skripsi studi pengaruh ukuran buffer interface queue
TRANSCRIPT
SKRIPSI
STUDI PENGARUH UKURAN BUFFER INTERFACE QUEUE
TERHADAP KINERJA TRANSMISI DATA DI JARINGAN AD HOC
802.11
Diajukan untuk memenuhi persyaratan
menyelesaikan pendidikan sarjana (S-1) pada
Departemen Teknik Elektro Sub konsentrasi Teknik Telekomunikasi
Oleh
Desy Sarah Tarigan
NIM : 120402124
DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2018
Universitas Sumatera Utara
Universitas Sumatera Utara
i
ABSTRAK
Teknologi radio wireless local area network (WLAN) telah luas
digunakan sebagai titik akses jaringan internet di rumah maupun perkantoran.
Pengembangan teknologi ini untuk meningkatkan kecepatan dimulai dengan
mengubah teknik modulasi, multiplexing, teknik multiple access sampai
pengaturan buffer.
Teknik modulasi berkembang dari modulasi analog hingga modulasi
digital. Sementara pengembangan multipleksing sampai pada penggunaan
frekuensi orthogonal atau OFDM. Teknologi OFDM telah digunakan di WiMAX
(802.16), WiFi (802.11), LTE dan teknologi bergerak lainnya. Teknologi multiple
berkembang dari basic access sampai penggunaan kanal terdistribusi seperti
EDCA. Beberapa teknik pengaturan buffer digunakan untuk meningkatkan
kecepatan di 802.11. Manajemen buffer mampu meningkatkan kinerja jaringan
802.11. Sementara kapasitas buffer yang tetap mengurangi kemampuan jaringan.
Untuk mengetahui sejauh mana pengaruh buffer terhadap kinerja jaringan,
Skripsi ini fokus mengkaji pengaruh kapasitas buffer di jaringan 802.11 melalui
simulasi menggunakan network simulator. Hasil evaluasi menunjukkan bahwa
peningkatan kapasitas buffer secara rata-rata dari 10 paket menjadi 100 paket
menaikkan delay dan jitter masing-masing 121,96% dan 17%, namun berhasil
mengurangi packet loss sebesar 59%.
Kata kunci: Kapasitas buffer, interface queue (IFQ), jaringan 802.11, jitter, delay,
packet loss
Universitas Sumatera Utara
ii
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas
limpahan nikmat, berkat-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi yang
berjudul:
STUDI PENGARUH UKURAN BUFFER INTERFACE QUEUE
TERHADAP KINERJA TRANSMISI DATA DI JARINGAN AD HOC
802.11
Skripsi ini merupakan bagian dari kurikulum yang harus diselesaikan untuk
memenuhi persyaratan dalam menyelesaikan pendidikan Sarjana Strata Satu di
Departemen Teknik Elektro, Universitas Sumatera Utara.
Skripsi ini penulis persembahkan kepada yang teristimewa yaitu bapak
tercinta Agenda Sebastian Tarigan dan ibu tercinta Bakti Milasari Singarimbun
yang telah memberikan perhatian dan kasih sayang sejak penulis lahir hingga
sekarang, serta adik-adik penulis yang tercinta Yosephine Tarigan dan Sam
Gilbert Tarigan yang telah memberikan semangat kepada penulis serta dukungan
selama masa studi hingga selesainya skripsi ini.
Selama masa kuliah hingga penyelesaian Skripsi ini, penulis juga banyak
mendapatkan dukungan maupun bantuan dari berbagai pihak. Untuk itu penulis
ingin menyampaikan ucapan rasa terima kasih kepada :
1. Bapak Suherman, S.T., M.Comp., Ph.D, selaku Dosen Pembimbing
Skripsi yang telah banyak meluangkan waktu dan pikirannya untuk selalu
memberikan bantuan, bimbingan, dan pengarahan kepada penulis selama
perkuliahan hingga penyusunan skripsi ini.
Universitas Sumatera Utara
iii
2. Bapak Ir. Arman Sani M.T, selaku Dosen Penguji Skripsi dan selaku
dosen pembimbing akademik yang telah banyak memberikan masukan
demi perbaikan skripsi ini dan telah banyak memberi motivasi, dan
arahan selama masa perkuliahan.
3. Bapak Ir. Zulfin, M.T, selaku Dosen Penguji Skripsi telah banyak
memberikan masukan demi perbaikan skripsi ini serta senantiasa
memberikan bimbingan selama perkuliahan.
4. Bapak Dr. Fahmi, S.T., M.Sc., IPM, selaku Ketua Departemen Teknik
Elektro FT USU serta Bapak Ir. Arman Sani M.T, selaku sekretaris
Departemen Teknik Elektro FT USU yang banyak memberi motivasi
selama penulis menjalani kuliah.
5. Seluruh Bapak dan Ibu dosen yang telah mendidik penulis menuju
jenjang Sarjana.
6. Kak Umi, Kak Pika, Kak Ester, Bang Dipo dan seluruh staf pegawai
Departemen Teknik Elektro FT USU yang telah membantu penulis dalam
pengurusan administrasi.
7. Abang Willy yang telah memberi motivasi dan masukan untuk
menyelesaikan skripsi ini.
8. Sahabat-sahabat seperjuangan Binsar Bambang, Bobby, Ira, Johannes,
Marco, Valentino yang telah memberikan masukan untuk menyelesaikan
skripsi ini.
9. Sahabat-sahabat tersayang Charolina, Bonita, dan Rika yang telah
memotivasi penulis untuk menyelesaikan skripsi ini.
Universitas Sumatera Utara
iv
10. Teman- teman stambuk 2012 yang tidak bisa disebutkan satu persatu, dan
juga adik adik stambuk 2013 dan 2014.
Penulis menyadari bahwa dalam penulis skripsi ini masih belum sempurna
karena masih terdapat banyak kekurangan baik dari segi isi maupun susunan
bahasanya. Saran dan kritik dari pembaca dengan tujuan menyempurnakan dan
mengembangkan kajian dalam bidang ini sangat penulis harapkan. Akhir kata,
penulis berharap semoga penulisan skripsi ini dapat berguna bagi kita semua dan
hanya kepada Tuhan Yang Maha Esa penulis menyerahkan diri.
Medan, Juli 2018
Penulis
Universitas Sumatera Utara
v
DAFTAR ISI
ABSTRAK i
KATA PENGANTAR ii
DAFTAR ISI v
DAFTAR GAMBAR vii
DAFTAR TABEL .ix
BAB I PENDAHULUAN 1
1.1 Latar Belakang 1
1.2 Rumusan Masalah 2
1.3 Tujuan Penulisan 3
1.4 Batasan Masalah 3
1.5 Metodologi Penulisan 3
1.6 Sistematika Penulisan 4
BAB II DASAR TEORI 6
2.1 Protokol Komunikasi 6
2.2 TCP 8
2.3 Teknologi 802.11 9
2.4 Jaringan Ad Hoc 12
2.5 Buffer Jaringan 13
2.6 Pengaruh Buffer Jaringan 14
2.7 Network Simulator 2 15
2.8 Evaluasi Video (EvalVid) 16
2.9 Parameter Kinerja Jaringan 19
Universitas Sumatera Utara
vi
BAB III METODE PENELITIAN 22
3.1 Alur Penelitian 22
3.2 Langkah Pelaksanaan Simulasi 23
3.3 Perangkat Penelitian 26
3.4 Konfigurasi Jaringan 26
3.5 Spesifikasi Trafik Simulasi 27
BAB IV HASIL SIMULASI DAN ANALISIS 28
4.1 Umum 28
4.2 Hasil Simulasi 28
4.2.1 Tabulasi nilai delay 28
4.2.2 Tabulasi nilai jitter 29
4.2.3 Tabulasi nilai packet loss 30
4.3 Analisis Hasil Simulasi 31
4.3.1 Karakteristik delay 31
4.3.2 Karakteristik jitter 35
4.3.3 Karakteristik packet loss 39
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN .43
5.1 Kesimpulan 43
5.2 Saran 44
DAFTAR PUSTAKA 45
LAMPIRAN 47
Script Simulasi 47
Universitas Sumatera Utara
vii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Arsitektur dasar network simulator 2 15
Gambar 2.2 Diagram blok NS2 16
Gambar 2.3 Struktur framework evalvid 17
Gambar 3.1 Diagram Alur Penelitian 22
Gambar 3.2 Potongan script simple-3.tcl 23
Gambar 3.3 Potongan script simple-3.tcl 23
Gambar 3.4 Tampilan perintah untuk konfigurasi tcl pada NS-2 sebelum
dijalankan 24
Gambar 3.5 Tampilan perintah untuk konfigurasi tcl pada NS-2 setelah
dijalankan 24
Gambar 3.6 File yang didapat dari hasil simulasi 25
Gambar 3.7 Analisis menggunakan Libre Office Calc 25
Gambar 3.8 Network Configuration 26
Gambar 4.1 Karakteristik delay terhadap kapasitas buffer 33
Gambar 4.1a Delay untuk 2 node .31
Gambar 4.1b Delay untuk 4 node 32
Gambar 4.1c Delay untuk 6 node 32
Gambar 4.1d Delay untuk 8 node 32
Gambar 4.1e Delay untuk 10 node 33
Gambar 4.2 Karakteristik delay terhadap kapasitas buffer 34
Gambar 4.3 Karakteristik delay terhadap jumlah node 35
Gambar 4.4 Karakteristik jitter terhadap kapasitas buffer 37
Universitas Sumatera Utara
viii
Gambar 4.4a Jitter untuk 2 node 36
Gambar 4.4b Jitter untuk 4 node 36
Gambar 4.4c Jitter untuk 6 node 36
Gambar 4.4d Jitter untuk 8 node .37
Gambar 4.4e Jitter untuk 10 node 37
Gambar 4.5 Karakteristik jitter terhadap kapasitas buffer 38
Gambar 4.6 Karakteristik jitter terhadap jumlah node 39
Gambar 4.7 Karakteristik packet loss terhadap kapasitas buffer 41
Gambar 4.7a Packet loss untuk 2 node 39
Gambar 4.7b Packet loss untuk 4 node 40
Gambar 4.7c Packet loss untuk 6 node 40
Gambar 4.7d Packet loss untuk 8 node 41
Gambar 4.7e Packet loss untuk 10 node 41
Gambar 4.8 Karakteristik packet loss terhadap kapasitas buffer 42
Gambar 4.9 Karakteristik packet loss terhadap jumlah node 42
Universitas Sumatera Utara
ix
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Kategori jaringan berdasarkan nilai delay (versi TIPHON) โฆโฆโฆโฆ.20
Tabel 2.2 Kategori jaringan berdasarkan nilai jitter (versi TIPHON) โฆโฆโฆโฆ..20
Tabel 2.3 Kategori jaringan berdasarkan nilai packet loss (versi TIPHON) โฆโฆ21
Tabel 3.1 Spesifikasi Trafik Video โฆโฆโฆโฆโฆโฆโฆโฆโฆโฆโฆโฆโฆโฆโฆโฆโฆ...27
Tabel 4.1 Nilai delay hasil simulasi dalam detik โฆโฆโฆโฆโฆโฆโฆโฆโฆโฆโฆโฆ..28
Tabel 4.2 Nilai jitter hasil simulasi dalam detik โฆโฆโฆโฆโฆโฆโฆโฆโฆโฆโฆโฆ...29
Tabel 4.3 Nilai packet loss hasil simulasi dalam detik โฆโฆโฆโฆโฆโฆโฆโฆโฆโฆ.30
Universitas Sumatera Utara
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Permasalahan pada sebuah jaringan terus berkembang seiring dengan
peningkatan jumlah jaringan yang terbentuk. Peningkatan jumlah jaringan terjadi
karena peningkatan jumlah dan jenis dari pengguna jaringan. Hal ini
menyebabkan sistem yang ada sekarang harus terus disesuaikan dengan
kebutuhan pengguna jaringan. Salah satu permasalahan jaringan adalah kecepatan
pengiriman.
Pengembangan teknologi wireless untuk meningkatkan kecepatan dimulai
dengan mengubah teknik modulasi. Teknik modulasi analog seperti AM
(Amplitude Modulation), FM (Frequency Modulation), dan PM (Phasa
Modulation) memberikan kecepatan terbatas. Peningkatan kecepatan
menggunakan modulasi digital dimulai dengan penggunaan ASK (Amplitude Shift
Keying), FSK (Frequency Shift Keying) dan PSK (Phasa Shift Keying).
Pengembangan PSK mencapai penggunaan M-ary PSK [1].
Selain peningkatan kecepatan melalui modulasi, multipleksi seperti FDD
dan TDD menyebabkan banyak kanal yang dapat digunakan. Perkembangan
terakhir multipleksing adalah penggunaan frekuensi orthogonal atau OFDM [3].
Teknologi OFDM telah digunakan di WiMAX (802.16), WiFI (802.11), LTE [7]
dan teknologi bergerak lainnya.
Teknologi multiple akses juga menyebabkan kecepatan komunikasi pada
teknologi 802.11 berkembang. Teknologi basic access, berkembang menjadi
Universitas Sumatera Utara
2
teknologi RTS/CTS [8]. Demikian juga penggunaan kanal terdistribusi seperti
EDCA [10].
Beberapa teknik digunakan untuk meningkatkan kecepatan di 802.11 yang
melibatkan pengaturan buffer telah dilakukan. Wang et al [11] telah menggunakan
manajemen buffer untuk meningkatkan kinerja jaringan yang toleran terhadap
delay. Sementara pengaturan antrian pada buffer [12] telah meningkatkan kinerja
jaringan 802.11. Tianji Li [13] menunjukkan bahwa kapasitas dengan penentuan
ukuran buffer yang tetap pada jaringan, kinerja jaringan dapat ditingkatkan.
Skripsi ini fokus pada pengujian pengaruh kapasitas buffer jaringan atau
interface queue (IFQ) pada transmisi data pada jaringan 802.11, khususnya pada
konfigurasi ad hoc. Untuk menguji pengaruhnya terhadap kinerja jaringan, yakni
delay, jitter dan packet loss, jaringan diuji menggunakan network simulator. Pada
simulasi, digunakan jenis trafik yang dikirim dengan TCP pada network
simulator. Ukuran buffer atau IFQ ditentukan dari nilai 10 paket sampai nilai 100
paket dan diujicobakan untuk jumlah node 2 hingga 10.
1.2 Rumusan Masalah
Adapun permasalahan yang dapat dirumuskan antara lain:
1. Bagaimana meningkatkan ukuran buffer IFQ pada jaringan yang
disimulasikan?
2. Apa pengaruh kenaikan kapasitas buffer jaringan terhadap transmisi
data?
Universitas Sumatera Utara
3
1.3 Tujuan Penulisan
Adapun tujuan penulisan adalah:
1. Untuk mengetahui pengaruh ukuran buffer terhadap kinerja
komunikasi di jaringan 802.11 ad hoc.
2. Untuk mengetahui hasil delay kinerja kapasitas buffer terhadap
kinerja komunikasi di jaringan 802.11 ad hoc.
3. Untuk mengetahui hasil jitter kinerja kapasitas buffer terhadap kinerja
komunikasi di jaringan 802.11 ad hoc.
4. Untuk mengetahui hasil packet loss kinerja kapasitas buffer terhadap
kinerja komunikasi di jaringan 802.11 ad hoc.
1.4 Batasan Masalah
Adapun batasan masalah dari penulisan ini adalah sebagai berikut :
1. Buffer dibatasi dari 10 hingga 100 paket.
2. Jumlah node dibatasi 2 hingga 10 node.
3. Kinerja menggunakan parameter delay, jitter dan packet loss.
4. Jaringan yang diuji adalah jaringan 802.11 ad hoc.
5. Simulasi dilakukan dengan menggunakan software NS2.
1.5 Metodologi Penulisan
Adapun metodologi pembahasan yang dilakukan untuk penelitian ini
adalah:
1. Studi literatur
Studi literatur berupa tinjauan pustaka terhadap buku atau jurnal
sebagai landasan teoritis.
Universitas Sumatera Utara
4
2. Perancangan dan Simulasi
Penulis akan menganalisis kapasitas buffer pada jaringan 802.11 ad
hoc dengan merubah jumlah node dan mensimulasikan
menggunakan Software Network Simulator 2
3. Analisis
Penulis melakukan analisis pada delay, jitter, dan packet loss
digunakan untuk menguji model kejadian tersebut.
4. Pengambilan kesimpulan
Kesimpulan diambil dari hasil analisis dan perhitungan.
Kesimpulan ini merupakan jawaban dari permasalahan yang
dianalisis. Selain itu juga akan diberikan saran sebagai masukan
yang berkaitan dengan apa yang telah diteliti.
1.6 Sistematika Penulisan
Adapun sistematika penulisan dalam penelitian ini adalah:
BAB I : PENDAHULUAN
Bab ini merupakan pendahuluan yang berisi tentang latar belakang
masalah, rumusan masalah, tujuan dan manfaat penulisan, batasan
masalah, metode dan sistematika penulisan.
BAB II : STUDI PUSTAKA
Bab ini berisi tentang teori-teori dari hasil studi pustaka yang berkaitan
dengan penelitian dan akan menjadi pedoman dalam penelitian.
Universitas Sumatera Utara
5
BAB III : PERANCANGAN SIMULASI
Bab ini berisi tentang perancangan simulasi sistem jaringan serta
implementasi dan parameter yang akan dianilisis.
BAB IV : HASIL SIMULASI DAN ANALISIS
Bab ini berisi tentang hasil pengujian dan analisis data yang diperoleh dari
hasil simulasi yang telah dilakukan dengan software Network Simulator 2.
BAB V : KESIMPULAN DAN SARAN
Bab ini berisi tentang kesimpulan dan saran dari hasil pembahasan-
pembahasan sebelumnya dan ditambahkan dengan saran-saran untuk
pengembangan selanjutnya.
Universitas Sumatera Utara
6
BAB II
DASAR TEORI
2.1 Protokol Komunikasi
Secara umum fungsi protokol adalah menghubungkan pengirim dan
penerima dalam berkomunikasi serta dalam bertukar informasi agar dapat berjalan
dengan baik dan akurat. Tidak semua protokol memiliki fungsi atau fitur yang
sama tetapi ada juga beberapa protokol yang memiliki fungsi sama meski berada
pada tingkat berbeda. Beberapa protokol bergabung dengan protokol lainnya
untuk membangun sistem komunikasi yang utuh.[2]
Standar protocol yang terkenal yaitu OSI (Open System Interconnecting)
yang ditentukan oleh ISO (International Standart Organization). Dalam TCP/IP
hanya terdapat lima lapisan.
1. Lapisan Fisik
Lapisan Fisik merupakan lapisan terbawah yang mendefenisikan
besaran fisik seperti media komunikas pada jaringan yang
bersangkutan.
2. Network Access Layer
Lapisan ini mempunyai fungsi mirip dengan data link layer pada OSI.
Lapisan ini mengatur penyaluran data frame-frame pada media fisik
yang digunakan secara handal. Lapisan ini biasanya memberikan
servis untuk deteksi dan koreksi kesalahan dari data yang
ditransmisikan.
Universitas Sumatera Utara
7
3. Internet Layer
Internet Layer mendefinisikan bagaimana hubungan dapat terjadi
antara dua pihak yang berada pada jaringan yang berbeda
seperti Network Layer pada OSI. Pada jaringan internet yang terdiri
atas puluhan juta host dan ratusan ribu jaringan lokal, lapisan ini
bertugas untuk menjamin agar suatu paket yang dikirimkan dapat
menemukan tujuannya di manapun berada.
4. Transport Layer
Transport Layer mendefinisikan cara-cara untuk melakukan
pengiriman data antara end to end host secara andal. Lapisan ini
menjamin bahwa informasi yang diterima pada sisi penerima adalah
sama dengan informasi yang dikirimkan pada pengirim.
5. Application Layer
Application Layer merupakan lapisan terakhir dalam TCP/IP yang
berfungsi mendefinisikan aplikasi-aplikasi yang dijalankan pada
jaringan. Karena itu terdapat banyak protokol pada lapisan ini, sesuai
dengan banyaknya aplikasi TCP/IP yang dapat dijalankan. Contohnya
SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) untuk pengiriman email, FTP
(File Transfer Protocol) untuk transfer file, HTTP (Hyper Text
Transfer Protocol) untuk aplikasi web, dan lain-lain.[2]
Universitas Sumatera Utara
8
2.2. TCP
TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol) jika
diterjemahkan adalah Protokol Kendali Transmisi/Protokol Internet, adalah
gabungan dari protokol TCP (Transmission Control Protocol) dan IP (Internet
Protocol) sebagai sekelompok protokol yang mengatur komunikasi data dalam
proses tukar-menukar data dari satu komputer ke komputer lain di dalam jaringan
internet yang akan memastikan pengiriman data sampai ke alamat yang dituju.
Protokol ini tidaklah dapat berdiri sendiri, karena memang protokol ini berupa
kumpulan protokol (protocol suite). [2]
Protokol ini juga merupakan protokol yang paling banyak digunakan saat
ini, karena protokol ini mampu bekerja dan diimplementasikan pada lintas
perangkat lunak (software) di berbagai sistem operasi Istilah yang diberikan
kepada perangkat lunak ini adalah TCP/IP stack.
Protokol TCP/IP dikembangkan pada akhir dekade 1970-an hingga awal
1980-an sebagai sebuah protokol standar untuk menghubungkan komputer-
komputer dan jaringan untuk membentuk sebuah jaringan yang luas (WAN).
TCP/IP merupakan sebuah standar jaringan terbuka yang bersifat independen
terhadap mekanisme transport jaringan fisik yang digunakan, sehingga dapat
digunakan di mana saja.[2]
Protokol ini menggunakan skema addressing yang sederhana yang disebut
sebagai alamat IP (IP Address) yang mengizinkan hingga beberapa ratus juta
komputer untuk dapat saling berhubungan satu sama lainnya di Internet. Protokol
ini juga bersifat routable yang berarti protokol ini cocok untuk menghubungkan
sistem-sistem berbeda (seperti Microsoft Windows dan keluarga UNIX) untuk
Universitas Sumatera Utara
9
membentuk jaringan yang heterogen. Protokol TCP/IP selalu berevolusi seiring
dengan waktu, mengingat semakin banyaknya kebutuhan terhadap jaringan
komputer dan Internet.[7]
Pengembangan ini dilakukan oleh beberapa badan, seperti halnya Internet
Society (ISOC), Internet Architecture Board (IAB), dan Internet Engineering Task
Force (IETF). Macam-macam protokol yang berjalan di atas TCP/IP, skema
addressing, dan konsep TCP/IP didefinisikan dalam dokumen yang disebut
sebagai Request for Comments (RFC) yang dikeluarkan oleh IETF.[2]
2.3 Teknologi 802.11
IEEE802.11 adalah serangkaian spesifikasi kendali akses
medium dan lapisan fisik untuk mengimplementasikan komunikasi
komputer wireless local area network di frekuensi 2.4, 3.6, 5, dan 60 GHz.
Mereka diciptakan dan dioperasikan oleh Institute of Electrical and Electronics
Engineers. Versi dasar dirilis tahun 1997 dan telah melalui serangkaian
pembaruan dan menyediakan dasar bagi produk jaringan nirkabel Wi-Fi.[4]
Dalam IEEE ada code tertentu untuk standarisasi dalam teknologi
komunikasi:
โ 802.1: LAN/MAN Management and Media Access Control bridges
โ 802.2: Logical Link Control (LLC)
โ 802.3: CSMA/CD (Standar untuk Ethernet coaxial atau UTP)
โ 802.4: Token Bus
โ 802.5: Token Ring (bisa menggunakan kabel STP)
โ 802.6: Distributed Queue Dual Bus (DQDB) MAN
Universitas Sumatera Utara
10
โ 802.7: LAN Broadband
โ 802.8: Fiber Optik LAN & MAN (Standar FDDI)
โ 802.9: Integrated Services LAN Interface (standar ISDN)
โ 802.10: LAN/MAN Security (untuk VPN)
โ 802.11: LAN nirkabel (Wi-Fi)
โ 802.12: Demand Priority Access Method
โ 802.15: PAN nirkabel (Personal Area Network) > IrDA dan Bluetooth
โ 802.16: Broadband Wireless Access (standar untuk WiMAX)
Standarisasi IEEE 802.11a
Standard IEEE 802.11a bekerja pada frekuensi 5 GHz mengikuti standard
dari UNII (Unlicensed National Information Infrastructure). Teknologi
IEEE 802.11a tidak menggunakan teknologi spread-spectrum melainkan
menggunakan standar frequency division multiplexing (FDM). Mampu
mentransfer data hingga 54 Mbps[4]
Standarisasi IEEE 802.11b
Standar 802.11b saat ini yang paling banyak digunakan satu. Menawarkan
thoroughput maksimum dari 11 Mbps (6 Mbps dalam praktik) dan
jangkauan hingga 300 meter di lingkungan terbuka. Ia menggunakan
rentang frekuensi 2,4 GHz, dengan 3 saluran radio yang tersedia. Transmisi
data 5,4 hingga 11 Mbps.[4]
Standarisasi IEEE 802.11c
Standar 802.11c (disebut WiFi), yang menjembatani standar 802.11c tidak
menarik bagi masyarakat umum. Hanya merupakan versi diubah 802.1d
Universitas Sumatera Utara
11
standar yang memungkinkan 802.1d jembatan dengan 802.11-perangkat
yang kompatibel (pada tingkat data link).
Standarisasi IEEE 802.11d
Standar 802.11d adalah suplemen untuk standar 802.11 yang dimaksudkan
untuk memungkinkan penggunaan internasional 802,11 lokal jaringan. Ini
memungkinkan perangkat yang berbeda informasi perdagangan pada
rentang frekuensi tergantung pada apa yang diperbolehkan di negara di
mana perangkat dari.
Standarisasi IEEE 802.11e
Standar 802.11e yang dimaksudkan untuk meningkatkan kualitas layanan
pada tingkat data link layer. Tujuan standar ini adalah untuk menentukan
persyaratan paket yang berbeda dalam hal bandwidth dan keterlambatan
transmisi sehingga memungkinkan transmisi yang lebih baik suara dan
video.[4]
Standarisasi IEEE 802.11f
Standar 802.11f adalah rekomendasi untuk jalur akses vendor produk yang
memungkinkan untuk menjadi lebih kompatibel. Ia menggunakan Inter-
Access Point Protocol Roaming, yang memungkinkan pengguna roaming
transparan akses beralih dari satu titik ke titik lain sambil bergerak, tidak
peduli apa merek jalur akses yang digunakan pada infrastruktur jaringan.
Kemampuan ini juga hanya disebut roaming.
Universitas Sumatera Utara
12
Standarisasi IEEE 802.11g
Standar 802.11g menawarkan bandwidth yang tinggi (54 Mbps throughput
maksimum, 30 Mbps dalam praktik) pada rentang frekuensi 2,4 GHz.
Standar 802.11g mundur-kompatibel dengan standar 802.11b, yang berarti
bahwa perangkat yang mendukung standar 802.11g juga dapat bekerja
dengan 802.11b.[4]
2.4 Jaringan Ad Hoc
Jaringan ad hoc adalah desentraliasi dari jaringan wireless dimana jaringan
tidak bergantung pada infrastruktur yang sudah ada, seperti router dalam jaringan
kabel ataupun access point. Setiap node dapat merutekan data kepada node lain.
Node yang berada dalam jangkauan berkomunikasi langsung melalui link
nirkabel, sementara yang terpisah jauh mengirimkan data melalui node lain.
Setiap node bertugas dalam proses routing data kepada node lain. Tidak terdapat
pengawas terpusat yang memantau kinerja jaringan secara keseluruhan.
Beberapa karakteristik jaringan ad hoc:
- Multiple wireless link: Setiap node yang mempunyai sifat mobility
dapat memiliki beberapa interface yang terhubung ke beberapa node
lainnya.
- Dynamic topology: Topologi jaringan dapat berubah secara acak
sebagai akibatnya routing yang dinamis.
- Limited resources: Jaringan ad hoc dibatasi oleh masalah daya dan
kapasitas memori.
-
Universitas Sumatera Utara
13
2.5 Buffer Jaringan
Buffering merupakan teknik untuk meningkatkan efisiensi sistem operasi
dan kinerja proses-proses. Terdapat beragam cara buffering antara lain:
1. Single Buffering
Teknik ini merupakan buffering paling sederhana. Ketika proses
pemakai memberikan perintaah I/O, system operasi menyediakan buffer
bagian memori utama system untuk operasi. Untuk peralatan
berorientasi blok, transfer masukan dibuat ke buffer sistem. Ketika
transfer selesai, proses memindahkan blok ke ruang pemakai dan segera
meminta blok lain. Teknik ini disebut reading ahead atau anticipated
input.
Teknik ini dilakukan dengan harapan bahwa blok tersebut diperlukan
untuk banyak tipe komputasi, asumsi ini berlaku. Hanya akhir barisan
pemrosesan maka blok yang dibaca tidak diperlukan. Pendekatan ini
umumnya meningkatkan kecepatan dibanding tanpa buffering.[5]
2. Double Buffering
Peningkatan atas single buffering dapat dibuat dengan mempunyai
dua buffer sistem untuk operasi. Proses dapat transfer ke (atau dari)
satu buffer sementara sistem operasi mengosongkan (atau
mengisi) buffer lain.
Double buffering menjamin proses tidak akan menunggu operasi I/
O. Peningkatan atas Single Buffering diperoleh, namun
harus dibayar dengan kompleksitas yang meningkat.[5]
Universitas Sumatera Utara
14
2.6 Pengaruh Buffer Jaringan
Buffering dilakukan untuk beberapa alasan, yang pertama adalah untuk
mengatasi perbedaan kecepataan antara produsen dan konsumen dari sebuah
aliran data. Sebagai contoh, sebuah file sedang diterima melalui modem dan
ditujukan ke media penyimpanan di hard disk. Kecepatan modem tersebut kira-
kira hanyalah 1/1000 dari pada hard disk. Jadi buffer dibuat di dalam memori
utama untuk mengumpulkan jumlah byte yang diterima dari modem. Ketika
keseluruhan data di buffer sudah sampai, buffer tersebut dapat ditulis
ke disk dengan operasi tunggal.[11]
Alasan kedua dari buffering adalah untuk menyesuaikan device-
device yang mempunyai perbedaan dalam ukuran transfer data. Hal ini sangat
umum terjadi pada jaringan komputer, dimana buffer dipakai secara luas untuk
fragmentasi dan pengaturan kembali pesan-pesan yang diterima. Pada bagian
pengirim, sebuah pesan yang besar akan dipecah ke paket-paket kecil. Paket-paket
tersebut dikirim melalui jaringan, dan penerima akan meletakkan mereka di dalam
buffer untuk disusun kembali.[11]
Alasan ketiga untuk buffering adalah untuk mendukung copy
semantics untuk aplikasi I/O. Sebuah contoh akan menjelaskan apa arti dari copy
semantics. Jika ada sebuah aplikasi yang mempunyai buffer data yang ingin
dituliskan ke disk. Aplikasi tersebut akan memanggil sistem penulisan,
menyediakan pointer ke buffer, dan sebuah integer untuk menunjukkan
ukuran bytes yang ingin ditulis. Setelah pemanggilan tersebut, apakah yang akan
terjadi jika aplikasi tersebut merubah isi dari buffer, dengan copy semantics,
keutuhan data yang ingin ditulis sama dengan data waktu aplikasi ini memanggil
Universitas Sumatera Utara
15
system untuk menulis, tidak tergantung dengan perubahan yang terjadi
pada buffer.[11]
2.7 Network Simulator 2
Network simulator (NS2) adalah alat simulasi jaringan yang bersifat open
source yang banyak digunakan dalam mempelajari struktur dinamik dari jaringan
komunikasi. Simulasi dari jaringan nirkabel dan protokol (seperti algoritma
routing, TCP, dan UDP) dapat diselesaikan dengan baik dengan simulator ini.
Beberapa keuntungan menggunakan network simulator sebagai perangkat lunak
simulasi adalah :
b. Network simulator dilengkapi dengan tool validasi, pembuatan
simulasi dengan menggunakan network simulator jauh lebih mudah
daripada menggunakan software develover seperti Delphi atau C++,
c. Network simulator bersifat open source di bawah GPL (Gnu Public
License), Dapat digunakan pada sistem operasi windows dan sistem
operasi linux.
Gambar 2.1 Arsitektur dasar network simulator 2
Universitas Sumatera Utara
16
Gambar 2.2 Diagram blok NS2
2.8 Evaluation Video (EvalVid)
NS-2 menyediakan presentasi data menggunakan Xgraph. Namun Xgraph
kehilangan detail dari kejadian pengiriman data dan hanya menampilkan data rata-
rata untuk parameter yang ditinjau. Oleh karenanya, untuk membantu
mempresentasikan paramater yang dievaluasi, digunakan EvalVid. EvalVid
adalah framework dan tool set untuk evaluai kualitas video dikirimkan melalui
jaringan komunikasi nyata ataupun simulasi. Struktur dari framework EvalVid
ditunjukkan Gambar 2.3 [6].
C++
TCL
Input
konfigurasi
jaringan
Input TrafficMode
propagasi...
802.11 802.16kabel ...
Evalvid
Model
propagasi
FTP
video
ruting
Scheduler
Simpan file
traceAnalisis
Menjadwalkan
kejadian
CBR ...
eksekusi
UDPTCP RTP
Universitas Sumatera Utara
17
Gambar 2.3 Struktur framework EvalVid
Framework evaluasi ini berisi transmisi yang lengkap dari video digital
mulai dari source video, reordering pada source, encoding, paketisasi, transmisi
jaringan, reduksi jitter oleh buffer play-out, decoding, hingga video yang diterima
oleh end-user. Data yang diperoleh dari evaluasi akan diproses pada arus
transmisi dan akan disimpan dan ditandai pada file-file yang berbeda, kemudian
file-file ini digunakan untuk memperoleh hasil yang diinginkan, misalnya, loss
rate, jitter, dan kualitas video [6 ]
Komponen utama dari struktur EvalVid dijelaskan sebagai berikut :
1. Source: Sumber video dapat berupa raw file YUV dengan
resolusi Quarter Common Intermediate Format (QCIF, 176 x 144) atau di
Common Intermediate Format (CIF, 352 x 288) .
2. Video Encoder dan Decoder: EvalVid mendukung dua codec
MPEG4 , yaitu codec NCTU dan ffmpeg.
Universitas Sumatera Utara
18
3. VS (Video Sender): komponen VS membaca file video yang
dikompres dari output encoder, menfragmentasi setiap frame video yang
berukuran besar menjadi segmen yang berukuran kecil dan kemudian
mengirimkan segmen ini melalui paket UDP pada jaringan nyata atau
simulasi. Untuk setiap pengiriman paket UDP, framework mencatat tanda
waktu, id paket, dan ukuran paket di sender trace file dengan bantuan tcp
dump atau win dump, jika jaringan adalah link nyata. Namun, jika jaringan
disimulasikan, sender trace file disediakan oleh entitas pengirim.
Komponen VS juga membangkitkan video trace file yang berisi informasi
tentang setiap frame pada file video real. Video trace file dan sender trace
file yang kemudian digunakan untuk evaluasi kualitas video berikutnya .
4. ET (Evaluate Trace): Evaluasi berlangsung di sisi pengirim.
Oleh karena itu, informasi tanda waktu, id paket, dan ukuran paket yang
diterima pada penerima harus dikirim kembali ke pengirim. Berdasarkan
file video asli yang dikodekan, file video trace, file sender trace, dan file
received trace, komponen ET menghasilkan laporan packet loss, jitter
serta file video rekontruksi untuk melihat hasil video pada sisi penerima
mengalami kerusakan atau tidak.
5. FV (Fix Video): penilaian kualitas video digital dilakukan dari
frame demi frame. Oleh karena itu, jumlah total frame video di sisi
penerima, termasuk yang salah, harus sama seperti video asli di sisi
pengirim. Jika codec tidak dapat mencegah hilangnya suatu frame maka,
FV digunakan untuk mengatasi masalah tersebut, dengan memasukkan
Universitas Sumatera Utara
19
frame terakhir yang berhasil dikodekan pada bagian frame yang hilang
sebagai sebuah teknik penyembunyian error.
6. PSNR (Peak Signal Noise Ratio): PSNR adalah salah satu objek
untuk menilai QoS aplikasi pada transmisi video.
7. MOS (Mean Opinion Score): suatu subjektif untuk mengukur
kualitas video digital pada aplikasi. [6]
2.9 Parameter Kinerja Jaringan
Parameter kinerja jaringan menunjukkan kemampuan sebuah
jaringan dalam menyediakan layanan yang lebih baik bagi trafik yang
melewatinya. Beberapa parameter kinerja jaringan yaitu delay, Packet
Loss, dan jitter.
2.9.1 Delay (Latency)
Delay (Latency) adalah lama waktu suatu paket yang diakibatkan
oleh proses transmisi dari suatu titik ke titik lain yag menjadi tujuannya.
Waktu tunda ini bisa dipengaruhi oleh jarak (misalnya akibat pemakaian
satelit), atau kongesti (yang memperpanjang antrian), atau bisa juga akibat
waktu olah yang lama (misalnya untuk digitizing dan kompresi data).
Satuan yang digunakan pada perhitungan delay adalah mili second (ms).
Persamaan (2.1) untuk menghitung delay:
๐ท๐๐๐๐ฆ =๐ฝ๐ข๐๐๐โ ๐ค๐๐๐ก๐ข ๐๐๐๐๐๐๐๐๐๐ ๐๐๐ก๐ (sec)
๐ฝ๐ข๐๐๐โ ๐๐๐๐๐ก .......................... ..(2.1)
Nilai delay dari suatu jaringan dapat dikategorikan berdasarkan
standarisasi TIPHON [9] seperti pada Tabel 2.1.
Universitas Sumatera Utara
20
Tabel 2.1 Kategori jaringan berdasarkan nilai delay (versi TIPHON)[9]
Kategori Besar Delay
Sangat Bagus <150 ms
Bagus 150 s/d 300 ms
Sedang 300 s/d 450 ms
Buruk >450 ms
2.9.2 Jitter
Hal ini diakibatkan oleh variasi-variasi dalam panjang antrian,
dalam waktu pengolahan data, dan juga dalam waktu penghimpunan ulang
paket-paket di akhir perjalanan jitter. Delay antrian pada router dan switch
dapat menyebabkan jitter.
Kategori kinerja jaringan berbasis IP dalam jitter versi
Telecommunications and Internet Protocol Harmonization Over Networks
(TIPHON) dikelompokkan menjadi empat kategori penurunan kinerja
jaringan berdasarkan nilai jitter seperti terlihat pada Tabel 2.2.
Persamaan (2.2) untuk menghitung jitter:
Jitter = (๐๐๐ก๐๐ ๐ฃ๐๐๐๐๐ ๐ ๐ท๐๐๐๐ฆ)
๐๐๐ก๐๐ ๐๐๐๐๐ก ๐ฆ๐๐๐ ๐๐๐ก๐๐๐๐๐โ1โฆโฆโฆโฆโฆโฆโฆโฆโฆ..(2.2)
Tabel 2.2 Kategori jaringan berdasarkan nilai jitter (versi TIPHON) [9]
Kategori Degradasi Peak Jitter
Sangat Bagus 0 ms
Bagus 0 ms s/d 75 ms
Sedang 75 ms s/d 125 ms
Buruk 125 ms s/d 225 ms
Universitas Sumatera Utara
21
2.9.3 Packet loss
Packet loss adalah kegagalan transmisi paket data mencapai
tujuannya. Umumnya perangkat network memiliki buffer untuk
menampung data yang diterima. Jika terjadi kongesti yang cukup lama,
buffer akan penuh, dan data baru tidak diterima. Satuan yang digunakan
pada perhitungan packet loss adalah persen. Persamaan (2.3) untuk
menghitung packet loss:
๐๐๐๐๐๐ก ๐๐๐ ๐ =(๐๐๐๐๐ก ๐๐๐ก๐ ๐๐๐๐๐๐๐โ๐๐๐๐๐ก ๐๐๐ก๐ ๐๐๐ก๐๐๐๐๐)
(๐๐๐๐๐ก ๐๐๐ก๐ ๐ฆ๐๐๐ ๐๐๐ก๐๐๐๐๐)๐ฅ 100................(2.3)
Nilai packet loss dari suatu jaringan dapat dikategorikan
berdasarkan standarisasi TIPHON seperti pada Tabel 2.3
Tabel 2.3 Kategori jaringan berdasarkan nilai packet loss (versi
TIPHON)[9]
Kategori Packet loss
Sangat Bagus 0%
Bagus 3%
Sedang 15%
Buruk 25%
Universitas Sumatera Utara
22
BAB III
METODE PENELITIAN
3.1 Alur Penelitian
Alur penelitian dilakukan sesuai alur pada Gambar 3.1. Penelitian terlebih
dahulu dilakukan instalasi dan pengujian perangkat yang digunakan yaitu
simulator NS-2. Untuk melakukan evaluasi trafik multimedia, digunakan
framework Evalvid yang diintegrasikan ke simulator NS-2.
Selanjutnya model jaringan yang diteliti dibangun dengan melibatkan
perubahan jumlah nodeatau user dan penyusunan traffic yang dikirim.
Gambar 3.1 Diagram AlurPenelitian
Trafik dipilih berdasarkan kerangka evalvid dengan bit rate tertentu yang
dikirimkan oleh setiap node. Semua proses pengiriman dan penerimaan paket-
Universitas Sumatera Utara
23
paket video direkam dalam bentuk trace yang terdiri atas catatan waktu kirim atau
terima, jenis paket, dan ukuran paket.
3.2 Langkah Pelaksanaan Simulasi
Adapun langkah-langkah pelaksanaan simulasi adalah sebagai berikut :
1. Buka Script Simple-3. Tcl
2. Setting berapa node yang kita perlukan dengan cara mengganti nb_mm 2
pada script tcl. Berikut ini potongan script Simple-3.tcl :
Gambar 3.2 Potongan Script Simple-3.tcl
3. Setting berapa buffer size yang kita perlukan dengan cara mengganti ifqlen
pada script tcl. Berikut ini potongan script Simple-3.tcl :
Gambar 3.3 Potongan Script Simple-3.tcl
Universitas Sumatera Utara
24
4. Jalankan file konfigurasi tcl dengan perintah : โns Simple-3โ pada NS-2.
Pada Gambar 3.4 adalah tampilan perintah untuk konfigurasi tcl pada NS-
2 sebelum di jalankan dan pada Gambar 3.5 adalah tampilan perintah
untuk konfigurasi tcl pada NS-2 setelah di jalankan.
Gambar 3.4 Tampilan perintah untuk konfigurasi tcl pada NS-2 sebelum
dijalankan
Gambar 3.5 Tampilan perintah untuk konfigurasi tcl pada NS-2 setelah
dijalankan
Universitas Sumatera Utara
25
5. Setelah melakukan langkah tersebut maka didapat file berupa
โtcpVegasRec.txtโ untuk setiap bit rate. Berikut adalah hasil dari simulasi :
Gambar 3.6 File yang di dapat dari hasil simulasi
6. Analisis data yang diperoleh dengan Libre Office Calc untuk mencari
delay, jitter, dan packet loss. Gambar 3.7 analisis menggunakan Libre
Office Calc
Gambar 3.7 Analisis menggunakan Libre Office Calc
Universitas Sumatera Utara
26
3.2 Perangkat Penelitian
Perangkat keras yang digunakan untuk menjalankan simulasi skripsi ini
adalah sebuah laptop dengan spesifikasi:
โข Processor Intelยฎ Coreโข i7-4720HQ CPU @ 2.60GHz, 3,6Ghz.
โข Memory 3.88 GB RAM.
โข Operating System Windows 10 Home Premium 64 Bit.
Perangkat lunak yang digunakan untuk menjalankan simulasi
skripsi ini adalah Network Simulator 2 (NS-2).
3.3 Konfigurasi Jaringan
Konfigurasi jaringan yang disimulasikan menggunakan konfigurasi ad hoc
seperti ditunjukkan pada Gambar 3.2, dimana jaringan802.11 berisi jumlah node
yang divariasikan dari 2 sampai 10 node. Setiap node mengirimkan data ke node
tetangganya. Adapun data yang dikirimkan pada simulasi merupakan data video
dengan bit rate 539 bps.
Gambar 3.8 Network configuration
Universitas Sumatera Utara
27
Pemancar 802.11 diset untuk melingkupi area berdiameter 1000 m dengan
daya pancar 0,281838 W dan model propagasi two-ray ground.
3.4 Spesifikasi Trafik Simulasi
Adapun spesifikasi trafik video yang digunakan pada simulasi ditunjukkan
pada Tabel 3.1, dimana kecepatan video memiliki bit rate:539,6. Video memiliki
kecepatan frame 30 frame setiap detik dengan codec mpeg4 berframe IPP.
Tabel 3.1 Spesifikasi Trafik Video
Parameter Keterangan
Nama video
Kecepatan frame
Tipe frame
Codec
bit rate
Ukuran paket
akiyo_cif.yuv
30fps
IPP
MPEG4
561319, 595532,
823555, 1151255
1024 bytes
Universitas Sumatera Utara
28
BAB IV
HASIL SIMULASI DAN ANALISIS
4.1 Umum
Bab ini menampilkan hasil simulasi dan analisis hasil simulasi berdasarkan
pola delay, jitter, dan packet loss untuk penambahan kapasitas buffer serta jumlah
node.
4.2 Hasil Simulasi
4.2.1 Tabulasi nilai delay
Nilai delay yang diperoleh dari setiap eksperimen untuk jumlah node serta
kapasitas buffer yang berbeda ditunjukkan pada Tabel 4.1.
Tabel 4.1 Nilai delay hasil simulasi dalam detik
Kapasitas Buffer Jumlah node
(Paket) 2 4 6 8 10
10 0.0063 0.0182 0.0344 0.0368 0.1641
20 0.0081 0.0314 0.0618 0.0615 0.2706
30 0.0081 0.0391 0.0757 0.0795 0.2346
40 0.0081 0.0408 0.0888 0.0990 0.3152
50 0.0081 0.0408 0.0888 0.1283 0.3152
60 0.0081 0.0408 0.0888 0.0888 0.3152
70 0.0081 0.0299 0.0888 0.1386 0.3152
80 0.0081 0.0408 0.0888 0.1237 0.3152
90 0.0081 0.0408 0.0888 0.1237 0.3152
100 0.0081 0.0408 0.0888 0.1237 0.3152
Nilai delay di atas merupakan hasil rata-rata dari delay setiap paket yang
diterima. Sebagai contoh, untuk jumlah node 3, diperoleh 3 data, yakni hasil
pengiriman paket dari node 1 ke node 2, dari node 2 ke node 3 serta dari node 3
Universitas Sumatera Utara
29
ke node 1. Masing-masing data memiliki daftar delay untuk setiap paket. Untuk
memperoleh rata-rata nilai delay, terlebih dahulu dihitung nilai delay rata-rata
pada data 1, data 2 dan data 3. Kemudian ketiga nilai delay rata-rata dijumlahkan
dan dibagi 3, sehingga diperoleh nilai delay rata-rata keseluruhan.
4.2.2 Tabulasi nilai jitter
Nilai jitter yang diperoleh dari setiap eksperimen untuk jumlah node serta
kapasitas buffer yang berbeda ditunjukkan pada Tabel 4.2.
Tabel 4.2 Nilai jitter hasil simulasi dalam detik
Kapasitas Buffer Jumlah node
(Paket) 2 4 6 8 10
10 0.0040 0.0096 0.0120 0.0142 0.1687
20 0.0037 0.0103 0.0084 0.0153 0.1889
30 0.0037 0.0082 0.0161 0.0300 0.1288
40 0.0037 0.0081 0.0151 0.0236 0.1950
50 0.0037 0.0081 0.0151 0.0197 0.1981
60 0.0037 0.0081 0.0151 0.0151 0.1981
70 0.0037 0.0067 0.0151 0.0213 0.1981
80 0.0037 0.0081 0.0151 0.0192 0.1981
90 0.0037 0.0081 0.0151 0.0192 0.1981
100 0.0037 0.0081 0.0151 0.0192 0.1981
Nilai jitter di atas merupakan hasil rata-rata jitter dari paket yang diterima.
Dengan contoh, untuk jumlah node 3, diperoleh 3 data, yakni hasil pengiriman
paket dari node 1 ke node 2, dari node 2 ke node 3 serta dari node 3 ke node 1.
Masing-masing data memiliki daftar jitter untuk setiap paket. Untuk memperoleh
Universitas Sumatera Utara
30
rata-rata pada nilai jitter, terlebih dahulu dihitung nilai jitter rata-rata pada data 1,
data 2 dan data 3. Kemudian ketiga nilai jitter rata-rata dijumlahkan dan dibagi 3,
sehingga diperoleh nilai jitter rata-rata keseluruhan.
4.2.3 Tabulasi nilai packet loss
Nilai packet loss yang diperoleh dari setiap eksperimen untuk jumlah node
serta kapasitas buffer yang berbeda ditunjukkan pada Tabel 4.3.
Tabel 4.3 Nilai packet loss hasil simulasi dalam detik
Kapasitas Buffer Jumlah node
(Paket) 2 4 6 8 10
10 2.34% 2.44% 2.30% 3.09% 3.41%
20 0.10% 0.97% 0.66% 1.71% 2.12%
30 0.10% 1.12% 1.57% 2.52% 0.71%
40 0.10% 1.12% 1.45% 2.03% 1.67%
50 0.10% 1.12% 1.45% 1.73% 1.33%
60 0.10% 1.12% 1.45% 1.45% 1.33%
70 0.10% 0.78% 1.45% 1.42% 1.33%
80 0.10% 1.12% 1.45% 1.56% 1.33%
90 0.10% 1.12% 1.45% 1.56% 1.33%
100 0.10% 1.12% 1.45% 1.56% 1.33%
Nilai packet loss di atas merupakan hasil rata-rata packet loss dari paket
yang diterima. Dengan contoh, untuk jumlah node 3, diperoleh 3 data, yakni hasil
pengiriman paket dari node 1 ke node 2, dari node 2 ke node 3 serta dari node 3
ke node 1. Masing-masing data memiliki daftar packet loss untuk setiap paket.
Untuk memperoleh rata-rata pada nilai packet loss, terlebih dahulu dihitung nilai
Universitas Sumatera Utara
31
packet loss rata-rata pada data 1, data 2 dan data 3. Kemudian ketiga nilai packet
loss rata-rata dijumlahkan dan dibagi 3, sehingga diperoleh nilai packet loss rata-
rata keseluruhan.
4.3 Analisis Hasil Simulasi
4.3.1 Karakteristik delay
Berdasarkan nilai delay pada Tabel 4.1, delay bertambah dengan naiknya
kapasitas buffer. Hal ini terjadi karena buffer menyimpan data lebih banyak,
sehingga, paket akan dikirim sekaligus saat buffer terisi penuh. Kenaikan nilai
delay untuk masing-masing jumlah node dapat dilihat pada Gambar 4.1a hingga
4.1e.
(a) Delay untuk 2 node
0
0.001
0.002
0.003
0.004
0.005
0.006
0.007
0.008
0.009
0 20 40 60 80 100 120
IFQ (PAKET)
DELAY (DETIK)
Universitas Sumatera Utara
32
(b) Delay untuk 4 node
(c) Delay untuk 6 node
(d) Delay untuk 8 node
0
0.005
0.01
0.015
0.02
0.025
0.03
0.035
0.04
0.045
0 20 40 60 80 100 120
DELAY
I F Q ( P A K E T )
0
0.02
0.04
0.06
0.08
0.1
0 20 40 60 80 100 120
DELAY
I F Q ( P A K E T )
0
0.02
0.04
0.06
0.08
0.1
0.12
0.14
0.16
0 20 40 60 80 100 120
DELAY
I F Q ( P A K E T )
Universitas Sumatera Utara
33
(e) Delay untuk 10 node
Gambar 4.1 Karakteristik delay terhadap kapasitas buffer
Secara rata-rata, nilay delay pada saat kapasitas buffer 10 paket adalah 52
ms, naik menjadi 115,3 ms pada saat buffer 100 paket, atau naik sekitar 121,96%.
Hal ini ditunjukkan pada Gambar 4.2. Ini menunjukkan, kenaikan ukuran buffer
menyebabkan delay naik. Kenaikan delay dari persamaan regresi yang
dibangkitkan pada Gambar 4.2 adalah bersifat logaritmik dengan persamaan (4.1):
y=0.0268ln(x/10)+0.0618 โฆโฆโฆโฆโฆโฆโฆโฆโฆโฆโฆโฆโฆ..(4.1)
Dimana:
y = nilai delay dalam detik.
x = kapasitas buffer.
Dari percobaan kapasitas buffer sampai 100 paket, diperoleh nilai delay
maksimum adalah 116,2 ms. Nilai ini masih berada diarea kualitas transmisi
realtime yang baik menurut standar TIPHON [14].
0
0.05
0.1
0.15
0.2
0.25
0.3
0.35
0 20 40 60 80 100 120
DELAY
I F Q ( P A K E T )
Universitas Sumatera Utara
34
Gambar 4.2 Karakteristik delay terhadap kapasitas buffer
Selain itu, nilai delay rata-rata terhadap jumlah node pada saat jumlah
node 2 adalah 8 ms, pada Gambar 4.3 naik secara eksponensial dengan persamaan
(4.2):
y = 0.005e0.4095x โฆโฆโฆโฆโฆโฆโฆโฆโฆโฆโฆโฆโฆโฆโฆโฆโฆ..(4.2)
Dimana:
y = delay dalam detik
x = jumlah node.
menjadi 3513,88% pada saat jumlah node 10, yakni 287,6 ms. Ini menunjukkan
bahwa secara rata-rata delay akan di standar baik yakni maksimum 150 ms
(menurut TIPHON)[14] hanya jika jumlah node adalah 8 node.
y = 0.0268ln(x) + 0.0618
0.00
0.02
0.04
0.06
0.08
0.10
0.12
0.14
10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Del
ay
IFQ (Paket)
Universitas Sumatera Utara
35
Gambar 4.3 Karakteristik delay terhadap jumlah node
Nilai delay bertambah secara exponensial dari jumlah node 2 ke jumlah
node 10. Hal ini disebabkan bertambahnya probabilitas tabrakan pada saat node
mengirimkan Request to Send (RTS) pada teknik multiple akses 802.11.
4.3.2 Karakteristik jitter
Berdasarkan nilai jitter pada Tabel 4.2, jitter bertambah dengan naiknya
kapasitas buffer. Hal ini terjadi karena buffer menyimpan data lebih banyak,
sehingga, paket akan dikirim sekaligus saat buffer terisi penuh. Kenaikan nilai
jitter untuk masing-masing jumlah node dapat dilihat pada Gambar 4.4a hingga
4.4e.
y = 0.005e0.819x
0.0000
0.0500
0.1000
0.1500
0.2000
0.2500
0.3000
0.3500
2 4 6 8 10
Del
ay (
s)
Jumlah Node
Universitas Sumatera Utara
36
(a) Jitter untuk 2 node
(b) Jitter untuk 4 node
(c) Jitter untuk 6 node
0.0037
0.00375
0.0038
0.00385
0.0039
0.00395
0.004
0 20 40 60 80 100 120
JITTER
IFQ
0
0.002
0.004
0.006
0.008
0.01
0.012
0 20 40 60 80 100 120
JITTER
I FQ
0
0.005
0.01
0.015
0.02
0 20 40 60 80 100 120
JITTER
IFQ
Universitas Sumatera Utara
37
(d) Jitter untuk 8 node
(e) Jitter untuk 10 node
Gambar 4.4 Karakteristik jitter terhadap kapasitas buffer
Sementara nilai rata-rata jitter terhadap kapasitas buffer dapat dilihat pada
Gambar 4.5. Jitter bertambah dengan meningkatnya kapasitas buffer. Kenaikan
nilai rata-rata jitter dari kapasitas buffer 10 paket ke 100 paket adalah sebesar
17.16%. Secara rata-rata nilai jitter pada saat ditinjau dari kapasitas buffer 10
paket adalah 41,7 ms, naik menjadi 48,9 ms.
0
0.005
0.01
0.015
0.02
0.025
0.03
0.035
0 20 40 60 80 100 120
JITTER
IFQ
0
0.05
0.1
0.15
0.2
0.25
0 20 40 60 80 100 120
JITTER
IFQ
Universitas Sumatera Utara
38
Gambar 4.5 Karakteristik jitter terhadap kapasitas buffer
Sedangkan terhadap jumlah node (Gambar 4.6), jitter berubah secara
eksponensial dengan persamaan (4.3):
y = 0.0013e0.435x โฆโฆโฆโฆโฆโฆโฆโฆโฆโฆโฆโฆโฆโฆโฆโฆโฆ.(4.3)
Dimana:
x = jitter dalam detik.
y = jumlah node.
Pada saat jumlah node 2 jitter adalah 38 ms, naik 4868,45%. saat jumlah
node 10, menjadi 187 ms. Sampai jumlah node 8, jitter menunjukkan kategori
bagus berdasarkan standard TIPHON yaitu maksimum 75 ms [14]. Namun untuk
node besar dari 10, jitter memburuk.
y = 0.0189ln(x/10) + 0.2046
0
0.05
0.1
0.15
0.2
0.25
0.3
1 0 2 0 3 0 4 0 5 0 6 0 7 0 8 0 9 0 1 0 0
JITT
ER (
DET
IK)
IFQ (PAKET)
Universitas Sumatera Utara
39
Gambar 4.6 Karakteristik jitter terhadap jumlah node
4.3.3 Karakteristik packet loss
Berdasarkan nilai packet loss pada Tabel 4.3, packet loss menurun dengan
naiknya kapasitas buffer. Penurunan berlaku untuk semua jumlah node (Gambar
4.7). Hal ini terjadi karena meningkatnya kapasitas buffer dapat menyimpan data
lebih banyak, Sehingga, paket yang hilang karena buffer penuh dapat dihindari.
(a) Packet loss untuk 2 node
y = 0.0013e0.435x
0.0000
0.0500
0.1000
0.1500
0.2000
2 4 6 8 10
Jitt
er (
s)
Jumlah Node
0.00%
0.50%
1.00%
1.50%
2.00%
2.50%
0 20 40 60 80 100 120
PACKET LOSS
I FQ (PAKET)
Universitas Sumatera Utara
40
(b) Packet loss untuk 4 node
(c) Packet loss untuk 6 node
0.00%
0.50%
1.00%
1.50%
2.00%
2.50%
3.00%
0 20 40 60 80 100 120
PACKET LOSS
IFQ
0.00%
0.50%
1.00%
1.50%
2.00%
2.50%
0 20 40 60 80 100 120
PACKET LOSS
IFQ
Universitas Sumatera Utara
41
(d) Packet loss untuk 8 node
(e) Packet loss untuk 10 node
Gambar 4.7 Karakteristik packet loss terhadap kapasitas buffer
Nilai rata-rata packet loss pada saat kapasitas buffer 10 paket adalah
2,72%, menurun sekitar 59% menjadi 1,11%. Hal ini ditunjukkan pada Gambar
4.8. Sehingga, ditinjau dari kategori jaringan berdasarkan nilai packet loss versi
TIPHON menunjukkan kategori bagus yaitu di bawah 3%[14]. Nilai packet loss
bertambah secara logaritmik dari jumlah node 2 ke jumlah node 10 (Gambar 4.9).
0.00%
0.50%
1.00%
1.50%
2.00%
2.50%
3.00%
3.50%
0 20 40 60 80 100 120
PACKET LOSS
IFQ
0.00%
0.50%
1.00%
1.50%
2.00%
2.50%
3.00%
3.50%
4.00%
0 20 40 60 80 100 120
PACKET LOSS
IFQ
Universitas Sumatera Utara
42
Gambar 4.8 Karakteristik packet loss terhadap jumlah kapasitas buffer
Gambar 4.9 Karakteristik packet loss terhadap jumlah node
y = -0.026ln(x/10) + 0.1039
0%
2%
4%
6%
8%
10%
12%
14%
16%
10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Pac
ket
loss
IFQ (Paket)
y = 0.0088ln(x/10) + 0.0045
0.00%
0.20%
0.40%
0.60%
0.80%
1.00%
1.20%
1.40%
1.60%
1.80%
2.00%
2 4 6 8 10
Pac
ket
loss
(%
)
Jumlah Node
Universitas Sumatera Utara
43
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
Dari hasil penelitian dan pembahasan yang dilakukan, diperoleh
kesimpulan sebagai berikut :
1. Penambahan kapasitas buffer menyebabkan delay dan jitter naik,
namun jumlah packet loss turun.
2. Delay secara rata-rata, naik 121,96% dari 52 ms pada saat buffer 10
paket menjadi115,3 ms pada saat buffer 100 paket. Nilai delay ini
masih di bawah standar TIPHON.
3. Jitter secara rata-rata naik 17% dari 41,7 ms pada saat buffer 10 paket
menjadi 48,9 ms pada saat buffer 100 paket, Nilai jitter bagus menurut
TIPHON hanya sampai jumlah node 8.
4. Packet loss turun sebesar 59% dari 2,72% pada saat buffer 10 paket
menjadi 1,11% pada saat buffer 100 paket. Jumlah packet loss
tergolong baik di bawah 3% berdasarkan standar TIPHON.
5. Nilai delay dan jitter naik signifikan saat jumlah node bertambah lebih
dari 8 node.
Universitas Sumatera Utara
44
5.2 Saran
Adapun saran dari penulis sebagai pengembangan dari Skripsi ini adalah
sebagai berikut :
1. Diperlukan validasi secara matematis terhadap hasil simulasi.
2. Beberapa penelitian mengajukan kapasitas buffer yang dinamis atau
berubah-ubah. Hal ini dapat dijadikan penelitian berikutnya.
Universitas Sumatera Utara
45
DAFTAR PUSTAKA
[1] Rappaport, T. S. (1996). Wireless communications: principles and practice
(Vol. 2). New Jersey: prentice hall PTR.
[2] Forouzan, Behrous A,2000. โTCP/IP Protocol Suiteโ. Singapore:
McGraw-HillInternational Edition.
[3] Baลar, E. (2015). OFDM with index modulation using coordinate
interleaving. IEEE Wireless Communications Letters, 4(4), 381-384.
[4] R. G.Hiertz, et. Al., โThe IEEE 802.11 universe,โ IEEE
CommunicationMagazine,pp 62-70, Jan 2010.
[5] Ismail, Muhammad Panji. Buffering. Penerbit Ruang Biru, 2012.
[6] J. Klaue, B. Rathke and A. Wolisz, "EvalVid - A Framework for Video
Transmissionand Quality Evaluation", Computer Performance Evaluation.
Modelling Techniquesand Tools. Springer Berlin Heidelberg, 2003
[7] Hanzo, L., Akhtman, Y., Akhtman, J., Wang, L., & Jiang, M. (2010).
MIMO-OFDM for LTE, WiFi and WiMAX: Coherent versus non-
coherent and cooperative turbo transceivers. John Wiley & Sons.
[8] Xu, K., Gerla, M., & Bae, S. (2002, November). How effective is the IEEE
802.11 RTS/CTS handshake in ad hoc networks. In Global
Telecommunications Conference, 2002. GLOBECOMโ02. IEEE (Vol. 1,
pp. 72-76). IEEE.
[9] Syafrizal, Melwin. Pengantar Jaringan Komputer. Penerbit Andi, 2005.
Universitas Sumatera Utara
46
[10] Zheng, J., & Wu, Q. (2016). Performance modeling and analysis of the
IEEE 802.11 p EDCA mechanism for VANET. IEEE Transactions on
Vehicular Technology, 65(4), 2673-2687.
[11] Wang, E., Yang, Y., & Wu, J. (2015). A knapsack-based buffer
management strategy for delay-tolerant networks. Journal of Parallel and
Distributed Computing, 86, 1-15.
[12] Huang, J., Wang, J., & Ye, J. (2014). A buffer management algorithm for
improving up/down transmission congestion protocol fairness in IEEE
802.11 wireless local area networks. International Journal of
Communication Systems, 27(10), 2228-2240.
[13] Tianji Li, Douglas J. Leith, David Malone. 2011. Buffer Sizing for 802.11
Based Networks. January 2011IEEE/ACM Transactions on Networking
19(1).
[14] TIPHON; Design Guide; Part 7: Design Guide for Elements of a TIPHON
connection from an end-to-end speech transmission performance point of
view, Technical Report, ETSI TR 101 329-7 V1.1.1 (2000-11).
Universitas Sumatera Utara
47
LAMPIRAN
Script simulasi
# Test for 802.11 nodes.
# @author rouil
# @date 10/25/2005
# Test file for wimax
# Scenario: Communication between MN and Sink Node with MN attached to BS.
# - Using grep ^r out.res | grep MAC | grep -c cbr you can see
the number of
# mac packets received at the destination (100 packets).
# - Using grep ^s out.res | grep MAC | grep -c cbr you can see
the number of
# mac packets sent. By default the scheduler uses 64QAM_3_4 for
# modulation. Using lower modulation can result in packet
fragmentation
# so the number of packets sent can increase (ex. 402 using
QPSK_1_2)
# - Using grep "1 0 cbr" out.res | grep -c ^r shows the number of
packets
# received at the destination.
#
# Topology scenario:
#
#
#
#check input parameters
if {$argc != 0} {
puts ""
puts "Wrong Number of Arguments! No arguments in this topology"
puts ""
exit (1)
}
Universitas Sumatera Utara
48
# set global variables
set nb_mn 6 ;# max number of mobile node
set packet_size 1052 ;# packet size in bytes at CBR
applications
set output_dir .
set gap_size0 ;#compute gap size between packets
puts "gap size=$gap_size"
set traffic_start 30
#define coverage area for base station: 1000m coverage
Phy/WirelessPhy set Pt_ 0.281838
Phy/WirelessPhy set freq_ 5e+6
#Phy/WirelessPhy set RXThresh_ 2.90781e-09
Phy/WirelessPhy set RXThresh_ 1.42681e-12 ;#1000m radius
Phy/WirelessPhy set CSThresh_ [expr 0.9*[Phy/WirelessPhy set RXThresh_]]
# Parameter for wireless nodes
set opt(chan) Channel/WirelessChannel ;# channel type
set opt(prop) Propagation/TwoRayGround ;# radio-propagation
model
set opt(netif) Phy/WirelessPhy ;# network interface type
set opt(mac) Mac/802_11 ;# MAC type
set opt(ifq) Queue/DropTail/PriQueue ;# interface queue type
set opt(ll) LL ;# link layer type
set opt(ant) Antenna/OmniAntenna ;# antenna model
set opt(ifqlen) 60 ;# max packet in ifq
set opt(rp) AODV ;# routing protocol
set opt(x) 2000 ;# X dimension of the
topography
set opt(y) 2000 ;# Y dimension of the
topography
Mac/802_11 set basicRate_ 11Mb
Mac/802_11 set dataRate_ 11Mb
Mac/802_11 set bandwidth_ 11Mb
Universitas Sumatera Utara
49
#defines function for flushing and closing files
proc finish {} {
global ns tfoutput_dirnb_mn
$ns flush-trace
close $tf
#Execute nam on the trace file
exec nam out1a.nam &
exit 0
}
#create the simulator
set ns [new Simulator]
$ns use-newtrace
#create the topography
set topo [new Topography]
$topoload_flatgrid $opt(x) $opt(y)
#puts "Topology created"
#open file for trace
set tf [open $output_dir/out1a.res w]
$ns trace-all $tf
#initialize network animator
set namtrace [open out1a.nam w]
$ns namtrace-all-wireless $namtrace $opt(x) $opt(y)
#puts "Output file configured"
# set up for hierarchical routing (needed for routing over a basestation)
#puts "start hierarchical addressing"
#$ns node-config -addressType hierarchical
#AddrParams set domain_num_ 2 ;# domain
number
#lappendcluster_num 1 1 ;# cluster number for
each domain
#AddrParams set cluster_num_ $cluster_num
Universitas Sumatera Utara
50
#lappendeilastlevel 1 [expr ($nb_mn+1)] ;# number of nodes for
each cluster (1 for sink and one for mobile nodes + base station
#AddrParams set nodes_num_ $eilastlevel
#puts "Configuration of hierarchical addressing done"
# Create God
create-god [expr ($nb_mn)] ;#nb_mn + 2 (base
station and sink node)
#puts "God node created"
#creates the sink node in first addressing space.
#set sinkNode [$ns node 0.0.0]
#provide some co-ord (fixed) to base station node
#$sinkNode set X_ 1050.0
#$sinkNode set Y_ 1050.0
#$sinkNode set Z_ 0.0
#puts "sink node created"
# creation trace traffic
set max_fragmented_size 1024
#add TCP header(8 bytes) and IP header (20bytes)
set packetSize 1052
set original_file_name st_a01
set trace_file_name video1a.dat
set original_file_id [open $original_file_name r]
set trace_file_id [open $trace_file_name w]
set pre_time 0
while {[eof $original_file_id] == 0} {
gets $original_file_idcurrent_line
scan $current_line "%d%s%d%d%f" no_ frametype_ length_ tmp1_ tmp2_
set time [expr int(($tmp2_ - $pre_time)*1000000.0)]
if { $frametype_ == "I" } {
set type_v 1
set prio_p 0
}
if { $frametype_ == "P" } {
Universitas Sumatera Utara
51
set type_v 2
set prio_p 0
}
if { $frametype_ == "B" } {
set type_v 3
set prio_p 0
}
if { $frametype_ == "H" } {
set type_v 1
set prio_p 0
}
puts $trace_file_id "$time $length_ $type_v $prio_p $max_fragmented_size"
set pre_time $tmp2_
}
close $original_file_id
close $trace_file_id
set end_sim_time $tmp2_
puts "$end_sim_time"
# Mobile position pattern:
set val(seed) 1
set genSeed [new RNG]
$genSeed seed $val(seed)
set randomSeed [new RandomVariable/Uniform]
$randomSeed use-rng $genSeed
$randomSeed set min_ 1.0
$randomSeed set max_ 100.0
set genNode [new RNG]
$genNode seed [expr [$randomSeed value]]
set randomNode [new RandomVariable/Uniform]
$randomNode use-rng $genNode
$randomNode set min_ 0
$randomNode set max_ 1000
Universitas Sumatera Utara
52
set trace_file [new Tracefile]
$trace_file filename $trace_file_name
# creation of the mobile nodes
$ns node-config -adhocRouting $opt(rp) \
-llType $opt(ll) \
-macType $opt(mac) \
-ifqType $opt(ifq) \
-ifqLen $opt(ifqlen) \
-antType $opt(ant) \
-propType $opt(prop) \
-phyType $opt(netif) \
-channelType $opt(chan) \
-topoInstance $topo \
-agentTrace OFF \
-routerTrace ON \
-macTrace ON \
-movementTrace OFF
;# Mobile nodes cannot do routing.
for {set i 0} {$i< $nb_mn} {incri} {
set wl_node_($i) [$ns node];# i.0.[expr $i + 1]];
#1.0.[expr $i + 1]]
# $wl_node_($i) random-motion 0 ;# disable random
motion
#compute position of the node
$wl_node_($i) set X_ [expr round([$randomNode value])]
$wl_node_($i) set Y_ [expr round([$randomNode value])]
$wl_node_($i) set Z_ 0.0
$ns initial_node_pos $wl_node_($i) 25
$ns at 0 "$wl_node_($i) setdest 1100.0 1050 1.0" ;
puts "wireless node $i created ..." ;# debug info
}
for {set i 1} {$i< $nb_mn} {incri} {
#create source traffic
Universitas Sumatera Utara
53
#Create a TCP agent and attach it to node n0
set TCP_($i) [new Agent/TCP]
$TCP_($i) set_filenametcpvegasSend_($i)
$TCP_($i) set packetSize_ 1052
$ns attach-agent $wl_node_($i) $TCP_($i)
# Create the Null agent to sink traffic
set null_($i) [new Agent/TCPSink]
$null_($i) set_filenametcpvegasRec_($i)
$ns attach-agent $wl_node_([expr $i-1]) $null_($i)
# Attach video traffic source
set video1_($i) [new Application/Traffic/myEvalvid]
$video1_($i) attach-tracefile $trace_file
$video1_($i) attach-agent $TCP_($i)
# Attach the 2 agents
$ns connect $TCP_($i) $null_($i)
}
# Traffic scenario: if all the nodes start talking at the same
# time, we may see packet loss due to bandwidth request collision
set traffic_stop 60
set diff 0.1
for {set i 1} {$i< $nb_mn} {incri} {
$ns at 30 "$video1_($i) start"
# $ns at 20 "$video1_(0) stop"
}
#$ns at 4 "$nd_(1) dump-table"
#$ns at 5 "$nd_(1) send-rs"
#$ns at 6 "$nd_(1) dump-table"
#$ns at 8 "$nd_(1) dump-table"
$ns at 70 "finish"
#$ns at $simulation_stop "$ns halt"
Universitas Sumatera Utara
54
# Run the simulation
puts "Running simulation for $nb_mn mobile nodes..."
$ns run
puts "Simulation done."
Universitas Sumatera Utara