BAB II DASAR TEORI VIDEO STREAMING

Transkripsi

1 BABI :Merupakan pendahuluan yang merupakan latar belakang dan rumusan masalah, pendekatan penbatasan masalah, teknik pengumpulan data dan sistematika penulisan laporan. BABII :Disertakan beberapa referensi dan teknologi yang berkaitan dengan proyek tugas akhir. BABIII:Dalam bab tiga dibahas desain dan implementasi sistem. BABIV:Pengujian sistem dan pembahasan terhadap hasil pengujian. BABV :Terakhir berisi kesimpulan yang diperoleh selama pengerjaan tugas akhir, disertai dengan saran pengembangan sistem. BAB II DASAR TEORI VIDEO STREAMING 2.1 Video streaming Video streaming merupakan bidang yang menarik untuk dijelajahi karena relatif baru dengan biaya yang cukup murah dengan semakin murahnya peralatan elektronik. Aplikasi dari Video streaming salah satunya untuk memonitoring kondisi ruangan, informasi video akan dikirimkan melalui saluran komunikasi, termasuk jaringan, kabel telepon, saluran ISDN atau radio. Informasi video mempunyai bandwidth yang lebar (sangat banyak byte per detik yang dikirimkan), yang oleh karenanya sangat membutuhkan teknologi kompresi video untuk mengurangi kebutuhan bandwidth sebelum dikirimkan melalui saluran komunikasi. Peralatan yang perlu ditambahkan hanya kamera video sederhana. Sekedar gambaran singkat, sebuah kanal video yang baik tanpa dikompresi akan mengambil bandwidth sekitar 9 Mbps. Dengan teknik kompresi yang sudah ada pada hari ini, kita dapat menghemat sebuah kanal video sekitar 30 Kbps. Itu berarti sebuah saluran internet yang tidak terlalu cepat sebetulnya dapat

2 digunakan untuk menyalurkan video. Beberapa hal yang perlu diperhatikan dalam pengiriman video adalah : - Jika kita menggunakan video hitam-putih akan memakan bandwidth lebih kecil daripada jika kita melakukan konferensi menggunakan video berwarna. - Jika kita menggunakan kecepatan pengiriman kecepatan pengiriman frame per second (fps) video yang rendah, akan memakan bandwidth yang lebih rendah dibandingkan frame per second (fps) yang tinggi. Video yang cukup baik biasanya dikirim dengan kecepatan frame per second (fps) sekitar 30 fps. Jika dikirimkan tanpa kompresi, sebuah video dengan 30 fps akan mengambil bandwidth kira-kira 9Mbps, amat sangat besar untuk ukuran kanal komunikasi data Streaming Streaming sebenarnya adalah proses pengiriman data kontinu alias terus-menerus yang dilakukan secara broadcast melalui internet untuk ditampilkan oleh aplikasi streaming pada client. Paket-paket data yang dikirimkan telah dikompresi untuk memudahkan pengirimannya melalui Internet. Kenapa disebut streaming? Stream berasal dari bahasa Inggris yang artinya sungai. Proses streaming bisa diibaratkan seperti aliran air di sungai yang tak pernah terputus kecuali jika sumber mata airnya mengering. Seperti aliran air di sungai, aliran data streaming dilakukan tanpa ada interupsi dan dilakukan secara kontinyu hingga datanya habis, artinya telah selesai dikirim dan ditampilkan dalam PC si pengguna. Streaming terdiri atas sistem audio dan video. Secara sederhana file audio-video terdiri atas dua bagian. Sesuai dengan namanya ada audio dan ada video. Keduanya tergabung dalan satu file yang sering kita gunakan, contohnya file multimedia dengan format AVI atau format MPEG. Audio dan video pada file multimedia bisa kita pisahkan dengan bantuan software tertentu. Streaming berhubungan dengan teknik kompresi. Teknik kompresi suara menggunakan istilah coding dan decoding. Proses coding dilakukan pada sisi

3 server (coder) sedangkan proses decoding dilakukan oleh klien (decoder). Proses coding dilakukan server untuk mengkompresi data sebelum dikirimkan ke klien melalui Internet, dan decoding dilakukan oleh klien untuk ditampilkan data tanpa kompresi. Proses kompresi dan dekompresi oleh coder dan decoder ini sering disingkat menjadi codec. Proses codec bisa dilakukan menggunakan algoritma standar MPEG. Sebagai informasi, beberapa versi MPEG telah dikembangkan secara massal (MPEG versi 1 dan 2). Ada dua macam streaming, streaming suara dan video. Untuk melakukan streaming suara, kita hanya perlu memiliki koneksi internet antara 16 Kbps hingga 48 Kbps. Dengan koneksi semacam ini, para pengakses dial-up pun bisa melakukan streaming suara. Streaming suara bisa dilakukan secara live, artinya real-time dan seluruh pengguna internet yang mengakses streaming dari channel yang sama akan menerima data yang sama pula. Streaming suara yang populer dan paling banyak diimplementasikan adalah siaran radio FM. Dengan streaming, kita bisa mendengarkan siaran di radio FM manapun di mana saja, tidak perlu berada di daerah yang terjangkau oleh pemancarnya. Ada tiga jenis format streaming yang banyak digunakan dalam situs-situs Internet. Mereka adalah format Real Media (.rm/.ra/.ram), Windows Media (.asf/.wmf/.asx) dan QuickTime (.mov). Tidak ada yang sempurna, begitu juga dengan format-format tersebut. Masing-masing memiliki kekurangan dan kelebihannya sendiri. Sebagai contoh, format Real Media dan Windows Media bisa dikatakan sangat andal untuk melakukan streaming, tetapi kurang bagus untuk melakukan proses editing dan playback. Sedangkan, Format QuickTime yang merupakan format streaming paling lama yang sudah ada sejak tahun 1991, dianggap cukup andal untuk mendukung proses streaming, editing dan playback Buffering Buffering adalah proses atau kondisi yang terjadi saat sebuah player untuk media streaming sedang menyimpan bagian-bagian file media streaming ke tempat penyimpanan lokal. Kebanyakan player menyimpan hanya sebagian kecil dari

4 sebuah presentasi streaming sebelum memulai streaming. Proses buffering juga bisa terjadi di tengah-tengah streaming, biasanya hal seperti ini terjadi jika bandwith yang diperlukan untuk memainkan streaming kurang sesuai atau kurang memenuhi besar bandwidth dari yang seharusnya. Yang perlu dilakukan untuk melakukan video streaming adalah mengencode video (menyandikan kembali). Encode ini berhubungan dengan bit rate dan image quality. Image quality gabungan dari ukuran gambar dan frame rate. Ukuran gambar yang besar dan kecepatan frame rate yang cepat memerlukan bit rate yang besar. Ukuran gambar ditentukan dalam pixel. Pada PocketPC dengan layar standar 320 x 240 pixel diperlukan bits/second(350kbps) dan layar 160 x 120 diperlukan 100 kbps, aspek rationya (tinggi:panjang) adalah 4: Bit rate Lalu apakah bit rate Itu? bit rate jika diterjemahkan secara bebas artinya banyaknya bit dalam satu waktu. Satuan yang digunakan biasanya dalam detik. Jadi banyaknya bit dalam satu detik. Lalu apakah bit itu? bit singkatan dari binary digit, bit terdiri dari angka 0 dan 1. Angka 0 berarti mati, dan angka 1 berarti hidup. Kode mati-hidup-mati-hidup dalam ritme tertentu ini akan diterjemahkan oleh komputer menjadi sesuatu yang fantastis. Film, musik, gambar, bahkan software-software yang digunakan sehari-hari, pada dasarnya itu adalah kumpulan kode dari bit-bit tersebut, misalnya tiap satu karakter yang dilihat di keyboard atau dilayar monitor itu terdiri atas 8 bit. Ada 8 deret angka yang terdiri angka 0 dan 1. contohnya huruf A dibentuk oleh Peraturan yang harus kita setujui sehubungan dengan penulisan satuan angka: B (huruf b besar) berarti Bytes b (huruf b kecil) berarti Bit K (baik k besar atau kecil) berarti Kilo M (baik m besar atau kecil) berarti Mega /s atau ps (kecil semua) berarti per secon

5 1 B = 8 b (ini adalah ketetapan rumus) 1 KB = B 1 MB = KB 1 kb = b 1 mb = kb Contoh:128 MB adalah bytes detik. 700MB/80 Minutestiap menit sama dengan 8,75 MB 149,33 KB tiap Frame rate Frame rate adalah satuan yang mengukur kemampuan tampilan gambar per detiknya. Makin tinggi frame rate yang di hasilkan, maka makin baik gambar yang dinikmati mata.

6

7 Gambar 2.1 Single frame yang dirangkai menjadi video Video merupakan gabungan gambar-gambar mati yang dibaca berurutan dalam suatu waktu dengan kecepatan tertentu. Gambar-gambar yang digabung tersebut dinamakan frame dan kecepatan pembacaan gambar disebut dengan frame rate, dengan satuan fps (frame per second). Karena dimainkan dalam kecepatan yang tinggi maka tercipta ilusi gerak yang halus, semakin besar nilai frame rate maka akan semakin halus pergerakan yang ditampilkan. Lebar dan tinggi frame video disebut dengan frame size, yang menggunakan satuan pixel, misalnya video dengan frame size 640x480 pixel. Dalam dunia digital video, frame size disebut juga dengan resolusi. Semakin tinggi resolusi gambar maka semakin besar pula informasi yang dimuat, berarti akan semakin besar pula kebutuhan memory untuk membaca informasi tersebut. Dalam dunia komputer, satuan bit merupakan unit terkecil dalam penyimpanan informasi. Bit depth menyatakan jumlah/banyaknya bit yang disimpan untuk mendeskripsikan warna suatu pixel. Sebuah gambar yang memiliki 8 bit per pixel dapat menampilkan 256 warna, sedangkan gambar dengan 24 bit dapat menampilkan warna sebanyak 16 juta warna. Komputer (PC) menggunakan 24 bit RGB (Red Green Blue) sedang sinyal video menggunakan standar 16 bit YUV sehingga memiliki jangkauan warna yang terbatas. Untuk itu kita perlu berhati-hati apabila membuat video untuk ditayangkan di TV, karena tampilan warna di layar monitor PC berbeda dengan tampilan di layar TV. Sekilas tentang pixel aspect ratio menjelaskan tentang rasio perbandingan lebar dengan tinggi dari sebuah pixel dalam sebuah gambar. Frame aspect ratio menggambarkan perbandingan lebar dengan tinggi pada dimensi frame dari sebuah gambar. Sebagai contoh, D1 NTSC memiliki pixel aspect ratio 0.9 (0.9 lebar dari 1 unit tinggi) dan memiliki pula frame aspect ratio 4:3 (4 unit lebar dari 3 unit tinggi).

8 Gambar 2.2 Frame aspect ratio Beberapa format video keluaran menggunakan frame aspect ratio yang sama tetapi memakai pixel aspect ratio yang berbeda. Sebagai contoh, beberapa format NTSC digital menghasilkan sebuah 4:3 frame aspect ratio, dengan square pixel (1.0 pixel aspect ratio) dan dengan resolusi 640 X 480. Sedangkan D1 NTSC menghasilkan frame aspect ratio yang sama yaitu 4:3 tetapi menggunakan rectangular pixel (0.9 pixel aspect ratio) dengan resolusi 720 X 486. Pixel yang dihasilkan oleh format D1 akan selalu bersifat rectangular/bidang persegi, akan berorientasi vertical dalam format NTSC, dan akan berorientasi horizontal dalam format PAL. Jika kita menampilkan rectangular pixel dalam sebuah monitor square pixel tanpa alterasi maka gambar yang bergerak akan berubah bentuk atau mengalami distorsi. Contohnya lingkaran akan berubah menjadi oval. Tetapi bagaimanapun juga apabila ditampilkan pada monitor broadcast gambar gerak akan ditampilkan secara benar. Gambar 2.3 Contoh frame aspect ratio

9 2.2 Internet Protocol (IP) IP adalah bangunan blok Internet. Fungsinya yaitu : 1. Menentukan datagram, yang merupakan unit dasar transmisi data di Internet 2. Menentukan skema pengalamatan Internet 3. Memindahkan data diantara lapisan akses network dan lapisan transpor host ke host. 4. Melakukan ruting datagram ke host jauh (remote host) 5. Membuat fragmentasi (pemecahan data menjadi serpihan data) dan menyatukan ulang datagram Karakteristik IP : 1. Merupakan protokol yang tidak harus tersambung (connectionless protocol). Artinya IP tidak mengontrol pertukaran informasi (biasa disebut sebagai handshake) dalam menyelenggarakan sambungan antar komputer sebelum ada komunikasi data. Sebaliknya pada protokol yang berorientasi pada sambungan (connection oriented protocol) akan mengontrol informasi pertukaran data dengan sistem yang berjauhan (remote system) untuk memverifikasi apakah itu sudah siap menerima data sebelum data dikirim kepadanya. Pada saat sambungan terhubung dengan baik, sistem akan memberi kabar bahwa sambungan sudah terjadi. 2. IP tidak memberikan pengecekan error dan perbaikan error ke lapisan lainnya, karena itu IP juga disebut sebagai protokol yang tidak baik (unreliable protocol). Tapi bukan berarti IP tidak bisa merupakan protokol seperti itu. IP dapat menyelenggarakan pengiriman data dengan akurat ke dalam jaringan, tetapi IP

10 tidak dapat memastikan apakah data itu sudah diterima dengan baik atau tidak. Untuk keperluan ini dilakukan oleh protokol pada lapisan lainnya. Sebuah alamat IP berisi satu bagian network dan satu bagian host, tetapi formatnya tidak sama pada setiap alamat IP. Sejumlah bit alamat dipakai disini untuk mengidentifikasi network, angka dipakai untuk mengidentifikasi host, dan beragam kelas alamat IP. Ada tiga kelas utama alamat IP yaitu kelas A, B dan C. Ketentuan kelas alamat IP: 1. Jika bit pertama dari sebuah alamat IP adalah angka 0, ini menunjukan network kelas A. Tujuh bit berikutnya menunjukan identitas network, dan 24 bit terakhir menunjukan identitas host. Ada 128 buah network kelas, tapi didalam setiap kelas A bisa terdapat jutaan host. 2. Jika bit pertama dari dua angka alamat IP adalah 10, ini menunjukan alamat IP network kelas B. Angka Bit pertama kelas, kemudian 24 bit berikutnya menunjukan identitas alamat network, dan 10 bit berikutnya untuk host. Ada ribuan angka network kelas B dan setiap kelas B dapat berisi ribuan host. 3. Jika bit pertama dari tiga bit alamat IP adalah 110, ini merupakan alamat IP kelas C. Tiga bit pertama berupa alamat kelas. 21 bit berikutnya sebagai alamat network, dan 8 bit selanjutnya merupakan identitas host. Ada jutaan network kelas C, dan didalam tiap kelas C ada 254 host. 4. Jika tiga bit pertama dari alamat IP adalah 111, ini merupakan alamat reserved khusus. Disebut juga sebagai alamat kelas D, namun itu tidak mewakili network tertentu. Angka alamat disini saat ini umumnya dipergunakan sebagai alamat IP multicast. Alamat multicast dipakai untuk alamat semua grup komputer pada satu waktu. Alamat multicast mengidentifikasikan sebuah grup komputer yang melakukan sharing protokol umum sebagai lawan dari grup komputer yang melakukan sharing nework. Tampaknya seperti rumit, tetapi karena adanya penulisan alamat IP memakai bilangan desimal (0-255), maka kerumitan itu tidak

11 terlihat. Secara sederhana bisa dilihat ketentuan pemisahan kelas network seperti berikut ini: 1. Kurang dari 128 adalah alamat kelas, byte pertama adalah bilangan network, tiga byte berikutnya adalah alamat host. 2. Dari 128 sampai 191 adalah alamat kelas B, dua byte pertama sebagai alamat network, dan dua byte terakhir sebagai alamat host. 3. Dari 192 sampai 223 adalah alamat kelas C, tiga byte pertama sebagai alamat network, dan byte terakhir sebagai alamat host. 4. Lebih besar dari 223 adalah alamat reserved dan bisa kita abaikan (tidak dipergunakan). Sebagai contoh : 1. Sebuah network memiliki alamat IP Ini bisa ditulis juga dg menjelaskan adanya host dengan alamat IP nomor dalam network 26 yang termasuk kelas A. 2. Alamat IP menunjukan alamat IP host 12.1 didalam network nomor yang termasuk kelas B. 3. Alamat IP menunjukan alamat IP host nomor didalam network nomor yang termasuk dalam kelas B Uniform Resource Locater (URL) Untuk dapat mengakses sebuah dokumen yang disimpan di internet, maka harus ditulis terlebih dahulu URL alamat dokumen tersebut. Setiap dokumen di internet mempunyai URL yang unik. Bukan hanya setiap dokumen saja yang mempunyai URL unik, tetapi gambar dan frame juga mempunyai URL unik. Sebuah URL digunakan untuk mengidentifikasi dan mengalamati sebuah item dalam sebuah komputer dalam jaringan, sehingga dapat dikatakan bahwa URL menunjukkan sebuah lokasi informasi dan navigator (browser) adalah aplikasi untuk menampilkan halaman website dilayar komputer. Sebuah URL terdiri dari tiga bagian utama, yaitu protocol yang digunakan, alamat komputer/server, dan halaman web. Sebagai contoh url berikut:

12 protokol yang digunakan : http (hypertex transfer protocol) alamat komputer/server: upk.fi.itb.ac.id (sebuah komputer server yang ada di upk yang digunakan untuk menyimpan halaman website diantarannya halaman index.html) halaman dokumen web: index.html 2.3 Hyper Text Transfer Protocol (HTTP) Web merupakan terobosan baru sebagai teknologi sistem informasi yang menghubungkan data dari banyak sumber dan layanan yang beragam macamnya di internet. Pengguna tinggal mengklikkan tombol mousenya pada link-link hypertext yang ada untuk melompat ke dokumen dokumen di berbagai lokasi si internet. Link linknya sendiri bisa mengacu kepada dokumen web, server FTP (File Trasfer Protokol), ataupun layanan-layanan lain. Server dan browser web berkomunikasi satu sama lain dengan protokol yang memang dibuat khusus untuk ini, yaitu HTTP. HTTP bertugas menangani permintaan permintaan (request) dari browser untuk mengambil dokumen-dokumen web. HTTP bisa dianggap sebagai sistem yang bermodel client-server. Browser web, sebagai clientnya, mengirimkan permintaan kepada server web untuk menentukan apakah dokumen yang diminta bisa dikirimkan kepada browser atau tidak. HTTP bekerja di atas Transmission Control Protocol (TCP) yang menjamin sampainya data di tujuan dalam urutan yang benar. Bila suatu kesalahan terjadi selam proses pengiriman, pihak pengirim akan mendapat pemberitahuan bahwa telah terjadi ketidakberesan. Karenanya server dan client tidak harus menyediakan mekanisme untuk memeriksa kesalahan transmisi data, yang berarti mempermudah pekerjaan pemrograman. Namun demikian, HTTP tidak memiliki apa yang disebut session, seperti halnya FTP, yang menjaga hubungan antara server dan client secara konsisten. Setiap halaman web yang dikirim akan melibatkan satu proses penyambungan antara client dan server, baru kemudian datanya ditransfer. Setelah data selesai ditransfer, koneksi antara server dan client akan diputus. Sifatnya ini membuat HTTP sering disebut dengan istilah protokol hit and run. Suatu halaman

13 web seringkali berisi beberapa file gambar, atau beberapa file file lain. HTTP memaksa server untuk menjalin hubungan baru setiap kali hendak mengirim satu buah file. Ini tidak menguntungkan dan tidak efisien, mengingat proses hubung-putus-hubung semacam ini menyebabkan beban bagi jaringan. Standar baru protokol HTTP, yaitu HTTP/1.1 yang baru-baru ini diperkenalkan, dirancang untuk mengatasi masalah di atas. Web diarahkan agar mengarah ke pengguna persistent connection (sambungan yang terjaga berkesinambungan ) secara lebih efisien. Dalam HTTP/1.1, server tidak akan memutuskan hubungan dengan client pada akhir pentransferan dokumen. Hubungan tetap terbuka untuk melayani bila saja ada request lagi dalam waktu yang singkat. Hubungan baru akan diputuskan bila setelah melewati suatu batas waktu tertentu (yang bisa ditentukan oleh administrator server) client tidak mengirimkan request lagi. Keuntungan lain dari persisten connection adalah penggunaan pipelining. Pipelining adalah proses pengiriman request berikutnya segera setelah request sebelumnya dikirimkan tanpa menunggu balasan dari server terlebih dahulu. Servernya tetap harus melayani setiap request secara berurutan, namun ini mengurangi waktu tunda antara setiap request. Hasilnya, data akan lebih cepat sampai di tujuan. Standar HTTP/1.1 ini sekarang sudah mulai dimasyarakatkan dan banyak paket perangkat lunak server web komersial dan non-komersial yang sudah mendukung standar baru ini. Browser-browser web keluaran terbaru umumnya juga sudah mendukung HTTP/ Internet Sebagai Sistem Client-Server Istilah client/server dewasa ini telah demikian populer. Keuntungan utama dari sistem berbasis client/server adalah bahwa perangkat keras dan perangkat lunak bisa ditempatkan di mana saja mereka bisa bekerja secara lebih optimal. Dulu, di jaman komputer mainframe, komputer mainframe-lah yang menjadi pusat kendali dan mengerjakan semua proses komputasi. Pengguna berinteraksi dengan sistem mainframe melalui terminal-terminal yang dibutuhkan secara langsung ke komputer mainframe. Terminal-terminal ini tidak punya kemampuan pemrosesan

14 sama sekali, dan oleh karena itu disebut terminal dungu (dumb terminal). Termianl dungu tidak lebih dari sekedar perpanjangan kabel untuk keyboard dan layar monitor, dan hanya berfungsi sebagai alat untuk memasukkan dan melihat data saja. Gambar 2.4 Konsep Sistem Mainframe Definisi yang banyak dipergunakan untuk menjelaskan sistem berbasis client/server adalah sistem yang memisahkan antara tugas-tugas komputasi antara proses-proses client dan server. Dengan sistem client/server, kekuatan pemrosesan bisa disebarkan (didistribusikan) ke banyak mesin client dan mesin server yang terpisah secara fisik (itu sebabnya disebut distributed system). Misalnya sebuah server web yang mengambil informasi dari database menampilkan hasilnya pada client dengan menggunakan broser web. Server web dan database bisa saja ditempatkan pada satu mesin saja, namun apabila jumlah client yang melakukan akses ke server semakin banyak dan melebihi kapasitas mesin server, perangkat lunak database dan server web bisa saja dipisahkan dan

15 ditempatkan di mesin kedua, ketiga atau bahkan lebih. Dengan begitu pemrosesan pada sisi server dapat disebarkan ke beberapa mesin, yang memungkinkan efisiensi komputasi. Begitu pula, dengan cara ini, kapasitas server bisa dikembangkan dan ditingkatkan sesuai dengan kebutuhan. Dari susut pandang lain, sistem berbasis client/server juga bisa memanfaatkan browser web untuk meringankan kerja server. Tugas menampilkan informasi dan menyediakan tampilan pengguna (user interface) tidak perlu dilakukan secara langsung oleh server, namun diserahkan sepenuhnya kepada browser web. Dengan hadirnya teknologi pemrograman client-side (yang dijalankan di sisi client) seperti Java dan bahasa client-scripting seperti Javascript, fungsi-fungsi lain seperti pemeriksaan/validasi input bisa dilakukan oleh browser sebelum data dikirimkan kepada server, menjamin data yang dikirimkan ke server tidak keliru. Hal ini mempercepat kerja server, karena hanya mengerjakan tugas-tugas yang berguna. Konsep dasar sistem berbasis clint-server adalah balancing (penyebaran), yaitu proses yang mencegah suatu prosesor mengalami overload (terbeban lagi) sementara mesin lainnya justru menganggur. Sistem berbasis client/server memberikan keuntungan yang banyak seperti penggunaan resource secara lebih efisien, penyimpanan data terpusat, serta lalu lintas di dalam jaringan menjadi lebih rendah (dibandingkan dengan sistem yang seluruhnya terpusat). Satu-satunya kelemahan utama dari sistem berbasis client/server adalah manajemen dan perawatan mesin-mesin client yang membutuhkan upgrading serta proses konfigurasi yang memakan waktu dan tenaga. Semua program client, misalnya front-end untuk suatu database, harus dipasang satu persatu di setiap komputer client, dan apabila pada suatu saat program client tersebut harus diubah atau dikembangkan, prosesnya harus diulang di setiap komputer client.