Rancang Bangun Layanan Internet Protocol Television

Transkripsi

1 Rancang Bangun Layanan Internet Protocol Television (IPTV) Terintegrasi Pada IPTV Publik Widya Arianti Dr. Ir. Achmad Affandi, DEA Ir. Djoko Suprajitno Rahardjo, MT Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknologi Industri, Institut Teknologi Sepuluh Nopember Kampus ITS, Sukolilo, Surabaya 60111, Indonesia widya.arianti09@mhs.ee.its.ac.id Abstrak Internet Protocol Television (IPTV) merupakan teknologi yang menyediakan layanan konvergen dalam bentuk siaran radio dan televisi, video, audio, teks, grafik, dan data yang disalurkan ke pelanggan melalui jaringan protokol internet. Pada makalah ini akan membahas perancangan suatu sistem layanan IPTV dengan mengintegrasikan beberapa layanan dengan melihat dari sisi Content Management Service, Performance Management dan Costumer Service yang diimplementasikan pada jaringan IPTV publik. Layanan IPTV yang di integrasikan terdiri dari layanan TV Broadcast, pause TV pada TV Broadcast, Video on Demand, Personal Video Recording, E-Learning, dan sistem monitoring. Platform dan database pada beberapa layanan IPTV tersebut di integrasikan dengan membedakan dari sisi administrator dan user. Setelah di integrasikan, konten pada sistem layanan IPTV sudah berjalan dengan baik dan berhasil dari sisi administrator maupun user. TVB akan berjalan dengan cukup baik pada saat menggunakan bandwidth Kbps ke atas, dan VoD akan berjalan dengan sangat baik saat menggunakan jaringan LAN ITS dengan bandwidth 40 Mbps. Sedangkan e-learning dapat berjalan dengan sangat baik pada saat menggunakan bandwidth 8 Mbps. Kata kunci Internet Protocol Television, sistem integrasi, layanan IPTV, jaringan internet protocol. I. PENDAHULUAN T elevisi merupakan salah satu media komunikasi yang dimiliki oleh sebagian besar masyarakat. Dengan kemajuan dan perkembangan teknologi saat ini, diciptakan suatu teknologi baru dengan menggabungkan televisi dan internet yang disebut dengan IPTV(Internet Protocol Television). Berbagai macam kelebihan yang ditawarkan IPTV jika dibandingkan dengan TV kabel atau TV satelit. IPTV merupakan cara atau konsep baru dalam menonton televisi. IPTV menjadi trigger untuk layanan jaringan tingkat lanjut. IPTV menjadi prioritas yang tertinggi karena sangat menjanjikan peluang pasar di masa depan [1]. IPTV adalah layanan multimedia seperti televisi / video / audio / text / grafis / data yang disampaikan melalui jaringan berbasis IP yang dikelola untuk memberikan jaminan tingkat kualitas dalam hal layanan, keamanan, interaktivitas dan kehandalan [2]. Beberapa konten special yang dapat dikembangkan pada IPTV ini, dengan penyajian yang berbeda dari jenis televisi yang sudah ada sebelumnya. Oleh karena itu, pada tugas akhir ini dirancang suatu sistem layanan IPTV dengan mengintegrasikan beberapa layanan yang dapat dilihat dari sisi Content Management Service, Performance Management dan Costumer yang diimplementasikan pada jaringan IPTV publik. Pada awal tugas akhir (Maret 2010) penjadwalan TVB, layanan VoD, dan Personal Video Recording. Pada tugas akhir periode selanjutnya(september 2010) tentang live TV broadcast, layanan billing dan perancangan sistem keamanan untuk content VoD, serta layanan e-learning. Pada periode Maret 2011, penambahan fitur pause pada IPTV, set top box pada IPTV, dan mobile IPTV. Belum lama ini tugas akhir yaitu tentang analisis kompresi dan sistem monitoring IPTV. Dari beberapa tugas akhir terdahulu yang dibangun secara terpisah ini maka dari itu tugas akhir ini diintegrasikan sehingga menjadi suatu sistem layanan aplikasi multiservices IPTV terintegrasi yang lebih lengkap dan menarik agar pelanggan dapat menikmati layanan yang komplek dari IPTV pada suatu jaringan IPTV publik. Dengan semakin pesatnya perkembangan IPTV ini, maka dari itu penulis mengusulkan perlu adanya analis unjuk kerja metoda dalam tugas akhir ini dengan mengintegrasikan layanan IPTV pada jaringan IPTV publik, karena pengiriman konten seperti VoD(Video on Demand), dan streaming harus dengan bandwidth yang tinggi dan jitter yang rendah [1]. Analisis yang dilakukan diantaranya hasil dari pengujian yang meliputi Quality of Service (QoS) jaringan dan Quality Quality of Experience (QoE). Dengan adanya tugas akhir ini memberikan manfaat yang lebih pada perkembangan pelayanan IPTV di masyarakat. Makalah ini membahas adanya system integrasi layanan IPTV dari tugas akhir sebelumnya dengan layanan IPTV yang terpisah dan belum diintegrasikan, platform tampilan yang terpisah dan berbeda antara layanan satu dengan layanan yang lain dalam setiap tugas akhir sebelumnya, database yang terpisah antara layanan satu dengan yang lain dalam setiap tugas akhir sebelumnya dan analisis unjuk kerja layanan IPTV yang sudah terintegrasi pada jaringan IPTV publik. Dengan merancang dan membangun sistem integrasi berbagai layanan layanan IPTV dari sisi administrator dan sisi user dengan berbasis web, mengintegrasikan sistem layanan pada sistem IPTV yang telah ada sebelumnya, membuat rancang bangun sistem layanan IPTV pada jaringan IPTV publik dan melakukan pengujian dan analisa unjuk kerja dari sistem integrasi layanan IPTV pada jaringan IPTV publik.

2 Pelaksanaan penelitian difokuskan hanya dengan mengintegrasikan beberapa layanan IPTV yaitu terdiri dari TVB, Pause TV, VoD, PVR, e-learning, dan sistem monitoring pada TVB dan VoD, platform yang diintegrasikan dari sisi administrator dan sisi user, sistem pada layanan pembelajaran jarak jauh dilakukan via video conference dan pengukuran dilihat dari sisi server ke client. II. PERANCANGAN DAN IMPLEMENTASI A. Perancangan Sistem Integrasi Layanan IPTV Layanan IPTV yang diintegrasikan yaitu penjadwalan, TVB, VoD, PVR, e-learning, pause TV, dan sistem monitoring. Awalnya dengan perancangan sistem, instalasi software yang dipakai, pembuatan sistem, konfigurasi jaringan, pengujian sistem, dan pengambilan data dari sistem serta analisa dari hasil data pengujian. Pembuatan sistem ini meliputi beberapa tahap yang ditunjukkan dengan flowchart pada Gambar 1. Pada sistem integrasi layanan IPTV ini streaming-nya menggunakan soffware opensource VLC. VLC di desain untuk streaming video pada jaringan dengan bandwidth tinggi. VLC (VideoLAN Client), dapat digunakan sebagai server untuk stream MPEG-1, MPEG- 2 dan MPEG-4, DVD dan live video pada jaringan unicast dan multicast atau digunakan sebagai client untuk menerima, decode dan display MPEG stream dibawah multiple operating system. Pada Gambar 3 menunjukkan ilustrasi dari VLC streaming secara lengkap. Start Perancangan sistem integrasi layanan IPTV secara umum Desain web interface Pembuatan sistem integrasi layanan IPTV secara keseluruhan Instalasi program IPTV terintegrasi Konfigurasi jaringan yang akan digunakan dalam pengujian sistem Pengujian sistem dan pengambilan data dari sistem IPTV terintegrasi Gambar 3. VideoLAN Client Streaming[3] C. Konfigurasi Sebelum melakukan pengujian, hal pertama yang diperhatikan adalah konfigurasi jaringan, yang meliputi topologi, spesifikasi software dan spesifikasi hardware. Konfigurasi jaringan yang diukur meliputi layanan TVB, VoD, dan Video Conference. Pada layanan TVB dan e-learning(via video conference) menggunakan metode transmisi multicast, dimana jika ingin melakukan streaming data ke jaringan, maka PC yang bertindak sebagai server harus mengalamatkan video yang akan dikirim ke alamat IP kelas D pada IP v.4(ip multicast). Topologi jaringan pada TVB Multicast dan e-learning ditunjukkan oleh Gambar 4. Analisa hasil data pengujian sistem User 1 : Stop Gambar 1. Flowchart perancangan sistem IPTV terintegrasi B. Gambaran Umum Sistem Pada tugas akhir ini akan direncanakan implementasi sistem integrasi layanan IPTV yang terdiri dari sisi administrator dan sisi user. Berikut adalah model sistem keseluruhan ditunjukkan pada Gambar 2 yang digunakan dalam tugas akhir ini. Data Input Administrator IPTV Server User User 1 User 2 fa0/1 Server : fa0/0.10 fa0/0.20 fa0/0.30 User 2 : User 3 : Gambar 4. Topologi jaringan TVB dan e-learning (multicast) Sedangkan untuk streaming pada Video on demand, pada tugas akhir ini akan mengunakan metode transmisi unicast. Device yang digunakan untuk pengiriman informasi dari satu titik ke titik lain adalah switch, yang menghubungkan server dengan user dalam satu jaringan. Topologi jaringannya seperti terlihat pada Gambar 5. Pada pengujian kali ini, menggunakan IP publik dari server ITS dengan menggunakan IP User 3 Gambar 2. Model sistem keseluruhan layanan IPTV

3 Client LAN BGP Router Colocation Client WIFI Server : Gambar 5. Topologi jaringan VOD (unicast) D. Implementasi Pengukuran Pada Pengujian dilakukan dengan mengintegrasikan seluruh rancang bangun sistem integrasi layanan IPTV dan melakukan pengukuran terhadap parameterparameter QoS (delay, jitter, throughput dan packet loss) dan QoE (MOS). Pengujian juga dilakukan terhadap keberhasilan konten sistem layanan pada IPTV, dimulai dari halaman web admin hingga halaman web user. Pada Tugas Akhir ini, pengujian dilakukan berdasarkan parameter-parameter QoS (Quality of Service), yang bertujuan untuk mengetahui kondisi dari jaringan. Pengujian dilakukan di sisi user dengan bantuan software Wireshark. Parameter yang diukur meliputi endto-end delay, jitter, packet loss dan throghput. Sesuai dengan ITU T Y.1541 [4], untuk delay video streaming satu arah yaitu kurang dari 100 ms, untuk jitter kurang dari 50 ms dan packet loss 1x10-3. Apabila melebihi nilai tersebut, maka kualitas layanan tidak baik. Pada layanan e-learning menggunakan video conference, dengan melihat rekomendasi ITU-T G.1010 video streaming 2 arah bahwa nilai delay kurang dari 150 ms, dan packet loss < 1% [5]. Setting-an sofware bandwidth manager di server dibuat bervariasi untuk TVB, yaitu Kbps, Kbps, Kbps, Kbps, 1 Mbps, 2 Mbps, 4 Mbps, dan 8 Mbps. Demikian juga pada Conference, yaitu Kbps, Kbps, 1 Mbps, 2 Mbps, 4 Mbps, dan 8 Mbps. Jumlah user pada pengujian parameter QoS TVB adalah 3 user. Sedangkan untuk conference 3 user tetapi untuk 1 guru dan. Hal ini dilakukan untuk melihat perubahan nilai dari parameter QoS. Sedangkan untuk VoD tidak ada pembatasan bandwidth karena dibedakan beda-beda jaringan yaitu menggunakan jaringan LAN ITS, WIFI ITS, WIFI Flexy Broadband, WIFI Speedy, dan Modem T-Flash. Pada pengukuran non teknis kali ini (QoE), digunakan metode MOS (Mean Opinion Score) berbasis web pada layanan TVB dan VoD. Untuk kualitas suara, didasarkan pada ITU-T P.800 [6]. Sedangkan untuk kualitas frame, didasarkan pada ITU-R BT.500 [7]. Penilaian di sisi user dilakukan dengan menggunakan skor pada rentang angka 1 sampai 5, dimana angka satu merepresentasikan kualitas suara/gambar yang paling jelek dan lima merepresentasikan kualitas suara/gambar yang paling baik. Sedangkan untuk MOS time buffering kriterianya dari nilai 1 hingga 3, dimana 1(lambat), 2(lumayan), dan 3(cepat). III. PENGUJIAN SISTEM Setelah perancangan dan pembuatan sistem, pada bagian ini membahas pengujian terhadap sistem yang telah dibuat. Pengujian terhadap sistem dilakukan untuk melihat apakah sistem tersebut telah sesuai dengan konsep, dan selanjutnya dapat dijadikan sebagai bahan untuk menganalisa terhadap apa yang telah terjadi ketika sistem dijalankan. Di bagian ini terdapat analisa data serta pembahasan mengenai hasil implementasi yang telah dilakukan berdasarkan pengujian layanan IPTV terhadap parameter-parameter Quality of Service (QoS) dan Quality of Experience (QoE). A. Pengujian Konten Layanan IPTV Terintegrasi Pengujian aplikasi integrasi layanan IPTV ini terdiri dari dua bagian yang diuji, yaitu pada administrator dan user. Pengujian ini dilakukan untuk menguji tingkat keberhasilan konten sistem monitoring sesuai dengan yang diharapkan dan dirancang sebelumnya, serta menguji integrasi antara masing-masing konten, hal ini dapat dilihat pada Tabel 1. Tabel 1. Hasil pengujian konten keseluruhan sistem integrasi IPTV Hasil Pengujian Bagian Pengujian Berhasil Gagal Admin User Registrasi admin Penjadwalan TVB Penjadwalan VoD Pembatasan PVR Memasukkan data tipe video Upload video Memasukkan data pada halaman home Mengaktifkan member Penjadwalan MOS TVB Menampilkan hasil MOS dari user TVB dan VoD Registrasi user IPTV + e-learning Mengakses TVB Panel mute, pause, fullscreen, skip to realtime berfungsi Merekam tayangan TVB dengan PVR Tampilan MOS pada user TVB Mengakses VoD Tampilan MOS pada user VoD Mengakses PVR Panel build, download, play, delete video berfungsi Mengakses e- learning

4 Video Conference dari guru Video Conference dari siswa B. Pengujian QoS Pada TVB Parameter yang dapat diamati meliputi delay, jitter, throughput, dan packet loss. Pengujian dilakukan dilihat berdasarkan perbedaan variasi bandwidth yaitu Kbps, Kbps, Kbps, Kbps, 1 Mbps, 2 Mbps, 4 Mbps dan 8 Mbps, selain itu juga pada pertambahan jumlah user, mulai dari 1 user s.d 3 user secara bersamaan. Packet Loss(%) Delay(ms) user 2 user 3 user Gambar 6. Grafik avarage end-to-end delay berdasarkan variasi bandwidth dan pertambahan jumlah user Jitter(ms) user 2 user 3 user Gambar 7. Grafik avarage jitter berdasarkan variasi bandwidth dan pertambahan jumlah user Throughput(Kbps) Gambar 8. Grafik avarage throughput berdasarkan variasi bandwidth dan pertambahan jumlah user Gambar 9. Grafik avarage packet loss berdasarkan variasi bandwidth dan pertambahan jumlah user C. Pengujian QoE Pada TVB Grafik pada Gambar 10 dan 11 adalah pengujian QoE pada TVB, yang menunjukkan bahwa semakin besar bandwidth maka penilaian untuk MOS frame maupun sound juga meningkat. Secara keseluruhan pada bandwidth dan Kbps mempunyai nilai 1 untuk MOS frame maupun sound, yang artinya kualitasnya bad (jelek). Penilaian MOS akan meningkat pada bandwidth 216 Kbps. Mulai bagus kualitasnya saat besar bandwidth Kbps dan sangat bagus pada bandwidth 2 Mbps. Nilai MOS Frame Gambar 10. Grafik penilaian MOS untuk frame berdasarkan variasi bandwidth dan pertambahan jumlah user Nilai MOS Sound Gambar 11. Grafik penilaian MOS untuk sound berdasarkan variasi bandwidth dan pertambahan jumlah user

5 D. Pengujian QoS Pada VoD Pada layanan VoD, akan dilakukan pengujian terhadap parameter QoS dan QoE. Pengukuran ini dilakukan di jaringan real dengan memakai IP publik ITS sebagai server, dan bisa di akses secara umum. Parameter QoS meliputi pengukuran loading time(time buffering), dan throughput, sedangkan QoE melalui penilaian user terhadap lamanya time buffering pada tayangan VoD tersebut. Penilaian didasarkan pada variasi media akses jaringan yang berbeda, durasi video, dan banyaknya akses video. Loading time (s) detik 290 detik 470 detik Throughput(Kbps) Video 2 Video 3 Video Gambar 15. Grafik avarage throughput berdasarkan variasi jaringan dan pertambahan akses banyak video pada jam sibuk E. Pengujian QoE Pada VoD Gambar 16 adalah hasil pengisian MOS dari user, dapat dilihat semakin besar durasi maka semakin kecil nilai MOS yang diberikan oleh user yang artinya time buffer semakin lambat. Besar time buffer sangat dipengaruhi oleh besar kanal bandwidth yang tersedia dan ukuran video yang diakses. Gambar 12. Grafik avarage loading time berdasarkan variasi jaringan dan pertambahan durasi video pada jam sibuk throughput (Kbps) detik 290 detik 470 detik Gambar 13. Grafik avarage throughput berdasarkan variasi jaringan dan pertambahan durasi video pada jam sibuk Loading time (s) Video 2 Video 3 Video Gambar 14. Grafik avarage loading time berdasarkan variasi jaringan dan pertambahan akses banyak video pada jam sibuk MOS Time Buffer detik 290 detik 470 detik Gambar 16. Grafik MOS average time buffering berdasarkan variasi durasi video dan jaringan yang berbeda F. Pengujian QoS Pada E-Learning Berdasarkan pengujian pada e-learning, nilai delay akan menurun dengan bertambahnya bandwidth dari kanal, hal ini dikarenakan lebar dari kanal akan semakin besar sehingga antrian pengiriman data akan menjadi semakin lancar. Nilai delay ini akan sebanding dengan dengan jitter karena jitter merupakan variasi dari nilai delay antara paket yang dikirimkan. Pada Gambar 17 dan 18 menunjukan bahwa delay akan semakin besar pada saat jumlah siswa (user) ditingkatkan karena trafik pada jaringan akan semakin meningkat. Meningkatnya trafik ini, dapat berpengaruh juga terhadap meningkatnya nilai jitter. Jadi nilai delay dan jitter dapat dinyatakan dengan suatu perbandingan lurus. Gambar 19 diambil berdasarkan data throughput pada pengujian e-learning, nilai throughput akan meningkat dengan bertambahnya bandwidth dan akan menurun saat jumlah user bertambah. Hal ini dikarenakan throughput merupakan bandwidth aktual yang terukur pada sisi user sehingga apabila kapasitas bandwidth

6 diperbesar, maka secara otomatis throughput juga akan semakin besar. Sedangkan throughput akan menurun saat user bertambah karena kapasitas bandwidth semakin padat sehingga akan menghambat laju throughput. Sedangkan pada Gambar 20 dapat dilihat bahwa nilai packet loss akan menurun saat lebar kanal yang disediakan semakin besar. Hal ini disebabkan karena lebar dari kanal semakin besar sehingga kemungkinan hilangnya paket dalam pengiriman semakin kecil. Nilai packet loss akan bertambah seiring dengan bertambahnya jumlah user, karena jumlah antrian paket pengiriman pada kanal akan semakin meningkat sehingga kemungkinan terjadi hilangnya paket akan semakin besar. Delay (ms) Gambar 17. Grafik average delay e-learning berdasarkan variasi bandwidth dan penambahan jumlah user(siswa) Jitter (ms) 5 Bandwidth (Kbps) Gambar 18. Grafik average jitter e-learning berdasarkan variasi bandwidth dan penambahan jumlah user(siswa) Throughput (Kbps) Bandwidth (Kbps) Gambar 19. Grafik average throughput e-learning berdasarkan variasi bandwidth dan penambahan jumlah user(siswa) Packet Loss(%) Gambar 20. Grafik prosentase average packet loss e- learning berdasarkan variasi bandwidth dan penambahan jumlah user(siswa) IV. KESIMPULAN Berdasarkan pada keberhasilan konten sistem intregasi layanan IPTV yang telah dibuat dan hasil analisa QoS dan QoE yang diuji pada jaringan LAN dan publik maka dapat disimpulkan bahwa pengujian aplikasi tiap konten pada layanan IPTV berhasil terintegrasi dengan baik mulai dari sisi administrator maupun sisi user. Perubahan variasi bandwidth mempengaruhi nilai QoS dan QoE pada TVB. Dengan melihat rekomendasi ITU-T Y.1541 bahwa untuk video streaming nilai maksimal delay adalah 100 ms, nilai jitter 50 ms dan packet loss 1x10-3, kualitas video mulai baik dan memenuhi rekomendasi tersebut ada pada bandwidth Kbps, yaitu dengan average delay 23,89 sampai 24,2 ms, average jitter 38,98 sampai 39,76 ms, average packet loss 0% dan average throughput 453,05 Kbps sampai 458,7 Kbps. Pada bandwidth Kbps, MOS untuk kualitas frame dan sound rata-rata adalah > 3 (fair atau cukup). Terlihat jelas bahwa semakin lebar bandwidth akan terlihat semakin bagus kualitas TVB. Pada VoD, semakin besar bandwidth yang diberikan, maka throughput yang diperoleh juga semakin besar dan semakin cepat loading time video pada user. terbaik adalah jaringan LAN ITS dengan bandwidth yang terukur sebesar 40 Mbps, nilai throughput terbesar yaitu Kbps, nilai loading time terkecil yaitu 4,81 second, dan pada MOS menunjukkan angka 3(cepat). Nilai throughput saat jam sibuk lebih kecil dibandingkan saat jam tidak sibuk, Jadi nilai dari loading time dan throughput berbanding terbalik. Hal ini dikarenakan oleh jumlah user saat jam sibuk jauh lebih besar dibandingkan saat jam tidak sibuk sehingga saat jam sibuk penambahan user dapat mengurangi kapasitas bandwidth yang tersedia. Pada layanan e-learning menggunakan video conference, dengan melihat rekomendasi ITU-T G.1010 video 2 ways bahwa nilai delay < 150 ms, dan packet loss < 1%. Kualitas terbaik saat video conference di akses oleh 1 guru dan dengan bandwidth 8 Mbps, nilai throughput 272,6 Kbps, nilai delay 40,21 ms dan nilai jitter 15,89 ms, dan packet loss sebesar %.

7 V. REFERENSI [1]. T. Wauters, K. Vlaeminck, W. Van de Meerssche, S. Van den Berghe, F. De Turck, B. Dhoedt, P. Demeester, E. Six, T. Van Caenege (2006). IPTV Deployment: Trigger for advanced network services!, 45 th FITCE Congress, The Journal of The Communications Network, Athens, 30 Agustus 2 September 2006, halaman [2]. ITU-T Standardization Y.1910, IPTV Function Architecture, September, [3]. delattre, Alexis, VideoLANStreamingHowto, 2004 [4]. ITU-T Standardization Y.1541, Network performance objectives for IP-based services, Mei, [5]. ITU-T Standardization G.1010 End-User Multimedia Qos Categories, November, [6]. ITU-T Standardization P.800, Methods for subjective determination of transmission quality, Agustus, [7]. ITU-R Standardization BT.500, Methodology for the subjective assessment of the quality of television pictures, Widya Arianti, Dilahirkan di Tulungagung pada tanggal 14 Agustus 1988, merupakan putri kedua dari tiga bersaudara. Riwayat pendidikan formal yang pernah ditempuh penulis adalah TK Aisyiah Bustanul Athfal Pondok Jati, Sidoarjo, tahun SD Katolik Untung Surapati II Sidoarjo, tahun SLTP Negeri 1 Sidoarjo, tahun SMA Negeri 3 Sidoarjo, tahun Politeknik Elektronika Negeri Surabaya - ITS, Jurusan Telekomunikasi, tahun Setelah penulis lulus dari Politeknik Elektronika Negeri Surabaya dengan mendapat gelar Amd., maka penulis meneruskan studi ke jenjang Sarjana untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik (ST) di Jurusan Elektro Bidang Studi Telekomunikasi Multimedia, Fakultas Teknologi Industri, Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya.