Simulasi dan Analisis Algoritma Scheduling pada WIMAX

Transkripsi

1 BAB V Simulasi dan Analisis Algoritma Scheduling pada WIMAX Pada bagian ini akan dilakukan simulasi jaringan WIMAX menggunakan simulator NS-2. Lingkungan simulasi, terlihat pada gambar V.1, berupa satu BS yang melayani sejumlah SS dalam daerah 1m x 1m. Modulasi yang digunakan adalah QAM64 ¾. Jumlah SS yang terlibat dalam simulasi ini jumlahnya bervariasi tergantung skenario simulasi. Gambar V.1 Tampilan Grafis pada Simulator NS-2-2 Ada 3 jenis service flow yang akan diamati:,, dan yang ketiganya dapat dibangkitkan trafiknya oleh SS dan BS. Layanan berkecepatan 448 kbps dan ukuran paketnya 21 byte. Trafik berkecepatan 448 kbps, ukuran paketnya 21 byte dan 128 byte pada saat sunyi. Sedang berkecepatan 448 6

2 kbps dan ukuran paketnya berdistribusi uniform dari 2 byte sampai 98 byte. Urutan prioritas trafik adalah:,, dan. Trafik internet diperlakukan sebagai trafik DL ke arah SS; dan sebaliknya, trafik UL merupkan trafik dari SS ke arah internet. akan dibangkitkan. Dalam simulasi ini ada beberapa hal yang akan diamati dan dianalisa, yaitu: 1. Karakteristik jaringan WIMAX 2. Perbandingan unjuk kerja scheduling WRR dengan DRR 3. Penentuan bobot agar didapat kinerja scheduling yang baik Parameter WIMAX yang digunakan pada simulasi ini dapat dilihat pada tabel dibawah ini: Tabel V.1 Parameter pada WIMAX Parameter Nilai Rasio DL/UL 3:2 Jumlah OFDMA simbol per frame 48 OFDMA symbol time 1.84 µs OFDMA frame length 5 ms Jumlah subchannel 3 Bandwidth Request opp 12 OFDMA symbols Initial ranging CID Basic CIDs 1-1 Primary CIDs 11-2 Transport/secondary Mgt. CIDs Broadcast CID SFID range TTG 2 µs RTG 2 µs V.1 Karakteristik Layanan pada Jaringan WIMAX Pada bagian ini akan diamati bagaimana perilaku tiga tipe layanan:,, dan, berkaitan dengan throughput dan delaynya pada saat jumlah SS/node bertambah. Dalam skenario ini satu node berisi satu tipe layanan dan pada saat sedang diamati satu tipe layanan maka semua node hanya berisi tipe layanan tersebut. Simulasi dilakukan dengan menggunakan algoritma scheduling Deficit Round Robin. 61

3 Gambar V.2 Perbandingan Rata-Rata (x 1-7) Gambar V.3 Delay Transmisi,, dan 62

4 Gambar V.4 Perbandingan Delay Antrian Rata-Rata.6 (detik) Gambar V.5 Perbandingan Standar Deviasi Delay Antrian 63

5 Dari gambar V.2 sampai dengan V.5 dapat dilihat tipe layanan mempunyai kinerja yang paling stabil, diikuti dan, ditinjau dari throughput dan delay antrian. Hal ini menunjukkan, pada jaringan WIMAX trafik mendapat prioritas pertama untuk dilayani. Pada rata-rata throughput sebenarnya hampir sama dengan hanya saja delay antrian lebih bervariasi. Sedang untuk terlihat pada jumlah node diatas 4 throughputnya tidak meningkat lagi, cenderung tetap di sekitar nilai 2.5. byte/detik Dalam hal delay, delay antrian pada node tertentu besarnya hampir sama, semua dikisaran 3 x 1-5. Tetapi terlihat pada gambar V.5, standar deviasi trafik yang paling kecil, berikutnya dan. Semua ini memperlihatkan merupakan tipe layanan yang paling stabil dan menduduki prioritas pertama. Sedangkan untuk delay transmisi, paket data semua tipe layanan mengalami hal yang sama, mengalami delay sekitas 8 x 1-7 detik. Hal ini dapat terjadi karenakarenakan, seperti terlihat pada gambar V.1, semua node berada pada jarak yang sama dengan Base Station. Kemudian trafik ini ditinjau dari standar deviasi delay antriannya lebih besar. Hal ini dapat terjadi karena layanan mendapat prioritas ketiga dan ukuran paketnya bervariasi. V.2 Analisa Kinerja Scheduling Pada sub-bab ini akan dilakukan simulasi untuk mengetahui kinerja scheduling Weighted Round Robin (WRR) dan Deficit Round Robin (DRR) pada jaringan WIMAX. Apakah kedua algoritma ini dapat mengalokasikan bandwidth dengan baik terhadap SS dan koneksi yang sedang dilayaninya. Indikator alokasi bandwidth yang baik adalah terjaminnya QoS untuk setiap tipe layanan. Membandingkan algoritma scheduling mana yang kinerjanya lebih baik. V.2.1 Node Tunggal Bagian ini akan melihat kinerja scheduling dalam mengatasi banyaknya koneksi dalam satu node. Berapa banyak koneksi yang dapat dilayani dalam satu node. Jadi konfigurasi jaringan berupa satu BS melayani satu SS. Dalam satu SS 64

6 tersebut koneksi untuk satu tipe layanan akan ditambah, mulai dari 1 koneksi sampai 12 koneksi. seperti pada gambar dibawah ini. Gambar V.6 Satu BS melayani Satu SS Berikut ini adalah data hasil simulasi yang menghubungkan throughput dengan banyaknya jumlah koneksi untuk scheduling WRR dan DRR WRR Jumlah Koneksi Gambar V.7 Rata-Rata pada WRR scheduling 65

7 DRR Jumlah Koneksi Gambar V.8 Rata-Rata pada DRR scheduling Dua gambar diatas memperlihatkan bahwa scheduling WRR memperlihatkan kinerja yang lebih baik daripada DRR, karena WRR memberikan rata-rata throughput yang lebih baik untuk tipe layanan dibandingkan DRR. Sedangkan untuk dan kinerja WRR dan DRR hampir sama. V.2.2 Node Banyak Disini akan diuji kinerja scheduling dengan melihat rata-rata throughput tiap layanan terhadap meningkatnya jumlah node. Pada skenario ini, setiap node melayani 3 tipe layanan:,, dan. Pada setiap algoritma scheduling akan diamati kinerjanya pada tiga skema pembobotan yang berbeda. 66

8 Gambar V.9 Konfigurasi Jaringan WIMAX dengan banyak SS Dibawah ini grafik hasil simulasi yang memperlihatkan hubungan rata-rata throughput terhadap jumlah node. V Weighted Round Robin WRR Gambar V.1 WRR dengan skema Pembobotan:

9 WRR Gambar V.11 WRR dengan Skema Pembobotan: WRR Gambar V.12 WRR dengan Skema Pembobotan: Dan tabel berikut ini memperlihatkan jumlah rata-rata throughput untuk setiap skema pembobotan. Tabel V.2 BOBOT ERTPS RTPS

10 Pada tabel terlihat dengan mengatur pembobotan dapat diperoleh rata-rata throughput tertentu. Jika diinginkan rata-rata throughput yang lebih besar untuk tipe layanan tertentu maka berikan bobot yang lebih besar untuk tipe layanan tersebut. V.2.2 Deficit Round Robin Gambar V.13 DRR dengan Skema Quantum: V.14 DRR dengan Skema Quantum:

11 V.14 DRR dengan Skema Quantum: Tabel V.3 Quantum Tabel V.3 memperlihatkan pengaruh quantum terhadap throughput hampir sama dengan pengaruh pembobotan pada WRR. Hanya saja besar quantum bukan merupakan representasi prosentasi antrian terhadap bandwidth sistem. Besar quantum ditentukan dari panjang paket maksimum untuk sebuah antrian. Berdasarkan teori, seperti telah dipaparkan pada bab 3, pada DRR: Q panjang paket maksimum. Besar paket untuk adalah 21 byte, besar paket maksimum untuk dan P masing-masing adalah 21 dan 98. Oleh karena itu, skema quantum diatas memberikan quantum 25 untuk dan, untuk diberikan 98. 7

12 71