integrasi jaringan wimax dan wifi sebagai backhaul … · integrasi jaringan wimax dan ... •...

Integrasi Jaringan WiMAX dan

WiFi Sebagai Backhaul pada

Komunikasi Darurat BencanaSyaldy Kharisma Ananda2210100184

Pembimbing :1. Prasetiyono Hari Mukti, ST., MT., M.Sc.2. Ir. Gatot Kusrahardjo, MT.

Latar Belakang• Bencana bisa terjadi kapan dan dimana saja.

Latar Belakang

• Dampak bencana

Perumusan MasalahDari latar belakang masalah tersebut, dapat dirumuskan permasalahan sebagai berikut :1. Bagaimana tekonologi WiMAX dapat digunakan sebagai backhaul

untuk solusi komunikasi darurat bencana?2. Bagaimana pengaruh teknologi WiMAX terhadap kinerja jaringan?3. Bagaimana cara mengintegrasi teknologi WiMAX dan WiFi?4. Bagaimana membangun layanan komunikasi VoIP pada server?5. Bagaimana pengaruh kualitas QoS layanan komunikasi VoIP saat

pada saat integrasi teknologi WiMAX dan WiFi?

Batasan Masalah1. Topologi yang digunakan adalah point to point, dan point to

multipoint.2. Diasumsikan power supply bagi perangkat ada di pusat

pengungsian.3. Frekuensi kerja WiMAX yang digunakan adalah 3,5 GHz.4. Pengujian sistem dilaksanakan di Laboratorium Komunikasi Data,

ruang AJ. 404 jurusan teknik elektro ITS.5. Standar WLAN yang digunakan yakni IEEE 802.11g. atau IEEE

802.11n.6. Layanan yang diuji untuk komunikasi adalah layanan VoIP dengan

codec G.7117. Tidak membahas keamanan jaringan.

Tujuan Tugas Akhir

• Dapat menjadi alternatif saluran backhaulsistem komunikasi pada kondisi bencana

Teori Penunjang• Teknologi Worldwide Interoperability for Microwave Access (

WiMAX ) adalah teknologi Broadband Wireless Access (BWA) untukkomunikasi broadband yang memiliki kecepatan akses tinggi danjangkauan yang luas.

• WiFi adalah standar industri untuk produk yang didefinisikan olehaliansi wifi yang sesuai dengan standar IEEE 802.11.

• Pengertian backhaul secara umum adalah suatu jalur / jaringanyang digunakan untuk menyalurkan data maupun informasi darisource point ke destination point.

Teori Penunjang• Bencana alam adalah bencana yang diakibatkan oleh peristiwa atau

serangkaian peristiwa yang disebabkan oleh alam antara lainberupa gempa bumi, tsunami, gunung meletus, banjir, kekeringan,angin topan dan tanah longsor

• Voice over Internet Protocol (VoIP) adalah teknologi pengirimansinyal suara secara real time antara dua atau lebih user denganmelewati jaringan yang menggunakan protokol-protokol internet danmelakukan pertukaran informasi yang dibutuhkan untuk mengontrolpengiriman suara tersebut

• Mean opinion score yaitu nilai pada skala yang telah ditetapkanyang digunakan oleh suatu subyek untuk menyatakan pendapatmereka tentang kinerja dari suatu sistem transmisi telepon yangdigunakan baik untuk percakapan maupun untuk mendengar materiyang diucapkan

Teori Penunjang• E model adalah model komputasional yang dirancang oleh ITU-T yang

menggunakan kombinasi efek dari beberapa parameter transmisi untukmemprediksi kualitas subyektif dari sebuah panggilan telepon [8]. Ratingtransmisi faktor R dihitung dengan mengombinasikan semua parametertransmisi yang terkait dalam sebuah koneksi yang nantinya dapatdipergunakan untuk memprediksi reaksi subyektif user [8].

• Quality of Service (QoS) adalah kemampuan suatu jaringan untukmenyediakan layanan yang baik. QoS mempunyai parameter-parameteruntuk menunjukkan tingkat kualitas maupun performansinya.

Skenario PengujianWiMAX Base Station (BS)

WiMAX Subscriber

Station (SS)Wireless Router

Server VoIP

Switch

User 1

User 2

User 3

User 4

Arsitektur pengukuran pada skenario 1

Perangkat pendukungyang digunakan padaskenario 1 adalahsebagai berikut :• 1 SS• 1 Wireless router• 4 User

Skenario PengujianWiMAX Base Station (BS)

WiMAX Subscriber

Station (SS)Wireless Router

Primer

Server VoIP

Switch

User 1

User 2

User 3

User 4

Wireless Router Sekunder

Mode Bridge

Perangkat pendukungyang digunakan padaskenario 2 adalahsebagai berikut :• 1 perangkat SS• 2 perangkat wireless

router• 4 user yang terhubung

pada router sekunder

Arsitektur pengukuran pada skenario 2

Skenario PengujianWiMAX Base Station (BS)

WiMAX Subscriber

Station (SS)Wireless Router

Primer

Server VoIP

Switch

User 1 User 2 User 3 User 4

Wireless Router Sekunder

Mode Bridge

Perangkat pendukung yang digunakan pada skenario 3 adalah sebagai berikut :• 1 SS• 2 Wireless router• 4 User

Arsitektur pengukuran pada skenario 3

Skenario PengujianWiMAX Base Station (BS)

WiMAX Subscriber

Station 1 (SS 1)

WiMAX Subscriber

Station 2 (SS 2)

Wireless Router 1

Wireless Router 2

Server VoIP

Switch

User 1

User 2

User 3

User 4

Perangkat pendukungyang digunakan padaskenario 4 adalahsebagai berikut :• 2 SS• 2 Wireless router• 4 User yang

terhubung pada routerdengan rincian :

• 2 user padaSubscriber 1

• 2 user padaSubscriber 2

Arsitektur pengukuran pada skenario 4

Parameter QoS yang dianalisa

• Throughput• Delay• Jitter• Packet Loss

Throughput

Beban (Mbps)

Throughput (Mbps)

Skenario 1 Skenario 2 Skenario 3

Skenario 4

0 0,169463 0,170975 0,171 0,1702

1 0,170838 0,171013 0,171 0,1703

2 0,153063 0,157463 0,157463 0,1625

3 0,135913 0,136013 0,136138 0,1389

4 0,124413 0,124238 0,12475 0,1283

Tabel 4.1 Pengaruh Pembebanan Terhadap Throughput

Throughput

0.12

0.13

0.14

0.15

0.16

0.17

0.18

0 1 2 3 4 5

Thro

ughp

ut (M

bps)

Beban (Mbps)

Grafik Throughput terhadap Beban

Skenario 1

Skenario 2

Skenario 3

Skenario 4

Delay

Beban (Mbps)

Delay (ms)

Skenario 1 Skenario 2 Skenario 3

Skenario 4

0 11,265 10,016 10,005 10,051

1 10,016 10,006 10,006 10,053

2 10,861 10,873 10,873 10,532

3 12,592 12,582 12,566 12,325

4 13,772 13,799 13,722 13,349

Tabel 4.2 Pengaruh Pembebanan Terhadap Delay

Delay

9

9.5

10

10.5

11

11.5

12

12.5

13

13.5

14

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5

Del

ay (m

s)

Beban (Mbps)

Grafik Delay terhadap Beban

Skenario 1

Skenario 2

Skenario 3

Skenario 4

Jitter

Beban (Mbps)

Jitter (ms)

Skenario 1 Skenario 2 Skenario 3

Skenario 4

0 6.679 8.46425 12.796625 14.179

1 5.87039 11.573 12.60725 11.388

2 15.35325 21.2595 21.2595 17.005

3 36.38175 40.539 40.80725 35.979

4 53.75775 57.226875 57.710625 50.296

Tabel 4.3 Pengaruh Pembebanan Terhadap Jitter.

Jitter

0

10

20

30

40

50

60

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5

Jitte

r (m

s)

Beban (Mbps)

Grafik Jitter terhadap Beban

Skenario 1

Skenario 2

Skenario 3

Skenario 4

Packet Loss

Beban (Mbps)

Packet Loss (%)

Skenario 1 Skenario 2 Skenario 3 Skenario 4

0 0.0775 0 0 0.97

1 0.1350 0.02 0 0.95

2 15.9000 15.8975 15.8975 9.97

3 40.9100 40.7775 40.6125 37.04

4 54.0663 53.8650 53.7250 49.91

Tabel 4.4 Pengaruh Beban Terhadap Nilai Packet Loss.

Packet Loss

-10

0

10

20

30

40

50

60

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5

Pac

ket L

oss

(%)

Beban (Mbps)

Grafik Packet Loss terhadap Beban

Skenario 1

Skenario 2

Skenario 3

Skenario 4

E-Model dan MOSSkenario Pengujian Beban Traffic (Mbps) Faktor R MOS

Skenario 1

0 86,58 4,251 86,35819 4,2399012 50,35872 2,5938413 27,94112 1,5261064 20,5885 1,269543

Skenario 2

0 86,9596 4,25761 86,8700 4,25502 50,3618 2,59403 28,0250 1,52944 20,6874 1,2725

Skenario 3

0 86,9599 4,25761 86,9599 4,25762 50,3618 2,59403 28,1299 1,53354 20,7587 1,2747

Skenario 4

0 82,8835 4,12821 82,9622 4,13092 59,5126 3,07473 30,4928 1,62954 22,7253 1,3372

Tabel 4.5 Konversi nilai faktor R ke dalam MOS

MOS

0.00

0.50

1.00

1.50

2.00

2.50

3.00

3.50

4.00

4.50

5.00

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4

MO

S

Beban (Mbps)

Grafik Nilai Estimasi MOS

Skenario 1

Skenario 2

Skenario 3

Skenario 4

RTT

Ukuran Paket

(Byte)

RTT (ms)

Jaringan WiMAX

Skenario 1 Skenario 2 Skenario 3 Skenario 4

160 26 28 30 29 28

240 26 28 31 28 29

320 26 30 31 28 30

640 27 35 32 30 29

1280 30 36 35 32 31

1920 29 42 35 32 40

2560 30 42 38 34 44

3200 39 54 57 45 49

3840 40 54 46 47 48

4480 41 56 47 47 51

5120 40 54 47 45 52

RTT

0

10

20

30

40

50

60

160 240 320 640 1280 1920 2560 3200 3840 4480 5120

Rou

nd T

rip T

imes

(RTT

) (m

s)

Ukuran Paket (byte)

Pengukuran Nilai RTT Dengan Ukuran Paket Berbeda

Jaringan WiMAX

Skenario 1

Skenario 2

Skenario 3

Skenario 4

Kesimpulan (1)• Teknologi WiMAX dapat digunakan sebagai backhaul pada jaringan

WiFi, namun menyebabkan perubahan nilai pada performa jaringanyang diintegrasikan.

• Layanan VoIP dapat digunakan pada jaringan lokal denganmenginstalasi software Asterisk pada PC yang akan digunakansebagai server dan dihubungkan dengan jaringan WiMAX.

• Teknologi WiMAX dan WiFi dapat diintegrasikan mengubungkansubscriber station dengan perangkat WiFi.

• Efek pembebanan dapat mempengaruhi kualitas QoS dari layananVoIP yang diimplementasikan yang terlihat dengan perubahan nilaipada throughput, delay, jitter dan packet los

Kesimpulan (2)• Skenario pengujian yang dilakukan terdiri dari empat skenario.

Skenario 1 menggunakan satu buah subscriber station dan satubuah wireless router, dimana user terhubung dengan wirelessrouter. Skenario 2 menggunakan satu buah subscriber stationdengan dua buah wireless router, yakni wireless router primer dansekunder dengan user yang terhubung pada wireless routersekunder. Skenario 3 menggunakan satu buah subscriber stationdengan dua buah wireless router, yakni primer dan sekunderdengan user yang terhubung pada wireless router primer danwireless router sekunder. Skenario 4 menggunakan dua buahsubscriber station dan dua buah wireless router dengan user yangterhubung dengan masing-masing wireless router.

Kesimpulan (3)• Nilai throughput semakin turun dengan ditingkatkannya beban.

Berdasarkan ITU-T G.114, rate dari VoIP dengan codec G.711adalah sebesar 64 Kbps. Dengan demikian, syarat ini hanyadipenuhi oleh skenario 1, 2 dan 3 dan 4 pada seluruh pengujiandengan beban traffic yang 0 Mbps, 1 Mbps, 2 Mbps, 3 Mbps dan 4Mbps.

• Delay semakin tinggi dengan ditingkatkannya pada sistem yangdiimplementasikan. Nilai delay yang direkomendasikan pada ITUG.114 yakni 150 ms. Dengan demikian nilai delay dari skenario 1,2, 3 dan 4 yang diuji pada kondisi beban traffic 0 Mbps, 1 Mbps, 2Mbps, 3 Mbps dan 4 Mbps masih berada di bawah standar delayyang ditentukan.

Kesimpulan (4)• Nilai jitter semakin tinggi dengan ditingkatkannya beban. Pada saat

beban traffic mencapai 4 Mbps, Nilai jitter dari masing-masingskenario 1, 2, 3 dan 4 adalah 53,75775 ms, 57,226875 ms,57,710625 ms dan 50,296 ms

• Nilai Packet Loss semakin tinggi dengan ditingkatkannya padasistem yang diimplementasikan.. Berdasarkan Cisco [26], untuklayanan VoIP nilai packet loss yang direkomendasikan adalahkurang dari 1% sehingga nilai ini hanya dipenuhi oleh skenario 1, 2,3 dan 4 pada kondisi beban traffic 0 Mbps dan 1 Mbps.

Kesimpulan (5)• Semakin padat traffic pada sistem, maka nilai R faktor dan MOS

menjadi semakin rendah. Berdasarkan ITU-P.800 nilai MOS yangdirekomendasikan adalah lebih besar dari 3 sehingga dari skenario1, 2 dan 3 hanya dapat dipenuhi pada saat beban traffic yangdiberikan sebesar 0 Mbps dan 1 Mbps. Sedangkan untuk skenario 4memenuhi hingga beban yang diberikan 2 Mbps.

• Untuk pengembangan coverage area WiFi dan WiMAX mode bridgedapat digunakan tanpa memerlukan tambahan kabel yang tentunya sangat membantu jika diterapkan pada daerah yang terkena bencana.

Saran• Untuk penelitian selanjutnya diharapkan dapat menerapkan topologi

mesh sehingga nantinya pada saat kondisi bencana akan lebihmudah dalam mengakses layanan komunikasi yang disediakan.

• Pengujian kualitas layanan jika diakses pengguna telepon seluler.

• Pengujian layanan VoIP dengan tetap memperhatikan keamananjaringan.

Daftar Pustaka (1)1. ______,"Kemenkominfo : Jaringan Telekomunikasi di Wilayah Banjir Masih

Terputus" , <URL :http://jabodetabek.tvonenews.tv/berita/view/66288/2013/01/21/kemenkominfo_jaringan_telekomunikasi_di_wilayah_banjir_masih_terputus.tvOne>, Januari, 2013, diakses pada 15 april 2014.

2. Mardira, Salman, “Jaringan Komunikasi di Aceh Terputus Akibat ListrikPadam” <URL : http://techno.okezone.com/read/2013/07/03/54/831528/jaringan-komunikasi-di-aceh-terputus-akibat-listrik-padam> Juli, 2013, diakses padaApril 2014.

3. ______, “Siaga Bencana TI”<URL: http://www.biskom.web.id/2012/06/16/siaga-bencana-dengan-ti.bwi> Juni, 2012, diakses pada 19 Mei 2014

4. Panji Rahmanto, Aditya,"Dasar-Dasar Merakit OpenBTS ala Onno Purbo" <URL : http://tekno.kompas.com/read/2011/12/27/10461448/dasar-dasar.merakit.openbts.ala.onno.purbo>, Desember, 2011, diakses pada 19 Mei 2014

Daftar Pustaka (2)5. Wibisono, Gunawan., Dwi Hantoro, Gunadi., Meganjaya, Made., Pram,

Yudi. “Peluang dan Tantangan Bisnis WiMAX di Indonesia”, Informatika, Bandung, Bab 2, 2007

6. Resdinanto, “Perencanaan Jaringan Wireless MAN dengan WiMAX Sebagai Backhaul” ,Institut Sains Dan Teknologi Nasional, Jakarta, Bab 2, 2011

7. G. Andrews., Gosh, Arunabha., Muhamed, Rias, “Fundamental of WiMAX : Understanding Broadband Wireless Networking”, Prentice Hall, Massachussets, chapter 9,2007

8. K. Varma, Vijay. "Wireless Fidelity-WiFi", < URL: http://www.ieee.org/about/technologies/emerging/wifi.pdf>, IEEE, 2006

9. Alfaresi, Bengawan. “Analisis Tekno Ekonomi pada Implementasi Mobile Backhaul Berbasis IP pada Layanan Voice”, Universitas Indonesia. 20

1210.Pusat Data, Informasi dan Humas, “Definisi dan Jenis Bencana”, <URL

http://www.bnpb.go.id/page/read/5/definisi-dan-jenis-bencana>, 2006diakses pada Oktober 2013

Daftar Pustaka (3)11.Taufik Saputra, Andi, “Implementasi dan Analisa Unjuk Kerja Secure VoIP

pada Jaringan VPN berbasis MPLS dengan Menggunakan TunellingIPSec”, Universitas Indonesia, Depok, Bab 2 ,2010.

12.Munadi, Rendy. “Teknik Switching Edisi Revisi”, Informatika, Bandung, Bab 12, 2011

13.Halsall, Fred. “Data Communications, Computer Networks and Open Systems : Fourth Edition”, Addison Wesley, United State of America, Chapter 2, 1995

14.Recommendations G.114, “One-way transmission time”, Mei, 200315. Ibrahim A. Lawal,Ibrahim, Md Said, Abas dan Aminu Mu’azu, Abubakar,

“Simulation Model to Improve QoS Performance over Fixed WiMAX using OPNET”, Research Journal of Applied Sciences, Engineering and Technology,pp. 3933-3945, 2013

16.Recommendations P.800, “Methods for subjective determination transmission quality”, Agustus, 1996.

17.Recommendations G.107, “The E-model, a computational model for use in transmission planning”, Maret, 2003.

Daftar Pustaka (4)18.W.C. Peh, Edwin., K.G. Seah, Winston.., Chew, Y.H., Ge,Y., “Experimental

Study of Voice over IP services over Broadband Wireless Networks”, 22nd

International Conference on Advanced Information Networking and Applications, pp. 834-839, 2008.

19.Cisco, “Quality of Service for Voice ver IP”, Cisco, 2001 diakses pada 19 Mei 2014.

20.Pedro Neves, Paulo Simões, etc. “WiMAX for Emergency Services: An Empirical Evaluation”, International Conference on Next Generation Mobile Applications, Services and Technologies. 2007.

21.User Manual, “AN-100U Base Station (single sector) and SU-O”, Redline Communications, 2006.

22.Lu, Weiquan, K. G. Seah, Winston, W.C. Peh, Edwin, Ge, Yu,“Communications Support for Disaster Recovery Operations usingHybrid Mobile Ad-Hoc Networks”, 32nd IEEE Conference on LocalComputer Networks, pp. 763-770, 2007

23.Recommendations Y.1504, “Network performance objectives for IP-based services”, Desember, 2011.

Daftar Pustaka (5)24.Spiceland, Erin, Davenport, Malcolm, “Asterisk GUI” <URL:

https://wiki.asterisk.org/wiki/display/AST/Asterisk+GUI#AsteriskGUI-IntroductiontoAsteriskGUI>, November, 2013, diakses pada 18 Mei 2014

25.______, “About “ <URL: https://jitsi.org/Main/About>, diakses pada 18 Mei 2014

26.______,“Just Get Started” <URL: http://www.asterisk.org/get-started> diakses pada 18 Mei 2014

27.______, “Wireshark frequently asked questions”<URL:http://www.wireshark.org/faq.html#q1.1>, diakses pada 18 Mei 2014

Terima Kasih