BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISIS

Transkripsi

1 BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISIS Dalam bab ini dilakukan pengujian dan analisis/verifikasi kesesuaian simulator dibanding dengan sistem nyatanya. Ada dua aspek yang dibandingkan, yaitu kesesuaian urutan proses dan kesesuan karakteristik masukan/keluaran simulator simulator IV.1 Skenario Pengujian Untuk melakukan verifikasi kedua aspek di atas, skenario yang dilakukan adalah seperti ditunjukkan dalam Gambar 4.1 MASUKAN (inisiasi simulator) Buffer (q) : tak terbatas - Jumlah panggilan (c) - Perioda (t) c/t =λ SKENARIO PERCOBAAN Laju kedatangan (λ) =1 Laju kedatangan (λ) =36 KELUARAN Komponen-komponen delay : - Call-admission delay (t adm ) - Call-setup delay (t sup ) - Call clearing delay (t clr ) - Call Occupancy (t occ ) PENGUJIAN & ANALISIS PENGUJIAN KARAKTERISTIK MASUKAN (TRAFFIC GENERATOR) à Kesesuaian dg Model Poisson Waktu antar kedatangan t f ( t) = λe λ PENGUJIAN KARAKTERISTIK KELUARAN : - Call admission delay (t adm ) - Call setup delay (t sup ) - Call clearing delay (t clr ) - Call occupancy (t occ ) Kesesuaian dengan model antrian M/G/1 2 λm D = M + 2(1 ρ) Gambar 4.1 Skenario pengujian

2 IV.2 Pengujian Dalam pengujian berikut, dilakukan percobaan dengan menjalankan program simulasi sebanyak 36 kali seperti skenario yang ditunjukkan pada Gambar 4.1. Setiap percobaan diberikan inisiasi (masukan) harga C (jumlah panggilan) dan T (perioda waktu) untuk setiap skenario (I, II dan III). Dalam tiap percobaan harga C dan T masing-masing skenario dipilih sedemikian rupa, sehingga memberikan harga laju kedatangan total λ = (λ 1 + λ 2 + λ 3 ) = 1 pada percobaan 1, λ = 2 pada percobaan 2 dan seterusnya hingga λ = 36 pada percobaan ke 36. Hal ini dimaksudkan untuk memberikan kenaikan beban (intensitas trafik/laju kedatangan) pada Softswitch secara bertahap agar dapat diteliti respon/performansi dari Softswitch (yang direpresentasikan oleh parameter delay atau lama waktu proses yang dialami sebuah panggilan dalam Softswitch). Adapun tahaptahap percobaan tersebut adalah sebagai berikut : 1. Setelah program simulator dibuka, akan tampil menu inisiasi untuk memasukkan data jumlah panggilan dan perioda pengamatan, kapasitas buffer seperti diperlihatkan pada Gambar 4.2 Gambar 4.2 Tampilan GUI simulator saat inisiasi 75

3 2. Sebelum simulator dijalankan, dilakukan verifikasi karakteristik sumber trafik secara visual dengan menekan button View pada masing-masing skenario seperti nampak pada Gambar 4.3 Gambar 4.3 Pengecekan karakteristik sumber trafik 3. Simulator kemudian dijalankan dengan menekan button Start Simulation dan akan nampak seperti Gambar

4 Inisiasi/masukan (N, T) Informasi progress panggilan (dinamika proses tiap panggilan) Tampilan (animasi) pemakaian bandwidth, rekap jml panggilan yang sedang berlangsung : File-file hasil pencatatan detail proses panggilan, (1 file per-panggilan), lihat contoh Gambar 4.3 Tampilan progress pesan protokol Gambar 4.4 Tampilan saat simulator sedang berjalan 4. Jika simulator telah selesai memproses seluruh panggilan, baik untuk sesi signaling maupun sesi bicara, maka akan didapat sjumlah file txt (Wordpad) sebanyak jumlah yang telah diproses. Sebagai contoh dapat dilihat pada Gambar 4.5 (merupakan sebagian dari sebuah file txt) hasil pencatatan data panggilan Skenario I 77

5 Waktu terjadinya permintaan panggilan (tanggal dan jam) Panggilan SKENARIO I (dari pelanggan Access Gateway-a ke pelanggan Access Gateway B) [ :46:6:513][SKENARIO1 ] [ ] Nama protokol () dan pesan yang dikirim () Alamat IP (source/destination) yaitu dari AG ke Softswitch No tlp pemanggil (saat pemanggil baru mengangkat handset) untuk duverifikasi oleh Softswitch [ :46:6:513][SKENARIO1 ] Reply Pesan baasan (acknowledgement) dari Softswitch bahwa pesan telah diterima dengan bai [PROCESSING] Reply => 733 [CALLADMISSION] Reply => 733 [ :46:6:700][SKENARIO1 ] Pesan/perintah dari Softswitch ke Access Gateway-A untuk menyiapkan port RTP Modify setelah Softswitch menganalisis nomor tujuan dan memeriksa otoritas pemanggil (pelanggan A) [ :46:6:700][SKENARIO1 ] Reply Modify Acknowledgement dari Access Gateway-A atas pesan/perintah sebelumnya (pesan Modify dari Softswitch) [ :46:7:886][SKENARIO1 ] dan seterusnya seperti telah dibahas pada Bab III Gambar 4.5 Contoh (sebagian) data hasil pencatatan dari sebuah panggilan Skenario I (hasil capture oleh simulator) 78

6 Tahapan di atas diulang untuk setiap inisiasi percobaan dengan laju kedatangan tertentu yang dinaikkan secara bertahap sebanyak 36 kali percobaan sesuai skenario pada Gambar 4.1. Dari 36 kali percobaan tersebut, total jumlah panggilan sebanyak 677 panggilan (677 buah file txt/wordpad). Sebagai sampel/contoh, pada Lampiran C diperlihatkan hasil record file wordpad dari proses panggilan, masing-masing dari Skenario I, II dan III untuk kondisi pelanggan tujuan bebas maupun sibuk. Data sebanyak 677 file tersebut kemudian diproses (direkap dalam sebuah Tabel seperti contoh sampel pada Lampiran-D) IV.3 Analisis dan Verifikasi Setelah diperoleh hasil seperti pada Lampiran D, selanjutnya dilakukan uji verifikasi simulator dari dua aspek, pertama dari segi kesesuaian urutan proses panggilan, kedua, dari segi akurasi karakteristik masukan (generator trafik) dan karakteristik keluaran (delay) meliputi call admission delay, call set-up delay, call clearing delay dan call occupancy. IV.3.1 Analisis Urutan Proses Panggilan Metoda yang digunakan adalah membandingkan hasil pencatatan proses komunikasi simulator dengan urutan proses komunikasi berdasarkan urutan mekanisme protokol komunikasi. Yaitu dengan pemetaan (maping) antara data hasil pencatata proses panggilan simulator dengan gambar standar proses komunikasi standar (call flow). seperti Gambar 4.6, yang meupakan hasil call record sebagian (sampel) proses pada Skenario I. 79

7 [ :28:17:247][SKENARIO1 ] [ ] [ :28:17:247][SKENARIO1 ] Reply [PROCESSING] Reply => 375 [CALLADMISSION] Reply => 375 [ :28:17:278][SKENARIO1 ] Modify [ :28:17:278][SKENARIO1 ] Reply Modify [ :28:18:557][SKENARIO1 ] [ :28:18:557][SKENARIO1 ] Reply [PROCESSING] Add => 94 [ :28:18:635][SKENARIO1 ] Add User (A) Access Gateway (A) Off hook Dial Tone Digits Reply 3. Modify 4. Reply Reply 7. Add 8. Reply [ :28:18:635][SKENARIO1 ] Reply Add Ringing Tone Gambar 4.6 Pemetaan data hasil capture simulator ke dalam 11. Modify 12. Reply IV.3.2 Analisis Karakteristik Masukan (Traffic Generator) Pengujian dilakukan terhadap pola distribusi waktu antar kedatangan [25] dimana data waktu antar kedatangan tersebut harus berdistribusi eksponensial negatif. Dari data percobaan senbanyak 677 panggilan atau data waktu antar kedatangan sebanyak 641 data (Lampiran-E, setelah dilakukan pengelompokan data berdasarkan rentang (kelas), diperoleh gambar Grafik seperti Gambar 4.7 berikut 80

8 Gambar 4.5 Verifikasi distribusi waktu antar kedatangan generator trafik Berdasarkan gambar tersebut, dapat disimpulkan, bahwa generator trafik memiliki karakteristik berdistribusi eksponensial negatif. IV.3.3 Analisis Karakteristik Keluaran (delay) pada Softswitch Validasi ini dimaksudkan unuk menguji, sejuah mana akurasi keluaran simulator (Softswitch) dibanding sistem nyatanya. Metoda yang digunakan adalah metoda analitik dimana Softswitch dipandang sebagai sistem antrian yang akan diverifikasi dengan model antrian M/G/1. Yang diverifikasi adalah hasil keluaran simulator (komponen delay t adm, t csu, t clr dan t occ ) sebagai fungsi dari laju kedatangan (λ) dengan hasil perhitungan delay pada formula model antrian M/G/1 (persamaan (1) pada Bab II). Adapun tujuannya adalah untuk menentukan komponen delay manakah yang karakteristiknya mendekati model antrian M/G/1 dengan kriteria akurasi : deviasi (penyimpangan) < 5%. Sebagai gambaran, proses pengujian ini dapat dilihat pada Gambar

9 Gambar 4.6 Proses validasi akurasi simulator Komponen delay (lama waktu proses) pada Softswitch seperti diperlihatkan pada Gambar 4.6.b terdiri dari : a. Call admission delay b. Call setup delay c. Call clearing delay d. Call occupancy Pendefinisian komponen-komponen delay tsb dipetakan pada gambar flow diagram Lampiran F dimana dalam simulator dilakukan pencatatan waktunya pada file txt (contoh sampel pada Lampiran-C. Sebagai penjelasan metoda penentuan tiap komponen delay berikut diambil contoh sampel seperti diperlihatkan pada Gambar 4.6 yang merupakan sampel dari bagian Skenario I. - Dari Gambar 4.6 (b), call admission delay merupakan selisih waktu antara message (no 1) dengan message Modify (no 3). Menurut hasil pencatatan simulator (Gambar 4.6 (a)) = selisih waktu (baris 21 baris 3) = (23:12:18:278) (23:12:17:247) = 69 ms. 82

10 - Contoh lainnya adalah call setup delay = selisish waktu (baris 100 baris 38) = (23:28:18:869) - (23:28:18:557) = 312 ms jam menit detik mili detik [ :28:17:247][SKENARIO1 ] [ ] [ :28:17:247][SKENARIO1 ] Reply [PROCESSING] Reply => 375 [CALLADMISSION] Reply => 375 [ :28:17:278][SKENARIO1 ] Modify [ :28:17:278][SKENARIO1 ] Reply Modify [ :28:18:557][SKENARIO1 ] [ :28:18:869][SKENARIO1 ] Reply 103 Modify (a) User (A) Off hook Dial Tone Digits Access Gateway (A) Ringing Tone Gambar 4.6 Analisis delay pada Softswitch simulator (a). File txt keluaran hasil simulasi (b). Diagram call flow (b) Reply 3. Modify 4. Reply Reply 7. Add 8. Reply 11. Modify 12. Reply Demikian seterusnya, kelima komponen delay tersebut (termasuk lama bicara dan waktu antar kedatangan) diperoleh dengan cara yang sama untuk setiap panggilan, dimana jumlah panggilan dari 36 percobaan sebanyak 677 panggilan. Tiap panggilan datanya dicatat dan disimpan dalam sebuah file txt. Selanjutnya file txt tersebut diolah dengan menggunakan pemrograman php dan basis data MySQL. Hasilnya direkap dalam Tabel dengan format seperti pada Gambar 4.7. Sampel hasil rekap dapat dilihat pada Lampiran-D 83

11 BUFFER : JML PANGG : PERCOBAAN KE : PERIODA : PESAN DELAY (SOFTSWITCH) CALL (USER) PANGGILAN KE 1 SKENARIO 1 STAUS USER (B) BEBAS SIBUK No Nama pesan 1 2 Reply 30 Reply 1 2 Reply Waktu <j-m-d-md> Message (ms) Call-admis (ms) Call-setup (ms) Call-clearing (ms) Softsw-occ (ms) Call duration (ms) Inter arr time (ms) 2 3 S2 S3 SIBUK BEBAS SIBUK BEBAS 8 Reply 1 IAM 2 IAM 32 RLC 1 IAM 2 IAM 20 RLC 1 INVITE 2 INVITE OK 1 INVITE 2 INVITE 8 ACK Gambar 4.7 Format tabel rekap hasil pengolahan data 84

12 IV.3.4 Analisis Perbandingan Delay Hasil Simulasi dan Model Antrian M/G/1 Dari percobaan yang dilakukan sebanyak 36 kali percobaan (dari λ=1 sampai λ=36), selanjutnya dilakukan analisis perbandingan komponen-komponen delay hasil percobaan (simulasi) dengan delay menurut hasil kalkulasi menggunakan formula model antrian M/G/1 persamaan (1) pada Bab II D = M Dalam tesis ini menggunakan notasi : 2 λm + 2(1 ρ) t sys λ 1 1 µ = + µ 2(1 ρ) Dengan menggunakan Tabel Delay hasil simulasi pada Lampiran G1, akan dihitung harga t sys berdasarkan model M/G1 dengan mengambil contoh untuk call setup delay (t sys_csu Harga ) untuk λ=5, sebagai berikut : 1 µ diambil harga terkecil diantara seluruh harga t sys. dengan alasan saat beban rendah t sys. µ 1. dalam hal ini untuk call setup delay dari tabel Lamiran G, didapat µ 1 = 104 ms, maka 1 1 λ µ µ t sys_csu = + µ 2(1 ρ ) = = 105 ms ( 5 )( 104) ( 5 ) 40 Dengan cara yang sama didapat Tabel seperti pada Lampiran G2 dan G3, Selanjutnya dari Tabel tersebut diplot Grafik ke empat komponen delay hasilnya seperti pada Gambar 4.8 (a), (b), (c) dan (d) 2 85

13 CALL ADMISSION DELAY AVARAGE : 108 ms DEVIATION : 24% admission delay (m s) Simulator Teoritik (M/G/1) ca lling ra te (ca ll/ min) Gambar 4.8 (a) Perbandingan kurva call admission delay simulasi dengan model M/G/ CALL SET UP DELAY AVARAGE : 184 ms DEVIATION : 4% 2000 C a ll set up delay (m s) Teoritik (M/G/1) Simulator Ca lling ra te (ca ll/ min) Gambar 4.8 (b) Perbandingan kurva call setup delay simulasi dengan model M/G/1 86

14 1200 CALL CLEARING DELAY AVARAGE : 176 ms DEVIATION : 89% Ca ll clea ring d ela y (m s) Simulator Teoritik (M/G/1) ca lling ra te (ca ll/ min) Gambar 4.8 (c) Perbandingan kurva call clearing delay simulasi dengan model M/G/1 OCCUPATION PER CALL AVARAGE : 467 ms DEVIATION : 22% Occupation (m s) Simulator Teoritik (M/G/1) ca lling ra te (ca ll/ min) Gambar 4.8 (d) Perbandingan kurva call occupation simulasi dengan model M/G/1 87

15 Dari gambar tersebut diantara keempat komponen delay yang sesuai dengan model M/G/1 adalah call setup delay dimana deviasi hasil simulasi terhadap hasil perhitungan dibawah 5%. Untuk komponen call admission dan call occupancy deviasi masingmasing 24% dan 22%. tetapi trend kenaikan masih prorortsional. Sedangkan untuk call clearing, trend masih mengikuti namun deviasi cukup besar, yakni 89%. Hal ini disebabkan karena distribusi kedatangan call clearing tidak mengikuti eksponensial negatif seperti Gambar 4.9 sebagai berikut : DISTRIBUSI WAKTU ANTAR PEMBUBARAN (detik) Gambar 4.9 Distribusi waktu antar pembubaran panggilan 88