5 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Voice Over Internet Protocol

BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Voice Over Internet Protocol
Voice over Internet Protocol (VoIP) dikenal juga dengan sebutan IP
Telephony didefinisikan sebagai suatu sistem yang menggunakan jaringan internet
untuk mengirimkan data paket suara dari suatu tempat ke tempat yang lain
menggunakan perantara protokol IP (Tharom, 2002). Dengan kata lain teknologi
ini mampu melewatkan trafik suara yang berbentuk paket melalui jaringan IP.
Jaringan IP sendiri adalah merupakan jaringan komunikasi data yang berbasis
packet-switch.
Gambar 2.1 Diagram VoIP
Sumber : Romana,2006
VoIP merupakan teknologi yang membawa sinyal suara digital dalam
bentuk paket data dengan protokol IP. Suara yang masuk diubah dalam bentuk
format digital. Data dalam format digital akan dikirimkan dalam jaringan internet,
akan dibagi dalam paket-paket kecil. Hal ini dapat memudahkan dan mempercepat
transportasi. Jadi kalau ada data yang hilang, data tidak perlu dikirim ulang cukup
paket-paket yang hilang saja.
Panggilan VoIP memiliki dua jenis komunikasi yang menempati jaringan
IP antara pemanggil (calling party) dan pihak yang dipanggil (called party), yaitu
aliran informasi pembicaraan dan message-message signaling yang mengontrol
5
6
hubungan dan karakteristik aliran media. Untuk membawa informasi digunakan
Realtime Transport Protocol (RTP). Sedangkan untuk pensinyalan terdapat dua
standar yang dikeluarkan oleh dua badan dunia, yaitu H.323 yang dikembangkan
oleh ITU-T dan Session Initiation Protocol (SIP) oleh IETF (Internet Engineering
Task Force).
2.1.1
Format paket VoIP
Pada gambar 2.2 terlihat paket VoIP terdiri atas dua bagian, yakni
header dan payload (beban). Header terdiri atas IP header. Realtime Transport
Protocol header, User Datagram Protocol (UDP) header, dan link header
(Tharom, 2002) .
Format paket VoIP
Gambar 2.2 Format Paket VoIP
Sumber : Tharom, 2002
IP header bertugas menyimpan informasi routing untuk mengirimkan
paket-paket ke tujuan. Pada tiap header IP disertakan tipe layanan atau Type of
Service (ToS) yang memungkinkan paket tertentu seperti paket suara yang non
real time.
UDP header memiliki ciri tertentu yaitu tidak menjamin paket akan
mencapai tujuan sehingga UDP cocok digunakan pada aplikasi voice real time
yang sangat peka terhadap delay.
RTP header adalah header yang dapat dimanfaatkan untuk melakukan
framing dan segmentasi data real time. Seperti UDP, RTP juga tidak mendukung
reabilitas paket untuk sampai ke tujuan. RTP menggunakan protokol kendali yang
disebut RTCP {Real-time Transport Control Protocol) yang mengendalikan QoS
7
dan sinkronisasi media stream yang berbeda. Untuk link header, besarnya sangat
bergantung pada media yang digunakan. Tabel 2.1 menunjukkan perbedaan
ukuran header untuk media yang berbeda dengan metode kompresi G.729.
Tabel 2.1 Link Layer Header Size
Media
Link Layer Header Size
Bit Rate
14 byte
29,6 kbps
6 byte
4 byte
5 byte tiap cell
26,4 kbps
25,6 kbps
42,4 kbps
Ethernet
PPP
Frame Relay
ATM
Sumber : putra, 2008
2.1.2
Kualitas layanan VoIP
Quality of Service (QoS) adalah kemampuan suatu jaringan untuk
menyediakan layanan yang lebih baik pada trafik data tertentu pada berbagai jenis
platform teknologi. QoS tidak diperoleh langsung dari infrastruktur yang ada,
melainkan diperoleh langsung dengan mengimplementasikannya pada jaringan
bersangkutan (Onno. 2001).
Quality of Service (QoS) pada IP Telephony adalah parameter-parameter
yang menunjukkan kualitas paket data jaringan, agar didapatkan hasil suara sama
dengan menggunakan telepon tradisional (PSTN). Beberapa parameter yang
mempengaruhi QoS antara lain jitter (keterlambatan data), delay, dan packet loss
pada jaringan internet. Selain itu QoS juga dipengaruhi oleh pemenuhan
kebutuhan bandwidth, jenis kompresi data, interopabilitas peralatan (vendor yang
berbeda) dan jenis standar multimedia yang digunakan (H.323/SIP/MGCP)
2.1.2.1 Delay
Dalam jaringan VoIP, delay merupakan suatu permasalahan yang harus
diperhitungkan karena bagus tidaknya suara tergantung dari waktu delay. Sesuai
dengan tabel 2.2 besarnya delay maksimum yang direkomendasikan oleh ITU-T
untuk aplikasi suara adalah 150 ms, sedangkan delay maksimum dengan kualitas
suara yang masih dapat diterima pengguna adalah 300 ms. Delay end to end
adalah jumlah delay konversi suara analog-digital, delay waktu paketisasi atau
8
bisa disebut juga delay panjang paket dan delay jaringan pada saat t (waktu). Ada
beberapa penyebab terjadinya delay antara lain :
 Kongesti (kelebihan beban data)
 Kekurangan pada metode traffic shaping
 Penggunaan paket-paket data yang besar pada jaringan berkecepatan rendah
 Adanya paket-paket data dengan ukuran berbeda-beda
 Perubahan kecepatan antar jaringan WAN
 Pemadatan bandwidth secara tiba-tiba
Tabel 2.2 Pengelompokan Waktu Tunda berdasarkan ITU-T G.114
Delay
Kualitas
0-150 ms
Baik
150-300 ms
Cukup, masih dapat diterima
> 300 ms
Buruk
Sumber : syafitri, 2009
Trafik suara merupakan trafik real time sehingga jika delay dalam
pengiriman paket suara terlalu besar, ucapan yang disampaikan tidak dapat
dikenali. Delay maksimum yang ditolerir pada transmisi sinyal suara sesuai
dengan standar ITU-T G.114 yang direkomendasikan bahwa delay kumulatif
harus < 150 mdetik (1-way delay). Delay kumulatif terdiri atas dua jenis yaitu
(Tharom, 2001):
a. Fixed delay
Fixed delay terbagi atas :

Delay propagasi (propagation delay) adalah delay yang ditentukan oleh
karakteristik jarak antara sumber dan tujuan, serta media transmisi yang
digunakan untuk pengiriman sinyal suara. Delay jaringan untuk standar
IEEE 802.3i (l0 Base T) dapat dihitung dengan rumus berikut
(Blanchard, 2001) :
c
a
b
l
e
l
e
n
g
t
hc
a
b
l
e
l
e
n
g
t
h
p
r
o
p
a
g
a
t
i
o
n
d
e
l
a
y


v
e
l
o
c
i
t
y
o
f
p
r
o
p
a
g
a
t
i
o
n
0
,
5
9
c
Kecepatan sinyal yang melalui kabel adalah 0.59c, dimana c merupakan
kecepatan cahaya = 3.108 m/s (Blanchard, 2001).
9

Processing delay merupakan delay yang diakibatkan oleh coding,
kompresi, dekompresi dan decoding yang ditentukan oleh algoritma
standar codec.

Packetization delay adalah delay yang terjadi saat proses paketisasi
sampel suara digital yang dibawa untuk ditempatkan pada payload
sampai paket terisi penuh. Untuk mengurangi terlalu banyak delay
paketisasi, biasanya digunakan beberapa skema kompresi seperti
pembagian yang dapat dikirim.
b. Variabel delay
Delay variable dibagi menjadi:

Delay antrian (Queuing delay) adalah delay akibat waktu tunggu paket
yang dilayani pada sebuah trunk.

Delay Jitter buffer adalah delay akibat adanya buffer untuk mengatasi
jitter.
2.1.2.2 Jitter
Sementara efek delay jaringan merupakan berapa banyak paket suara
menghabiskan waktu di jaringan, jitter mengontrol keteraturan di mana paket
suara tiba. Sumber suara menghasilkan paket suara dengan laju yang konstan.
Algoritma dekompresi pencocokan suara juga mengharapkan paket suara masuk
untuk sampai pada tingkat yang konstan. Namun, delay paket demi paket yang
disebabkan oleh jaringan dapat berbeda untuk setiap paket. Hasilnya, paket yang
dikirim dalam jarak yang sama dari gateway kiri tiba dengan jarak tidak teratur di
gateway kanan, seperti ditunjukkan pada gambar 2.3.
Gambar 2.3 jitter pada paket
Sumber : www.protocols.com
10
Karena algoritma dekompresi penerima memerlukan jarak yang konstan
antara paket, maka solusinya adalah untuk menerapkan jitter buffer dalam
gateway. Jitter buffer sengaja menunda paket yang datang untuk diteruskan
kepada algoritma dekompresi pada jarak yang konstan. Jitter buffer juga akan
memperbaiki error out-of-order dengan melihat pada nomor urutan dalam frame
RTP. Mesin dekompresi suara langsung menerima paket tepat waktu, paket
individual tertunda lebih lanjut dalam transit, meningkatkan delay keseluruhan.
2.1.2.3 Loss packet
Loss packet (kehilangan paket data pada proses transmisi) terjadi ketika
terdapat penumpukan data pada jalur yang dilewati pada saat beban puncak (peak
load) yang menyebabkan kemacetan transmisi paket akibat padatnya trafik yang
harus dilayani dalam batas waktu tertentu. Sehingga frame (gabungan data
payload dan header yang di transmisikan) akan dibuang sebagaimana perlakuan
terhadap frame data lainnya pada jaringan berbasis IP. Paket akan di drop di
bawah beban puncak dan selama periode kongesti yang disebabkan oleh beberapa
faktor seperti kegagalan link transmisi atau kapasitas yang tidak mencukupi. Salah
satu alternatif solusi permasalahan di atas adalah membangun link antar node pada
jaringan VoIP dengan spesifikasi dan dimensi dengan QoS yang baik dan dapat
mengantisipasi penambahan lonjakan trafik hingga pada suatu batas tertentu.
Standar paket hilang dapat dilihat pada tabel 2.3.
Tabel 2.3 Standar Tingkat Paket yang Hilang
Tingkat paket Hilang
0-1%
1-2%
>2%
Sumber : syafitri, 2009
Kualitas
Baik
Cukup
Buruk
Loss packet pada jaringan untuk IP telephony sangat besar pengaruhnya,
dimana bila terjadi loss packet dalam jumlah tertentu, akan menyebabkan terjadi
interkoneksi TCP melambat (terlalu banyak pengulangan proses hand shake).
Biasanya loss packet sebesar > 2 % tidak bisa ditolerir (Onno, Tharom. 2001).
11
2.1.2.4 Penilaian MOS
Untuk penilaian subjektif kualitas layanan VoIP adalah MOS (Mean
Opinion Score), dimana nilai-nilai subjektifnya diambil berdasarkan kepuasan
pendengar dan pembicara disaat mengadakan hubungan VoIP. Untuk MOS,
secara garis besar dapat dilihat pada tabel 2.4.
Tabel 2.4 Penilaian MOS terhadap kualitas layanan VoIP
Opinion Score untuk tes
pembicaraan
Keterangan
5
Excellent
suara paling jelas dan jernih tidak bergema,
seperti melakukan perbincangan tatap muka,
tidak ada kata yang tidak terdengar atau
terputus-putus
4
Good
Suara yang dihasilkan jelas, maksimal 5 (lima)
kata yang tidak terdengar atau tidak jelas
3
Fair
2
Poor
1
Bad
Nilai MOS
Suara yang dihasilkan tidak terlalu keras,
maksimal 10 (sepuluh) kata yang tidak
terdengar atau tidak jelas
Suara yang dihasilkan kecil, maksimal 15 (lima
belas) yang tidak terdengar atau tidak jelas
suara yang dihasilkan kecil, nyaris tidak
terdengar dengan kualitas suara yang buruk
Sumber : syafitri, 2009
Data kuantitatif yang bisa didapat untuk menentukan MOS adalah dari sisi
metode kompresi, yaitu bandwidth yang dihasilkan serta delay kompresi yang
dihasilkan. Penilaian MOS yang didapat dari sisi metode kompresi terdapat dalam
tabel 2.5.
Tabel 2.5 Hubungan metode kompresi dan penilaian MOS
Bandwidth
(kbps)
Delay kompresi
(mdetik)
Skor MOS
G.711PCM
G.726 ADPCM
G.728LD-CELP
64
32
16
0,75
1
3-5
4,4
3,85
3,61
G.729CS-ACELP
8
10
3,92
G.729ACS-ACELP
8
10
3,7
G.723.1 MPMLQ
6,3
30
3,9
G.723.1 ACELP
5,3
30
3,65
GSM
Sumber : putra, 2008
13,2
Metode kompresi
3,8
12
2.1.2.5 E-Model
Di dalam jaringan VoIP, tingkat penurunan kualitas yang diakibatkan oleh
transmisi data memegang peranan penting terhadap kualitas suara yang
dihasilkan, hal yang menjadi penyebab penurunan kualitas suara ini diantaranya
adalah delay , paket loss dan echo. Pendekatan matematis yang digunakan untuk
menentukan kualitas suara berdasarkan penyebab menurunnya kualitas suara
dalam jaringan VoIP dimodelkan dengan E – Model yang distandardkan kepada
ITU–T G.107 (Syafitri, 2007, hal: 35).
E-model merupakan ukuran objektif dari jaringan telekomunikasi yang
diperkenalkan oleh ETSI pada ETR 250 dan distandarkan ITU-T melalui G.107.
Hasil akhir yang diperoleh merupakan R factor, yang dapat memprediksi nilai
MOS. R factor didefinisikan sebagaifaktor kualitas transmisi yang dipengaruhi
oleh beberapa parameter seperti signal to noise ratio dan echo perangkat, codec
dan kompresi, packet loss, dan delay. Persamaan matematis E-model untuk
hubungan VoIP dari Pc ke Pc adalah :
R = 94,2 – Id – Ie ………………………………………………………… (2.1)
Dimana :
R = faktor kualitas transmisi
Id = faktor penurunan kualitas suara yang disebabkan oleh pengaruh one way
delay
Ie = faktor penurunan kualitas suara yang disebabkan oleh metode kompresi
(codec) dan paket loss yang terjadi. Nilainya tergantung pada metode
kompresi (codec) yang digunakan.
Id = 0,024d + 0,11(d – 177,3) H(d – 177,3) …………………………………..
(2.2)
Untuk codec G.711 A-law persamaan Ie sesuai dengan :
Ie = 0 + 40 ln(1 + 10e) ……………………………………………………… (2.3)
Untuk codec GSM persamaan Ie sesuai dengan :
Ie = 20 + 40 ln(1 + 10e) ……………………………………………………. (2.4)
MOS = 1 + 0,035R + 7 x 10-6 R(R – 60)(100 – R) ………………………… (2.5)
13
Dimana :
d
= one way delay
H(x) = fungsi tangga, dengan ketentuan :
H(x) = 0, jika x < 0, lainnya
H(x) = 1, untuk x ≥ 0
e
2.1.3
= persentasi besarnya paket loss yang terjadi (dalam bentuk desimal)
Bandwidth
Bandwidth adalah lebar pita yang dilewati oleh data pada proses transmisi
antar komputer pada jaringan IP atau internet. Bandwidth menyatakan besaran
saluran transmisi data yang digunakan untuk menyalurkan sinyal suara dalam
bentuk paket. Dalam perancangan VoIP, bandwidth merupakan suatu yang harus
diperhitungkan agar dapat memenuhi kebutuhan pelanggan yang dapat digunakan
menjadi parameter untuk menghitung jumlah peralatan yang di butuhkan dalam
suatu jaringan. Perhitungan ini juga sangat diperlukan dalam efisiensi jaringan
dan biaya serta sebagai acuan pemenuhan kebutuhan untuk pengembangan di
masa mendatang. Penggunaan bandwidth yang efisien sangat menentukan
keberhasilan implementasi teknologi VoIP. Teknologi yang memegang peranan
penting dalam penghematan bandwidth adalah metode kompresi suara yang
digunakan.
2.1.4
Bit rate
Bit rate merupakan jumlah bit yang dikirimkan pada suatu media
transmisi. Semakin kecil bit rate akan semakin bagus, karena bandwidth yang
dibutuhkan akan semakin kecil. Oleh karena itu dilakukan beberapa metode
kompresi untuk memperkecil bit rate. Jangkauan bit rate yang telah distandarisasi
adalah dari 2,4 kbps untuk telepon hingga 64 kbps untuk G.711 PCM dan G.722
wideband (7 KHz) speech coder.
Perhitungan kebutuhan bit rate sangat tergantung oleh jumlah frame per
paket. Hal ini disebabkan oleh adanya fixed header bits, yaitu bit-bit header IP,
UDP dan TCP sebesar 40 byte untuk setiap paket yang ditransmisikan.
14
Penambahan jumlah frame per paket akan mempengaruhi delay yang akan
ditransmisikan. Sebagai contoh, bila 4 frame akan dimasukan dalam paket maka
akan terjadi delay sebesar 4 kali durasi frame (masa tunggu frame dikodekan)
tersebut.
2.2 Arsitektur Jaringan VoIP
Pada dasarya arsitektur utama teknologi VoIP terdiri atas elemen-elemen
berikut (Tharom, 2002):

Infrastuktur IP
Jaringan packet-switch IP menyediakan proses pengangkutan dan mungkin
juga switching untuk speech dan signaling. Permasalahan utama pada
infrastruktur IP adalah bagaimana mengendalikan IP untuk memastikan kualitas
kecepatan tinggi

Call Processing Server
Call Processing Server (CPS) disediakan untuk fungsi sentralisasi secara
keseluruhan seperti resolusi alamat (address resolution) ke atau dari IP, yang
menjadikan calls dapat di-route-kan secara dinamik pada jaringan tersebut. CPS
juga menyediakan user registration, authentication, directory services dan
pengendalian call seperti call hold, forwarding, waiting, CDR, accounting
process, dan management function. Beberapa fungsi penting yang dilakukan CPS
adalah:
1.
Address Resolution yaitu menerjemahkan penomoran standar jaringan
telepon ataupun penomoran private ke alamat IP
2.
User Profile yaitu menyimpan informasi mengenai tiap-tiap user
termasuk features dan call priveleges
3.
Call Processing yaitu mengolah calls ke client dan gateways melalui
jaringan IP, terdiri atas setup, disconnect, release, hold, transfer, retrieve,
dan calling number identification (CNI)

API (Application Programming Interface)
API yang disediakan oleh jaringan berfungsi untuk menambahkan
beberapa aplikasi dan layanan pada infrastruktur dasar VoIP. API juga
15
menyediakan sebuah set interface dan aturan yang sudah didefinisikan terlebih
dahulu untuk dapat digunakan oleh para pengembang third-party untuk dapat
mengembangkan perangkat-perangkat lunak

Call Manager
Call Manager mempunyai fungsi yang lebih sedikit dari pada gatekeeper.
Call manager dibutuhkan pada konfigurasi sistem telepon melalui internet. Call
manager dapat menyimpan database konversi dari nomor telepon menjadi nomor
IP dan sebaliknya agar data paket suara yang ditransmisikan akan mencapai
tujuan yang benar.
2.3 Konfigurasi Jaringan VoIP
Umumnya konfigurasi jaringan VoIP dapat dibagi menjadi 3 (tiga) jenis
yaitu (Onno, Tharom. 2001) :

Hubungan Telepon melalui Internet

Hubungan antar perangkat berbasis IP

Gabungan perangkat telepon dan perangkat berbasis
2.3.1
Hubungan telepon ke telepon
Pada konfigurasi ini menggunakan fasilitas PSTN pada kedua sisi
subsistem terminalnya. Konfigurasi ini akan membutuhkan antar muka berupa
gateway yang menghubungkan jaringan VoIP dengan jaringan internet. Untuk
konfigurasi ini dibutuhkan satu sistem tambahan lainnya yang dapat memetakan
pemanggilan nomor telepon menjadi kode-kode IP, lebih dikenal dengan sebutan
Call Manager. Ilustrasi konfigurasi ini dapat dilihat pada gambar 2.4.
Call Manager
VoIP gateway
VoIP gateway
Internet
PSTN
PSTN
Telephone
Telephone
Telephone
Telephone
Gambar 2.4 Konfigurasi Telepon melalui Internet
Sumber : Supardi, 2005
16
2.3.2
Hubungan antar perangkat berbasis IP
Pada dasarnya konfigurasi jenis ini lebih banyak pada pengembangan
bidang perangkat lunak (software) multimedianya saja, belum memperhatikan
masalah pengaturan pada media transmisi. Konfigurasi ini membutuhkan sistem
signaling yang tidak terlalu rumit sehingga hanya pada kondisi tertentu saja
dibutuhkan software manajemen pensinyalannya. Sistem ini juga membutuhkan
minimal sebuah gatekeeper. Ilustrasi konfigurasi ini dapat dilihat pada gambar
2.5.
Router
Internet
Router
PC + Modul VoIP
gatekeeper
PC + Modul VoIP
Gambar 2.5 Komunikasi antar Perangkat PC
Sumber : Supardi, 2005
Hubungan antar perangkat berbasis IP merupakan hubungan PC to PC.
Pada konfigurasi ini, proses encoding, kompresi, serta enkapsulasi dilakukan di
PC. Tugas router adalah mempelajari IP address tujuan yang terdapat pada
datagram
dan
me-routing-kan
sesuai
dengan
tujuannya.
Router
akan
memperlakukan data suara yang melaluinya seperti datagram yang lain dan tidak
membedakan bit-bit yang ada pada datagram. Ilustrasi dilihat pada gambar 2.6.
Telco
Internet
Computer
Telco
Computer
Gambar 2.6 Hubungan PC menggunakan Router
Sumber : Supardi, 2005
17
Konfigurasi ini merupakan konfigurasi dengan kualitas trafik suara yang
sangat bagus. Tetapi untuk sekarang, ini bukanlah pilihan yang optimal karena
secara umum prosesor pada PC tidak didesain untuk fungsi coding (A/D
converter) ataupun decoding (D/A converter) sinyal suara seefisien gateway VolP.
Alasan lain, konfigurasi akan bergantung pada kemampuan mikrofon PC dalam
hal penerimaan sinyal suara yang biasanya akan diikuti oleh background noise
sebagai bagian dari suara pembicaraan. Pada gambar 2.7 dapat dilihat konfigurasi
yang dapat menghilangkan masalah background noise ini adalah dengan
menggunakan telepon sebagai pengganti mikrofon. Disini PC juga berfungsi
untuk operasi konversi A/D (Analog to Digital) dan D/A (Digital toAnalog ).
Telco
Internet
Telco
Computer Telephone
Telephone Computer
Gambar 2.7 Hubungan PC menggunakan Telepon
Sumber : Supardi, 2005
2.3.3
Gabungan perangkat telepon dengan perangkat berbasis IP
Konfigurasi ini merupakan campuran (hybrid) antara subsistem terminal
menggunakan PC dan subsistem terminal menggunakan PSTN dan telepon analog
di sisi lain. Kelemahan dari konfigurasi ini adalah sistem pemanggilan (signaling)
hanya berlaku satu arah dari terminal komputer ke terminal analog, tidak dapat
berlaku sebaliknya. Hal ini terjadi karena keterbatasan metode pemanggilan yang
ada pada sistem PSTN dan telepon analog dimana kita dapat membuat table
routing dari PSTN menuju komputer tertentu. Untuk mengatur QoS, diperlukan
tambahan perangkat yang disebut gatekeeper. Ilustrasinya dapat dilihat pada
gambar 2.8.
18
Server
Internet
Internet
Telephone
PC + Modul VoIP
gatekeeper
Gambar 2.8 Gabungan Perangkat Telepon dan Perangkat Berbasis IP
Sumber : Supardi, 2005
2.4 Protokol
Protokol adalah sebuah aturan atau standar yang mengatur atau
mengijinkan terjadinya hubungan, komunikasi, dan perpindahan data antara dua
atau lebih titik komputer. Protokol dapat diterapkan pada perangkat keras,
perangkat lunak atau kombinasi dari keduanya. Pada tingkatan yang terendah,
protokol mendefinisikan koneksi perangkat keras (Jagawana, 2009).
Protokol perlu diutamakan pada penggunaan standar teknis, untuk
menspesifikasi bagaimana membangun komputer atau menghubungkan peralatan
perangkat keras. Protokol secara umum digunakan pada komunikasi real-time
dimana standar digunakan untuk mengatur struktur dari informasi untuk
penyimpanan jangka panjang.
Sangat susah untuk menggeneralisir protokol dikarenakan protokol
memiliki banyak variasi di dalam tujuan penggunaanya. Kebanyakan protokol
memiliki salah satu atau beberapa dari hal berikut:

Melakukan deteksi adanya koneksi fisik atau ada tidaknya komputer atau
mesin lainnya.

Melakukan metode "jabat-tangan" (handshaking).

Negosiasi berbagai macam karakteristik hubungan.

Bagaimana mengawali dan mengakhiri suatu pesan.

Bagaimana format pesan yang digunakan.

Yang harus dilakukan saat terjadi kerusakan pesan atau pesan yang tidak
sempurna.
19

Mendeteksi rugi-rugi pada hubungan jaringan dan langkah-langkah yang
dilakukan selanjutnya mengakhiri suatu koneksi.
Protokol mendefinisikan apa yang dikomunikasikan bagaimana dan kapan
terjadinya komunikasi. Elemen-elemen penting daripada protokol adalah : syntax,
semantics dan timing.
1.
Syntax mengacu pada struktur atau format data, yang mana dalam urutan
tampilannya memiliki makna tersendiri. Sebagai contoh, sebuah protokol
sederhana akan memiliki urutan pada delapan bit pertama adalah alamat
pengirim, delapan bit kedua adalah alamat penerima dan bit stream sisanya
merupakan informasinya sendiri.
2.
Semantics mengacu pada maksud setiap section bit. Dengan kata lain
adalah bagaimana bit-bit tersebut terpola untuk dapat diterjemahkan.
3.
Timing mengacu pada 2 karakteristik yakni kapan data harus dikirim dan
seberapa cepat data tersebut dikirim. Sebagai contoh, jika pengirim
memproduksi data sebesar 100 Megabits per detik (Mbps) namun
penerima hanya mampu mengolah data pada kecepatan 1 Mbps, maka
transmisi data akan menjadi overload pada sisi penerima dan akibatnya
banyak data yang akan hilang atau musnah.
Setiap jenis topologi jaringan memiliki protokol tertentu, misalnya pada
topologi Bus dikenal protokol Ethernet, dan pada topologi Cincin dikenal
protokol Token-Ring. Protokol standar komunikasi data yang menjadi acuan
dalam perancangan hardware maupun software jaringan adalah: Model Referensi
OSI (Open System Interconnection) yang ditetapkan oleh organisasi acuan
sedunia ISO (International Standard Organization). Menurut OSI komunikasi
antara dua komponen dalam jaringan memerlukan 7 lapisan, mulai dari lapisan
Aplikasi, dimana pengguna memulai pengiriman datanya, hingga ke lapisan Fisik,
dimana data dalam bentuk sinyal listrik ditransmisikan melalui media komunikasi.
Lapisan OSI layer dapat dilihat pada tabel 2.6.
20
Tabel 2.6 OSI layer
7
Lapisan ke
Nama lapisan
Aplication layer
6
Percentation layer
5
Sesion layer
4
Transport layer
3
Network layer
2
Data-link layer
1
Physical layer
Sumber : Jagawana, 2009
Keterngan
Berfungsi sebagai antarmuka dengan aplikasi dengan
fungsionalitas jaringan, mengatur bagaimana aplikasi
dapat mengakses jaringan, dan kemudian membuat pesanpesan kesalahan. Protokol yang berada dalam lapisan ini
adalah HTTP, FTP, SMTP, dan NFS.
Berfungsi untuk mentranslasikan data yang hendak
ditransmisikan oleh aplikasi ke dalam format yang dapat
ditransmisikan melalui jaringan. Protokol yang berada
dalam level ini adalah perangkat lunak redirektor
(redirector software), seperti layanan Workstation (dalam
Windows NT) dan juga Network shell (semacam Virtual
Network Computing (VNC) atau Remote Desktop Protocol
(RDP)).
Berfungsi untuk mendefinisikan bagaimana koneksi dapat
dibuat, dipelihara, atau dihancurkan. Selain itu, di level ini
juga dilakukan resolusi nama.
Berfungsi untuk memecah data ke dalam paket-paket data
serta memberikan nomor urut ke paket-paket tersebut
sehingga dapat disusun kembali pada sisi tujuan setelah
diterima. Selain itu, pada level ini juga membuat sebuah
tanda
bahwa
paket
diterima
dengan
sukses
(acknowledgement), dan mentransmisikan ulang terhadp
paket-paket yang hilang di tengah jalan.
Berfungsi untuk mendefinisikan alamat-alamat IP,
membuat header untuk paket-paket, dan kemudian
melakukan routing melalui internetworking dengan
menggunakan router dan switch layer-3.
Befungsi untuk menentukan bagaimana bit-bit data
dikelompokkan menjadi format yang disebut sebagai
frame. Selain itu, pada level ini terjadi koreksi kesalahan,
flow control, pengalamatan perangkat keras (seperti halnya
Media Access Control Address (MAC Address)), dan
menetukan bagaimana perangkat-perangkat jaringan
seperti hub, bridge, repeater, dan switch layer 2
beroperasi. Spesifikasi IEEE 802, membagi level ini
menjadi dua level anak, yaitu lapisan Logical Link Control
(LLC) dan lapisan Media Access Control (MAC).
Berfungsi untuk mendefinisikan media transmisi jaringan,
metode pensinyalan, sinkronisasi bit, arsitektur jaringan
(seperti halnya Ethernet atau Token Ring), topologi
jaringan dan pengabelan. Selain itu, level ini juga
mendefinisikan bagaimana Network Interface Card (NIC)
dapat berinteraksi dengan media kabel atau radio.
21
2.5 Protokol SIP
SIP (Session Initiation Protokol) merupakan standar protokol multimedia
yang dikeluarkan oleh grup yang tergabung dalam Multiparty Multimedia Session
Control (MMUSIC) yang berada dalam organisasi Internet Engineering Task
Force (IETF) yang direkomendasikan dalam document Request for Command
(RFC) 2543. SIP merupakan protokol yang berada pada layer aplikasi yang
mendefinisikan proses awal, pengubahan, dan pengakhiran (pemutusan) suatu sesi
komunikasi
multimedia,
sedangkan
pengiriman
data
suara
dilakukan
menggunakan protokol lain yang bukan bagian dari SIP, (Putra, 2008).
SIP dapat dikatakan berkarakteristik client-server. Ini berarti request
diberikan oleh client dan request ini dikirim ke server. Kemudian, server
mengolah request dan memberikan tanggapan terhadap request tersebut ke client.
Request dan tanggapan terhadap request disebut transaksi SIP. SIP juga disebut
protokol yang text-based (berbasis teks). SIP tidak digabungkan dengan protokol
kontrol konferensi lain. SIP didesain independen sebagai protokol transport lower
layer dan dapat dikembangkan dengan beberapa kemampuan tambahan. SIP dapat
digunakan untuk inisiasi sesi dan juga mengundang user ke dalam suatu sesi
pembicaraan. SIP juga memiliki kemampuan mapping dan redirection service,
juga memungkinkan implementasi ISDN dan layanan-layanan IP telephony.
2.5.1
Susunan protokol SIP
Pada gambar 2.9 terlihat protokol SIP didukung oleh beberapa protokol,
antara lain RTP dan RTCP untuk mentransmisikan media dan mengetahui kualitas
layanan, serta SDP (Session Description Protocol) untuk mendeskripsikan sesi
media. Secara default, SIP menggunakan protokol UDP tetapi pada beberapa
kasus dapat juga menggunakan TCP sebagai protokol transfer.
22
SDP
SIP
RTP
TCP
UDP
IP
IP
Link & Physical Layer
Gambar 2.9 Arsitektur Protokol SIP
Sumber : Putra, 2008

RTP (Real-Time Transport Protocol)
Protokol RTP menyediakan transfer media secara real time pada jaringan
paket. Protokol RTP menggunakan protokol UDP dan header RTP
mengandung informasi kode bit yang spesifik pada tiap paket yang
dikirimkan. Hal ini membantu penerima untuk melakukan antisipasi jika
terjadi paket yang hilang.

RTCP (Real-Time Transport Control Protocol)
Protokol RTCP merupakan protokol yang mengendalikan transfer media.
Protokol ini bekerja sama dengan protokol RTP. Dalam satu sesi komunikasi,
protokol RTP mengirimkan paket RTCP secara periodik untuk memperoleh
informasi transfer media dalam memperbaiki kualitas layanan.

SDP (Session Description Protocol)
Protokol SDP merupakan protokol yang mendeskripsikan media dalam suatu
komunikasi. Tujuan protokol SDP adalah untuk memberikan informasi aliran
media dalam satu sesi komunikasi agar penerima yang menerima informasi
tersebut dapat berkomunikasi. Hal-hal yang dicakup dalam protokol ini,
antara lain:
1. Nama sesi komunikasi dan tujuan
2. Waktu sesi (jika) aktif
3. Media dalam sesi komunikasi
23
4. Informasi bagaimana cara menerima media (misalnya port, format, dan
sebagainya)
5. Bandwidth yang digunakan dalam komunikasi
6. Orang yang dapat dihubungi (yang bertanggung jawab dalam komunikasi)
2.5.2
Komponen SIP
Dalam hubungannya dengan IP telephony, ada dua komponen yang ada
dalam sistem SIP, yaitu :

User Agent
User agent merupakan sistem akhir (end system) yang digunakan untuk
berkomunikasi. User agent terdiri atas dua bagian, yaitu :
1.
User Agent Client (UAC)
UAC merupakan aplikasi pada client yang didesain untuk memulai SIP
request.
2.
User Agent Server (UAS)
UAS merupakan aplikasi server yang memberitahukan user jika
menerima request dan memberikan respon terhadap request tersebut.
Respon dapat menerima atau menolak request.

Network Server
Agar user pada jaringan SIP dapat memulai suatu panggilan dan dapat
pula dipanggil, maka user terlebih dahulu harus melakukan registrasi agar
lokasinya dapat diketahui. Registrasi dapat dilakukan dengan mengirimkan pesan
REGISTER ke server SIP. Lokasi user dapat berbeda-beda sehingga untuk
mendapatkan lokasi user yang aktual diperlukan location server. Pada jaringan
SIP ada dua tipe network server, yaitu :
1. Proxy Server
Proxy Server adalah server yang menerima request, mengolahnya, serta
meneruskan request yang diterimanya ke next hop server setelah
mengubah beberapa header pada pesan request. Next hop server dapat
berupa server SIP atau beberapa server lainnya dimana proxy server tidak
24
perlu tau. Proxy server dapat berfungsi sebagai client dan server karena
proxy server dapat memberikan request dan respon.
2. Redirect Server
Komponen ini merupakan server yang menerima pesan request serta
memberikan respon terhadap request tersebut yang berisi alamat dari next
hop.
2.5.3
Alamat pada SIP
Entitas pada jaringan SIP mempunyai alamat yang diberikan atribut SIP
URL (Uniform Resource Locator) agar mudah dikenali. SIP URL yang digunakan
pada jaringan SIP berbentuk seperti alamat email yaitu user@host dimana user
dapat berupa nama user, nomor telepon, atau nama instansi. Host dapat berupa
nama
domain
atau
IP
address.
Alamat
SIP
dengan
bentuk
phone_number@gateway menunjukkan nomor telepon pada jaringan General
Switched Telepon Network (GSTN) yang dapat dihubungi dengan nama gateway
yang diketahui.
2.5.4
Pesan pada SIP
Secara keseluruhan, pesan SIP terdiri atas dua bagian, yaitu request dan
respon. Ketika client mengirimkan pesan request, server akan memberikan
tanggapan terhadap pesan ini melalui pesan respon. SIP merupakan protokol yang
berbasis teks dimana pesan request dan respon menggunakan generic message
yang didefinisikan pada standar pesan berbasis teks dalam komunikasi internet
yang dapat dijumpai di dalam RFC 822.
Pesan request dan respon terdiri atas start line, satu atau lebih header field
atau biasanya disebut dengan message header, empty line yang menunjukkan
akhir dari header field, serta message body yang mendefinisikan sesi komunikasi.
25
2.5.4.1 Header field
Protokol SIP mempunyai 37 header, yaitu pesan-pesan yang terdapat pada
SIP menggunakan header field untuk mendefinisikan caller, jalur pesan, tipe dan
panjang message body, dan sebagainya. Header SIP dikelompokkan ke dalam
empat jenis header, yakni :

General Header Field (GHF)
GHF merupakan header yang dipakai pada pesan request dan respon.
GHF yang umumnya dipakai pada pesan request dan respon, antara lain:
a. Call-ID
Header Call-ID digunakan untuk mengidentifikasi secara khusus suatu
panggilan atau registrasi yang dilakukan oleh client. Call-ID mempunyai
fungsi untuk mendeteksi adanya duplikasi dan mendeteksi suatu respon
dari request yang dikirimkan. Call-ID yang baru digunakan untuk setiap
awal panggilan yang baru misalnya [email protected]. Hal ini
menunjukkan bahwa host cisitu.com menggunakan local ID 13297132.
b. Cseq
Header Cseq (Command Sequence) berisikan sequence number dan
method name. Dalam setiap panggilan, sequence number mengalami
penambahan untuk setiap request yang baru (kecuali jika terjadi
retransmisi dari request yang sebelumnya). Pesan request ACK memiliki
Cseq yang sama dalam acknowledge reply. CANCEL memiliki Cseq yang
sama terhadap request yang dibatalkan.
c. From
Header ini terdapat pada semua pesan request dan respon dimana request
ini berfungsi untuk menunjukkan tampilan nama dan alamat asal pesan
tersebut.
d. To
Header ini terdapat pada semua pesan request dan respon. Berfungsi
menunjukkan tujuan pesan tersebut.
26
e. Via
Header ini digunakan untuk mencatat route server dari pesan request agar
dapat mengirimkan balasan ke pesan request tersebut melalui server yang
sama. Setiap proxy server yang dilalui pesan tersebut akan menambahkan
header via yang berisikan alamat proxy server itu sendiri.

Entity Header Field (EHF)
EHF menunjukkan informasi message body. Jika message body tidak ada,
header ini menunjukkan sumber yang diidentifikasi oleh request.
Contoh header yang terdapat pada EHF, antara lain:
a. Content-Length
Header ini menunjukkan panjang message body dalam satuan byte.
b. Content-Type
Header ini menunjukkan tipe media dalam message body.
c. Content-Encoding
Header ini dipakai untuk melakukan proses kompresi terhadap message
body tanpa harus kehilangan indentitas dari tipe media.

Request Header Field (RsHF)
RsHF adalah header dalam pesan request yang merupakan tambahan
informasi client dan pesan request itu sendiri. Header yang sering dipakai adalah
header contact yang menunjukkan informasi lokasi yang tergantung dari pesan
tempat header itu berada

Response Header Field (ReHF)
ReHF merupakan header yang dipakai oleh server untuk menambahkan
informasi tentang respon yang tidak dapat ditempatkan pada start line request.
2.5.4.2 SIP request
Pesan request dikirimkan dari client ke server. Ada enam tipe pesan
request, antara lain (Tharom, 2002):

INVITE
Pesan ini digunakan untuk memulai suatu komunikasi. Message body
pesan INVITE berisikan deskripsi media yang dapat digunakan dalam komunikasi
27

ACK
Pesan ini berfungsi memberitahukan bahwa client telah menerima
tanggapan terakhir terhadap INVITE. Message body pada pesan ACK dapat
membaca deskripsi media yang akan digunakan oleh user yang dipanggil
(biasanya disebut callee). Jika message body ini kosong berarti callee setuju
dengan message body yang terdapat pada pesan INVITE.

BYE
Pesan ini disampaikan oleh client untuk mengakhiri komunikasi.

CANCEL
Pesan CANCEL dikirimkan untuk membatalkan pesan request yang telah
dikirim sebelumnya sebelum server mengirimkan pesan final response.

OPTIONS
Pesan ini
dikirimkan oleh
client
ke server
untuk
mengetahui
kapabilitasnya.

REGISTER
Client dapat melakukan registrasi lokasinya dengan mengirimkan pesan
REGISTER ke server SIP dimana server menerima pesan REGISTER disebut SIP
register.
2.5.4.3 SIP response
Pesan dikirimkan setelah menerima pesan request yang menunjukkan
status keberhasilan server. Sesuai dengan tabel 2.7 pesan respon didefinisikan
dengan tiga angka. Angka pertama merupakan kelas respon. Angka kedua dan
ketiga menunjukkan arti dari respon tersebut.
28
Tabel 2.7 Kelas Respon SIP
Kelas
Respon
1xx
2xx
Jenis Respon
Informational
Request diterima dan dilanjutkan
dengan memproses request
Kategori
Respon
Provisional
Success
Pesan telah diterima dan
dimengerti
Redirection
Perlu dilakukan tindakan
selanjutnya untuk menyelesaikan
request
Client Error
Request tidak dapat diproses oleh
server atau terdapat Syntax error
pada request
Final
5xx
Server Error
Request tidak dapat diolah oleh
server atau terdapat syntax error
pada request
Final
6xx
Global Error
Request invalid pada server
Final
3xx
4xx
Sumber : Putra, 2008
Final
Final
Code
Command
100
180
181
182
200
Trying
Ringing
Call in being forwarded
Queued
OK
300
302
302
380
400
401
402
403
404
405
406
407
408
409
410
411
413
414
415
420
480
481
482
483
484
485
500
501
502
503
504
505
600
603
604
605
Multiple choices
Moved
Moved temporarily
Alternative service
Bad request
Unauthorized
Payment Required
Forbidden
Not Found
Method not allowed
Not Acceptable
Proxy Auth required
Request time out
Conflict
Gone
Length Required
Request message too large
Request URL too large
Unsuport media
Bad extension
Not available
Call leg
Loop detected
To many hops
Address
Ambiguous
Internel server
Not implemented
Bad gateway
Service
Gateway time out
SIP version not supported
Busy everywhere
Decline
Doesn't exit anywhere
Not acceptable
29
Pesan respon terbagi atas dua kategori, yakni :

Provisional Respons
Respon ini merupakan respon yang dikirimkan oleh server yang
menunjukkan proses sedang berlangsung, tapi tidak mengakhiri transaksi SIP.

Final Respons
Respon ini merupakan respon yang mengakhiri transaksi SIP.
2.6 Protokol IAX2
IAX2 (Inter Asterisk eXchange) merupakan protokol yang cukup andal.
Protokol ini dapat menembus NAT dengan mudah dan hanya menggunakan satu
port saja untuk membentuk session dan media transfer. Protokol ini juga
dilengkapi dengan feature yang dapat mengatur penggunaan bandwith dan
komponen penjernih suara. IAX merupakan media peer-to-peer dan protokol
pensinyalan, mirip dengan SIP tetapi tidak menggunakan RTP. Berikut adalah
contoh komunikasi yang menggunakan protokol IAX :
Gambar 2.10 Proses komunikasi menggunakan protokol IAX
Sumber : Spancer, 2004
30
Pada gambar 2.10 terlihat panggilan IAX memiliki tiga langkah umum
atau situasi, antara lain sebagai berikut :
1. Call setup
Terminal A memulai sambungan dan mengirim pesan “new”. Terminal
yang dipanggil mebalas dengan mengirimkan pesan “accept” dan terminal yang
memanggil juga membalas dengan pesan “ack”. Selanjutnya terminal yang
dipanggil memberikan sinyal “ringing” dan pemanggil mengirim “ack” untuk
mengkonfirmasi bahwa pesan telah diterima. Akhirnya terminal B menerima
panggilan dengan mengirimkan pesan “answer” dan terminal A mengirimkan
“ack” sebagai tanda pesan telah diterima. Proses panggilan telah terbentuk.
2.
Media atau pengiriman audio
Full frame dan mini frame serta data suara dikirim kedua arah. Setiap
aliran sebagian besar terdiri dari frame mini yang berisi header sebesar 4 byte
dengan tujuan menghemat bandwidth. Aliran komuniksi ini dilengkapi dengan full
frame untuk singkronisasi informasi.
3.
Call teardown
Terminal A akan mengakhiri Panggilan dengan mengirimkan pesan
“hangup” dan terminal membalas dengan mengirimkan “ack” sebagai tanda
bahwa pesan telah diterima.
2.6.1
Pesan pada IAX
Pesan pada IAX dibagi menjadi dua kategori, yaitu reliable dan non reliable.
Pesan yang reliable disebut dengan full frame dan pesan yang non reliable disebut
mini frame.
a. Full frame
Full frame dapat mengirim signaling dan data media. Umumnya, full
frame digunakan untuk kontrol inisiasi, setup, dan pemutusan dari panggilan IAX,
tapi mereka juga bisa digunakan untuk membawa data steram (meskipun
umumnya ini tidak optimal). Full frame dikirimkan secara reliably sehingga
semua full frame memerlukan acknowledgment langsung pada saat diterima.
31
Gambar 2.11 Full frame
Sumber : Spancer, 2004
Pada gambar 2.11 terlihat bahwa full frame memiliki beberapa field atau header,
antara lain sebagai berikut :
 ‘F’ bit
Bit ini menentukan frame merupakan full frame atau tidak. Jika bit ‘F’ bernilai
1 maka frame merupakan full frame, dan jika bernilai 0 maka frame buka
merupakan full frame.
 Source call number
Nilai 15 bit ini menentukan call number client yang mengirim digunakan untuk
idetifikasi panggilan ini. Source call number untuk panggilan aktif harus tidak
digunakan oleh panggilan lain pada client yang sama. Call number mungkin
digunakan kembali setelah
panggilan tidak lagi aktif, yaitu ketika ada
acknowledgment positif bahwa panggilan telah berakhir atau ketika semua
kemungkinan timeout telah expired.
 ‘R’ bit
Bit ini menentukan apakah frame merupakan frame yang dikirimkan ulang.
Jika bit ‘R’ bernilai 0 berarti frame dikirim untuk pertama kali. Jika bernilai 1,
berarti frame merupakan frame yang dikirimkan ulang. IAX tidak menentukan
batas watku pengiriman ulang frame, melaikan ditentukan oleh implementor.
32
 Destination call number
Nilai 15 bit ini menentukan call number, client pengirim menggunakan ini
suntuk refrensi panggilan pada remote peer. Destination call number sama
dengan identitas panggilan pada remote peer, sedangkan source call number
sama dengan identitas panggilan pada local peer.
 Time-stamp
Time-stamp field berisikan 32 bit timestamp dikelola oleh IAX peer untuk
panggilan tertentu. Nilai timestamp naik secara bertahap sebagai representasi
dari jumlah milidetik (waktu) sejak transmisi panggilan pertama.
 Oseqno
Setelah inisialisasi panggilan, nilai Oseqno adalah 0. Ini akan naik secara
bertahap sampai full frame terkirim. Ketika counter overflow, secara diamdiam Oseqno kembali ke nilai 0.
 Iseqno
Iseqno hampir sama dengan Oseqno, Iseqno akan bernilai 0 setelah insialisasi
panggilan. Dan nilainya akan terus meningkat sampai full frame diterima.
Ketika couter overflow maka nilainya akan kembali 0.
 Frametype
Field frametype akan mengidentifikasi jenis pesan yang dibawa oleh full rame.
Frametype dan subclass menetukan fungsi paket yang dikirim atau diterima.
b. Mini frame
Mini frame digunakan untuk mengirim media dengan overhead minimal.
Mini frame tidak membawa kontrol atau pensinyalan data, satu-satunya tujuan
mereka adalah untuk membawa media steram pada pnggilan yang sudah
ditetapkan. Mini frame dikirim secara tidak reliably. Jika ada satu frame yang
hilang, maka frame tersebut tidak dikirimkan kembali.
33
Gambar 2.12 Mini frame
Sumber : Spancer, 2004
Pada gambar 2.11 terlihat bahwa mini frame memiliki beberapa field atau header,
antara lain sebagai berikut :

‘F’ bit
F bit harus bernilai 0 untuk menetukan bahwa meraka bukan full frame.

Source call number
Source call number adalah number yang digunakan oleh transmitting peer
untuk mengidentifikasi panggilan sekarang.

Timestamp
Mini frame membawa 16 bit timestamp. Timestamp memungkinkan
singkronisasi frame yang masuk sehingga mereka mungkin diproses dalam urutan
kronologis bukan urutan diterima. Sebuah panggilan harus terus mengirim mini
frame dimulai dengan timestamp 0 bahkan jika acknowledgment dari
singkronisasi ulang tidak diterima.
2.6.2
Frame type
IAX memiliki 10 jenis type full frame, berikut adalah type full frame
yang dimiliki oleh protokol IAX :
a. DTMF frame
Frame membawa satu digit DTMF (Dual Tone Multi Frequency). Frame
ini digunakan untuk mengirim DTMF
34
b. Voice frame
Frame digunakan membawa data suara. Subclass menentukan format
audio dari data.
c. Video frame
Frame digunakan membawa data video. Subclass menentukan format
video dari data.
d. Control frame
Frame membawa session control data, yaitu mengacu pada kontrol dari
sebuah perangkat yang terhubung ke endpoint IAX. Frame ini digunakan untuk
inisiasi, setup, dan pemutusan panggilan. Yang termasuk control frame terlihat
pada tabel 2.8.
e. Null frame
Frame dengan nilai null tidak akan dikirimkan.
f. IAX frame
Frame membawa kontrol data yang menyediakan protokol IAX khusus
untuk mengatur endpoint. Frametype ini digunakan untuk mengatur interaksi
protokol IAX yang umumnya independen dari endpoint. Yang termasuk IAX
frame terlihat pada tabel 2.9.
g. Text frame
Frame membawa pesan text non control dalam format UTF-8.
h. Image frame
Frame ini digunakan untuk membawa pesan gambar.
i. HTML frame
Frame ini membawa data HTML
j. Comfort noise frame
Frame ini digunakan untuk membawa confort noise
35
Tabel 2.8 Control frame subclass
Nama subclass
Keterangan
Hangup
Panggilan diakhiri oleh client yang dipanggili
Reserved
Dicadangkan untuk digunakan nanti
Ringing
Client yang dipanggil berdering
Answer
Client yang dipanggil menjawab panggilan
Busy
Client yang dihubungi sibuk
Congestion
Panggilan mengalami kemacetan
Call progress
Masih dalam proses panggilan
Sumber : Spanser, 2004
Table 2.9 IAX frame subclass
Nama subclass
Keterangan
NEW
Initiate a new call
PING
Ping request
PONG
Ping or poke replay
ACK
Explicit acknowledgment
HANGUP
Initiate call tear down
REJECT
Reject a call
ACCEPT
Accept a call
AUTHREQ
Authentication request
AUTHREP
Authentication replay
INVAL
Invalid message
LAGRQ
Lag request
LAGRP
Lag replay
REGREQ
Registration request
REGAUTH
Registration authentication
REGACK
Registration acknowledgment
REGREJ
Registration reject
REGREL
Registration release
VNAK
Video/voice retransmit request
DPREQ
Dialplan request
DPREP
Dialplan replay
TXREQ
Transfer request
TXCNT
Transfer connect
TXACC
Transfer accept
TXREADY
Transfer ready
TXREL
Transfer release
TXREJ
Transfer reject
QUELCH
Halt audio/video (media) transmition
UNQUELCH
Resume audio/video (media) transmition
POKE
Poke request
MWI
Message waiting indication
UNSUPPORT
Unsupport message
TRANSFER
Remote transfer request
Sumber : Spancer, 2004
36
2.6.3
Kelebihan Protokol IAX
IAX memiliki sejumlah keunggulan dibandingkan SIP dan H.323,
beberapa diantaranya, ( http://www.voip-info.org) :

Interoperabilitas dengan NAT/PAT firewall Masquerade : IAX mulus inter
operasi melalui segala macam NAT dan PAT dan firewall lainnya, termasuk
kemampuan untuk tempat dan menerima panggilan, dan mengalihkan panggilan
ke stasiun lain.

kinerja tinggi, overhead protocol rendah : Ketika berjalan di-bandwidth
koneksi rendah, atau ketika menjalankan sejumlah besar panggilan,
pemanfaatan
bandwidth
yang
dioptimalkan
imperitive. IAX
hanya
menggunakan 4 byte overhead

Internasionalisasi dukungan : IAX mengirimkan informasi bahasa, sehingga
jauh PBX konten dapat disampaikan dalam bahasa asli dari penelepon.

Remote dialplan polling : Hal ini memungkinkan PBX dialplans akan terpusat.

Fleksibel otentikasi : IAX mendukung teks-jelas, md5, dan otentikasi RSA,
menyediakan model keamanan yang fleksibel untuk panggilan keluar dan
layanan pendaftaran.

Multimedia protokol : IAX mendukung transmisi suara, video, gambar, teks,
HTML, DTMF, dan URL.

Call mengumpulkan statistik : IAX mengumpulkan statistik tentang performa
jaringan (termasuk delay dan jitter, serta memberikan end-to-end delay akhir
pengukuran).

Call parameter komunikasi : Caller * ID, meminta perpanjangan, meminta
konteks, dll semua dikomunikasikan melalui panggilan.

Single socket desain : desain soket tunggal IAX memungkinkan hingga 32.768
panggilan untuk menjadi multiplexed.
37
2.7 Standar Kompresi Data Suara
ITU-T (International Telecommunication Union - Telecommunication
Sector) membuat beberapa standar untuk voice coding yang direkomendasikan
untuk implementasi VoIP. Sistem pengkodean sinyal suara secara umum terdiri
dari tiga proses yaitu analisis suara, kuantisasi parameter, dan pengkodean.
Beberapa standar kompresi suara yang sering dikenal antara lain:
2.7.1
G.711
G.711 adalah suatu standar Internasional untuk kompresi audio dengan
menggunakan teknik Pulse Code Modulation (PCM) dalam pengiriman suara.
PCM mengkonversikan sinyal analog ke bentuk digital dengan melakukan
sampling sinyal analog tersebut 8000 kali/detik dan dikodekan dalam kode angka
dengan jarak antar sampel adalah 125 µ detik. Standar G.711 merupakan teknik
kompresi yang tidak efisien, karena akan memakan bandwidth 64 Kbps untuk
kanal pembicaraan. Ada dua variasi dasar codec G.711 yaitu biasanya
menggunakan µ-law dan a-law. Metode ini hampir sama yaitu sama-sama
menggunakan kompresi logaritmik, tetapi keduanya memiliki perbedaan pada
kompresi frame dimana µ-law mengkompresi 14 bit sampel PCM linier menjadi
frame dengan 8 bit code PCM logaritma sedangkan a-law mengkompresi 13 bit
sampel PCM linier menjadi 8 bit code PCM logaritma. µ-law digunakan di
seluruh wilayah Amerika Utara sedang a-law digunakan di Eropa. Saat kita
melakukan telepon jarak jauh, jika memerlukan konversi dari µ-law ke a-law
maka tanggung jawab berada pada negara yang menggunakan µ-law (Davidson,
Peters. 2000).
2.7.2
Codec GSM
Codec GSM merupakan standar kompresi suara pada jaringan telepon
bergerak GSM. Pada teknologi VoIP, sifat kompleksnya biasanya diasosiasikan
dengan jaringan infrastruktur dan manajemen yang dibutuhkan untuk membuat
koneksi end-to-end, dan bukan dengan transmisi payloadnya. Akan tetapi, tingkat
kompleksitasnya terletak pada skema codec yang digunakan untuk mengencode
38
trafik suara untuk transmisi. Standar GSM mencakup 4 (empat) teknologi
kompresi yang berbeda untuk menganalisa dan mengkompres suara, yaitu fullrate (FR), enhanced full-rate (EFR), adaptive multi-rate (AMR), dan half-rate.
Pada komunikasi VoIP, codec GSM yang digunakan adalah full-rate codec
dengan bit rate 13 kbps. Codec ini menggunakan kompresi long-term prediction
linier predictive coder (RPE-LTP) yang beroperasi pada periode sampling 20-ms
yang terbentuk dari 160 sampel/frame. Prinsip dasar pengoperasian GSM yaitu,
pertama-tama sinyal suara dibagi ke dalam beberapa bagian 20-ms. Setiap
bagiannya dianalisa dan periodenya diamati. Komponen setiap periode sedikit
demi sedikit dikurangi dengan menganalisa filterya dari sinyal aslinya dan
amplitudo dari level sinyal suara tersebut semakin dikurangi.
Komponen periodik tegangan tingginya kemudian dipancarkan sebagai
parameternya, dan setiap kesalahan pada level terendahnya ataupun sinyal yang
berbeda pada akhirnya berbentuk gelombang yang dikodekan. Gelombang ini
tidak membutuhkan bit rate yang tinggi karena amplitudo kesalahan sinyalnya
rendah. Pada akhirnya, digunakanlah filter sintetik dan dengan bantuan koefisien
transmiternya, ditambahkanlah komponen periodik pada sinyal yang salah, yang
dibentuk kembali dari sampel coding gelombang suara.
Model vocoder terdiri atas generator suara, dan sebuah filter yang
mengubah suara yang dihasilkan. Analisa short-term dan filternya menentukan
koefisien filter tersebut dan sebagai alat pengukur kesalahan, analisa long-term
menentukan keselarasan suara.
Seperti pada model matematika untuk suara dalam full-rate codec
menunjukkan sumber tenaga yang menurun secara perlahan seiring peningkatan
frekuensi, yang sampelnya dimasukkan melalui pre-emphasis filter yang
kemudian berkembang menjadi frekuensi yang lebih tinggi lagi, sehingga
menghasilkan efisiensi transmisi yang lebih baik. Sebuah ekuivalen dari deemphasis filter yang tersendiri mengembalikan lagi suara yang ada.
Analisa short-term menunjukkan korelasi otomatis dan pengulangan Schur
pada input sinyal untuk menentukan koefisien filternya. Koefisien filter, yang
dipancarkan melalui udara sebagai eight parameters dengan total 36 bit informasi,
39
adalah perubahan menjadi log area ratios (LARs) yang memiliki karakteristik
yang lebih baik. Koefisien filter ini kemudian digunakan untuk menjalankan
short-term filtering kepada sinyal yang masuk, yang menghasilkan 160 sampel
sinyal yang tersisa.
Sinyal yang tersisa dari short-term filtering dibagi menjadi 4 sub-frames
dari masing-masing 40 sampel. Filter long-term prediction (LTP) menyusun suara
yang selaras dengan menggunakan kombinasi dari sub-frames yang sedang
digunakan dan yang sebelumnya. Ukuran yang dicapai dan delay dari filter LTP
adalah ditentukan dengan cara melakukan korelasi silang terhadap sub-frame yang
sedang digunakan dengan sub-frame sebelumnya yang telah berkurang.
Klimaks dari korelasi silang tersebut menentukan sinyalnya, dan
pencapainnya dihitung dengan menormalkan koefisien korelasi silang tersebut.
Parameternya diaplikasikan pada long-term filter, dan menghasilkan prediksi
penurunan short-term yang ada. Kesalahan yang terjadi antara estimasi dan riil
dari penurunan sinyal short-term dengan penurunan sinyal long-term digunakan
untuk analisa RPE, yang menunjukkan sebuah kompresi data.
RPE mengurangi sisa 40 long-term sampel menjadi 4 set 13-bit sub
sequences dengan kombinasi interleaving dan sub-sampling. Sub-sequence yang
optimal adalah ditentukan seperti adanya sebuah kesalahan kecil, dan diberi kode
menggunakan APCM. Sinyal yang dihasilkan disalurkan kembali melalui RPE
decoder dan menggabungkannya dengan menaksir sisa short-term tersebut agar
memudahkan kita untuk menggunakan filter long-term untuk frame berikutnya,
dengan cara melengkapi feedback loopnya. Perbandingan beberapa jenis codec
dapat dilihat pada tabel 2.10.
40
Tabe1 2.10 Perbandingan jenis-jenis codec
G.711
20
Payload size
(bytes)
160
G.729
20
20
60
8
24
G.723.1
20
24
64
6,4
17
GSM FR
20
33
73
13
29,2
GSM EFR
20
31
71
12,4
28,4
iLBC 20 ms
iLBC 30 ms
Sumber : putra,2008
20
30
38
50
78
90
15,2
13,3
31,2
24
sebagai
perencanaan,
Codec
Periode (ms)
Packet size
(bytes)
200
Payload data
rate (kbps)
64
Total data rate
(kbps)
80
2.8 Manajemen Jaringan
Manajemen
jaringan
dapat
didefinisikan
pengorganisasian, monitoring, perhitungan (accounting) dan pengaturan aktivitas
dan sumber jaringan. Meskipun demikian secara prinsip manajemen jaringan
internet lebih difokuskan pada monitoring, accounting dan pengaturan aktivitas
dan sumber daya
Pada jaringan VoIP perlu adanya manajemen bandwidth yang efisien
sehingga dapat menghemat penggunaan bandwidth. Hal ini dapat dilakukan
dengan mengatur penggunaan bandwidth yang digunakan oleh suatu jaringan baik
dengan cara membatasi penggunaan bandwidth tiap-tiap client. Metode
pengaturan bandwidth yang digunakan adalah HTB (Hierarchical Token Bucket)
dan metode untuk memonitoring trafik dan besarnya bandwidth yang terpakai
adalah PRTG (Paessler Router Traffic Grapher).
2.8.1
HTB (Hierarchical Token Bucket)
Hierarchical
Token
Bucket
(HTB)
merupakan
suatu
metode
pendistribusian bandwidth untuk beberapa kelas dengan sangat fleksibel. Di linux,
HTB banyak digunakan dalam traffic control dan QoS. HTB menerapkan sistem
pembagian bandwidth secara dinamik dan lebih terstruktur. Pembagian bandwidth
tidak hanya berdasarkan pada service, tetapi bisa juga berdasarkan IP address,
protokol yang digunakan, dan lain-lain. Bandwidth dibagikan secara dinamik, jika
41
terdapat bandwidth dari suatu kelas yang tidak terpakai, maka dapat dipinjamkan
untuk kelas yang lain.
HTB merupakan teknik penjadwalan paket yang diperkenalkan bagi router
berbasis linux, dikembangkan pertama kali oleh Martin Devera pada akhir 2001
untuk diproyeksikan sebagai pilihan atau pengganti mekanisme penjadwalan yang
saat ini masih banyak dipakai yakni CBQ (Class-Based Queueing). HTB diklaim
menawarkan kemudahan pemakaian dengan teknik peminjaman dan implementasi
pembagian trafik yang lebih akurat. Pada HTB terdapat parameter ceil sehingga
kelas akan selalu mendapat bandwidth diantara base link dan nilai ceil linknya.
Dengan cara ini setiap kelas dapat meminjam bandwidth selama bandwidth total
yang diperoleh memiliki nilai dibawah nilai ceil.
HTB menggunakan Token Bucket Filter (TBF) sebagai estimator untuk
menentukan apakah suatu kelas/prioritas berada dalam keadaan underlimit, atlimit
atau overlimit. TBF bekerja dengan dasar algoritma ember token, setiap paket
yang akan dikirimkan harus memiliki token yang berada dalam ember token, jika
token tak tersedia didalam ember maka paket-paket yang akan dikirimkan harus
menunggu sampai tersedia token yang cukup untuk mengirimkan paket yang
sedang menunggu.
TOKENS
FIFO
Tokens
replenished
at rate
Bucket size
limit number of
instantaneously
available
tokens
Tokens
available
yes
Packet
transmitted
at rate
no
Wait until
token(s) are
available
Gambar 2.12 Cara kerja Token Bucket Filter (TBF)
Sumber : Romana, 2006
42
Implementasi TBF terdiri dari sebuah buffer (bucket), yang secara konstan
diisi oleh beberapa informasi virtual yang dinamakan token, pada link yang
spesifik (token link). Parameter paling penting dari bucket adalah ukurannya, yaitu
banyaknya token yang dapat disimpan. Setiap token yang masuk mengumpulkan
satu paket yang datang dari antrian data dan kemudian dihapus dari bucket.
Dengan menghubungkan algoritma ini dengan dua aliran token dan data, akan
didapati tiga buah kemungkinan skenario (www.ittelkom.ac.id):
a. Data yang datang pada TBF memiliki link yang sama dengan masuknya token.
Dalam hal ini, setiap paket yang masuk memiliki tokennya masing-masing dan
akan melewati antrian tanpa adanya delay.
b. Data yang datang pada TBF memiliki link yang lebih kecil daripada link token.
Hanya sebagian token yang dihapus pada output pada tiap paket data yang
dikirim ke antrian, dan token akan menumpuk, memenuhi ukuran bucket.
Token yang tidak digunakan kemudian akan dapat digunakan untuk
mengirimkan data pada kecepatan yang melampaui link token standar, ini
terjadi jika ada ledakan data yang pendek.
c. Data yang datang pada TBF memiliki link yang lebih besar daripada link token.
Hal ini berarti bucket akan segera kosong dari token, yang menyebabkan TBF
akan menutup alirannya untuk sementara. Hal inilah yang dinamakan situasi
overlimit. Jika paket-paket tetap datang, maka paket-paket akan segera
dibuang.
Skenario terakhir ini sangatlah penting, karena dengan skenario tersebut,
dapat diterapkan shaping bandwidth yang tersedia terhadap data yang melewati
filter. Akumulasi dari semua token mengijinkan sebuah short burst dari data yang
overlimit untuk tetap bisa lewat tanpa ada loss tetapi mengakibatkan delay. Perlu
diketahui bahwa token pada kernel dalam sistem operasi Linux hanya sesuai
dengan satuan bytes, bukan packet.
43
2.8.2
PRTG (Paessler Router Traffic Grapher)
PRTG (Paessler Router Traffic Grapher) merupakan cara memonitor
trafik pada jaringan dengan menggunakan Windows sama seperti fungsi dari
memory dan CPU yaitu sebagai sistem administrator yang menyediakan
visualisasi secara langsung dan periodic dari leased lines, routers, firewalls,
server dan perangkat jaringan lainnya. Kegunaan yang paling umum adalah
adalah memonitor bandwidth dari leased lines, router dan firewalls melalui
SNMP, packet sniffing atau netflow. Akan tetapi juga bisa digunakan untuk
memonitor server, pengaturan switch, printer, dan komponen jaringan lainnya
dalam keadaan SNMP bekerja
PRTG dapat diatur untuk bekerja pada Windows selama 24 jam setiap
harinya dan secara konstan mencatat semua parameter jaringan. Data yang tercatat
disimpan dalam database internal untuk dilihat kemudian. Data statistic yang
telah tercatat dapat dilihat pada Windows GUI dari PRTG. Juga keseluruhan
konfigurasi dari setiap sensor dapat dikerjakan dengan meggunakan Windows
GUI. Untuk memonitor hasilnya., PRTG menggunakan web server untuk
mempermudah menggambar grafik dan tabel dengan meggunakan Web browser.
Untuk mengakuisisi data, secara umum ada tiga metode untuk memonitor
bandwidth yaitu :
1. Dengan menggunakan SNMP (Simple Network Management Protocol) untuk
mengakses counter trafik atau peralatan SNMP lainnya.
2. Membaca masuk atau keluarnya sistem jaringan yang melewati Ethernet card
pada komputer yang dikenal dengan packet sniffing.
3. Menganalisa cisco netflow oleh cisco routers.
2.8.3
Wireshark
Wireshark adalah software network protocol analysis sehingga program
ini dapat digunakan untuk troubleshooting, analisis jaringan, development, serta
education (http://en.wikipedia.org/wiki/Wireshark). Yang dapat diperoleh dari
paket yang di capture yaitu source address, destination address dari suatu paket.
Port yang sedang digunakan oleh paket tersebut, paket tersebut merupakan frame
44
ke berapa, serta isi dari paket tersebut seperti contoh password & user name.
Tidak hanya itu, wireshark juga dapat melihat aktivitas suatu paket sedang dalam
kondisi apa dan apa yang sedang diperlakukan pada suatu paket, apakah di
forward, drop dan lain-lain. Wireshark ini dapat diimplementasikan pada banyak
protokol. Mekanisme wireshark dalam meng-capture traffic suatu jaringan yaitu
software ini secara simultan meng-capture dan men-decode paket-paket yang
melalui suatu interface tanpa harus program tersebut mengirim paket tambahan
pada suatu jaringan.
2.8.4
Zoiper
Zoiper merupakan perangkat lunak yyang diaplikasikan untuk komunikasi
VoIP berbasis protokol SIP dan IAX. Perangkat lunak ini diibaratkan dapat
mentransformasikan PC menjadi telepon. Zoiper memberikan manfaat yang sama
seperti telepon biasa untuk melakukan dan menerima panggilan pada PC. Dengan
menggunakan koneksi broadband internet dan teknik audio kompresi (codec),
Quality of Service (QoS) yang dihasilkan hampir sama dengan telepon tradisional.
Zoiper dapat diinstall pada sembarang komputer pada suatu jaringan
komputer. Perangkat lunak ini dapat berjalan di sistem operasi Windows maupun
Linux. Proses registrasi dilakukan dengan memasukkan IP VoIP Server pada
sistem setting pada menu Zoiper. Pada saat mengaktifkan Zoiper, sistem setting
pada Zoiper secara otomatis akan mencari VoIP server untuk melapor bahwa Soft
Phone pada komputer tersebut telah aktif.