7

 

BAB 2

LANDASAN TEORI

2.1 Network [17]

Network (jaringan) adalah kumpulan dua atau lebih komputer yang masing-

masing berdiri sendiri dan terhubung melalui sebuah teknologi. Hubungan antar

komputer tersebut tidak terbatas berupa kabel tembaga saja, namun juga bisa melalui

fiber optic, gelombang microwave, infrared, bahkan melalui satelit.

Secara umum network mempunyai beberapa manfaat yang lebih dibandingkan

dengan komputer yang berdiri sendiri. Adapun manfaat yang didapat dalam membangun

network adalah sebagai berikut :

- Sharing resources

- Media komunikasi

- Integrasi data

- Sumber daya lebih efisien dan informasi terkini

Berdasarkan tipe transmisinya network dibagi menjadi dua bagian besar yaitu:

broadcast dan point-to-point. Dalam broadcast network, komunikasi terjadi dalam

sebuah saluran komunikasi yang digunakan secara bersama-sama. Data berupa paket

yang dikirimkan dari sebuah komputer akan disampaikan ke tiap komputer yang ada

dalam jaringan tersebut. Paket data hanya akan diproses oleh komputer tujuan dan akan

dibuang oleh komputer yang bukan tujuan paket tersebut. Sedangkan pada point-to-point

network, komunikasi data terjadi melalui beberapa koneksi antar sepasang komputer,

sehingga untuk mencapai tujuannya sebuah paket mungkin harus melalui beberapa

8 komputer terlebih dahulu. Oleh karena itu, dalam tipe jaringan ini, pemilihan jalur yang

baik menentukan bagus tidaknya koneksi data yang berlangsung.

2.2 Jenis Network [15]

2.2.1 Definisi dan Ciri-ciri Local Area Network (LAN)

LAN (Local Area Network) adalah sebuah jaringan komputer yang

dibatasi oleh area geografik yang relatif kecil dan umumnya berada dalam

lingkungan seperti perkantoran atau sekolahan dan dalam satu kompleks.

Dalam koneksi jaringan ini, umumnya ada satu komputer yang dijadikan

sebuah server. Server tersebut dapat digunakan untuk menyimpan berbagai

macam piranti lunak (software) yang dapat dimanfaatkan untuk mengatur

jaringan ataupun sebagai piranti lunak yang akan digunakan oleh komputer yang

terhubung ke jaringan tersebut.

Ciri-ciri LAN (Local Area Network) adalah sebagai berikut :

1. Beroperasi pada area yang terbatas

2. Memiliki kecepatan transfer yang tinggi

3. Dikendalikan secara private oleh administrator local

4. Menghubungkan peralatan yang berdekatan.

2.2.2 Definisi dan Ciri – ciri Metropolitan Area Network (MAN)

MAN (Metropolitan Area Network) merupakan jaringan yang area

cakupannya lebih besar dari LAN, misalnya antar wilayah dalam satu kota. MAN

dapat menghubungkan beberapa LAN menjadi suatu bagian jaringan yang lebih

besar lagi.

9

Ciri MAN (Metropolitan Area Network) adalah cakupan geografiknya

lebih besar daripada LAN. Kecepatan transfer data dapat sama besar dengan

kecepatan data transfer pada LAN biasa.

2.2.3 Definisi dan Ciri-ciri Wide Area Network (WAN)

WAN (Wide Area Network) merupakan jaringan yang ruang lingkupnya

sudah terpisahkan oleh batas geografis dan biasanya sebagai penghubungnya

sudah menggunakan media satelit ataupun kabel bawah laut.

Ciri-ciri WAN (Wide Area Network) adalah sebagai berikut :

1. Beroperasi pada wilayah geografis yang sangat luas

2. Memiliki kecepatan transfer yang lebih rendah daripada LAN

3. Menghubungkan peralatan yang dipisahkan oleh wilayah yang luas,

bahkan secara global.

2.3 Referensi Model Jaringan

2.3.1 Model TCP / IP Layer [14]

Model TCP / IP (Transmission Control Protocol / Internet Protokol)

diciptakan oleh US Department of Defence (DoD), karena DoD ingin mendesain

network yang dapat tetap berfungsi dalam kondisi apapun.

Gambar 2.1 TCP / IP Layer

10

TCP / IP terdiri dari 4 layer, antara lain :

1. Network Access Layer (Physical / Link Layer)

Layer ini bertugas untuk mengatur semua hal-hal yang

diperlukan sebuah paket IP agar dapat dikirimkan melalui sebuah

medium fisik jaringan, termasuk di dalamnya ditail teknologi

LAN dan WAN.

2. Internet Layer

Layer ini memiliki tugas utama untuk memilih jalur terbaik

yang akan dilewati oleh sebuah paket data dalam sebuah jaringan.

Selain itu, layer ini juga bertugas untuk melakukan packet

switching untuk mendukung tugas utama tersebut.

Protokol yang ada pada layer ini :

a) Internet Protocol (IP)

Internet Protocol (IP) adalah protokol yang

berorientasi pada data, yang mengatur bagaimana data

dikirim dari satu komputer ke komputer lain dalam suatu

jaringan komputer. Setiap perangkat keras (host) yang

berada dalam jaringan internet setidaknya mempunyai satu

IP Address yang bersifat unik yang membedakan dari host

lain.

b) Internet Control Message Protocol (ICMP)

Internet Control Message Protocol adalah protocol

manajemen dan layanan messaging yang disediakan untuk

IP.

11

c) Address Resolution Protocol (ARP)

Address Resolution Protocol mencari alamat hardware

dari host yang sudah diketahui alamat IP-nya. Jadi, ARP

menerjemahkan alamat software (IP) menjadi alamat

hardware.

d) Reserve Address Resolution Protocol (RARP)

Ketika IP digunakan oleh mesin diskless, tidak ada

cara untuk mengetahui alamat IP-nya. Namun alamat

MAC bisa diketahui. Reserve Address Resolution Protocol

mengetahui identitas alamat IP untuk mesin diskless

dengan cara mengirim paket yang mengikutsertakan

alamat MAC dan meminta alamat IP untuk alamat MAC

tersebut.

3. Transport Layer

Layer ini menyediakan layanan pengiriman dari sumber data

menuju ke tujuan data dengan cara membuat logical connection

antara keduanya. Layer ini bertugas untuk memecah data dan

membangun kembali data yang diterima dari application layer ke

dalam aliran data yang sama antara sumber dan pengirim data.

4. Application Layer

Layer ini berfungsi untuk menangani high-level protocol,

masalah representasi data, proses encoding, dan dialog control

yang memungkinkan terjadinya komunikasi antar aplikasi

jaringan. Layer ini berisi spesifikasi protokol-protokol khusus

12

yang menangani aplikasi umum seperti Telnet, File Transfer

Protocol (FTP), Domain Name System (DNS), dan lain-lain.

2.3.2 Model Referensi OSI [17]

Pada model referensi OSI, ada tujuh layer yang pada tiap layernya

mengilustrasikan fungsi-fungsi jaringan. Ke tujuh layer tersebut adalah :

1. Application Layer

Layer ini adalah layer yang paling dekat dengan pengguna, layer

ini menyediakan sebuah layanan jaringan kepada pengguna aplikasi.

2. Presentation Layer

Layer ini mengelola informasi yang disediakan oleh layer

aplikasi supaya informasi yang dikirimkan dapat dibaca oleh layer

aplikasi pada sistem lain.

3. Session Layer

Sesuai dengan namanya, layer ini berfungsi untuk

menyelenggarakan, mengatur, dan memutuskan sesi komunikasi.

4. Transport layer

Layer ini berfungsi sebagai pemecah informasi menjadi paket-

paket data yang akan dikirim dan penyusun kembali paket-paket data

menjadi sebuah informasi yang diterima.

5. Network Layer

Network layer menyediakan transfer informasi diantara ujung

sistem melewati beberapa jaringan komunikasi berurutan. Layer ini

13

dapat melakukan pemilihan jalur terbaik dalam komunikasi jaringan

yang terpisah secara geografis (Path Selection).

6. Data Link Layer

Data Link layer berfungsi menghasilkan alamat fisik (physical

addressing), pesan-pesan kesalahan (error notification), pemesanan

pengiriman data (flow control).

7. Physical Layer

Physical layer berkaitan dengan karakteristik tinggi tegangan,

periode perubahan tegangan, lebar jalur komunikasi (bandwidth),

jarak maksimum komunikasi, dan konektor.

Gambar 2.2 Model referensi OSI

Perbandingan Model OSI Layer dan TCP/IP Layer :

Gambar 2.3 Perbandingan Model OSI Layer dan TCP/IP Layer.

14 2.4 Topologi [15]

Topologi adalah struktur yang terdiri dari jalur switch, yang mampu

menampilkan komunikasi interkoneksi diantara simpul-simpul dari sebuah jaringan.

Topologi jaringan dibagi menjadi 2, yaitu :

1. Topologi Fisik

Topologi Fisik menggambarkan struktur fisik dari sebuah jaringan.

Ada beberapa jenis topologi secara fisik, yaitu :

1. Bus

Gambar.2.4 Topologi Bus

Topologi ini menggunakan sebuah kabel backbone tunggal

untuk menghubungkan node yang satu dengan yang

lainnya dalam sebuah jaringan.

2. Ring

Gambar 2.5 Topologi Ring

Topologi ini menghubungkan node yang satu dengan yang

lainnya dimana node terakhir terhubung dengan node

pertama sehingga node-node yang terkoneksi tersebut

membentuk jaringan seperti sebuah cincin.

15

3. Star

Gambar 2.6 Topologi Star

Topologi star menghubungkan semua node ke satu node

pusat. Node pusat ini biasanya berupa hub atau switch.

4. Extended Star

Gambar 2.7 Topologi Extended Star

Topologi ini menggabungkan beberapa topologi star

menjadi satu. Hub atau switch yang dipakai untuk

menghubungkan beberapa komputer pada satu jaringan

dengan menggunakan topologi star, akan dihubungkan

lagi ke hub atau switch utama.

5. Hierarchical

Gambar 2.8 Topologi Hierarchical

Topologi ini hampir sama seperti topologi extended star.

Yang menjadi perbedaan adalah topologi lain membentuk

sebuah jaringan yang hirarki dimana ada node-node yang

mengontrol dan dikontrol.

16

6. Mesh

Gambar 2.9 Topologi Mesh

Topologi ini memungkinkan node yang satu terhubung

atau lebih node lain dalam jaringan tanpa ada suatu pola

tertentu.

7. Hybrid

Gambar 2.10 Topologi Hybrid

Topologi hybrid merupakan gabungan dari beberapa

topologi jaringan yang lain. Biasanya topologi ini

digunakan pada WAN, karena setiap topologi mempunyai

kelemahan sehingga jika digabungkan bisa didapat kualitas

maksimum.

2. Topologi Logical

Menggambarkan bagaimana suatu data ditransmisikan kedalam

jaringan.

17

Ada 2 jenis topologi secara logical, yaitu :

1. Broadcast

Bersifat First In First Out / FIFO (dari sisi penerima) dan

bersifat non-deterministic. Artinya host manapun yang

merupakan bagian dari jaringan bisa mentransmit data

(dalam waktu yang sama).

2. Token Pass

Bersifat deterministic, artinya hanya host yang memiliki

token saja yang bisa mentransmit data. Ketika sebuah

komputer mendapatkan token tersebut, berarti komputer

tersebut diperbolehkan melakukan pengiriman data pada

jaringan yang ada. Namun apabila komputer tersebut tidak

memiliki data yang akan dikirimkan, maka token akan

dilewatkan ke komputer berikutnya. Kejadian seperti itu

akan berulang – ulang terus karena token pass bersifat

sekuensial.

2.5 Media transmisi data [7]

a. Kabel UTP

Kabel UTP (Unshielded Twisted Pair) merupakan kabel LAN yang

paling banyak dipakai saat ini. Jenis kabel ini mudah dalam pemasangan,

tidak mahal, dan memiliki kinerja yang baik. UTP yang digunakan untuk

jaringan saat ini adalah UTP kategori 5 yang dapat mendukung transmisi data

18

sebesar 100 mbps dengan jarak maksimal 100 meter. Untuk menambah jarak

jangkauan dapat dengan menggunakan repeater, hub, bridge atau switch.

UTP terdiri dari 4 pasang kabel yang dipilin untuk mengurangi interferensi.

Dalam pemasangannya UTP dihubungkan dengan menggunakan jack RJ-45

menurut susunan warna yang ditentukan.

Spesifikasi kabel berdasarkan bandwidth :

a. Category 1 : hanya untuk transmisi voice

b. Category 2 : bandwidthnya >4 Mbps

c. Category 3 : bandwidthnya >10 Mbps

d. Category 4 : bandwidthnya >16 Mbps

e. Category 5 : bandwidthnya >100 Mbps

f. Category 5e : bandwidthnya >100 Mbps (bisa sampai 1 Gbps)

hanya berbeda pada kekebalan terhadap noise.

g. Category 6 : bandwidthnya >1000 Mbps / 1 Gbps ke 4 twisted

pair dibatasi oleh sekat PVC.

Standarisasi urutan kabel berdasarkan standar TIA/EIA :

a. 568 B : PO O PH B PB H PC C

b. 568 A : PH H PO B PB O PC C

19

Tipe kabel untuk komunikasi fisik antar device :

a. Straight – through

Susunan kabelnya

Pin 1 Pin 1

Pin 2 Pin 2

Pin 3 Pin 3

Pin 4 Pin 4

Pin 5 Pin 5

Pin 6 Pin 6

Pin 7 Pin 7

Pin 8 Pin 8

Tipe kabel straight digunakan untuk menghubungkan 2 device

yang berbeda jenis (device yang bekerja pada layer <OSI Layer>

yang berbeda).

Layer 3 device pc, router

Layer 2 device switch, bridge

Layer 1 device hub, repeater

Contoh :

a. pc <-> hub

b. pc <-> switch

c. router <-> hub

d. router <-> switch

b. Crossover

Susunan kabelnya :

20

Pin 1 Pin 3

Pin 2 Pin 6

Pin 3 Pin 1

Pin 4 Pin 4

Pin 5 Pin 5

Pin 6 Pin 2

Pin 7 Pin 7

Pin 8 Pin 8

Atau

Pin 1 Pin 1

Pin 2 Pin 2

Pin 3 Pin 3

Pin 4 Pin 4

Pin 5 Pin 5

Pin 6 Pin 6

Pin 7 Pin 7

Pin 8 Pin 8

Tipe kabel crossover digunakan untuk menghubungkan 2 device

yang sama jenisnya (bekerja pada layer yang sama).

a. switch <-> switch

b. pc <-> pc

c. hub <-> hub

d. router <-> router

e. hub <-> switch

21

f. pc <-> router

c. Rollover

Susunan kabelnya :

Pin 1 Pin 8

Pin 2 Pin 7

Pin 3 Pin 6

Pin 4 Pin 5

Pin 5 Pin 4

Pin 6 Pin 3

Pin 7 Pin 2

Pin 8 Pin 1

Tipe kabel crossover digunakan untuk komunikasi serial dari serial

port pc (COM port) ke console port network device (contoh : router,

switch) untuk melakukan konfigurasi pada network device tersebut.

b. Kabel Coaxial

Kabel coaxial adalah kabel yang pertama kali digunakan untuk LAN.

Saat ini masih digunakan, walaupun banyak yang telah berganti dengan

twisted-pair. Kabel coaxial dapat mendukung transmisi data hingga 10

mbps dengan jarak mencapai 500 meter. Tetapi harganya sedikit lebih

mahal daripada UTP, dan pemasangannya sulit.

c. Fiber Optic

Biasanya digunakan untuk pengkabelan backbone. Kabel ini

menggunakan berkas cahaya sebagai penghantar data. Kabel fiber optic

tidak terpengaruh oleh aliran listrik maupun medan magnet, memiliki

22

kecepatan tinggi dan dapat mencapai jarak yang jauh tanpa kehilangan

data. Kabel fiber optic jauh lebih mahal jika dibandingkan dengan kabel

tembaga biasa, memerlukan peralatan yang lebih mahal, dan

pemasangannya sulit.

d. Wireless

Wireless menggunakan media gelombang radio sebagai penghantar

data. Untuk pengoperasiannya, diperlukan suatu unit receiver dan

transmitter. Terdapat beberapa standar untuk operasi wireless, di antaranya

adalah 802.11a, 802.11b, 802.11g. Frekuensi yang sering digunakan dalam

transmisi wireless antara lain 2,4 GHz (bebas lisensi) dan 5 GHz.

Kecepatan yang dapat dicapai oleh transmisi wireless adalah 54 Mbps.

2.6 Perangkat Jaringan

Jenis device yang ada pada suatu jaringan :

1. End User Device

End User Device berfungsi untuk memberikan service kepada user yang

ada pada suatu jaringan. Contoh End User Device yang digunakan dalam

skripsi adalah PC(Personal Computer).

2. Hub

Fungsi hub mirip dengan repeater, perbedaannya adalah hub memiliki

jumlah port lebih banyak daripada repeater. Hub disebut juga multi

repeater. Sebuah hub dapat memiliki 4,8,12, bahkan 24 port. Dalam

sebuah Hub terdapat penguat sinyal yang dapat menjangkau peralatan

23

yang berjarak 100 meter dari hub dan mengirimkannya kembali pada

jarak yang sama.

3. Switch

Switch berfungsi sama seperti bridge hanya saja switch memiliki lebih

banyak port. Switch disebut juga multi-port bridge. Paket data yang

dikirimkan oleh switch berdasarkan MAC (Media Access Control)

address yang dituju untuk paket data. Ada dua jenis Switch, yaitu :

Unmanageable Switch dan Manageable Switch. Unmanageable Switch

hampir sama dengan hub tetapi transmisi datanya jauh lebih cepat dan

datanya hanya dikirim kepada port yang dituju dalam jaringan saja.

Manageable Switch memiliki kemampuan tambahan untuk membuat

Virtual LAN dengan melakukan setting terhadap switch.

4. Router

Router berfungsi untuk menghubungkan network yang satu dengan yang

lain dan memilih jalur yang terbaik untuk mengirimkan paket data yang

datang dari satu port yang dituju paket data tersebut. Router mengirimkan

paket data berdasarkan IP address.

2.7 PBX dan IP PBX [13]

PBX adalah sistem telepon yang ada dalam sebuah perusahaan atau organisasi

yang berfungsi sebagai call switch antar pengguna di dalam perusahaan atau organisasi

dengan menggunakan jaringan internal. PBX dapat juga melakukan panggilan keluar.

Ada yang mengenal PBX sebagai phone switch, yaitu perangkat yang menghubungkan

antara telepon analog dalam suatu jaringan telepon lokal dengan jaringan telepon umum.

24

PBX menggunakan teknologi telepon analog pada awalnya, namun sekarang

telah menggunakan teknologi telepon digital (sinyal digital diubah ke sinyal analog)

untuk panggilan keluar pada local loop dengan menggunakan Plain Old Telephone

Service (POTS). Tujuan dari penggunaan PBX adalah untuk menghemat biaya yang

dibutuhkan untuk menarik kabel dari setiap pengguna ke central office (CO) perusahaan

telepon.

Umumnya sebuah PBX terdiri dari:

• Saluran trunk telepon (multiple phone) yang berakhir pada PBX.

• Sebuah komputer atau perangkat dengan memori yang mengatur

switching panggilan keluar dan ke dalam pada PBX.

• Jaringan saluran pada PBX.

• Sebuah console atau switchboard untuk sebuah operator (optional).

Fungsi utama PBX untuk me-routing incoming calls ke extension yang tepat

dalam suatu kantor dan untuk membagi saluran telepon antar extension. Seiring

berkembangnya jaman PBX memiliki penambahan fungsi, yaitu :

• Automated greetings untuk penelepon dengan menggunakan pesan yang

telah direkam.

• Dialing menus.

• Koneksi ke voicemail.

• Mendistribusikan panggilan ke sebuah departemen yang ingin dihubungi

melalui automatic call distribution (ACD).

• Teleconferencing.

25

• Memberikan menu pilihan untuk melakukan panggilan langsung, seperti

melakukan koneksi ke extension tertentu atau ke departemen.

• Meng-hold panggilan ketika PBX akan menghubungkan ke user yang

akan dihubungi.

• Menyalakan music atau pesan tertentu ketika panggilan sedang di-hold.

• Membawa pesan suara untuk semua extension atau departement pada

umumnya.

• Melakukan transfer panggilan antara sesama extension yang ada

• Memberikan call record secara detail dan real-time system management.

Cara kerja PBX

Cara mengoperasikan PBX cukup mudah. Penelpon yang berada di luar

jaringan suatu perusahaan, ingin menelpon seseorang di dalam perusahaan

dengan menggunakan beberapa tipe telepon. Panggilan tersebut di-routing

melalui PSTN menuju saluran telepon perusahaan yang disewa dari suatu

perusahaan telepon. Sistem PBX menjawab panggilan dengan memberikan

recorded greeting, memberikan menu pilihan koneksi ke penelpon dan me-

routing panggilan ke nomor extension yang diinginkan atau untuk melakukan

holding queue (ACD queue atau hunt group) untuk sebuah departemen. Jika

panggilan masuk tidak ingin dijawab dengan menggunakan recorded

greeting (mesin), maka panggilan pertama kali akan di-routing ke operator

atau receptionist yang kemudian akan mem-forward panggilan ke extension

yang dituju. Panggilan akan di-transfer ke sebuah extension sehingga

26

pesawat telepon dari extension tersebut berbunyi. Jika pesawat telepon

tersebut diangkat panggilan tersebut akan terhubung. Jika tidak, panggilan

akan di-transfer ke voicemail atau ke extension lain yang memiliki group

hunting yang sama, hal tersebut tergantung setting routing pada PABX.

IP PBX

IP PBX adalah sebuah sistem yang mempunyai fungsi utama

menyediakan layanan VoIP (Voice Over IP) mulai dari registrasi user, call

routing, call conference, interactive voice response, call forwarding, caller

id, voice mail dan sebagainya. Dalam sebuah jaringan VoIP, selain terdapat

IP PBX, juga terdapat beberapa client yang dapat saling berkomunikasi

dengan baik dengan perantaraan IP PBX.

Prinsip kerja dari sistem layanan VoIP adalah sebagai berikut : Client-

client yang terhubung dalam sistem tersebut mempunyai nomor IP Address

sendiri. Untuk bisa berkomunikasi antar client, maka masing-masing client

harus teregistrasi di IP PBX. Setelah teregistrasi, setiap client akan mendapat

nomor user (user account). Jika sebuah client ingin berkomunikasi dengan

client lain harus men-dial nomor user dari client tujuan sesuai dengan nomor

yang telah teregistrasi pada IP PBX. Komunikasi antar client selalu di-

monitor oleh server.

Asterisk adalah salah satu software Server VoIP yang didistribusikan

melalui GPL (GNU General Public License) dimana seperti software open

source lainnya, dapat didownload gratis dari internet. Asterisk disebut

27

sebagai IP PBX, karena memiliki fungsi dan kemampuan layaknya PBX

namun berbasis IP.

2.8 Pengertian VoIP [12]

VoIP (Voice Over Internet Protocol) / Internet Telephony / IP Telephony

merupakan teknologi yang memungkinkan komunikasi jarak jauh melalui media

internet. Sinyal analog yang dihasilkan dari suara kita di ubah menjadi sinyal digital.

Hasil digitalisasi suara tersebut kemudian akan di kompresi dan dibentuk ke dalam paket

– paket data yang ditransmisikan melalui jaringan internet.

Untuk menyediakan layanan telepon konvensional, diperlukan sebuah protokol

yang mampu membangun sebuah sesi komunikasi antar pengguna. Protokol ini disebut

juga dengan signaling protocol atau call-control protocol. Ketika sebuah sesi

komunikasi telah terbuka, maka ada protocol lain yang bekerja untuk mengantarkan

data-data suara yang telah dipaketkan sehingga dapat direkonstruksi dengan baik pada

tujuannya. Protokol ini disebut dengan media transfer protocol. Terdapat juga protokol-

protokol lain untuk mendukung optimasi dari layanan VoIP, yang sifatnya opsional dan

penggunaannya bergantung dari kebutuhan.

2.8.1 Sejarah Singkat VoIP [18]

Tabel 2.1 Sejarah VoIP

Tahun Hal

1876 Penemuan Telepon oleh Alexander G.Bell

1915 Telepon menghubungkan benua – benua besar menggunakan

28

jalur teknologi :

-POTS : Plain Old Telephone Systems

- PSTN : Public Switched Telephone Networks

1973 ARPANET / Network Voice Protocol (Expremental)

1995 Volcatec ”Internet Phone” on PC486/33, modem soundcard tetapi

masih half dulplex dengan kualitas suara rendah

1996 Perkembangan Digital Signal Prosesor (DSP)

1997 VOIP mulai memasuki pasar global

2000 VOIP mulai diterima oleh masyarakat

Sekarang

(2008)

Telepon ke telepon selular di AS dari telepon rumah di Indonesia

hanya Rp. 250/ mnt

2.8.2 Signaling Protocol [4] [6]

Signaling Protocol dalam VoIP digunakan untuk membangun atau

memutuskan sesi komunikasi, menyimpan informasi mengenai letak user, dan

menegosiasikan kapabilitas. Protokol-protokol yang umum dipakai adalah H.323,

IAX, dan SIP.

2.8.2.1 Protocol H.323 [4] [6]

H.323 adalah sebuah standar yang diciptakan oleh international

Telecommunication Union (ITU) yang merupakan sebuah organisasi di

bawah naungan PBB dimana pemerintahan dan sektor private berkoordinasi

dalam hal pelayanan jaringan komunikasi global.

29

H.323 diciptakan sebagai penyediakan mekanisme untuk men-

transfer aplikasi multimedia melalui jaringan lokal atau Local Area Network

(LAN). H.323 mencangkup semua aspek yang ada dalam melakukan VoIP.

H.323 mengatur registrasi, admisi, dan status sebuah sesi komunikasi, H.225

mengatur cara membangun sesi komunikasi atau melakukan panggilan, dan

H.245 untuk menentukan cara berkomunikasi atau kapabilitas komunikasi.

Elemen dasar jaringan dari topologi H.323 adalah terminal,

gatekeeper dan gateway. Terminal adalah perangkat yang berfungsi sebagai

endpoint, yang melayani satu atau lebih user untuk melakukan pembicaraan

dengan user lain. Gatekeeper adalah inti dari sebuah zona H.323 yang

mengendalikan komponen – komponen yang di dalamnya. Sebuah zona

H.323 terdiri dari gateway, dan terminal yang dikendalikan oleh sebuah

gatekeeper. Gateway adalah pihak yang berfungsi menghubungkan antara

protokol H.323 dengan sistem lainnya, seperti PSTN dan SIP.

2.8.2.2 IAX (Inter Asterisk Exchange) [13]

IAX adalah protokol kontrol dan transmisi untuk media streaming

melalui jaringan Internet Protocol (IP). IAX dapat digunakan untuk semua

tipe media streaming termasuk video tetapi tujuan utama dari protokol ini

adalah untuk mengontrol IP voice call. IAX biasanya digunakan untuk

komunikasi VoIP antar Asterisk. Pada protokol ini sebenarnya sudah

mencangkup 2 protokol yaitu untuk kontrol dan untuk transmisi, tidak

seperti Session Initiation Protocol (SIP) dan Media Gateway Control

Protocol (MGCP) yang merupakan protokol untuk kontrol sedangkan untuk

30

transmisinya masih dibutuhkan Real-Time Transfer Protocol (RTP). Tujuan

utama didesainnya protokol ini adalah untuk meminimalisasi penggunaan

bandwidth.

IAX menggunakan User Datagram Protocol (UDP) dan

menggunakan port 4569. Berikut gambar ilustrasi hubungan antara 2

internet host yang menggunakan IAX.

Gambar 2.11 Komunikasi 2 buah host dengan menggunakan IAX.

• Call setup

Gambar 2.12 Scenario Call setup

Gambar di atas mengilustrasikan alur message yang digunakan

pada voicecall, contoh host A menginisiasi call dengan mengirimkan

NEW message kepada host B. Host B kemudian mengirimkan pesan

ACCEPT yang menandakan bahwa request sudah diterima dan

menyatakan bahwa B telah siap. Host A kemudian kirim ACK

31

message ke host B yang menandakan bahwa telah menerima

ACCEPT message dari B. Host B memulai ring teleponnya, pada saat

ini dikirimlah RINGING message ke host A, host A kemudian

mengirimkan ACK message ke host B yang menandakan bahwa A

telah menerima RINGING message, ketika telepon diangkat, host B

mengirimkan ANSWER message ke host A dan pengesetan untuk call

telah selesai, keduanya sudah dapat berkomunikasi suara secara full-

duplex antara host A dan host B.

• Call Teardown

Gambar 2.13 scenario call teardown

Gambar di atas mengilustrasikan aliran pesan untuk call

teardown, host A mengirimkan HANGUP message kepada host B,

kemudian host B menerimanya dan mengirimkan ACK message yang

mengindikasikan bahwa host B telah menerima permintaan teardown

dan komunikasi pun selesai.

• Format frame

32

Gambar 2.14 Format frame

Penjelasan untuk format frame :

Tabel 2.2 Penjelasan Format Frame

2.8.2.3 Session Initiation Protocol (SIP) [4] [6]

Protokol yang dirancang dan diimplementasikan dalam penulisan

ini adalah protokol SIP, dengan alasan sebagai berikut :

• Mudah diimplementasikan. Membangun jaringan VoIP

berbasiskan komponen- komponen SIP lebih mudah karena

33

software yang digunakan banyak yang berlisensi open source dan

mudah diperoleh serta status produksinya setara dengan komersil.

• Mudah untuk mengimplementasikan fitur-fitur baru dan

digabungkan dengan layanan lainnya seperti Free Mail.

• Mampu bekerja untuk user agent yang berada di belakang NAT

(Network Address Translation) atau common firewall dengan

relatif mudah.

• Kualitas suara dan sebagian besar penggunaan bandwidth

diserahkan pada peer-to-peer.

• Telah terbukti cukup baik untuk beberapa VoIP Service Provider,

seperti VoIP Rakyat.

SIP (Session Initiation Protocol) atau dikenal juga dengan IETF

RFC 3261 didesain sebagai protokol multimedia yang dapat memanfaatkan

kegunaan dari arsitektur aplikasi internet yang sudah ada. Sebagai sebuah

protokol panggil, SIP hanya mengatur bagaimana cara membangun dan

menutup sebuah sesi komunikasi. SIP menggunakan protokol lainnya dari

IETF untuk mengatur semua aspek dalam VoIP dan sesi komunikasi, seperti

RTP untuk media transfer, SDP untuk menentukan cara berkomunikasi,

URL untuk pengalamatan, Domain Name System (DNS) untuk menemukan

suatu alamat, dan Telephony Routing over IP (TRIP) untuk pengaturan jalur

panggilan.

SIP adalah sebuah signaling protocol (application-layer control)

untuk menciptakan, mengatur dan menghentikan sesi komunikasi

34

multimedia antara dua atau lebih peserta. Sesi komunikasi ini meliputi

internet multimedia conference, internet telephone calls dan distribusi

multimedia. SIP adalah signalling protocol, bukan media transfer protocol

sehingga SIP tidak membawa paket data voice atau video. SIP

memanfaatkan RTP (Real Time Tranport Protocol) untuk media transfer.

SIP menggunakan protocol UDP port 5060, sedangkan RTP menggunakan

protocol UDP pada port dinamis (disarankan untuk menggunakan port

antara 8000-20000).

Fungsi SIP:

1. Inisiasi panggilan:

• Membangun sebuah sesi komunikasi

• Mengundang user lain untuk bergabung di dalam sesi

komunikasi

2. Modifikasi panggilan:

• SIP dapat memodifikasi sesi komunikasi

3. Pemutusan panggilan:

• Menutup sesi komunikasi

4. Presence

• Mengumumkan status user pada user lain seperti: online,

offline, away atau busy.

35

2.8.2.3.1 Komponen SIP [13]

SIP memiliki beberapa komponen, yaitu SIP server yang

meliputi proxy server, registrar server, dan redirect server, serta SIP

user agent . Arsitektur SIP yang melibatkan beberapa komponen SIP .

Gambar 2.15 Komponen SIP.

a. User Agent

User agent merupakan komponen SIP yang memulai,

menerima, menutup sesi komunikasi. User Agent dibagi

menjadi dua jenis yaitu :

1. User Agent Client (UAC), yaitu user agent yang

memulai sesi komunikasi. User Agent Client dapat

berupa software pada komputer (softphone) seperti

X-Lite, SJphone atau berupa hardware seperti IP

Phone.

2. User Agent Server (UAS), yaitu user agent yang

menerima atau menanggapi sesi komunikasi. Baik

36

kedua jenis user agent diatas dapat menutup sesi

komunikasi.

User agent client dapat berupa software pada komputer

atau softphone (X-Lite, SJPhone, Windows Messenger) dan

berupa hardware atau hardphone (IP Phone, USB Phone).

Ada 2 tipe komunikasi antara user agent :

Client / Server

Client melakukan request atas service dan resource

tertentu, dan server memenuhi request dengan me-

respon request yang diterima. Client bisa terputus dari

server, namun server selalu aktif dan menunggu request

dari client.

Peer-to-peer (P2P)

P2P berbeda dari client / server, karena user yang

berhubungan sama-sama bisa memulai sesi dan

mengirim request satu dengan lainnya. Tiap user

menyediakan service dan resource, sehingga bila satu

tidak aktif, yang lain bisa terhubung untuk mengakses

resource dan bertukar pesan. Dalam hal ini, user agent

dapat bertindak sebagai client maupun server dan

dianggap sebagai peers.

b. Proxy Server

Proxy server merupakan komponen penengah antar user

agent, bertindak sebagai server dan client yang menerima

37

request message dari user agent dan menyampaikan pada

user agent lainnya. Request yang diterima dapat dilayani

sendiri atau disampaikan (forward) pada proxy lain atau

server lain. Proxy server menterjemahkan dan atau menulis

ulang request message sebelum menyampaikan pada user

agent tujuan atau proxy lain. Proxy server juga bertugas

menyimpan data hasil sesi komunikasi yang terjadi antara

UAC dan UAS.

Proses kerja proxy server dijelaskan pada gambar 2.16,

proxy server merupakan pusat komunikasi yang dapat

dicapai oleh user agent secara langsung. Ketika user agent

mengirimkan pesan “INVITE”, maka proxy server akan

mencari alamat IP dari alamat yang dipanggil oleh pesan

tersebut ke database dan meneruskan pesan “INVITE”

tersebut ke alamat yang dipanggil berdasarkan alamat IP

yang didapat.

Gambar 2.16 Proxy Server

38

c. Redirect Server

Redirect server merupakan komponen yang menerima

request message dari user agent, memetakan alamat SIP

user agent atau proxy tujuan kemudian menyampaikan hasil

pemetaan kembali pada user agent pengirim (UAC).

Berbeda dengan dengan proxy server, redirect server

tidak menyimpan data hasil sesi komunikasi antara UAC

dan UAS setelah pemetaan disampaikan pada UAC.

Redirect server juga tidak dapat memulai inisiasi request

message.

Proses kerja dapat dilihat pada gambar 2.17. Redirect

server berfungsi sebagai perantara dan men-transfer

panggilan bilamana alamat yang dipanggil oleh user tidak

terdapat pada proxy server tersebut, melainkan pada proxy

server lain. Bila redirect server berhasil mendapatkan

alamat yang dipanggil pada proxy server lain, maka alamat

tersebut akan dikirimkan kembali pada user agent untuk

selanjutnya memakai alamat itu untuk menghubungi pihak

yang dipanggil, bila alamat yang dituju tidak dapat dicari

oleh redirect server, maka redirect server akan menolak

permintaan “INVITE” user agent dengan mengirimkan

paket “CANCEL”.

39

Gambar 2.17 Redirect Server

d. Registrar Server

Registrar server merupakan komponen yang menerima

request message REGISTER. Registrar server dapat

menambahkan fungsi otentikasi user untuk validasi. Dengan

kata lain registrar server menyimpan database user untuk

otentikasi dan lokasi sebenarnya (berupa IP dan port) agar

pengguna yang terdaftar dapat dihubungi oleh komponen

SIP lainnya.

Pada saat registrar server menerima otentikasi dari user

dan sesuai dengan database pada registrar server maka user

menerima paket “REGISTER” dan membalas dengan pesan

“OK” bila berhasil dan “CANCEL” bila gagal. User agent

atapun proxy server lain dapat melakukan registrasi pada

40

registrar server, ketika registrasi dilakukan oleh proxy

server, maka proxy server tersebut dianggap sebagai client

oleh registrar server. Dengan demikian proxy server itu

dapat melakukan panggilan ke SIP server lainnya bila

terdapat panggilan yang dialamatkan ke sana. Proses kerja

registrar server dijelaskan pada gambar 2.18 :

Gambar 2.18 Registrar Server

e. Media Gateway

Media gateway adalah komponen SIP yang berfungsi

untuk menjembatani protokol yang berbeda, dalam hal ini

SIP dengan protokol lainnya seperti H.323 maupun telepon

analog (PSTN) atau GSM. Umumnya media gateway

dipakai untuk menghubungkan antara SIP dengan PSTN /

GSM, pada saat itu biasanya terjadi proses perubahan format

protokol.

Pada saat ada panggilan yang di-route oleh SIP proxy

server untuk menuju ke saluran PSTN, maka data tersebut

akan melewati media gateway. Pada media gateway

41

tersebut, terjadi penterjemahan dari signaling SIP ke

signaling lainnya dan sebaliknya. Hal serupa terjadi pula

ketika terjadi panggilan menuju jaringan H.323 ataupun

protokol lainnya. Media gateway akan mengubah signaling

dari protokol SIP menjadi protokol tersebut dan sebaliknya.

f. Media gateway GSM to SIP / SIP to GSM

Media gateway GSM to SIP/ SIP to GSM merupakan

sebuah device yang berfungsi sebagai “penghubung” antara

GSM network dengan SIP server. Media gateway ini sering

disebut GSM gateway. GSM gateway mampu me-routing

antara IP, digital, analog dan GSM networks. Secara umum

GSM gateway terdiri dari port WAN, port LAN dan slot

SIM card. Beberapa produk GSM gateway memiliki port

FXS yang berfungsi sebagai port telepon analog, FXO port

sebagai PSTN port, dan multi slot SIM card. Slot SIM card

akan diregistrasikan ke nomor extension yang terdaftar pada

SIP server. Sehingga seseorang dapat melakukan panggilan

dan menerima panggilan melalui softphone (misalkan X-

lite), SIP phone,ataupun telepon analog. Dengan device ini,

seseorang mampu melakukan panggilan atau menerima

panggilan melalui VoIP.

42

Gambar 2.19 GSM gateway dengan multi-slot SIM card.

Gambar 2.20 GSM gateway dengan port FXS dan port FXO

2.8.2.3.2 Cara Kerja SIP [13]

Kerja dari SIP adalah sebagai berikut. Pemanggil (UAC) dan

peneri\ma (UAS) dikenali dari alamat SIP-nya, contohnya

“sip:yansen@binus.ac.id”, pada saat melakukan panggilan, pemanggil

(UAC) pertama-tama menentukan lokasi server yang tepat dan

mengirimkan request message. Operasi SIP yang paling biasa

digunakan adalah INVITE, namun panggilan ini tidak langsung

mencapai penerima, melainkan dapat membentuk rantai dari proxy

server yang saling melemparkan panggilan untuk mencapai penerima.

Message pada SIP dapat dikirimkan dengan menggunakan

TCP atau UDP. TCP menyediakan transportasi data yang terkontrol

dan terjamin, tetapi lebih lambat dibandingkan dengan UDP yang tidak

memperhatikan error. Pengiriman message dengan TCP baik untuk

43

digunakan pada jaringan dengan kecepatan tinggi seperti LAN, ADSL,

VSAT, dan sebagainya, namun pada kenyataannya, pengiriman

message ini umumnya menggunakan UDP yang lebih cepat, dan

penanganan error dilakukan pada layer atas.

Message pada SIP berbasis teks standar dan menggunakan

karakter ISO 10646 dengan encoding UTF-8. setiap baris harus

diakhiri dengan CRLF (Carriage Return Line Feed). Hampir semua

sintaks dari message ini serupa dengan yang ada pada HTTP. Message

ini dapat berupa request message (untuk melakukan panggilan atau

meminta layanan) atau dapat berupa response message (merespon

panggilan atau layanan).

2.8.2.3.3 Struktur Request Message [4] [6]

Tabel 2.3 Format Request Message

Metode URI Pengirim Versi SIP

Metode:

• INVITE : untuk melakukan panggilan

• ACK : untuk mengkonfirmasi

• BYE : untuk menutup sesi

• CANCEL : membatalkan pencarian dari panggilan

• OPTION : meminta fitur atau opsi dari pihak lain

• REGISTER : melakukan registrasi ke pelayanan lokasi server

44

• INFO – digunakan untuk membawa pesan informasi lainnya, seperti

informasi inline DTMF.

URI (Uniform Resource Indicator) pengirim merupakan

alamat URL dari pengguna atau layanan berasal, sedangkan versi SIP

adalah versi yang digunakan pada saat melakukan layanan.

Contoh sebuah request mesage : INVITE sip:John@zero.com SIP/2.0.

2.8.2.3.4 Struktur Response Message [4] [6]

Tabel 2.4 Format Response Message

Versi SIP Kode Status Informasi tambahan

Kode status (dengan awalan tertentu) dan artinya :

• 1xx : sedang mencari, panggilan sedang berdering, mengantri

• 2xx : sukses

• 3xx : penerusan layanan (forwarding)

• 4xx : kesalahan pada client

• 5xx : kesalahan pada server

• 6xx : panggilan sibuk atau tidak menerima atau tidak bisa

dicari

Informasi tambahan mengandung informasi tekstual yang

menjelaskan status.

Contoh dari sebuah response message : SIP/2.0 200 OK

45

Pada gambar 2.21 merupakan sebuah contoh sesi komunikasi yang

mungkin terjadi pada sebuah sesi komunikasi dengan menggunakan

SIP.

Gambar 2.21 Contoh Sebuah Sesi Komunikasi

2.8.2.3.5 Protokol Pendukung SIP [4] [6]

SIP tidak menyediakan fungsi yang diperlukan untuk

mengirim single-media atau multimedia sepanjang network, atau

services untuk program komunikasi. Melainkan SIP merupakan

komponen yang bekerjasama dengan protokol lain untuk mengirim

data, mengatur media streaming, menghubungkan ke PSTN, dan

service lainnya.

Protokol-protokol pendukung SIP antara lain :

• Session Description Protocol (SDP)

Session Description Protocol (SDP) atau IETF RFC 2327

digunakan untuk mengirim deskripsi informasi yang penting

ketika mengirim data multimedia sepanjang network. Selama

46

inisiasi sesi, SDP menyediakan informasi mengenai jenis

multimedia yang direquest user agent dan informasi lain yang

penting untuk mengirim data ini. SDP adalah protokol berbasis

teks yang menyediakan informasi pada pesan yang dikirim dalam

paket UDP.

• Real-time Transport Protocol (RTP)

Real-time Transport Protocol (RTP) atau IETF RFC 3550

merupakan protokol yang berfungsi untuk mengatur pengiriman

data real-time seperti audio, video, simulasi data melalui UDP.

RTP ini secara spesifik menyediakan cara untuk membawa bagian

audio atau media lain dari komunikasi VoIP. Walaupun RTP

berjalan pada UDP, namun RTP menyediakan reliability dari data

yang dikirim antar user agent.

Gambar 2.22 Real Time Transport Protocol

Dua belas byte pertama selalu ada pada setiap header RTP,

sedangkan kolom CSRC hanya akan ada jika dihasilkan oleh

mixer. Berikut adalah penjelasan masing-masing blok:

47

• Version (V, 2 bit) : versi RTP yang digunakan. Untuk saat

ini (RFC 3550) versi yang digunakan adalah 2.

• Padding (P, 1 bit) : jika bit ini di-set, maka ada tambahan

pad pada akhir paket yang tidak termasuk data RTP. Byte

terakhir dari pad mengandung jumlah pad yang harus

diabaikan termasuk byte terakhir ini.

• Extension (X, 1 bit) : jika bit ini di-set, maka ada tambahan

header extension setelah seluruh dua belas byte header RTP

ini.

• CRSC Count (CC, 4 bit) : mengandung jumlah CRSC

identifier yang mengikuti setelah dua belas byte header

RTP.

• Marker (M, 1 bit) : intepretasi dari bit ini tergantung dari

profile yang digunakan.

• Payload Type (PT, 7 bit) : Jenis format data yang dibawa

oleh paket RTP ini.

• Sequence Number (16 bit) : kolom ini bertambah satu setiap

paket RTP yang dikirim.

• Timestamp (32 bit) : waktu dari sampling paket.

• Synchronization source (32 bit) : merupakan sebuah

identifier dari sumber untuk tujuan sikronisasi.

48

• Contributing source (0 sampai 15, masing-masing 32 bit) :

merupakan identifier dari contributing source yang terdapat

pada paket data RTP ini.

2.8.3 QoS (Quality of Service) VOIP [1] [2] [3] [5] [8] [10] [11]

QoS (Quality of Service) merupakan hal yang penting dalam perencanaan

VOIP. Hal yang perlu dipertimbangkan dalam perencanaan VOIP antara lain:

- Kualitas suara

- Latency

- Packet loss

- Jitter

Satuan kualitas suara yang digunakan biasanya disebut Mean Opinion

Score (MOS) dan R factor. Metode MOS merupakan sebuah hasil survei dalam

percakapan dimana nilai rata-rata kualitas suara antara 1 sampai 5 dimana 1

artinya buruk dan 5 artinya paling baik, MOS ini sudah ada sebelum teknologi

VOIP dan digunakan dalam pengukuran kualitas komunikasi telepon analog.

Kemudian ITU membuat standart pengukuran R factor dengan menggunakan E-

Model yang tertuang dalam ITU-T G.107 dimana untuk R factor didapat dari

perhitungan:

R = Ro – Id – Ie-eff + A

Dimana :

Ro adalah rasio dari sinyal

Id adalah kerusakan karena adanya delay dimana :

Id = 0.024D + 0.11(D – 177.3)·H(D-177.3)

49

Keterangan :

D = delay pada pengiriman data (ms)

H(x) = fungsi Heaviside : H(x) =0 if x<0; H(x)=1 if x>0

Ie-eff adalah kerusakan karena rendahnya bit rate dari codec yang

digunakan serta adanya packet loss dimana :

( )BplPpl

PplIeIeeffIe+

−+=− 95

Keterangan :

Ie = kerusakan karena kualitas dari CODEC itu sendiri dan sudah

tertuang dalam ITU G.113

Bpl = packet loss robustness (tergantung dari CODEC).

Ppl = rata rata packet loss (%).

Tabel 2.5 Nilai Ie dan Bpl untuk macam macam CODEC (ITU G.113)

Codec Rate (Kbps) Ie Bpl

G 711 + PLC 64 0 25.1

G 711 64 0 4.3

G 723.1 + VAD 6.3 15 16.1

G 729A + VAD 8 11 19.0

GSM EFR 12.2 5 10

50

A adalah nilai kompensasi tambahan. Dimana untuk media kabel nilai

kompensasinya 0, untuk gsm nilai kompensasinya 5 – 10 dan untuk satellite

kompensasinya 20.

Dimana dengan perhitungan tersebut didapat hasil dengan skala 0 -100.

Setelah didapat skala nilai R factor, dibuat perbandingan nilai R factor dengan

nilai MOS dimana :

Untuk R < 0: 1MOS =

Untuk 0 < R < 100:

6107)100)(60(035.01MOS −⋅−−++= RRRR

Untuk R > 100: 5.4MOS =

Berikut ini perbandingan nilai R factor dengan nilai MOS :

Tabel 2.6 Hasil Perbandingan R factor dengan MOS Pengguna

Opini Pengguna R factor MOS score

Maximum yang di dapat G.711 93.2 4.41

Paling baik 90 – 100 4.34 – 4.50

Baik 80 – 90 4.03 – 4.34

Cukup baik 70 - 80 3.60 – 4.03

Buruk 60 – 70 3.10 – 3.60

Sangat buruk 0 - 60 1.00 – 3.10

Latency dan jitter akan mempengaruhi kualitas suara yang dihasilkan.

Latency merupakan delay yang terjadi dalam pengiriman paket ke tujuan.

Latency terjadi karena beberapa faktor antara lain : teknik kompresi yang

51

digunakan, kapasitas bandwidth yang tersedia, prosesor yang digunakan, dan lain

sebagainya. Jitter merupakan variasi delay antar paket yang terjadi pada saat

pengiriman paket dan penerimaan paket. Besarnya nilai jitter akan sangat

dipengaruhi oleh variasi beban trafik dan besarnya antrian antar paket

(congestion) yang ada pada saat pengiriman paket paket data. Semakin besar

beban trafik di dalam jaringan akan menyebabkan semakin besar pula peluang

terjadinya congestion dengan demikian nilai jitter-nya akan semakin besar.

Semakin besar nilai jitter akan mengakibatkan nilai QoS akan semakin turun.

Delay yang melebihi 200 ms akan menyebabkan menurunnya kualitas suara.

Packet loss menyatakan banyaknya paket yang hilang selama paket

dikirimkan. Packet loss sering diakibatkan karena adanya antrian antar paket

(congestion) sehingga menyebabkan ada paket yang hilang pada waktu tertentu.

Dalam VOIP, packet loss tidak boleh terjadi bahkan untuk 1 % packet loss dapat

mengakibatkan penurunan kualitas suara.

2.9 CODEC (Compressor – Decompressor ) [19]

Pengkodean suara merupakan perubahan kode analog menjadi kode digital agar

suara dapat dikirim dalam jaringan komputer. Pengkodean ini dikenal dengan istilah

codec. Berbagai jenis codec dikembangkan untuk mengkompresi suara agar bisa

menggunakan bandwidth yang lebih kecil tanpa mengorbankan kualitas suara (suara

yang dikeluarkan masih dapat di dengar dengan baik). Konversi codec bekerja dengan

cara memotong bagian sinyal (sampling) audio dalam jumlah tertentu per - detiknya.

Jika data hasil kompresi berhasil diterima di titik lain, proses selanjutnya adalah

perakitan ulang. Data yang dirakit tidak selengkap data saat pertama kali dikirim, ada

52 beberapa bagian yang hilang. Akan tetapi bagian yang hilang sangat kecil sehingga tidak

terdeteksi oleh telinga manusia.

Codec mempengaruhi kebutuhan bandwidth untuk VoIP, semakin kecil bitrate

sinyal digital yang dihasilkan codec, maka semakin baik codec tersebut. Namun

perhitungan matematis yang dilakukannya menjadi semakin rumit dan ini

mempengaruhi kualitas suara setelah di-decode..

Tabel 2.7 Perbandingan antar CODEC

Codec juga bekerja menggunakan algoritma tertentu untuk membantunya

memecah, mengurutkan, mengkompresi, dan merakit ulang audio data yang

ditransmisikan. Salah satu algoritma yang populer digunakan dalam teknologi VoIP

adalah CS-ACELP (Conjugate-Structure Algebraic Code-Excited Linear Prediction).

Beberapa codec yang digunakan adalah :

• G.711

G.711 merupakan standar ITU codec yang memiliki ukuran 64 Kbps.

G. 711 adalah standar PCM yang mengkodekan suara menjadi 8 bit

sample pada kecepatan 8000 sample per detik dan memberikan

CODEC Algoritma Kbit/s Default

ms/packet

Compression delay

(ms)

G.711 PCM 64 20 0.75

GSM RPE-LTP 13 20 20

G.729 CSA-CELP 8 20 10

G.723.1 ACELP 5.3 20 30

53

64kbps dari data suara digital. Menggunakan G.711 untuk VoIP akan

memberikan kualitas suara yang paling bagus karena tidak ada

kompresi dan ini juga merupakan codec yang sama dengan jaringan

PSTN dan jalur ISDN, suara yang keluar akan sama seperti pada saat

menggunakan telepon biasa. G.711 juga memiliki latency terendah

karena tidak perlu dikompresi. Kelemahannya adalah codec

membutuhkan lebih banyak bandwidth daripada codec yang lain.

G.711 didukung oleh kebanyakan penyedia VoIP.

• G.723.1

Merupakan codec standar ITU yang menggunakan algoritma ACELP

(Algebraic Code Excited Linear Prediction). ACELP merupakan

salah satu algoritma dalam pengkodean suara dengan hasil kompresi

6.3 kbps.

• G.726

G.726 merupakan codec standar ITU yang digunakan sama pada

jaringan PSTN. Kebanyakan digunakan sebagai internasional trunk

untuk menghemat bandwidth. G.726 menggunakan 32 Kbps dan

memberikan kualitas yang hampir sama seperti G.729. codec ini

merupakan codec standar yang digunakan pada telepon wireless.

• G.729

G.729 merupakan codec standar ITU yang menggunakan algoritma

CELP (Code excited linear prediction adalah algoritma pengkodean

suara yang diperkenalkan oleh M.R. Schroeder and B.S. Atal pada

54

tahun 1985) dengan hasil kompresi 8 kbps dengan kualitas suara yang

dihasilkan menyamai voice coding ADPCM dengan bandwidth 32

kbps. Meskipun begitu, codec ini membutuhkan banyak waktu proses

CPU, oleh karena itu beberapa telepon dan adaptor VoIP hanya bisa

menangani satu panggilan G.729 pada satu waktu. Hal ini bisa

menyebabkan kegagalan apabila user mencoba untuk melakukan

panggilan 3 arah atau melakukan panggilan secara terus-menerus

pada kedua jalur dan G.729 adalah satu-satunya codec yang diijinkan.

• GSM

GSM (Global System for Mobile Communications) merupakan standar

sistem telepon seluler. Codec GSM asli dinamakan RPE-LTP

(Regular Pulse Excitation Long-Term Prediction). Codec ini

menggunakan informasi dari contoh sebelumnya.

Pada Codec GSM suara akan disampling pada 8kHz dan di quantisasi

ke dalam 8bit/sample. Sinyal suara akan diproses, dimana pada sinyal

tersebut akan dihilangkan setiap komponen DC dan noise, kemudian

sinyal suara akan dikuatkan. Sinyal kemudian dibagi menjadi frame-

frame dengan panjang durasi 20ms dan jumlah sample sebanyak 160.

Nilai yang didapat merepresentasikan sinyal suara kemudian

dipetakan ke suatu nilai lain yang disebut Log Area Ratio (LAR). 36

bit digunakan oleh LAR sebagai koefisien filter yang digunakan

untuk mem-filter frame. Kemudian hasilnya akan dibagi menjadi 4

subframe dengan durasi 5ms dan 40 sample. Pada masing-masing

subframe dilakukan long-term prediction. Long-term prediction akan

55

menghasilkan x yang nantinya di lakukan sampling dan quantisasi

lagi kepada x. hasil quantisasi dari x nantinya ditambahkan ke

subframe sehingga frame seluruhnya nantinya bertotal 180 bit.

• iLBC

iLBC merupakan codec VoIP yang diciptakan oleh Global IP Sound

tetapi dibuat tersedia (termasuk source kodenya juga) oleh lisensi

liberal dan bebas, dibawah izin untuk modifikasi.

• Speex

Speex merupakan perangkat lunak bebas format kompresi audio yang

dirancang untuk codec bicara. Speex terkenal dengan fleksibilitasnya.

Meskipun begitu, codec ini juga membutuhkan banyak waktu proses

CPU. Speex bisa diatur untuk memenuhi kebutuhan melalui

codecs.conf pada asterisk.

2.10 GSM (Global System for Mobile Comunication ) [16]

Global System for Mobile communication (GSM) adalah sebuah standar global

untuk komunikasi bergerak digital. GSM adalah nama dari sebuah group standarisasi

yang dibentuk di Eropa tahun 1982 untuk menciptakan sebuah standar bersama telpon

bergerak selular di Eropa yang beroperasi pada daerah frekuensi 900 MHz, dimana

untuk frekuensi uplink-nya digunakan frekuensi 890-915 MHz, dan frekuensi downlink-

nya menggunakan frekuensi 935 – 960 MHz. Dengan bandwidth sebesar 25 MHZ yang

digunakan (915 - 890 = 960 – 935 = 25 MHz), dan lebar kanal sebasar 200 kHz, maka

akan didapat 125 kanal, dimana 124 kanal digunakan untuk voice dan 1 kanal untuk

signaling.

56

Pada perkembangannya, jumlah kanal sebanyak 124 kanal tidak mencukupi

untuk memenuhi kebutuhan yang disebabkan pesatnya pertambahan jumlah subscriber.

Untuk memenuhi kebutuhan kanal yang lebih banyak ini, maka regulator GSM di Eropa

mencoba menggunakan tambahan frekuensi untuk GSM pada band frekuensi di range

1800 MHZ, yaitu band frekuensi pada 1710 - 1785 MHz sebagai frekuensi uplink dan

frekuensi 1805-1880 MHZ sebagai frekuensi downlink-nya. Kemudian GSM dengan

band frekuensi 1800 MHZ ini dikenal dengan sebutan GSM 1800. Pada GSM 1800 ini

tersedia bandwidth sebesar 75 MHz (1880-1805 = 1785-1710 = 75 MHz). Dengan lebar

kanal tetap sama seperti GSM 900, yaitu 200 KHz, maka pada GSM 1800 akan tersedia

kanal sebanyak 375 kanal.

GSM yang awalnya hanya digunakan di Eropa, kemudian meluas ke Asia dan

Amerika. Di Amerika Utara, dimana sebelumnya sudah berkembang teknologi lain yang

menggunakan frekuensi 900 MHZ dan juga 1800 MHz, sehingga frekuensi ini tidak

dapat lagi digunakan untuk GSM. Maka regulator telekomunikasi di sini memberikan

alokasi frekuensi 1900 MHZ untuk peng-implementasian GSM di Amerika Utara. Pada

GSM 1900 ini, digunakan frekuensi 1930-1990 MHz sebagai frekuensi downlink dan

frekuensi 1850-1910 MHz sebagai frekuensi uplink-nya. Spesifikasi lengkap tentang

GSM 900, GSM 1800, dan GSM 1900 dapat dilihat di tabel di bawah ini.

Tabel 2.8 Spesifikasi GSM

GSM 900 GSM 1800 GSM 1900

Frekuensi Tx (MHz) 935 - 960 1805 - 1910 1930 - 1990

Frekuensi Rx (MHz) 890 – 915 1710 – 1785 1850 - 1910

Metode Multiple TDMA/FDMA TDMA/FDMA TDMA/FDMA

57

Pada saat ini GSM merupakan teknologi yang paling banyak digunakan

dibandingkan dengan teknologi mobile comunication lainnya, tabel 2.9 menunjukan

perbandingan penggunaan teknologi GSM dengan teknologi lainnya:

Tabel 2.9 Perbandingan jenis mobile comunication pada quarter kedua 2008

Jenis komunikasi Pemakai Presentase

cdmaOne 7.99.081 0,22%

CDMA2000 1X 292.479.194 7,87%

CDMA2000 1xEV-DO 101.171.640 2,76%

CDMA2000 1xEV-D) Rev.A 2.349544 0,06%

GSM 2.961.292.242 80,79%

WCDMA 216.434.662 5,90%

WCDMA HSPA 43.416.405 1,18%

TDMA 3.042.671 0,08%

PDC 9.150.409 0,25%

iDEN 27.610.798 0,75%

Analog 522.697 0,01%

Total 3.665.389.343 100%

Pada teknologi GSM (Global System for Mobile Comunication), memiliki

keuntungan dalam kualitas suara digital yang lebih baik sehingga suara menjadi lebih

jernih. Komunikasi pada teknologi GSM dapat dilakukan dengan menggunakan media

udara (air interface) dari ponsel GSM ke BTS (Base Transceiver Station) yang

58 berfungsi sebagai station pemancar dan penerima dengan kecepatan 22,8 Kb/s. Dari

BTS kemudian diteruskan ke BSC (Base Station Controller) sebagai induk dari BTS

yang kemudian BSC meneruskan ke SSS (Switching Sub System) yang terdiri dari :

MSC, HLR, VLR, EIR dan AuC. Secara garis besarnya jaringan GSM dibagi menjadi 3

sistem yaitu :

1. Switching Sub System (SSS).

Fungsi dari SSS adalah mengatur komunikasi antar pengguna GSM,

mengatur komunikasi pengguna GSM dengan jaringan lain, dan sebagai

database untuk manajemen mobilitas dari pengguna. Karena fungsinya

yang sangat kompleks, maka SSS dilengkapi dengan :

• Mobie Switching Center (MSC) Sebagai penghubung antara satu

jaringan GSM dengan jaringan lainnya melalui Internetworking

Function (IWF).

• Home Location Register (HLR) untuk menyimpan data permanen

dari semua pelanggan.

• Visitor Location Register (VLR) untuk menyimpan data pelanggan

yang bersifat temporer disesuaikan dengan area tempat pelanggan

berada.

• Authentication Register (AuC) untuk keperluan pemeriksaan validasi

pelanggan.

• Equipment Identity Register (EIR) merupakan register penyimpan

data seluruh mobile station/ponsel dan EIR ini berisi IMEIs

(International Mobile Equipment Identities), yang merupakan

59

merupakan nomor seri perangkat + tipe kode tertentu, akan tetapi EIR

ini belum diterapkan di Indonesia.

2. Base Station System (BSS).

BSS (Base Station System) merupakan bagian dari radio sistem pada

network GSM yang terdiri dari: BSC, BTS dan TRAU. Ketiganya

merupakan kesatuan yang tidak dapat dipisahkan karena fungsi mereka

yang saling mendukung. BSC (Base Station Controller) adalah bagian inti

(intelligent/master) dari sistem BSS yang menghubungkan antara BTS

dengan SSS (seluruh database BTS dan TRAU ada pada BSC). Adapun

fungsi utama dari BSC adalah database seluruh network elemen BSS,

penyambungan kanal traffict, memproses pensinyalan, pengendalian daya,

menangani fungsi-fungsi operasi dan maintenance serta monitoring

system. BTS (Base Transceiver Station) dapat dilihat sebagai bagian dasar

dalam jaringan BSS dan perlengkapan hubungan antara BSC dan MS

(mobile subscriber/pelanggan). Fungsinya sebagai elemen network yang

berinteraksi langsung dengan mobile subscriber melalui radio interface

(air interface). BTS terdiri dari Tx (Transmite) dan Rx (Receive) yang

menyediakan kanal pembicaraan. Seperti radio pada umumnya, radio

interface di BTS memiliki daya pancar yang terbatas, dalam GSM sering

dikenal dengan istilah wilayah cakupan atau radio service area. Cara kerja

radio suatu BTS adalah membentuk dan mengatur traffict cell hubungan

dan hand over (perpindahan MS dari satu BTS ke BTS lain) yang berada

didalam wilayah cakupannya. TRAU (Transcoding Rate and Adaptions

60

Unit) adalah interface antara BSC dan SSS (MSC). Meskipun TRAU

merupakan bagian dari BSS, biasanya TRAU diletakkan dekat MSC. Hal

ini dimaksudkan untuk penghematan link transmisi. Pada perangkat TRAU

terjadi kompresing link dari 64 Kbps dari MSC ke TRAU (4 AInterface/

PCMA) menjadi 16 Kbps dari TRAU ke BSC (1 Asub-Interface/PCMS).

Kompresi ini dilakukan hanya untuk traffic channel. Hal tersebut

dimaksudkan agar traffic channel yang digunakan untuk percakapan

pelanggan bisa lebih banyak 4 kali dari sebelumnya. Sedangkan untuk

time slot 0 yang digunakan untuk frame alignment signal dan time slot 16

untuk signaling tidak dilakukan compressing, kecepatannya tetap 64 Kb/s

sebab jika dilakukan compress maka untuk proses pensinyalan akan

menjadi lambat. Karena di TRAU dilakukan pengkompresan, maka pada

TRAU juga melakukan adaptasi suara agar suara pelanggan sama seperti

aslinya tidak terkompres meninggi atau mengecil.

3. Operation Maintenance System (OMS).

Bertugas melakukan pengawasan performance seluruh jaringan BSS dan

NSS yang ada di bawah kendalinya, melakukan penanganan gangguan

tingkat pertama, loading database dan memberikan informasi gangguan

dan performance jaringan. Seluruh perangkat dan elemen ini diatur oleh

sistem sehingga membentuk jaringan, yang sering disebut sebagai

network.

61 2.11 Asterisk [9]

Asterisk pada awalnya dibuat oleh Mark Spencer ,CEO dan pendiri perusahaan

Digium Ltd. Asterisk adalah sebuah program open source yang bisa digunakan sebagai

VoIP server atau yang biasa disebut IP PBX. Asterisk mempunyai fitur-fitur dasar dari

PBX seperti ivr, ,forwarding call, voice mail dan fitur tambahan lainnya seperti,

conference call, video conference. Asterisk bisa menggunakan beberapa protokol-

protokol VoIP seperti SIP, H323, IAX dan mendukung banyak perangkat keras yang

berhubungan dengan jaringan telepon. Sekarang ini, asterisk adalah salah satu IP PBX

berbasis perangkat lunak yang paling banyak digunakan dan dapat bekerja di beberapa

sistem operasi seperti Linux, Windows, Machintos dan lain sebagainya. Pada Linux

biasa banyak digunakan asterisk now, trixbox, asterisk 1.4.22 atau versi lainnya.

2.12 VQManager

ManageEngine VQManager merupakan sebuah web-based tool yang berfungsi

me-monitor QoS secara real time untuk jaringan VoIP

(http://manageengine.adventnet.com/products/vqmanager/vqmanager_datasheet.html).

Dengan VQManager, IT Administrator dapat me - monitoring jaringan VoIP seperti

kualitas suara, call traffic, utilization, menyimpan records panggilan yang berhasil dan

panggilan yang gagal. User agent yang dapat di-monitor oleh VQManager adalah user

agent yang berbasis SIP, Skinny, H.323 and RTP/RTCP.

62

Berikut ini contoh diagram aplikasi dari VQManager :

Gambar 2.23 Contoh Diagram aplikasi dari VQManager

Features yang terdapat pada VQManager:

• Proactive, continuous monitoring of the QoS & Bandwidth of VoIP Network.

• Monitor any device or user-agent that supports SIP, Skinny, H.323 and

RTP/RTCP.

• Alarm generation based on incomplete calls, answer delay, voice bandwidth

usage and other metrics.

• Pictorial representation of call flow plotting all SIP, Skinny and H.323 requests

from call start to end.

• Real-time monitoring and trend analysis for troubleshooting.

• Importing call information using CDR files such as FTP access or uploaded via

HTTP.

63

• Bandwidth usage graph with split up between voice and non-voice data.

• Filtering criteria to capture or monitor call traffic from specific IP addresses.

• Information on 'what is going on' in VoIP network and 'how it performs' are

presented in the form of comprehensive, intuitive and informative reports.

System requirement untuk meng- install VQManager:

Tabel 2.10 System requirement untuk meng- install VQManager:

Ports yang digunakan oleh VQManager:

• MySQL Port - 5306

• Port for connecting Web Interface - 8647

• SNMP Agent - 8001

• SNMP Trap Listen – 8002

64 Protocol settings

VQManager mendukung protocol SIP, H.323, Cisco Skinny(SCCP), RTP and

RTCP untuk monitoring. Signaling protocol tersebut mempunyai standart

port. VQManager sudah men – set default standart port untuk signaling

protocol yaitu :

• SIP: 5060(SIP over UDP only supported)

• H.323(H.225 call signaling): 1720 and

• Cisco Skinny(SCCP): 2000

Advanced Setting

VQManager dapat mengkalkulasi parameter QOS dari RTCP stream, RTP

stream

• RTCP based QoS calculation :

RTCP(Real Time Control Protocol) packets dibangkitkan dan di-transmite oleh

endpoint dan me-monitoring kualitas dari sesi RTP. Dengan RTCP based QoS

calculations memungkinkan VQManager memberikan report tentang paramaeter

QOS secara akurat mengenai QOS endpoint.