ANALISIS KUALITAS LAYANAN VIDEO STREAMING YANG TERINTEGRASI PADA MOODLE TUGAS AKHIR

Transkripsi

1 ANALISIS KUALITAS LAYANAN VIDEO STREAMING YANG TERINTEGRASI PADA MOODLE TUGAS AKHIR Diajukan guna memenuhi sebagian persyaratan dalam rangka menyelesaikan pendidikan sarjana S1 pada Jurusan Teknik Elektro Disusun oleh : Fatih Sugiharno NIM JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS UDAYANA JIMBARAN - BALI 2011

2 LEMBAR PERNYATAAN Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam tugas akhir ini tidak terdapat karya yang pernah diajukan untuk memperoleh gelar kesarjanaan di suatu Perguruan Tinggi, dan sepanjang sepengetahuan saya juga tidak terdapat karya atau pendapat yang pernah ditulis atau diterbitkan oleh orang lain, kecuali yang secara tertulis diacu dalam naskah ini dan disebutkan dalam daftar pustaka. Denpasar, 30 September 2011 Fatih Sugiharno ii

3 LEMBAR PENGESAHAN TUGAS AKHIR JUDUL : ANALISIS KUALITAS LAYANAN VIDEO STREAMING YANG TERINTEGRASI PADA MOODLE NAMA : FATIH SUGIHARNO NIM : FAKULTAS : TEKNIK JURUSAN : TEKNIK ELEKTRO BIDANG STUDI : TELEKOMUNIKASI KONSENTRASI : TELEKOMUNIKASI NIRKABEL PERIODE : 2010/2011 DIUJI TANGGAL : 30 September 2011 Menyetujui, Dosen Pembimbing I : Dosen Pembimbing II : (Ir. Linawati, MEng.Sc, Ph.D) (Ngurah Indra ER, ST, MSc.) NIP NIP MENGETAHUI Ketua Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Udayana Ir. Lie Jasa, MT. NIP iii

4 KATA PENGANTAR Puji syukur penulis panjatkan ke hadapan Tuhan Yang Maha Esa atas karunia-nya sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini yang berjudul ANALISIS KUALITAS LAYANAN VIDEO STREAMING YANG TERINTEGRASI PADA MOODLE. Dalam penyusunan Tugas Akhir ini, penulis banyak memperoleh petunjuk dan bimbingan dari berbagai pihak. Sehubungan dengan hal tersebut pada kesempatan ini penulis menyampaikan ucapan terima kasih kepada: 1. Bapak Prof. Ir. I Wayan Redana, MA. Sc.Ph.D selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Udayana. 2. Bapak Ir. Lie Jasa, MT, selaku Ketua Program Studi Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Udayana. 3. Bapak Ngakan Putu Satria Utama, ST, MT, selaku Pembimbing Akademik. 4. Ibu Ir. Linawati, MEngSc., Ph D dan Bapak Ngurah Indra ER, ST, MSc. selaku Dosen Pembimbing I dan II Tugas Akhir yang telah banyak meluangkan waktu untuk memberikan bimbingannya. 5. Bapak dan Ibu Dosen Penguji yang memberi banyak saran dan masukan. 6. Bapak Makhfud, S.Pd, Ibu Juhartin dan Adekku Farid selaku kedua orang tua tersayang dan keluarga yang telah memberikan dukungan semangat dan doa. 7. Twityku tercinta yang telah memberi semangat dan kebersamaan. 8. Mas Candra Ahmadi, ST, MT, Rekan-rekan angkatan 2005, serta temanteman di ruangan POSS Network GDLN yang telah banyak membantu. 9. Semua pihak yang ikut membantu dalam penulisan Tugas Akhir ini. Penulis menyadari masih terdapat kekurangan dalam Tugas Akhir ini, saran-saran yang membangun sangat diharapkan untuk menyempurnakan Tugas Akhir ini. Akhir kata penulis mengharapkan semoga Tugas Akhir ini dapat memberikan kontribusi dalam pengembangan ilmu pengetahuan yang bermanfaat bagi kita semua. Denpasar, 30 September 2011 iv Penulis

5 ABSTRAK E-Learning merupakan suatu sistem pendidikan yang menggunakan aplikasi elektronik untuk mendukung belajar mengajar dengan media Internet, jaringan komputer, maupun komputer standalone. Akhir-akhir ini, e-learning menarik perhatian banyak kalangan, dan dipersepsikan sebagai salah satu bentuk sistem pendidikan terbuka dan jarak jauh (PTJJ) yang paling modern, canggih, dan fleksible untuk dilaksanakan, jika suatu institusi memiliki infrastruktur dan konektivitas terhadap jaringan internet. Pada Tugas Akhir ini akan dilakukan pengujian kualitas dari video streaming yang diintegrasikan dengan moodle berdasarkan parameter QoS dan kualitas video streaming yang dihasilkan sebagai bahan pertimbangan kelayakan nantinya. Pengujian dilakukan secara lokal pada jaringan LAN dan WiFi, dengan jumlah client dan durasi streaming yang berbeda. Dari keseluruhan hasil penelitian yang dilakukan diperoleh nilai PSNR < 30 db, dengan nilai PSNR terbesar 26,35 db pada pengujian jaringan LAN dengan jumlah 1 client pada durasi 90 menit. Nilai PSNR terbaik ini didapatkan pada jaringan LAN dengan jumlah user paling sedikit dan durasi streaming terpendek. Nilai PSNR akan turun ketika jumlah user bertambah dan durasi streaming yang semakin lama. Nilai PSNR juga akan turun ketika diujikan pada jaringan WiFi dengan profil video yang sama. Walaupun demikian pengamatan secara subyektif masih memenuhi aspek fidelity. Kata kunci: Distance Learning, Learning Management System, Darwin Streaming Server, Moodle, Quality of Service. v

6 ABSTRACT E-Learning is an education system that uses electronic applications to support learning and teaching with Internet media, computer networks, or standalone computer. recently, e-learning interest many people attention, and become of up-to-date, advanced, and flexible to be implemented, if an institution has the infrastructure and connect to the Internet network. In this Final Project will be testing the quality of video streaming, integrated with moodle based on QoS parameters and quality of streaming video to be applied consideration later. testing performed on locally the LAN and WiFi network, with the number of client and streaming duration of different. From the overall results of research on values obtained PSNR <30 db, with the largest PSNR value of db on the test LAN network with a one number of clients and 90 minutes streaming duration. The best PSNR value is obtained on a LAN network with the least number of users streaming and shortest duration. PSNR value will droped when the number of users increases and the longer duration of streaming. PSNR value will also droped when tested on a WiFi network with the same video profile. Although, subjective observations is satisfy fidelity aspect.. Keyword : Distance Learning, Learning Management System, Darwin Streaming Server, Moodle, Quality of Service vi

7 DAFTAR ISI Hal JUDUL... i LEMBAR PERNYATAAN... ii LEMBAR PENGESAHAN... iii KATA PENGANTAR... iv ABSTRAK... v ABSTRACT... vi DAFTAR ISI... vii DAFTAR GAMBAR..... xi DAFTAR TABEL... xiv DAFTAR SINGKATAN... xvi BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Rumusan Masalah Tujuan Manfaat Ruang Lingkup dan Batasan Masalah Sistematika Penulisan... 4 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 E-Learning Modular object-oriented dynamic learning environment Video Streaming Bandwidth Konsep dan Parameter QoS Packet loss Delay packet End-to-end delay vii

8 Jitter Throughput Penilaian Kualitas Video Mean square error Peak signal to noise ratio Mean absolute difference Pengamatan subyektif Protokol Streaming RTP (Real Time Protocol) RTCP (Real Time Control Protocol) Teknologi MPEG Standart MPEG Perbandingan teknologi MPEG-4 dengan teknologi yang lain Tingkatan profil dan level pada MPEG MPEG4IP Darwin Streaming Server (DSS) CACTI Data source Grafik Managemen pengguna (user) Templating Wireshark MSU (video quality measure tool) Ramalan (Forecast) Trend linear Trend kuadratik Trend eksponensial BAB III MATERI DAN METODE 3.1 Tempat dan Waktu Penelitian Data viii

9 3.2.1 Sumber data Jenis data Teknik pengumpulan data Rancangan Penelitian Konfigurasi Jaringan Perangkat Penelitian Metode Analisis Alur Analisis Jadwal Pelakanaan Kegiatan BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Umum Konfigurasi Penelitian Instalasi PHP Instalasi apache Instalasi Mysql Instalasi phpmyadmin Instalasi Moodle Instalasi MPEG4IP Instalasi streaming server Instalasi bandwidth monitoring (CACTI) Instalasi Wireshark Proses Pengujian Penelitian Proses pengujian video streaming pada jaringan wired a. Pengujian ketersediaan bandwidth b. Pengujian network performance c. Pengujian PSNR, MSE, dan MSAD d. Pengamatan subyektif pada LAN Proses pengujian video streaming pada jaringan wireless a. Pengujian ketersediaan bandwidth b. Pengujian network performance ix

10 c. Pengujian PSNR, MSE, dan MSAD d. Pengamatan subyektif pada WiFi Perbandingan pengujian antara wired dan wireless a. Perbandingan ketersediaan bandwidth b. Perbandingan end-to-end delay c. Perbandingan jitter d. Perbandingan packet loss e. Perbandingan throughput f. Perbandingan PSNR, MSE dan MSAD Perbandingan kebutuhan bandwidth video streaming dan video confrence BAB V PENUTUP 5.1 Kesimpulan Saran DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN x

11 DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Model Sistem E-Learning...5 Gambar 2.2 Prinsip Kerja Streaming...8 Gambar 2.3 Unicast...10 Gambar 2.4 Multicast...10 Gambar 2.5 Arsitektur Streaming...11 Gambar 2.6a Klasifikasi Delay...14 Gambar 2.6b Model Pemetaan QoS untuk End-user (ITU-T G.1010)...15 Gambar 2.7 Operasi RTP dalam Multimedia...20 Gambar 2.8 Packet Delivery RTP dan RTCP...22 Gambar 2.9 Standart MPEG Gambar 2.10 MPEG4IP Overview...28 Gambar 2.11 Tampilan Wireshark...31 Gambar 2.12 Tampilan MSU Video Quality Measure Tool Gambar 2.13 Kurva Trend Liniear...32 Gambar 2.14 Kurva Trend Kuadratik...33 Gambar 2.15 Kurva Trend Eksponensial...34 Gambar 3.1 Skema Jaringan Video Streaming pada Wired Line...37 Gambar 3.2 Skema Jaringan Video Streaming pada Wireless Line...37 Gambar 3.3 Diagram Alur Analisis...41 Gambar 4.1 Persentase Kualitas Ingatan Manusia...45 Gambar 4.2 Memasukkan Password Awal untuk User Root MySQL...47 Gambar 4.3 Tampilan Awal Proses Instalasi Moodle...51 Gambar 4.4 Checking PHP Setting...51 Gambar 4.5 Konfigurasi Lokasi Instalasi Moodle...51 Gambar 4.6 Konfigurasi Database Moodle Disimpan...52 Gambar 4.7 Validasi Administrator Account...53 Gambar 4.8 MPEG4IP...54 Gambar 4.9 Menu Utama dari Darwin Streaming Server...55 Gambar 4.10 Tampilan Login Cacti...56 xi

12 Gambar 4.11 Tampilan Web Cacti...57 Gambar 4.12 Grafik Ketersediaan Bandwidth pada Jaringan LAN...58 Gambar 4.13 Grafik Perkiraan Ketersediaan Bandwidth pada Jaringan LAN...59 Gambar 4.14 Tampilan Conversatin Wireshark...60 Gambar 4.15 Grafik Nilai Rata-rata End-to-end Delay pada Jaringan LAN...61 Gambar 4.16 Grafik Perkiraan Nilai End-to-end Delay pada Jaringan LAN...62 Gambar 4.17 Grafik Nilai Jitter Rata-rata pada Jaringan LAN...63 Gambar 4.18 Grafik Perkiraan Nilai Jitter pada Jaringan LAN...64 Gambar 4.19 Analisis Wireshark pada User...65 Gambar 4.20 Conversations Wireshark pada server...65 Gambar 4.21 Grafik Nilai Packet Loss pada Jaringan LAN...66 Gambar 4.22 Grafik Nilai Perkiraan Packet Loss pada Jaringan LAN...67 Gambar 4.23 Grafik Nilai Throughput pada Jaringan LAN...68 Gambar 4.24 Grafik Perkiraan Nilai Throughput Pada Jaringan LAN...69 Gambar 4.25 Grafik Nilai PSNR pada Jaringan LAN...70 Gambar 4.26 Grafik Nilai MSE pada Jaringan LAN...71 Gambar 4.27 Grafik Nilai MSAD pada Jaringan LAN...72 Gambar 4.28 Grafik Ketersedianan Bandwidth pada Jaringan WiFi...74 Gambar 4.29 Grafik Perkiraan Ketersediaan Bandwidth pada Jaringan WiFi...75 Gambar 4.30 Hasil Capture Wireshark pada Jaringan Wireless...76 Gambar 4.31 Grafik Nilai End-to-end Delay Pada Jaringan WiFi...77 Gambar 4.32 Grafik Perkiraan End-to-end Delay pada Jaringan WiFi...78 Gambar 4.33 Grafik Nilai Jitter pada Jaringan WiFi...79 Gambar 4.34 Grafik Perkiraan Nilai Jitter pada Jaringan WiFi...80 Gambar 4.35 Grafik Nilai Packet Loss pada Jaringan WiFi...81 Gambar 4.36 Grafik Perkiraan Nilai Packet Loss pada Jaringan WiFi...82 Gambar 4.37 Grafik Nilai Throughput pada Jaringan WiFi...83 xii

13 Gambar 4.38 Grafik Perkiraan Nilai Throughput pada Jaringan WiFi...84 Gambar 4.39 Grafik Nilai PSNR pada Jaringan WiFi...85 Gambar 4.40 Grafik Nilai MSE pada Jaringan WiFi...86 Gambar 4.41 Grafik Nilai MSAD pada Jaringan WiFi...87 Gambar 4.42 Grafik Perbandingan Ketersediaan Bandwidth...90 Gambar 4.43 Ukuran Paket pada Jaringan...90 Gambar 4.44 Grafik Perbandingan End-to-end Delay...91 Gambar 4.45 Grafik Perbandingan Nilai Jitter...93 Gambar 4.46 Grafik Perbandingan Packet Loss...94 Gambar 4.47 Grafik Perbandingan Nilai Throughput...96 Gambar 4.48 Grafik Perbandingan PSNR...97 Gambar 4.49 Grafik Perbandingan MSE...98 Gambar 4.50 Grafik Perbandingan MSAD...98 xiii

14 DAFTAR TABEL Tabel 2.1 Spesifikasi Media Transmisi Data Tabel 2.2 Teknologi MPEG Tabel 2.3 Perbandingan MPEG-4 dengan teknologi lain Tabel 2.4 Video Codec pada IP Telephony Tabel 3.1 Jadwal Pelaksanaan Kegiatan Tabel 4.1 Ketersediaan Bandwidth pada Jaringan LAN Tabel 4.2 Nilai Rata-rata End-to-end Delay pada Jaringan LAN Tabel 4.3 Nilai Rata-rata Jitter pada Jaringan LAN Tabel 4.4 Nilai Packet Loss Rata-rata pada Jaringan LAN Tabel 4.5 Nilai Rata-rata Throughput pada Jaringan LAN Tabel 4.6 Nilai PSNR Rata-rata pada Jaringan LAN Tabel 4.7 Nilai Rata-rata MSE pada Jaringan LAN Tabel 4.8 Nilai Rata-rata MSAD pada Jaringan LAN Tabel 4.9 Pengamatan Subyektif pada Jaringan LAN Durasi 90 Menit Tabel 4.10 Pengamatan Subyektif pada Jaringan LAN Durasi 135 Menit Tabel 4.11 Ketersediaan Bandwidth Total pada Jaringan WiFi Tabel 4.12 Nilai End-to-end Delay Rata-rata pada Jaringan Wifi Tabel 4.13 Nilai Rata-rata Jitter pada Jaringan Wifi Tabel 4.14 Nilai Rata-rata Packet Loss pada Jaringan Wifi Tabel 4.15 Nilai Throughput Rata-rata pada Jaringan Wifi Tabel 4.16 Nilai Rata-rata PSNR pada Jaringan Wifi Tabel 4.17 Nilai Rata-rata MSE pada Jaringan Wifi Tabel 4.18 Nilai Rata-rata MSAD pada Jaringan Wifi Tabel 4.19 Pengamatan Subyektif pada Jaringan WiFi Durasi 90 Menit Tabel 4.20 Pengamatan Subyektif pada Jaringan WiFi Durasi 135 Menit Tabel 4.21 Perbandingan Bandwidth Tabel 4.22 Perbandingan End-to-end Delay Tabel 4.23 Perbandingan Jitter Tabel 4.24 Perbandingan Packet Loss xiv

15 Tabel 4.25 Perbandingan Throughput Tabel 4.26 Perbandingan PSNR Tabel 4.27 Perbandingan Pengamatan Subyektif Tabel 4.28 Perbandingan Kebutuhan Bandwidth antara Video Streaming dengan Video Confrence xv

16 DAFTAR SINGKATAN FEC ITC IEEE IP ITU-T LAN LMS MOS MPEG MRTG MSAD MSE PSNR QoS QCIF RTP RTCP TCP UDP WiFi = Forward error correction = Information and Communication Technology = Institute of Electronic and Electrical Engineering = Internet Protocol = International Telecommunication Union = Local Area Network = Learning Management System = Mean Opinion Score = Motion Picture Expert Group = Multi Router Traffic Grapher = Mean Absolute Differene = Mean Square Error = Peak Signal to Noise Ratio = Quality of Service = Common Intermediate Format = Real Time Protocol = Real Time Control Protocol = Transsmission Control Protocol = User Datagram Protocol = Wireless Fidelity xvi