analisa dan simulasi layanan video dan internet pada jaringan dvb

Tugas Akhir - 2009
ANALISA DAN SIMULASI LAYANAN VIDEO DAN INTERNET PADA JARINGAN
DVB DENGAN BERBAGAI MEKANISME ANTRIAN
Sartika Setiawan¹, Sofia Naning Hertiana², Ida Wahidah³
¹Teknik Telekomunikasi, Fakultas Teknik Elektro, Universitas Telkom
Abstrak
Teknologi berkembang dalam dunia komunikasi, salah satunya adalah komunikasi data.
Kebutuhan pada layanan internet-pun telah meningkat dari sekedar kebutuhan akan teks
informasi menjadi layanan yang menyediakan lebih banyak gambar, video dan audio yang secara
cepat mengubah komposisi trafik pada internet. Selain itu kebutuhan akses juga semakin meluas
dari daerah perkotaan hingga komunikasi antar pulau.
Jaringan DVB (Digital Video Broadcasting) menjadi salah satu solusi untuk mengatasi masalah
tersebut. Hal ini dikarenakan DVB menyediakan akses data dengan cakupan global. Satelit yang
digunakan memungkinkan DVB memungkinkan menjangkau satu wilayah atau region bahkan
komunikasi antar pulau.
Kajian terhadap performansi jaringan DVB perlu dilakukan dikarenakan perubahan komposisi
trafik yang semula khusus untuk layanan video broadcasting mendapat tambahan layanan
internet. Pada tugas akhir ini dilakukan simulasi dan analisis QoS pada jaringan DVB yang telah
dibangun. Analisa dilakukan pada 4 skenario simulasi yaitu perubahan buffer, perubahan
background trafik, perubahan bandwidth link satelit dan perubahan rate sumber. Parameter
performansi QoS yang dianalisa yaitu throughput, paket loss, delay dan jitter. Hasil yang
diharapkan adalah mengetahui metode antrian yang paling cocok untuk trafik gabungan tersebut
dan menghasilkan sistem jaringan yang paling bagus ditinjau dari panjang buffer, background
trafik, bandwidth satelit dan rate sumber untuk trafik video dan internet.
Hasil simulasi dan analisa yang dilakukan adalah metode antrian SFQ memiliki performansi
paling baik dalam hal delay dan jitter bila dibandingkan dengan FIFO dan DRR. Komposisi sistem
jaringan yang paling bagus diterapkan untuk layanan video dan internet adalah panjang buffer
1000 paket, bandwidth link satelit dijaga maksimal 40 Mbps dan penurunan maksimal adalah
25% yaitu 30Mbps, rate server dimungkinkan pada rentang 4 Mbps sampai 6 Mbps sehingga
dapat mengirimkan 8 channel sesuai standard DVB. Sedangkan mekanisme antrian yang paling
cocok adalah SFQ karena memiliki delay dan jitter paling rendah sehingga cocok untuk trafik
multimedia.
Kata Kunci :
Fakultas Teknik Elektro
Program Studi S1 Teknik Telekomunikasi
Tugas Akhir - 2009
Abstract
Technology has developed in the world of communication, one of them is data communications. In
other hand, needs in the Internet-service has increased from just text information to a service
that provides more images, video and audio. It changes the composition of traffic on the internet.
In addition, the access need is change from urban area to communication between the islands.
DVB (Digital Video Broadcasting) is one of the solutions to resolve the issue. This is because the
DVB provides access to data with global coverage. Satellites can reach the region or even interisland communication.
Study of the DVB network performance needs because the changes in the composition of traffic
that that merge video and internet services. In this Tugas Akhir, we simulate and analyze of QoS
in DVB network. Analyses the simulation scenario are buffer changes, background traffic
changes, satellite link bandwidth changes and the source rate changes. QoS performance
parameters are throughput, packet loss, delay and jitter. Results that expected is to know the
queuing method that most suitable for a combination of traffic and generate the best system in
the length of buffer, background traffic, satellite bandwidth and rate server for video and internet
traffic.
A result of simulation and analysis is SFQ method has good performance in terms of delay and
jitter when compared with FIFO and DRR. The best system for the merge of video and internet
services are 1000 packets for buffer length, bandwidth satellite links are kept up to 40 Mbps and
the maximum reduction is 25% which is 30Mbps, the server rate is possible in the range 4 Mbps
to 6 Mbps, so it can send 8 channel of video. The queue mechanism that is most suitable is SFQ
because has the minimum delay and jitter.
Keywords : DVB ( Digital Video Broadcasting) , QoS , FIFO, DRR, SFQ.
Fakultas Teknik Elektro
Powered by TCPDF (www.tcpdf.org)
Program Studi S1 Teknik Telekomunikasi
Tugas Akhir - 2009
[Type the document title]
BAB I
PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang
Teknologi berkembang dalam dunia komunikasi, salah satunya adalah komunikasi
data. Pemicunya adalah pertumbuhan dari jaringan internet, yaitu jaringan komunikasi
global yang berbasiskan TCP/IP. Pemakaian internet untuk akses data menyebabkan
kebutuhan akses modem dial-up kurang mencukupi.
Kebutuhan pada layanan internet-pun telah meningkat dari sekedar kebutuhan akan
teks informasi menjadi layanan yang menyediakan lebih banyak gambar, video dan audio
yang secara cepat mengubah komposisi trafik pada internet. Kebutuhan akan layanan
mobilitas-pun semakin diperlukan, dari mulanya ber-intenet secara biasa yaitu secara
fixed/menetap menjadi mobile/bergerak.
DVB (Digital Video Broadcasting) menjadi solusi untuk menyediakan akses data
dengan cakupan global. Satelit yang digunakan membuat DVB menjangkau satu wilayah
atau region. DVB dapat menggabungkan berbagai layanan baik video, voice maupun data
dalam satu transport stream yaitu MPEG-2. Hal tersebut memungkinkan adanya layanan
data bersifat paket yang membawa aplikasi multimedia seperti video atau voice. Karena
DVB bersifat digital yaitu mengunakan transmisi berupa paket data sehingga dapat juga
aplikasi web (internet) ditransmisikan pada jaringan DVB.
Kajian terhadap performansi jaringan DVB untuk kedua layanan diatas perlu
dilakukan, karena konvergensi kedua jaringan yaitu jaringan IP (internet) dan jaringan
DVB membuat adanya masalah terhadap trafik. Solusi trafik yang baik-pun perlu
dirumuskan agar kualitas dan real time dari aplikasi video tetap terjaga namun juga
aplikasi internet dapat berjalan sesuai standart yang berlaku.
1.2
Tujuan Penulisan
17
Fakultas Teknik Elektro
Program Studi S1 Teknik Telekomunikasi
Tugas Akhir - 2009
[Type the document title]
Tujuan penelitian tugas akhir ini adalah :
1. Menguji dan mengevaluasi kinerja jaringan DVB untuk layanan internet dan video
dengan berbagai mekanisme antrian yaitu FIFO (first in first out), DRR (deficit
round robin), dan SFQ (Stochastic Fairness Queuing) sehingga didapatkan nilai
QoS ( Delay, Jitter, Throughput dan Packet Loss ) yang paling sesuai untuk kedua
layanan.
2. Memperoleh komposisi yang terbaik buffer, rate server, lebar bandwidth satelit
dan kepadatan maksimal trafik sehingga layanan video dan layanan internet dapat
diterapkan pada jaringan DVB-S.
1.3
Rumusan Masalah
Rumusan masalah yang dilakukan pada tugas akhir ini adalah sebagai berikut :
1. Pemodelan jaringan DVB-S ( Digital Video Broadcasting – Satelit ) pada
NS-2.
2. Pemodelan link dan letak node penerima , node satellite, node HUB di bumi
sesuai posisi sebenarnya (berdasar letak astronomisnya).
3. Pemodelan trafik berupa MPEG-2 transport stream pada NS-2
4. Menganalisa jaringan DVB untuk layanan video dan internet dengan
berbagai metode antrian (FIFO (first in first out), DRR (deficit round robin),
SFQ (stochastic fairness queuing)) untuk mendapatkan nilai QoS yang
sesuai.
5. Melakukan analisa pada setiap skenario untuk setiap nilai QoS , hal ini
dilakukan untuk mendapatkan komposisi skenario terbaik agar layanan
video dan masing-masing layanan internet sesuai standart.
6. Parameter QoS yang dianalisa meliputi Delay, Jitter, Throughput dan
Packet Loss.
18
Fakultas Teknik Elektro
Program Studi S1 Teknik Telekomunikasi
Tugas Akhir - 2009
[Type the document title]
1.4
Batasan Masalah
Batasan masalah pada tugas akhir ini adalah sebagai berikut :
1. Jaringan DVB yang digunakan adalah DVB-S ( DVB-Satelit ).
2. Layanan untuk simulasi terbatas pada video dan internet.
3. Tidak membahas routing.
4. Kanal fisik dianggap ideal ( dalam komunikasi satelit ).
5. Pemilihan perangkat dan spesifikasinya tidak dibahas.
6. Tidak membahas secara mendalam sistem komunikasi satelit.
7. Semua yang berhubungan dengan aspek reservasi, billing, signaling,
security, dan differensial service diabaikan.
8. Simulasi mengunakan software Network Simulator-2.
9. Jumlah user, server nodes, SGW (Satelit Gateway – Hub) dan waktu
simulasi terbatas pada jaringan yang telah ditentukan.
1.5
Metode Penelitian
Metode penelitian yang akan dilakukan pada penyusunan tugas akhir ini adalah:
1. Studi literatur.
Studi literatur ini menyangkut hal-hal yang berhubungan dengan pokok
pembahasan sebagai referensi. Bertujuan mempelajari dasar-dasar teori dan konsep dasar
dari Jarinagn DVB, jenis-jenis antrian, dan software simulasi.
2. Desain dan Simulasi.
Proses pendesainan meliputi perancangan jaringan DVB-Satelit serta melakukan
simulasi menggunakan software-software yang mendukung sistem.
3. Analisis simulasi.
Bertujuan untuk mengetahui sejauh mana kinerja jaringan DVB dengan berbagai
mekanisme antrian dengan mengukur parameter delay, jitter, throughput dan packet loss
dalam kaitan untuk layanan video dan internet.
19
Fakultas Teknik Elektro
Program Studi S1 Teknik Telekomunikasi
Tugas Akhir - 2009
[Type the document title]
1.6
Sistematika Penulisan
Secara umum keseluruhan Tugas Akhir ini dibagi menjadi lima bab bahasan,
ditambah dengan lampiran dan daftar istilah yang diperlukan. Penjelasan masing-masing
bab adalah sebagai berikut:
BAB I
: PENDAHULUAN
Bab ini berisi uraian mengenai latar belakang pembuatan Tugas Akhir, rumusan
masalah, batasan masalah, tujuan penelitian, metodologi penelitian dan sistematika
penulisan.
BAB II : LANDASAN TEORI
Berisikan teori-teori yang mendukung dan melandasi penulisan Tugas Akhir ini,
yaitu tentang konsep dasar DVB, MPEG-2, mekanisme antrian FIFO (first in first out),
DRR (deficit round robin), SFQ (stochastic fairness queuing) dan konsep QoS (quality of
service).
BAB III : PERANCANGAN DAN SIMULASI SISTEM
Bab ini akan memuat penerapan dari perancangan sistem yang akan disimulasikan.
Dalam bab ini juga dipaparkan semua skenario simulasi yang akan dilakukan. Kemudian
akan dilakukan pengujian dan evaluasi terhadap performansi sistem yang sudah dibangun.
BAB IV : UJI KINERJA DAN ANALISIS HASIL SIMULASI
Bab ini berisikan analisis terhadap hasil simulasi. Analisis yang dilakukan antara
lain dengan membandingkan kinerja jaringan pada masing-masing scenario. Analisis ini
selain bertujuan untuk mendapatkan metode antrian yang paling bagus pada jaringan DVB,
juga bertujuan untuk membuat sistem yang paling ideal untuk konvergensi kedua layanan.
Analisis meliputi QoS (delay, jitter, throughput dan packet loss ) jaringan.
BAB V : PENUTUP
Bab ini berisikan kesimpulan dari analisis yang telah dilakukan, serta rekomendasi
atau saran untuk perbaikan dan pengembangan lebih lanjut.
20
Fakultas Teknik Elektro
Powered by TCPDF (www.tcpdf.org)
Program Studi S1 Teknik Telekomunikasi
Tugas Akhir - 2009
[Type the document title]
BAB V
SIMPULAN DAN SARAN
5.1 Simpulan
Dari hasil pemodelan dan simulasi serta pengambilan data dan analisa trafik pada
jaringan DVB-S, maka dapat diambil beberapa kesimpulan, antara lain:
1. Pengabungan layanan internet dan video, khususnya layanan internet interaktif (
misal : video conference dan voip ) dapat dilakukan dengan cara meminimalisasi
delay pada jaringan. Minimalisasi delay dapat dilakukan dengan cara memperkecil
panjang buffer. Pada simulasi, buffer yang cocok pada antrian FIFO adalah
maksimal 1000 paket karena menghasilkan delay rata-rata 411,00 ms. Delay
tersebut merupakan batas delay maksimal untuk aplikasi internet interaktif seperti
voip dan video conference.
2. Besar kepadatan trafik mempengaruhi throughput, paket loss, delay dan jitter paket
yang dikirim. Hal ini ditunjukkan pada simulasi skenario 2 dimana pada antrian
FIFO terjadi penurunan throughput dari 5,5405 Mbps menjadi 3,0169 Mbps untuk
server 1 saat kepadatan bertambah. Paket Loss juga bertambah sampai 45,482%
saat background 80%. Delay maksimal rata-rata adalah 333 ms untuk kedua server.
3. Metode antrian DRR dan SFQ masih dapat mengatasi kepadatan trafik hingga 80%
dari kapasitas link saat rate server 4 Mbps. Hal ini ditunjukkan pada simulasi
skenario 2, paket loss yang ditunjukkan oleh kedua metode antrian ini masih 0%.
4. Penambahan kapasitas link satelit (bandwidth) dapat meningkatkan performa
jaringan. Pada simulasi skenario 3 saat link satelit ditingkatkan sampai 40 Mbps
maka nilai QoS bertambah bagus. Untuk rate server 8 Mbps atau 11.130880 Mbps
pada kanal fisik, saat kapasitas link satelit 40 Mbps menghasilkan throughput ratarata 9,9572 Mbps atau naik sebesar 7 Mbps dari kapasitas link 10 Mbps. Paket Loss
turun 60% dan delay turun 7 ms untuk metode antrian DRR dan SFQ.
5. Pada skenario 4, saat link satelit memiliki penurunan 25% dari kapasitas maksimal
(30Mb). Nilai rate server yang masih memungkinkan adalah 6 Mb. Karena saat rate
server dinaikkan jadi 8Mb, nilai paket loss rata-rata adalah 17%.
6. Metode antrian FIFO memiliki kinerja paling buruk dari semua metode antrian.
DRR memiliki kinerja yang lebih bagus dalah hal paket loss karena memiliki nilai
66
Fakultas Teknik Elektro
Program Studi S1 Teknik Telekomunikasi
Tugas Akhir - 2009
[Type the document title]
paling kecil disemua skenario. SFQ unggul dalam bidang delay dan jitter pada
semua skenario bila dibandingkan dengan DRR dan FIFO. Perbedaan nilai paket
loss antara DRR ddan SFQ tidak begitu besar walaupun DRR memiliki paket loss
lebih kecil. Oleh karena itu, SFQ lebih cocok digunakan pada system DVB untuk
layanan video dan internet interaktif karena memiliki nilai delay dan jitter paling
bagus.
7. Komposisi sistem yang paling bagus diterapkan untuk aplikasi video dan internet
(layanan voip dan video conference) meliputi : nilai buffer diset 1000 paket untuk
menjaga delay maksimal 400 ms yang memungkinkan layanan internet terjaga,
bandwidth link satelit dijaga maksimal 40 Mbps dan penurunan maksimal adalah
25%, rate server dimungkinkan pada rentang 4 Mbps sampai 6 Mbps sehingga
dapat mengirimkan 8 channel sesuai standart DVB. Metode antrian yang paling
bagus digunakan adalah SFQ karena memiliki delay dan jitter yang paling kecil
yang cocok untuk karakteristik layanan multimedia.
5.2 Saran
Beberapa saran yang bisa diberikan untuk pengembangan lebih lanjut adalah :
1. Perlunya pengkajian pada standart DVB yang lainya , misalnya DVB-T ( DVBTeresstrial ), DVB-H dan sebagainya.
2. Perlu dicoba mekanisme antrian lain terutama mekanisme antrian yang
mengklisifikasikan kelas-kelas atau memberi prioritas dari layanannya seperti: PQ,
CBQ, dll.
3. Perlu dicoba aplikasi bila diterapkan pada satelit multilayer menggunakan satelit
LEO (Low Earth Orbit) disertai dengan mekanisme routing didalamnya.
4. Menggunakan user bergerak.
67
Fakultas Teknik Elektro
Powered by TCPDF (www.tcpdf.org)
Program Studi S1 Teknik Telekomunikasi
Tugas Akhir - 2009
[Type the document title]
DAFTAR PUSTAKA
[1] Basuki, Sofyan, “Evaluasi Kinerja Beberapa Manajemen Antrian Pada Kontrol
Kongesti Trafik Internet”, Institut Teknologi Bandung, 2005
[2] Purbo, Onno W, Basalamah, Adnan, Fahmi, Ismail, Thamrin, Achmad Husni. 1998.
“TCP/IP: Standar, Desain dan Implementasi”. Jakarta: PT. Alex Media Komputindo.
[3] Rahman, Riza Kurnia, “Kajian Implementasi DVB-RCS untuk Komunikasi Data Rural
di Indonesia”, Institut Teknologi Bandung, 2007.
[4] Brandy, M and M Roggers. (2002), “Digital Video Broadcasting, return Channel via
Satellite (DVB-RCS) Background Book”, Norway : Billingstad.
[5] Nera Broadband Satellite, December 2004
[6] International Telecommunication Union, http://www.ITU.com
[7] Network Simulator-ns2. http://www.isi.edu/nsnam/ns
[8] Wirawan Bayu Andi, Indarto Eka, “Membangun Mudah Network Simulasi dengan
Network Simulator-2”, ANDI Yogyakarta.
[9] Sales SME, Indosat m2 .” Penyediaan Koneksi Internet Dedicated Gold/Silver via
VSAT DVB-RCS “. 2005. Jakarta : PT.Indosat Mega Media.
[10] Duran, Julio E. “ DVB and MPEG tutorial book “
69
Fakultas Teknik Elektro
Powered by TCPDF (www.tcpdf.org)
Program Studi S1 Teknik Telekomunikasi