Kata kunci: VoIP, delay, packet loss, jitter, codec

Transkripsi

1 RANCANG BANGUN SISTEM TELEKOMUNIKASI VOIP (VOICE OVER INTERNET PROTOCOL) PADA JARINGAN FTI UII Hilal Hilman Syah (), Dr.Eng.Hendra Setiawan,S.T.,M.T. (2), Firdaus, S.T.,M.T. (3) () Mahasiswa Teknik Elektro, (2) Staff pengajar Jurusan Teknik Elektro UII, (3) Staff pengajar Jurusan Teknik Elektro UII Abstrak VoIP memiliki daya tarik tersendiri jika dibandingkan dengan POTS (Plain Old Telephone Service), VoIP dapat diimplementasikan dengan biaya lebih murah. Namun biasanya implementasi VoIP terbatas pada komputer, padahal kegiatan komputasi perlahan sudah bergeser pada smartphone dan komputer tablet. Melihat permasalahan ini, maka dilakukan penelitian tentang pembangunan sistem VoIP pada jaringan LAN (Local Area Network) maupun WLAN (Wireless Local Area Network). Dengan menggunakan jaringan wireless sebagai media transmisi VoIP dapat digunakan oleh smartphone yang memiliki kemampuan untuk terhubung pada jaringan Wi-Fi (Wireless Fidelity). Setelah VoIP diimplementasikan, akan diuji QoS (Quality of Service) dari sistem telekomunikasi VoIP yang dirancang. Parameter pada QoS diantaranya: delay, jitter, packet loss, throughput dan nilai MOS (Mean Opinion Score). Hasil pengujian pada penelitian ini menunjukkan nilai delay pada jaringan WLAN tidak memenuhi rekomendasi ITU-T G.7 (rata-rata sebesar 77 ms). Sedangkan untuk nilai jitter dan packet loss memenuhi rekomendasi tersebut. Meski nilai delay pada jaringan WLAN cukup besar, hal ini dapat di kompensasi oleh nilai MOS yang cukup baik (rata-rata sebesar 3,9) sehingga sistem telekomunikasi VoIP yang diimplementasikan masih cukup baik untuk digunakan. Kata kunci: VoIP, delay, packet loss, jitter, codec VoIP has advantages over POTS (Plain Old Telephone Service). VoIP can be implemented at lower costs. However, the implementation of VoIP is usually limited to the computer, but computing activity slowly shifting to smartphones and tablet computers. Therefore, the research would make VoIP systems on LAN (Local Area Network) and WLAN (Wireless Local Area Network). By using the wireless network for data transmission, VoIP can be used by a portable device like smartphone. After VoIP is implemented, will be tested QoS (Quality of Service) on the VoIP telecommunications systems are designed. On QoS parameters such as: delay, jitter, packet loss, throughput and value of MOS (Mean Opinion Score). The test results in this research show the value of delay in a WLAN network not meet ITU-T G.7 recommendations (average 77 ms). As for the value of jitter and packet loss to meet these recommendations. Although the value of delay in a WLAN network is large enough, it can be compensated by the MOS value is quite good (average of 3.9) so that the VoIP telecommunications system that is implemented is still good enough to use.. PENDAHULUAN Protokol TCP/IP (Transmission Control Protocol / Internet Protocol) telah banyak diaplikasikan pada berbagai bentuk telekomunikasi digital, salah satunya adalah VoIP (Voice over Internet Protocol). VoIP dapat diimplementasikan pada jaringan berbasis LAN (Local Area Network) maupun WLAN (Wireless Local Area Network). Bila WLAN digunakan sebagai media transmisi VoIP, maka VoIP dapat digunakan oleh berbagai macam perangkat komputasi portable seperti smartphone. Dalam hal ini dibutuhkan sebuah softphone sebagai software yang bertugas untuk melakukan dan menerima panggilan VoIP layaknya sebuah telepon analog. Pada penelitian yang berjudul Implementasi Voice-over-IP di Universitas Indonesia: Studi Kasus Fakultas Ilmu Komputer (Fajar Muharisa, 2005) telah dilakukan perancangan, implementasi dan pengujian terhadap sistem VoIP. VoIP diimplementasikan pada jaringan Fakultas Ilmu Komputer Universitas Indonesia (Fasilkom UI). Penelitian ini menghasilkan dokumen perancangan sistem VoIP untuk Fasilkom UI serta berhasil melakukan implementasi. Pada penelitian yang berjudul Membangun aplikasi softphone pada jaringan VoIP berbasis SIP menggunakan sistem operasi Android (Hastanto Aribagyo, 20), aplikasi client VoIP dibuat menggunakan Sipdroid. Pada aplikasi client ini, ditambahkan sebuah User Interface yang akan menangani proses panggilan dan registrasi nomor baru. Sedangkan aplikasi server dibangun menggunakan perangkat lunak Asterisk Server. Penelitian ini telah berhasil melakukan rancangan konfigurasi pada Server Asterisk sebagai main server bagi client yang terkoneksi dengan jaringan VoIP dengan protokol SIP.

2 Pada penelitian yang berjudul Analisa Perbandingan Kualitas VoIP menggunakan G.7 dan GSM Dengan Menggunakan Metode Fast Handover Pada Mobile IPv (FMIPv) (Fikri Ahmad Setiawan, 200) dilakukan analisa perbandingan codec G.7 dan GSM dengan parameter QoS (Quality of Service). Parameter QoS meliputi delay, jitter, throughput dan packet loss. Dari parameter QoS itu didapatkan nilai MOS (Mean Opinion Score). Nilai MOS yang didapatkan berada di sekitar nilai 3,94 (maksimal Dari nilai tersebut disimpulkan bahwa komunikasi VoIP dengan codec G.7 dan GSM menghasilkan kinerja yang cukup baik jika merujuk pada tabel rekomendasi ITU-T P.800. Penelitian ini difokuskan pada rancang bangun sistem telekomunikasi VoIP pada jaringan FTI UII (Fakultas Teknologi Industri Universitas Islam Indonesia) bagian selatan. VoIP akan diimplentasikan pada dua model jaringan yaitu jaringan LAN (Local Area Network) dan WLAN (Wireless Local Area Network). Dalam penelitian ini juga akan dilakukan perbandingan antara codec GSM dan G.722. Selain itu perlu dilihat keekonomisan VoIP sebagai media telekomunikasi. Teknologi VoIP tidak akan diminati jika biaya yang harus dikeluarkan lebih mahal dari bentuk telekomunikasi pada umumnya. 2. PERANCANGAN SISTEM 2. Deskripsi Umum Sistem Dalam penelitian ini sistem komunikasi VoIP dibangun dengan menggunakan empat komponen penyusun yang dijelaskan sebagai berikut ini: A. Server Asterisk Server Asterisk berguna sebagai penyedia layanan utama komunikasi VoIP, server selalu dalam kondisi siap menerima pesan (request) dari mobile node (client). Ketika server menerima pesan maka server akan menerjemahkan pesan tersebut sebagai sebuah request atau permintaan proses. Selanjutnya server akan memproses setiap pesan yang diterima seperti permintaan panggilan, pemutusan komunikasi, atau pemblokiran telepon. B. Jaringan Komputer FTI Selatan VoIP akan dirancang untuk dapat digunakan pada jaringan komputer FTI UII bagian selatan. Gedung ini terdiri dari kelas Fakultas Ilmu Agama Islam dan laboratorium dari lima jurusan FTI UII. Setiap node dihubungkan oleh kabel UTP (Unshielded twisted-pair) dan Wi-Fi (Wireless Fidelity). C. generator Agar pengujian VoIP pada jaringan FTI UII bagian selatan sesuai dengan kondisi traffic data sehari-hari, maka ditambahkan background traffic yang dibangkitkan oleh traffic generator. Data dari sistem monitoring jaringan yang dimiliki BSI UII menunjukkan traffic tertinggi pada jaringan LAN (kabel UTP) gedung FTI UII mencapai MBps, sedangkan untuk jaringan WLAN (Wi-Fi) traffic tertinggi mencapai 2 MBps. Data ini menjadi pertimbangan berapa besar traffic yang dibangkitkan oleh aplikasi traffic generator. Pada penelitian ini akan dilihat perbandingan kualitas komunikasi VoIP dari tiga background traffic (traffic yang dibangkitkan oleh traffic generator) yaitu 0 MBps, 2 MBps dan 0 MBps. D. User (client) User adalah perangkat yang terhubung pada jaringan lokal dan dapat melakukan komunikasi dengan VoIP. Pada perancangan ini digunakan dua model client, pertama dua client yang pengguna PC (Personal Computer) yang terhubung pada jaringan LAN dan dua client pengguna smartphone yang terhubung pada jaringan WLAN. Kedua skema client ini akan melakukan lima model panggilan sebagai berikut:. PC to PC 2. PC to Smartphone (SP) 3. Smartphone (SP) to PC 4. PC to SP 5. Conference (telepon bersama) Gambar menjelaskan tentang skema jaringan VoIP yang akan dibuat. Gambar. Jaringan VoIP 2.2 Perancangan Softphone untuk Smartphone Android Aplikasi ini merupakan modifikasi dari aplikasi Sipdroid. Sipdroid sendiri merupakan aplikasi softphone VoIP yang sudah beredar di pasaran dan bersifat open source di bawah lisensi GNU/GPL. Ada dua poin modifikasi pada aplikasi ini yang akan dijelaskan sebagaimana berikut: A. Perancangan Sistem Autentikasi Client Pada aplikasi ini ditambahkan sistem autentikasi client berupa sebuah login. Login form akan tampil saat pertama kali aplikasi dijalankan. Pengguna dapat memasukan Username dan Password yang sesuai agar dapat melakukan

3 komunikasi VoIP. Jika keduanya sesuai, maka aplikasi akan mengirimkan data pada class SharedPreferences sebagai tempat penyimpan data pengguna. Gambar 2 adalah diagram alir dari proses authentication pengguna. Gambar 2. Diagram alir login form B. Penyederhanaan Konfigurasi Aplikasi Penyederhanaan konfigurasi pada aplikasi Sipdroid dilakukan dengan cara memasukkan nilai default pada class Setting.java yang sudah terdapat di dalam source code aplikasi. Class Setting.java merupakan class yang menangani activity konfigurasi pada aplikasi Sipdroid. Class ini akan menyimpan data yang dimasukkan oleh pengguna ke dalam class SharedPreferences. 2.3 Perhitungan Biaya Telepon Seluler dan Telekomunikasi VoIP tarif pada komunikasi telepon seluler menggunakan satuan waktu, artinya biaya dihitung dari berapa lama sambungan telepon dilakukan. Sedangkan komunikasi VoIP menggunakan hitungan besar byte data yang ditransmisikan selama proses komunikasi berlangsung. Untuk menghitung biaya komunikasi VoIP perlu diketahui seberapa besar data yang ditransmisikan dalam satu waktu. Untuk menghitungnya dapat digunakan persamaan di bawah ini: Bs = Transmisi data setiap detik (Byte) B = Data yang ditransmisikan (Byte) S = komunikasi (3.) Hv = Harga satu detik komunikasi VoIP (Rp) Hp = Harga Byte transmisi data (Rp) Bs = Kebutuhan Byte setiap detik (Byte) 3. PENGUJIAN, ANALISA DAN PEMBAHASAN 3. Pengujian Fungsionalitas Sistem (3.2) Percobaan dilakukan dengan cara menjalankan semua sistem yang telah diimplementasikan kemudian melakukan pengujian dari fungsi-fungsi yang telah dibuat. 3.. Server Asterisk Untuk mengetahui apakah seluruh fungsi server berjalan dengan baik, cukup melihat melalui modul FreePBX System Status. Dari modul ini didapatkan informasi penting tentang kondisi server seperti web server, MySQL, SSH server, Asterisk. Gambar 3 menampilkan screenshot modul FreePBX System Status yang diakses melalui browser. Gambar 3. Tampilan FreePBX System Status 3..2 Softphone VoIP Saat pertama kali aplikasi softphone dijalankan muncul sebuah login form yang meminta pengguna untuk memasukkan username dan password yang sudah terdaftar pada server. Setelah itu activity dari aplikasi ini akan meneruskan pada halaman selanjutnya yang berisi kolom untuk memasukkan nomor telepon yang akan dihubungi. Gambar 4 menampilkan login form dan tampilan utama aplikasi Sipdroid. Setelah didapatkan besar data yang ditransmisikan dalam satu detik, dapat dihitung biaya komunikasi VoIP selama satu detik dengan menggunakan persamaan di bawah ini:

4 Gambar 4. Login form dan tampilan utama aplikasi Gambar 5. Tampilan utama aplikasi Sipdroid 3.2 Pengujian Performa VoIP Pengujian ini dilakukan untuk mendapatkan parameter Quality of Service (QoS) dari komunikasi VoIP yang dilakukan. Parameter terdiri dari delay, jitter, throughput, packet loss serta Mean Opinion Score (MOS). Pengukuran nilai QoS menggunakan tools Voipmonitor Sniffer versi Delay Hasil pengukuran delay pada implementasi VoIP dalam penelitian ini dapat dilihat pada Tabel dan Tabel 2. Tabel. Delay pada codec GSM Back-ground Delay (ms) PC to PC PC to SP Mbps SP to PC SP to SP Conference 23 0 PC to PC PC to SP GSM 2Mbps SP to PC SP to SP Conference 75 0 PC to PC PC to SP Mbps SP to PC SP to SP Conference Tabel 2. Delay pada codec G.722 Delay (ms) PC to PC 0 2 PC to SP Mbps SP to PC SP to SP Conference 95 0 PC to PC PC to SP G722 2Mbps SP to PC SP to SP Conference 95 0 PC to PC 0 2 PC to SP Mbps SP to PC 0 4 SP to SP Conference Merujuk pada rekomendasi ITU-T G.4, nilai delay pada komunikasi VoIP yang melibatkan jaringan WLAN masuk dalam kategori buruk (tidak dapat diterima). Nilai delay terendah pada jaringan WLAN adalah 300 ms terjadi pada skema PC to SP dengan codec G.722, sedangkan nilai delay paling besar mencapai 3580 ms terjadi pada skema PC to SP dengan codec GSM Jitter Pada Tabel 3 dan Tabel 4 ditampilkan perbandingan nilai jitter dari implementasi VoIP yang dibuat. Tabel 3 Jitter pada codec GSM Jitter (paket) PC to PC PC to SP Mbps SP to PC SP to SP Conference PC to PC 8 7 PC to SP GSM 2Mbps SP to PC 5 9 SP to SP 0 Conference 75 5 PC to PC 5 2 PC to SP Mbps SP to PC SP to SP 8 5 Conference Tabel 4. Jitter pada codec G.722 Jitter (paket) PC to PC 2 PC to SP Mbps SP to PC SP to SP Conference 95 5 PC to PC 9 7 PC to SP 0 8 G722 2Mbps SP to PC SP to SP 2 0 Conference PC to PC 2 PC to SP Mbps SP to PC 2 4 SP to SP Conference Dilihat dari beberapa skema nilai jitter pada codec GSM terlihat lebih kecil dengan nilai ratarata sebesar,7 paket sedangkan codec G.722 sebesar 8, paket. Hal ini dikarenakan codec GSM membutuhkan bandwidth yang lebih kecil daripada codec G.722, sehingga delay antara paket data tidak terlalu besar Throughput Data Throughput didapatkan dari jumlah paket data yang berhasil dikirimkan oleh sumber (source) pengirim. Pada Tabel 5 dan Tabel dapat dilihat perbandingan throughput dari berbagai macam skema yang dibuat.

5 Tabel 5 Throughput pada codec GSM Throughp ut (ms) PC to PC PC to SP Mbps SP to PC SP to SP Conference PC to PC PC to SP GSM 2Mbps SP to PC SP to SP 9. 0 Conference PC to PC PC to SP Mbps SP to PC SP to SP 9. 5 Conference Rata-rata 8.8 Tabel. Throughput pada codec G.722 Throughp ut (ms) PC to PC 2. 2 PC to SP Mbps SP to PC SP to SP Conference PC to PC PC to SP G722 2Mbps SP to PC SP to SP Conference PC to PC PC to SP Mbps SP to PC SP to SP Conference Nilai throughput pada codec GSM lebih rendah dari pada codec G.722. nilai rata-rata throughput pada codec GSM adalah 8,8 KBps sedangkan pada codec G.722 sebesar 9,7 KBps. Minimnya kebutuhan bandwidth dan throughput pada codec GSM menjadikan codec ini cocok digunakan ketika kondisi traffic jaringan dalam kondisi ramai Packet loss Nilal packet loss pada implementasi VoIP yang telah dibuat dapat dilihat pada Tabel 7 dan Tabel 8. Tabel 7. Packet loss pada codec GSM Packet Loss (%) PC to PC PC to SP Mbps SP to PC SP to SP Conference PC to PC PC to SP GSM 2Mbps SP to PC SP to SP 0 0 Conference 75 0 PC to PC PC to SP Mbps SP to PC SP to SP 0 5 Conference Tabel 8. Packet loss pada codec G.722 Packet Loss (%) PC to PC 0 2 PC to SP Mbps SP to PC SP to SP Conference PC to PC PC to SP 0 8 G722 2Mbps SP to PC SP to SP Conference 95 0 PC to PC 0 2 PC to SP Mbps SP to PC 0 4 SP to SP Conference 92 0 Packet loss dari implementasi VoIP yang dibuat menghasilkan nilai yang sangat baik dengan nilai tertinggi berada pada skema SP to SP dengan codec GSM yaitu sebesar 0,28 %. Merujuk pada tabel rekomendasi yang dikeluarkan ITU-T G.4 nilai packet loss dikatakan baik berada pada range 0 0,5 %, sehingga implementasi VoIP pada seluruh skema yang dibuat memenuhi rekomendasi tersebut Mean Opinion Score (MOS) Hasil pengukuran nilai MOS dengan aplikasi Voipmonitor dapat dilihat pada Tabel 9 dan Tabel 0. Tabel 9. MOS pada codec GSM MOS PC to PC PC to SP Mbps SP to PC SP to SP Conference PC to PC PC to SP GSM 2Mbps SP to PC SP to SP 3. 0 Conference PC to PC PC to SP Mbps SP to PC SP to SP Conference Tabel 0. MOS pada codec G.722 MOS PC to PC PC to SP Mbps SP to PC SP to SP Conference PC to PC PC to SP G722 2Mbps SP to PC SP to SP Conference PC to PC PC to SP Mbps SP to PC SP to SP Conference Pada percobaan ini, nilai MOS yang didapatkan cukup baik dan hampir seluruhnya memenuhi tabel rekomendasi ITU-T G.07. Nilai

6 rata-rata MOS pada seluruh skema mencapai nilai 3,9 artinya kualitas suara yang dihasilkan cukup jelas. 3.3 Perbandingan Biaya Telepon Seluler Dengan Telekomunikasi VoIP Dari percobaan yang telah dilakukan didapatkan nilai throughput rata-rata pada codec GSM sebesar 8,8 KBps sedangkan pada codec G.722 sebesar 9,7 KBps. Nilai rata-rata throughput pada kedua codec di atas menjadi estimasi penggunaan transmisi data pada komunikasi VoIP. Sedangkan harga untuk paket Flash Ultima dari Kartu As adalah Rp ,- dengan kuota 800 MB, sehingga untuk KB didapatkan harga sebesar Rp. 0,0,- Dari data di atas kita dapat menghitung besar biaya komunikasi VoIP dengan menggunakan persamaan 3.2 seperti di bawah ini: GSM,- G.722 Dari perhitungan di atas dapat dilihat kebutuhan biaya untuk komunikasi VoIP dengan codec GSM adalah sebesar Rp. 0,408,- untuk satu detik. Sedangkan untuk codec G.722 biaya yang dibutuhkan adalah Rp. 0,352,- Biaya ini jauh lebih murah jika dibandingkan dengan biaya telepon seluler Kartu As yaitu Rp. 3,- untuk satu detik. 4. KESIMPULAN DAN SARAN 4. Kesimpulan. Pada penelitian ini telah berhasil membangun sistem telekomunikasi VoIP pada jaringan LAN dan WLAN. 2. Nilai rata-rata delay pada skema yang melibatkan jaringan WLAN sebesar 77 ms sehingga tidak memenuhi rekomendasi ITU-T G.4. Sedangkan nilai jitter dan packet loss pada implementasi VoIP memenuhi rekomendasi tersebut. 3. Nilai MOS pada codec GSM dan G.722 tidak terlalu berbeda yaitu berada dinilai 3,94 untuk codec GSM dan 3,99 untuk codec G.722, Jika merujuk pada tabel rekomendasi ITU-T P.800 maka implementasi VoIP pada percobaan ini menghasilkan kinerja yang cukup baik (dapat diterima). 4. Komunikasi VoIP memberikan penghematan biaya sebesar 97% - 99% dari biaya komunikasi Kartu As. Harga rata-rata untuk satu detik komunikasi VoIP adalah Rp. 0,492,-,- jauh lebih rendah dari telekomunikasi GSM dengan harga Rp. 3,- untuk satu detik. 4.2 Saran. yang diteliti masih menimbulan delay yang cukup besar terutama pada skema yang menggunakan jaringan WLAN, sehingga perlu dilakukan penelitian lanjutan tentang teknologi codec. 2. Kedepannya VoIP dapat dibangun menggunakan jaringan nirkabel yang lebih baru seperti WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access) untuk mendapatkan kualitas komunikasi VoIP yang lebih baik. 3. Aplikasi softphone VoIP dapat ditambahkan berbagaimacam fitur baru seperti mengetahui pengguna lain yang terhubung, chating (pengiriman pesan singkat berupa teks) dan mentransmisikan data seperti foto dan dokumen digital. DAFTAR PUSTAKA Lazuardi, N. (2008). Perencanaan Jaringan Komunikasi VoIP (Voice Over Internet Protocol) Menggunakan Asterisk SIP (Session Initiation Protocol). Medan: Tugas Akhir Universitas Sumatra Utara. H, Nazarudin Safaat. (202). Pemrograman Aplikasi Mobile Smartphone dan Tablet PC Berbasis Android. Bandung: Informatika Bandung. Muharisa, F. (2005). Implemantasi Voice-over-IP di Universitas Indonesia: Studi Kasus Fakultas Ilmu Komputer. Depok: Tugas Akhir Universitas Indonesia. Aribagyo, H. (20). Pembangunan Aplikasi Softphone Pada Jaringan VoIP Berbasis SIP Menggunakan Sistem Operasi Android. Surabaya: Tugas Akhir Institute Teknologi Sepuluh November. Sugeng, W. (2007). Membangun Telepon Berbasis VoIP. Bandung: Informatika Bandung. Setiawan, F. A. (200). Analisa Perbandingan Kualitas VoIP Menggunakan G.7 dan GSM dengan Menggunakan Metode Fast Handover Pada Mobile IPv (FMIP). Depok: Tugas Akhir Universitas Indonesia. Telkom. (20, 0 0). Telkom Indonesia. Diakses 8, 203, from rif.html