth. – Memperbaiki karakteristik loss. – Menghindari dan mengelola kongesti dalam jaringan. – Shaping network traffic. – Mengeset prioritas trafik yang melewati jaringan.


Apakah congestion, delay, dan jitter?

• Sebuah interface mengalami kongesti apabila menerima trafik lebih besar dari kemampuannya menghandle – Titik dalam network yang mengalami kongesti merupakan objek yang

harus mendapatkan perhatian utama untuk implementasi mekanisme Quality of Service (QoS mechanisms).

• Kongesti dalam jaringan mengakibatkan delay. – Sebuah jaringan dan perangkat-perangkatnya dapat menimbulkan

beragam delay. • Variasi dari delay disebut jitter. • Baik delay maupun jitter harus dikendalikan dan diminimisasi khususnya

untuk trafik yang ditimbulkan oleh aplikasi real-time dan interactive.


Titik-titik kongesti dalam jaringan

• Gambar-gambar ini memberikan contoh titik-titik kongesti dalam jaringan :


Terima Kasih