Konsep Trafik TES 3114 Rekayasa Trafik

Transkripsi

1 Konsep Trafik Rekayasa Trafik Anhar Jurusan Teknik Elektro Univ. Riau 1 Teletraffic theory : the application of probability theory to the solution of problems concerning planning, performance evaluation, operation, and maintenance of telecommunication systems. (Iversen, 2002) Istilah teletraffic berhubungan dengan seluruh trafik pada jaringan telekomunikasi (termasuk jaringan data) Memanfaatkan teori antrian (queuing theory), yang dapat digunakan untuk memodelkan trafik dan sistem pelayanan 2 1

2 Incoming traffic Sistem Outgoing traffic Trafik dibangkitkan oleh pengguna sistem Sistem melayani trafik yang masuk Trafik dapat berupa panggilan yang harus disambungkan pada jaringan telepon, paket yang harus dirutekan pada jaringan data, request untuk web server dsb. 3 Tujuan teori teletraffic adalah sebagai berikut : to make the traffic measurable in well defined units, through mathematical models derive the relationship between grade-ofservice (GoS) and system capacity in such a way that theory becomes a tool by which investments can be planned (Iversen, 2002) 4 2

3 Ilustrasi diperlukannya rekayasa trafik di dalam penggelaran jaringan Agar komunikasi antar pelanggan dapat selalu dilakukan, sediakan 1000 saluran antar pelanggan (ditambah resource pada sentral) Tetapi ini tidak ekonomis karena di dalam kenyataan sangat jarang terjadi seluruh pelanggan berbicara pada saat yang bersamaan Di sisi lain, bila kita misalnya hanya menyediakan 1 saluran maka layanan tidak dapat diberikan secara memadai 5 Rekayasa trafik dapat digunakan untuk menentukan jumlah saluran yang ekonomis namun masih dapat memberikan tingkat layanan yang memuaskan pelanggan Some interesting questions Bila diketahui kondisi sistem tertentu dan trafik yang masuk Bagaimana Quality of Service (QoS) yang dialami pengguna? Bila diketahui trafik yang masuk dengan QoS yang dipersyaratkan Bagaimana suatu sistem di-dimensioning? Bila diketahui kondisi sistem dan QoS tertentu Berapa beban trafik maksimum yang dapat dilayani sistem dengan baik? Note : - Istilah GoS dan QoS sering digunakan untuk menyatakan satu sama lainnya (sering dipertukarkan) - Lebih jauh mengenai ini kita bahas pada slide selanjutnya 6 3

4 Dengan kata lain, tujuan teletraffic adalah Menentukan hubungan antara -Quality of Service - Beban trafik - Kapasitas sistem 7 Hubungan Kualitatif Dengan QoS tertentu Dengan Kapasitas sistem tertentu Dengan Beban trafik tertentu Untuk menyatakan hubungan antara ketiga faktor secara kuantitatif, diperlukan model matematis 8 4

5 Sifat model yang dikehendaki : - Model harus dapat disesuaikan dengan proses pengukuran - Model harus cukup sederhana agar dapat digunakan untuk men-dimensi sistem Pemodelan adalah proses yang iteratif : 1. Sistem diamati dan trafik diukur 2. Berdasarkan data yang diukur, sebuah model teletraffic dibuat 3. Model digunakan untuk memprediksi klkk kelakukan sistem 4. Jika akurasi model kurang memadai, model diperbaiki berdasarkan pengukuran yang baru 9 Model Sistem Loss (blocking) systems Jika trafik tidak dapat diolah, akses terhadap jaringan akan ditolak (blocked) dan trafik akan hilang Queuing systems Bila trafik tidak dapat diolah langsung, trafik akan menunggu di buffer sampai tersedianya kapasitas yang mencukupi (tidak pernah ada trafik yang hilang) Mixed system Gabungan antara loss dan queuing system Bila trafik tidak dapat diolah langsung, trafik akan menunggu di buffer Bila kapasitas buffer sudah penuh tetapi masih ada trafik yang datang, maka trafik tersebut akan di-blok (lost traffic) 10 5

6 Teori teletraffic dikembangkan seiring dengan perkembangan sistem sentral telepon oleh... Presenting 11 Agner Krarup Erlang Born: 1 Jan 1878 in Lonborg (near Tarm), Jutland, Denmark Died: 3 Feb 1929 in Copenhagen, Denmark Topologi jaringan 12 6

7 Anda sudah tahu... Jenis informasi beragam dan memiliki karakteristik yang berbeda pula Voice Delay sensitive Harus dikirimkan secara real time Data Tidak delay sensitive Video Serupa dengan voice 13 Teori trafik yang digunakan untuk menganalisa dan merencakan jaringan telekomunikasi yang digunakan untuk membawa masing-masing g informasi akan berbeda pula Kondisi jaringan masa lalu Information specific Contoh: PSTN untuk voice, LAN untuk data etc. Jaringan masa sekarang Beragam informasi diangkut pada jaringan yang sama (Voice+web access (misalnya)+video streaming) on IP-based network (Internet) 14 7

8 Model Trafik Memodelkan trafik yang dibangkitkan user Memodelkan trafik tertentu Circuit switched traffic Komunikasi selalu connection oriented Kapasitas digunakan a selama a koneksi berlangsung g Koneksi bisa analog atau digital Packet switched traffic Komunikasi dapat connectionless Aliran data berbentuk paket Ukuran paket dapat bervariasi Message switched Messages tidak dibagi-bagi ke dalam beberapa paket melainkan dikirimkan dalam satu buah paket Cell switched Ukuran paket tetap (Used in ATM network) 15 Parameter dasar sumber trafik 16 8

9 Flow adalah sederetan paket yang berasal dari sumber yang sama dan diperuntukkan bagi tujuan yang sama pula Flow dapat dikatagorikan berdasarkan trafik yang dibawanya : Streaming flows Audio/video transmission Small inter-arrival times between packets Batasan delay yang ketat (strict delay bounds) Panjang flow didefinisikan dalam waktu Elastic flows Data transmission (HTTP, FTP etc.) Inter-arrival times can have large variations Traffic is bursty Delay paket dapat bervariasi Panjang flow didefinisikan dalam jumlah data

10 Definisi Intensitas Trafik : The instantaneous traffic intensity in a pool of resources is the number of busy resources at a given instant of time. (ITU-T Recommendation B.18) (Intensitas trafik dalam sekumpulan sumber daya adalah jumlah sumber daya yang sibuk dalam suatu saat tertentu) Contoh resource pool : jumlah saluran trunk dalam suatu konsentrator, jumlah kanal, jumlah timeselot dsb. 19 Besaran trafik Volume trafik (V) Jumlah lamanya waktu pendudukan perangkat telekomunikasi Total holding time Holding time = durasi panggilan Pangggilan (call) = koneksi dalam sistem teletraffic Holding time = service time Intensitas trafik (A) Jumlah lamanya waktu pendudukan per satuan waktu Volume trafik dibagi perioda waktu tertentu 20 10

11 Diketahui ada n saluran Diketahui ada sejumlah p saluran (dari n saluran yang ada) diduduki pada saat bersamaan Bila t p menyatakan jumlah waktu pendudukan p saluran dalam perioda T, maka : n 21Σ t p = T p=0 Total holding time semua saluran n Σ p.t p p=1 Maka intensitas trafik V A = n n Σ p.t p/t = p=1 Σp=1 p(t p /T) 22 11

12 23 Pengertian lain dari intensitas trafik Intensitas trafik yang diolah oleh satu saluran sama dengan peluang (bagian dari waktu) saluran tersebut diuduki (busy) Intensitas trafik menyatakan pula jumlah rata-rata saluran yang diduduki secara bersamaan dalam perioda waktu tertentu Expected value n Σ1 p=1 p(t p /T) 24 12

13 Pendekatan lain perhitungan intensitas trafik Jumlah waktu dari seluruh pendudukan per satuan waktu (perioda pengamatan) A =1/T Contoh : Suatu berkas saluran terdiri dari 4 saluran. Di dalam satu jam (jam sibuk) misalnya diketahui Saluran 1 diduduki selama total 0,25 jam Saluran 2 diduduki selama total 0, 5 jam Sl Saluran 3 didudukid selama total 0,25 jam Saluran 4 diduduki selama total 0, 5 jam Maka: A =(0,25+0,5+0,25+0,5)jam/1 jam = 1,5 jam/jam N Σn=1 t n 25 Hasil-hasil lain Waktu pendudukan rata-rata : A = C.t r Jumlah pendudukan per satuan waktu C = A/t r = N/T N t r =1/NΣ t n n=1 C = jumlah panggilan (pendudukan) per satuan waktu (1 jam sibuk) t r = lamanya waktu pendudukan rata-rata dinyatakan dalam satuan waktu yang sama dengan C Contoh : C = 3600 panggilan/jam = 60 panggilan/menit = 1 panggilan/detik t r = 1/60 jam/panggilan = 1 menit/panggilan = 60 detik/panggilan Maka : A = 3600 x 1/60 = 60 jam/jam = 60 x 1 = 60 menit/menit 26 13

14 Harap diingat bahwa intensitas trafik tidak bersatuan (dimensionless) Tetapi, untuk menghormati jasa ilmuwan Denmark Agner Krarup Erlang ( ), maka intensitas trafik diberi satuan Erlang (erl) Sebuah saluran atau sever dapat menangani trafik sampai 1 E 27 Tiga jenis trafik : Trafik yang ditawarkan (offered traffic) : A Trafik yang dimuat (carried traffic) : Y Trafik yang ditolak atau hilang (lost traffic) : R Relasi ketiga jenis trafik tersebut : A = Y + R Hanya carried traffic yang dapat diukur Jenis trafik lainnya harus dihitung Melihat kembali Volume trafik (V) V = Intensitas trafik kali perioda pengamatan = AT [Erlang-jam] V = Jumlah pendudukan kali waktu pendudukan rata-rata = n.h [Erlang-jam] Sehingga diperoleh relasi dasar : AT = nh 28 14

15 Contoh-contoh Misalkan ada suatu sentral. Asumsikan bahwa Rata-rata terdapat 1800 panggilan baru dalam 1 jam, dan Rata-rata waktu pendudukan adalah 3 menit Maka intensitas trafik adalah a = 1800x3/60 = 90 Erlang Jika rata-rata waktu pendudukan naik dari 3 menit menjadi 10 menit, maka a = 1800 x 10/60 = 300 Erlang 29 Karakteristik trafik Karakteristik tipikal untuk beberapa katagori pelanggan telepon Private subscriber : 0,01 0,04 erlang Business subscriber : 0,03 0,06 erlang Private branch exhange : ,60 erlang Pay phone : 0,07 erlang Hal ini berarti, misalnya : Seorang pelanggan rumahan (private subscriber) biasanya menggunakan 1% s.d. 4% waktunya untuk berbicara bi melalui l telepon (pada suatu selang waktu yang disebut jam sibuk ) Diperlukan pelanggan rumahan untuk menghasilkan trafik 90 erlang 30 15

16 erl TU VE CCS HCS UC ARHC EBHC 1 erl = 1TU = VE = 1 CCS = 1 HCS = 1/36 1 5/6 1 UC = 1 ARHC = 1 EBHC = 1/30 6/ Variasi Trafik Variasi yang dapat diperkirakan (predictable variations) Long term trend (years) Pertumbuhan trafik Existing services: growth of user population, p changes in habits, economics New services Variasi selama setahun (months) Variasi selama seminggu (days) Variasi harian selama 24 jam (hours) Variasi predictable lainnya Regular: Lebaran, Natal etc. Irregular: televoting Bermacam kelompok user memiliki profil tahunan/mingguan/harian yang berbeda 32 16

17 Variasi yang acak Short term random variations (seconds, minutes) Disebabkan oleh tindakan antar user yang independent Random call arrivals Random holding times Long term random variations (hours) Random variations caused by external sources

18 pengertian jam sibuk dan jam tersibuk Jam tersibuk : satu jam tiap hari dimana trafik tertinggi (tersibuk) Jam sibuk : selang satu jam (dengan akurasi 15 menit) yang memiliki rata-rata trafik tertinggi dalam periode yang lama Time Consistent Busy Hour (TCBH) TCBH diambil dari hasil pengukuran beberapa hari, kemudian dibuat kurva rata-ratanya 35 TCBH digunakan sebagai dasar bagi perhitungan trafik Secara statistik, kondisi trafik pada jam sibuk/jam tersibuk dianggap sudah stasioner (setimbang/stabil) Nila trafik yang diukur di luar jam sibuk dapat lebih besar daripada nilai trafik yang diukur dalam jam sibuk 36 18

19 Quality of Service (QoS) Definisi QoS : The collective effect of service performance, which determines the degree satisfaction of a user of the service (ITU-T recommendation E.800) Serveability: Technical QoS; Service availability and maintenance of quality Support services: Availability, maintenance and quality of the corresponding support services Operability: Operability and usability of the application used to access the service Security: Confidentiality, integrity etc. of the service 37 Grade of Service (GoS) Definisi GOS : A number of traffic engineering variables to provide measure of adequacy of a group of resources under specified conditions. (ITU-T recommendation E.600) Nilai-nilai parameter GoS disebut standard GoS Nilai parameter GoS yang doiperoleh dalam kondisi sebenarnya disebut GoS results Standard GoS harus menunjukkan (should reflect) persyaratan QoS Istilah QoS dan GoS sering saling dipertukarkan 38 19

20 Parameter GoS berdasarkan perspektif user Loss systems Call congestion: The fraction of all call attempts which observes all servers busy (the nuisance the subscriber feels). Time congestion: The fraction of time when all servers are busy. Traffic congestion: The fraction of the offered traffic that t is not carried, possibly despite several attempts. Blocking probability = Call congestion Packet loss probability: Probability that traffic is lost due to congestion or transmission errors Queuing systems Packet delay, latency Jitter: variance in packet delay 39 Paramater GoS berdasarkan perspektif jaringan Throughput: Amount of traffic delivered by the network in a time unit Capacity: Theoretical upper bound for the carried traffic Utilization rate: Fraction of capacity used by the network 40 20

21 Konfigurasi jaringan dibuat agar memenuhi persyaratan endto-end QoS Parameter GoS dipilih agar memenuhi persyaratan QoS Service Level Agreement (SLA) adalah perjanjian j antara pelanggan dan jaringan atas QoS dan GoS dari layanan jaringan yang dijual 41 Beberapa pengertian teknis Titik gandeng Semua kontak yang dikerjakan bersamaan secara paralel yang digunakan untuk meneruskan sambungan-sambungan g pada tempat gandeng Dalam instalasi penyambungan dilakukan oleh elemen gandeng g Inlet g Outlet 42 21

22 Berkas (saluran) masuk dan berkas (saluran) keluar Inlet g Outlet Berkas saluran masuk Berkas saluran keluar 43 Berkas sempurna (full availability bundle) dan berkas tak sempurna (limited availability bundle) Inlet g Outlet Berkas masuk m saluran Berkas keluar n saluran Bila setiap saluran pada berkas keluar dapat dicapai oleh setiap saluran pada berkas masuk, maka berkas tersebut disebut berkas sempurna Bila hanya sebagian dari berkas keluar yang dapat dicapai oleh saluran-saluran masuk, maka berkas tersebut dinamakan berkas tak sempurna atau berkas terbatas 44 22

23 Berkas masuk m Setiap saluran keluar 1,2,3,4,5 dapat dicapai oleh setiap saluran masuk I (½)m Berkas masuk II (½)m Saluran1 &2 tak dapat dicapai oleh saluran dari subberkas II Saluran 6 &7 tak dapat dicapai oleh saluran dari subberkas I 23

24 Latihan 1. Sebuah berkas komunikasi terdiri atas 4 saluran, dimana saluran pertama diduduki selama 20 menit, saluran kedua diduduki selama 15 menit, saluran ketiga diduduki selama 30 menit dan trakhir saluran keempat diduduki selama 45 menit. Tentukan intensitas trafiknya. 2. Pada suatu lokasi, terdapat 1000 pelanggan rumahan dan 100 pelanggan bisnis yang terkoneksi ke sentral A. Berapakah intensitas trafik maksimun dan minimum pada sentral tersebut. 47 Latihan 3. Suatu perusahaan rata-rata melakukan panggilan keluar sebanyak 120 kali pada 1 jam sibuk. Masing-masing panggilan rata-rata berdurasi i2 menit. Padaarah ke dl dalam (menerima), perusahaan tersebut menerima 200 panggilan yang durasi setiap panggilannya rata-rata 3 menit.hitung trafik keluar (outgoing traffic), trafik ke dalam (incoming traffic), dan trafik total. 4. Pada suatu MEA, sebanyak 600 panggilan keluar yang dilakukan pelanggan perorangan pada 1 jam sibuk. Masingmasing panggilan rata-rata berdurasi 2 menit. Bila sentral hanya memiliki kapasitas trafik sebesar A. Berapa besar trafik yang ditolak? 48 24