1

Makalah Seminar Tugas Akhir

EVALUASI KINERJA ALGORITMA PENJADWALANWEIGHTED ROUND ROBIN PADA WiMAX

Samsul Arifin*, Sukiswo, ST., MT.**, Ajub Ajulian Zahra, ST., MT.**

Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas DiponegoroJl. Prof. Sudharto, Tembalang, Semarang, Indonesia 50275

e-mail : lusmas_nifira@yahoo.com

Abstrak – Standar IEEE 802.16 atau WiMAX merupakan teknologi nirkabel yang menyediakan hubungan jalur lebardalam jarak jauh, memiliki kecepatan akses yang tinggi dan jangkauan yang luas serta menyediakan berbagai macamjenis layanan. Masalah yang menarik dan menantang pada WiMAX adalah dalam hal menyediakan jaminan kualitaspelayanan (QoS) untuk jenis layanan yang berbeda dengan bermacam-macam kebutuhan QoS-nya. Untuk memenuhikebutuhan QoS tersebut, maka diperlukan suatu algoritma penjadwalan. Algoritma penjadwalan berfungsi untukmengatur proses transmisi dari paket data, seperti mengatur pembagian sumber daya (bandwidth) untuk masing-masingpengguna.

Pada tugas akhir ini dilakukan simulasi jaringan WiMAX dengan menerapkan algoritma penjadwalan WeightedRound Robin (WRR). Perancangan program simulasi jaringan WiMAX menggunakan perangkat lunak NetworkSimulator – 2 (NS-2) versi 2.29.3. Sedangkan modul WiMAX yang ditambahkan pada NS-2 menggunakan modul WiMAXyang dikembangkan oleh Network & Distributed System laboratory (NDSL) dengan versi 2.03. Pengujian dilakukanuntuk mengetahui pengaruh algoritma penjadwalan WRR terhadap kinerja dari jaringan WiMAX. Parameter yangdigunakan untuk menguji kinerja dari jaringan WiMAX yaitu throughput, paket hilang, dan rata-rata waktu tunda.

Hasil pengujian menunjukkan bahwa algoritma penjadwalan WRR mempunyai kinerja yang baik terhadap pakethilang, dengan nilai paket hilang yang terus menurun hingga mencapai 0%. Pada parameter throughput, WRRmemberikan nilai throughput yang besar untuk jenis layanan yang mempunyai nilai Minimum Reserved Traffic Rate(MRTR) dan prioritas yang tinggi. Rata-rata waktu tunda yang dihasilkan dalam pengujian mempunyai nilai yang sangatkecil yaitu dalam orde mikro detik. Hal ini menandakan bahwa algoritma penjadwalan WRR mempunyai kinerja yangbaik dalam menekan rata-rata waktu tunda. Besarnya nilai throughput dan rata-rata waktu tunda pada setiap jenislayanan juga dipengaruhi oleh banyaknya jumlah Subscriber Station (SS) yang menggunakan jenis layanan tersebut.

Kata kunci: WiMAX, NS-2, Weighted Round Robin

I. PENDAHULUAN1.1 Latar Belakang

Perkembangan teknologi komunikasi nirkabel(wireless) dewasa ini sangat pesat sekali. Teknologinirkabel berkembang dari AMPS, GSM, CDMA hinggalayanan 3G yang saat ini telah dapat melayani tidakhanya untuk layanan suara (voice) tetapi juga untukdata, gambar dan video. Teknologi nirkabel telahbanyak diaplikasikan dalam menunjang penyediaaninfrastruktur telekomunikasi khususnya di daerah yangsulit dijangkau oleh infrastruktur yang menggunakankabel (wireline). Sukses penggunaan teknologikomunikasi nirkabel telah mendorong pengembanganteknologi menuju ke arah yang lebih baik dalam halkapasitas, kecepatan, kualitas, dan lebar bidang(bandwidth). Salah satu teknologi nirkabel yangdiperkirakan banyak digunakan untuk masa sekarangdan masa depan adalah WiMAX (WorlwideInteroperability for Microwave Access).

Teknologi WiMAX mampu menjangkau areahingga sejauh 50 kilometer tanpa harus ada lintasanlangsung (non line of sight, NLOS) antara base station(BS) dengan peralatan pengguna (customer premiseEquipment, CPE) dan menyediakan total laju datahingga 70 Mbps. Teknologi ini juga mendukungkualitas pelayanan (Quality of Service, QoS) yang

sangat diperlukan pada layanan multimedia sepertikoneksi audio dan video.

Standar IEEE 802.16 atau WiMAXdikembangkan untuk mendukung kebutuhan QoS yangmengikat dari berbagai macam aplikasi tetapi standartersebut tidak menetapkan bagaimana berbagai macamkebutuhan QoS ini bisa dicapai. Untuk memenuhikebutuhan QoS tersebut, maka diperlukan suatualgoritma penjadwalan. Algoritma penjadwalanberfungsi untuk mengatur proses transmisi dari paketdata, seperti mengatur pembagian sumber daya(bandwidth) untuk masing-masing pengguna. Olehkarena itu, algoritma penjadwalan harus dikembangkanpada IEEE 802.16 sehingga dapat memenuhi kebutuhanQoS dari berbagai jenis paket data.

Salah satu algoritma penjadwalan yangditerapkan pada jaringan WiMAX yaitu WeightedRound Robin (WRR). Algoritma WRR sesungguhnyadiusulkan untuk digunakan pada jaringan AsyncronousTransfer Mode (ATM). Akan tetapi, algoritma ini jugadapat diimplementasikan untuk jaringan lain sepertijaringan nirkabel WiMAX. Oleh karena itu, perludilakukan suatu evaluasi atau penilaian terhadap kinerjaalgoritma WRR pada jaringan WiMAX.

* Mahasiswa Teknik Elektro Universitas Diponegoro** Dosen Teknik Elektro Universitas Diponegoro

2

1.2 TujuanTujuan penyusunan tugas akhir ini antara lain

adalah sebagai berikut:1. Mensimulasikan penjadwalan pada jaringan

WiMAX.2. Mengetahui pengaruh jenis layanan data dan

jumlah SS (Subscriber Station) yang digunakanterhadap kinerja jaringan WiMAX.

3. Melakukan evaluasi terhadap algoritmapenjadwalan WRR di dalam hubungannyadengan kinerja jaringan WiMAX.

4. Sebagai bahan kajian perencanaan pembangunanjaringan infrastruktur WiMAX sehinggadiperoleh kinerja yang optimum.

1.3 Batasan MasalahDalam penyusunan Tugas Akhir ini terdapat

beberapa batasan masalah yaitu:1. Standar WiMAX yang digunakan adalah standar

IEEE 802.16d (perangkat WiMAX tetap danportable).

2. Menggunakan perangkat lunak NS – 2 (NetworkSimulator - 2) versi 2.29.3. Modul WiMAX yangdiintegrasikan pada NS – 2 dibuat oleh Networkand Distributed Systems Laboratory (NDSL) danmenggunakan versi 2.03.

3. Menggunakan topologi jaringan WiMAX pointto multi point (PMP).

4. Tidak membahas mengenai manajemenkeamanan pada WiMAX.

5. Tidak membahas mengenai perangkat keras yangdigunakan pada WiMAX.

6. Kinerja WiMAX diukur berdasarkan nilaithroughput, paket hilang, dan rata-rata waktutunda.

II. DASAR TEORI2.1 Pengertian WiMAX

WiMAX (Worldwide Interoperability forMicrowave Access) adalah adalah merupakan teknologiakses nirkabel pita lebar (Broadband Wireless Accessatau disingkat BWA) yang memiliki kecepatan aksesyang tinggi dengan jangkauan yang luas. WiMAXmerupakan evolusi dari teknologi BWA sebelumnyadengan fitur-fitur yang lebih menarik. Disampingkecepatan data yang tinggi mampu diberikan, WiMAXjuga merupakan teknologi dengan open standar. Dalamarti komunikasi perangkat WiMAX diantara beberapavendor yang berbeda tetap dapat dilakukan (tidakproprietary). Dengan kecepatan data yang besar(sampai 70 MBps), WiMAX layak diaplikasikan untuklast mile broadband connections, backhaul, dan highspeed enterprise.

2.2 Standar WiMAXSampai saat ini, Standar WiMAX yang paling

terkenal adalah 3 tipe standar yaitu IEEE 802.16 (yangpertama kali muncul), 802.16d (802.16-2004) untuk

aplikasi fixed dan nomadic dan standar 802.16e(802.16-2005) untuk aplikasi portable dan mobile.Perbandingan ketiga standar tersebut diperlihatkan padaTabel 1.

Tabel 1. Perbandingan standar WiMAX

2.3 Arsitektur Jaringan WiMAXSecara umum sistem WiMAX tidak berbeda jauh

dengan sistem Wireless Local Area Network (WLAN).Bila pada WLAN terdiri dari Access Point (AP) yangtersambung ke jaringan kemudian pelanggandisambungkan dengan client (device WLAN) denganmenggunakan WLAN card. Maka sistem WiMAXsecara umum terdiri dari Base Station (BS), SubsriberStation (SS) dan server di belakang BS seperti NetworkManagement System (NMS) serta koneksi ke jaringan.

Secara umum konfigurasi WiMAX dibagimenjadi 3 bagian yaitu SS, BS dan transport site(bagian back end). Untuk SS terletak di lingkunganpelanggan (bisa fixed atau mobile) sedangkan BSbiasanya satu lokasi dengan jaringan operator (jaringanIP/internet atau jaringan TDM/PSTN). Transport siteberfungsi untuk melakukan manajemen jaringanWiMAX. Konfigurasi jaringan WiMAX diperlihatkanpada Gambar 1.

Gambar 1. Konfigurasi Generik WiMAX

3

2.4 Quality of Service (QoS) WiMAXMedium Access Control (MAC) pada WiMAX

dapat menjalankan QoS dengan berbagai kebutuhanbandwidth dan aplikasi. Sebagai contoh aplikasi voicedan video memerlukan waktu tunda (latency) yangrendah tetapi masih bisa mentolelir beberapa error.Sebaliknya aplikasi-aplikasi data pada umumnya sangatsensitif terhadap error. Sedangkan latency bukanmenjadi pertimbangan kritis. Kemampuanmengalokasikan besarnya bandwidth pada suatu kanalpada saat yang tepat merupakan konsep mekanismepenting pada standard WiMAX untuk menurunkanlatency dan meningkatkan QoS.

Aspek lain yang tersedia pada QoS yang terdapatdi WiMAX adalah kemampuan mengatur kecepatandata (data rate manageability) dimana ditentukan olehanalisis link antara BS dan SS. Kuat sinyal antara BSdan SS akan menentukan kecepatan data yang mampudikirim ke sisi pelanggan. Besar kecilnya kecepatandata tersebut didasarkan pada jenis modulasi yangtersedia (apakah 64 QAM, 16 QAM, QPSK atauBPSK). Biasanya semakin jauh pelanggan (SS) dari BS,maka kecepatan datanya akan semakin kecil. Modulasi64 QAM merupakan modulasi terbaik untukmendukung kecepatan data yang paling besar. StandarIEEE 802.16 mendukung lima jenis (kelas) aliranlayanan menurut kebutuhan QoS, yaitu:1. Unsolicited Grant Service (UGS). UGS mendukung

aliran data real time yang terdiri dari paket – paketdata yang berukuran tetap pada interval yangperiodik. Pada layanan ini BS akan memberikanalokasi slot secara periodik untuk SS tanpa harusmelakukan kompetisi untuk mendapatkan alokasislot dengan SS yang lain. Contohnya untuk aplikasiVoIP, T1/E1 atau ATM CBR.

2. Real Time Polling Service (rtPS). rtPS mendukungaliran data real time yang terdiri dari paket – paketdata yang berukuran tidak tetap atau berubah – ubahpada interval yang periodik, misalnya MPEG video.SS pada jenis layanan ini harus melakukanpersaingan atau kompetisi untuk mendapatkanalokasi slot pada periode uplink.

3. Non – Real Time Polling Service (nrtPS). nrtPSmendukung aliran data yang mempunyai toleransiterhadap waktu tunda (tundaan) terdiri dari paket –paket data yang berukuran tidak tetap dimanadibutuhkan laju data minimum, misalnya aplikasiFile Transfer Protokol (FTP). Pada layanan ini SSjuga diberi kesempatan untuk bersaing pada periodepersaingan untuk mendapatkan alokasi slot padaperiode uplink.

4. Extended Real Time Polling Service (ertPS) adalahmekanisme penjadwalan yang dibangun untukmengefisiensikan penggunaan bandwidth padalayanan UGS dan rtPS.

5. Best Effort (BE). BE mendukung layanan yang tidakmempunyai kebutuhan penting terhadap laju data

dan waktu tunda. Contohnya aplikasi internet (webbrowsing), telnet dan email.

2.5 Algoritma Penjadwalan Weighted RoundRobin (WRR)Algoritma penjadwalan WRR merupakan

pengembangan dari algoritma Round Robin (RR) yangsebenarnya diusulkan untuk jaringan ATM yangmempunyai ukuran paket tetap. WRR adalah sebuahalgoritma penjadwalan yang dapat diterapkan padaberbagai bidang, untuk pemakaian sumber daya secarabersama-sama pada sebuah komputer atau jaringan.Algoritma ini dieksekusi atau dijalankan padapermulaan dari setiap frame pada Base Station (BS).Pada permulaan frame, algoritma WRR menentukanalokasi bandwidth diantara SS berdasarkan padabobotnya (weight). Bagian yang kritis dari skema WRRadalah menentukan bobot untuk setiap SS. Bobottersebut ditentukan untuk menggambarkan prioritasrelatif dan kebutuhan QoS dari SS. Selama minimumreserved traffick rate (MRTR) merupakan salah satuparameter yang ditetapkan oleh SS untukmenggambarkan kebutuhan QoS-nya, maka dapatditentukan bobot untuk masing-masing SS sebagaiberikut:

n

1jj

ii

MRTR

MRTRW

dengan: Wi = bobot SS ke-in = jumlah SS

Sebagai contoh, apabila terdapat tiga SS dengannilai MRTR SS1 = 50 Kbps, SS2 = 20 Kbps, dan SS3 =30 Kbps maka bobot SS1 adalah 50 Kbps/(50+20+30)Kbps = 0,5 atau 50% sedangkan bobot SS2 dan SS3secara berurutan yaitu 20% dan 30%. Nilai bobottersebut akan menentukan besar pengalokasianbandwidth untuk masing-masing SS. Gambar 2memperlihatkan penentuan alokasi bandwidthberdasarkan bobot SS pada algoritma WRR.

Gambar 2. Penentuan alokasi bandwidth berdasarkan bobotSS pada algoritma WRR

2.6 Network Simulator (NS)Network simulator adalah sebuah perangkat

lunak yang digunakan untuk mensimulasikan berbagaimacam jaringan komunikasi. NS dibangun dengan

4

menggunakan 2 bahasa pemrograman, yaitu C++ danTcl/Otcl. C++ digunakan untuk library yang berisievent scheduler, protokol dan network component yangdiimplementasikan pada simulasi oleh user, Tcl/Otcldigunakan pada script simulasi yang ditulis oleh NSuser dan pada library sebagai simulator objek. Otcljuga nantinya akan berperan sebagai interpreter.

Ada beberapa keuntungan menggunakan NSsebagai perangkat lunak simulasi pembantu analisisdalam riset atau sewaktu mengerjakan tugasperkuliahan, di antaranya:1. NS dilengkapi dengan tool validasi.2. Pembuatan simulasi dengan menggunakan NS jauh

lebih mudah daripada menggunakan softwaredeveloper seperti Delphi atau C++. Pengguna hanyatinggal membuat topologi dan skenario simulasisesuai dengan riset.

3. NS bersifat open source di bawah GPL (Gnu PublicLicense), sehingga NS dapat di Download dandigunakan gratis melalui web site NShttp://www.isi.edu/nsnam/dist.

4. Dapat dijalankan di berbagai sistem operasi.Network simulator (NS) mensimulasikan

jaringan berbasis TCP/IP dengan berbagai macammedianya. Pengguna dapat mensimulasikan protokoljaringan (TCP/UDP/RTP), traffic behavior (FTP,Telnet, CBR, dan lain–lain), Queue management (RED,FIFO, CBQ), algoritma routing unicast (DistanceVector, Link State) dan multicast, (PIM SM, PIM DM,DVMRP, Shared Tree dan Bi directional Shared Tree),aplikasi multimedia yang berupa layered video, Qualityof Service video-audio dan transcoding. NS jugamengimplementasikan beberapa MAC (IEEE 802.3,802.11, 802.16, diberbagai media, misalnya jaringanwired (seperti LAN, WAN, point to point), wireless(seperti mobile IP, wireless LAN), bahkan simulasihubungan antar node jaringan yang menggunakanmedia satelit.

Pada saat simulasi berakhir, NS membuat satuatau lebih file output text-based yang berisi detailsimulasi jika dideklarasikan pada saat membangunsimulasi. Ada dua jenis output NS, yaitu: file trace yangakan digunakan untuk analisa numerik dan filenamtrace yang digunakan sebagai input tampilan grafissimulasi yang disebut network animator (nam).Tampilan NAM diperlihatkan pada Gambar 3.

Gambar 3. Tampilan Nam

Tampilan dari file trace berupa deretan angkaatau kode – kode tertentu dan berbeda antara simulasiaplikasi yang satu dengan yang lainnya. Tampilan filetrace diperlihatkan pada Gambar 4.

+ 0.51 0 2 cbr 500 ------- 1 0.0 3.0 2 2- 0.51 0 2 cbr 500 ------- 1 0.0 3.0 2 2

r 0.514 0 2 cbr 500 ------- 1 0.0 3.0 0 0Gambar 4. Tampilan file trace

2.7 Modul WiMAX Pada NS – 2NS-2 sampai saat ini tidak mengimplementasikan

modul WiMAX secara langsung. Meskipun demikian,ada beberapa modul WiMAX untuk NS – 2 yangdikembangkan oleh National Institute of Standards andTechnology (NIST) dan Network and DistributedSystems Laboratory (NDSL). Modul – modul inimengimplementasikan layer fisik (PHY) dan layerMAC dari sistem WiMAX. Modul NIST menerapkansistem OFDM pada layer fisiknya sedangkan modulNDSL menerapkan sistem OFDMA dan diterapkanuntuk topologi jaringan point to multipoint (PMP).Kedua modul tersebut menggunakan teknik duplexingyang sama yaitu: Time Division Duplex (TDD).

Penambahan modul WiMAX pada NS-2 yangdibuat oleh NDSL difokuskan dengan menambahkanprotokol MAC 802.16 pada modul MAC NS-2.Protokol MAC 802.16 tersebut antara lain terdiri darimodul MAC, packet, timer dan traffic. Protokol MACtersebut juga mengimplementasikan algoritma WRRsebagai algoritma penjadwalannya untuk mengaturtransmisi dari paket-paket data.

III. PERANCANGAN SISTEM DAN PERANGKATLUNAK

3.1 Parameter SimulasiPada program simulasi jaringan WiMAX terdapat

parameter-parameter yang dapat mempengaruhi hasilsimulasi. Parameter-parameter ini dapat digolongkanmenjadi dua bagian yaitu parameter yang telahdidefinisikan oleh modul WiMAX dan parameter yangdidefinisikan oleh perancang.

3.1.1 Parameter Simulasi Pada Modul WiMAXNDSLUntuk mendukung kinerja dari modul WiMAX

yang dikembangkannya, NDSL menggunakanparameter-parameter tertentu pada layer fisik dan layerMAC yang sesuai dengan standar IEEE 802.16.Parameter-parameter tersebut juga disesuaikan denganspesifikasi dari intel sebagai penyedia chipset untukperangkat komunikasi WiMAX. Nilai dari parameter-parameter modul WiMAX NDSL untuk layer MACdiperlihatkan pada Tabel 2 dan parameter-parameteruntuk layer fisik diperlihatkan pada Tabel 3. Sedangkannilai untuk parameter-parameter system timeditunjukkan pada Tabel 4.

5

Tabel 2. Parameter layer MAC

Tabel 3. Parameter layer fisik

Tabel 4. Parameter system time

3.1.2 Parameter yang Didefinisikan PerancangSelain parameter-parameter yang telah

didefinisikan pada modul WiMAX terdapat pulaparameter-parameter yang dapat didefinisikan olehperancang. Parameter-parameter tersebut antara lainmodel propagasi, jenis protokol routing, topografi,waktu simulasi, daya pancar antena, jumlah SS, jenisaplikasi pada SS, parameter QoS, dan lain-lain.Parameter-parameter yang didefinisikan oleh perancangpada umumnya merupakan parameter yang tidakdidefinisikan pada modul WiMAX. Nilai dariparameter-parameter tersebut ditunjukkan pada Tabel 5.

Tabel 5. Parameter simulasi jaringan WiMAX yangdidefinisikan perancang

Untuk parameter QoS pada SS, sebenarnya telahdidefinisikan pada modul WiMAX tetapi parameterQoS ini bisa juga didefinisikan oleh perancang. Padasimulasi ini, parameter QoS yang digunakanmengambil default dari modul NDSL sepertidiperlihatkan pada Tabel 6.

Tabel 6. Parameter QoS pada modul WiMAX NDSL

3.2 Program Simulasi Jaringan WiMAXProgram simulasi jaringan WiMAX terbagi

menjadi beberapa tahapan utama yaitu pengaturanparameter untuk simulasi, inisialisasi, pengaturanparameter node, pembuatan node, pembuatan alirantrafik data yang terdiri dari uplink dan downlink, danakhir program. Keseluruhan proses tahapan utamapembuatan simulasi jaringan WiMAX dapat dilihatpada Gambar 5.

Gambar 5. Diagram alir tahapan pembuatan simulasi

3.3 Skenario Program Simulasi Jaringan WiMAXProgram simulasi jaringan WiMAX ini dibuat

dengan berbagai macam skenario yang didasarkan padavariasi jenis aplikasi layanan WiMAX yangditransmisikan. Variasi jenis aplikasi layanan WiMAXtersebut diterapkan baik pada BS maupun pada SS.Pembuatan berbagai macam skenario ini bertujuanuntuk mengetahui pengaruh jumlah jenis layanan yangditransmisikan terhadap kinerja dari algoritmapenjadwalan WRR.

6

Program simulasi jaringan WiMAX ini terdiridari 5 macam skenario yang masing-masing skenariomemiliki jumlah jenis layanan WiMAX yang berbeda-beda. Keseluruhan skenario dapat dilihat pada Tabel 7.

Tabel 7. Skenario simulasi jaringan WiMAX dengan variasijumlah jenis layanan

IV. PENGUJIAN DAN ANALISIS4.1 Pengujian Keluaran Hasil Simulasi

Terdapat dua data keluaran dari hasil simulasiyaitu data berbentuk file trace dan data yang berbentukvisualisasi nam trace. File trace digunakan untukproses analisis numerik sedangkan file nam tracedigunakan untuk melihat kejadian-kejadian yang terjadipada simulasi yang disajikan dalam bentuk tampilangrafis. Tampilan dari file trace dan nam trace masing-masing diperlihatkan pada Gambar 6 dan Gambar 7.

Gambar 6. Tampilan bentuk dari data trace file

Gambar 7. Tampilan jendela NAM

4.2 Perhitungan dan Analisis PerformansiDari data trace file dapat dihitung nilai dari

parameter-parameter yang menunjukkan kinerja darijaringan WiMAX. Parameter-parameter tersebut adalahthroughput, paket hilang, dan rata-rata waktu tunda.4.2.1 Throughput

Throughput merupakan jumlah paket data yangditerima setiap detik. Throughput biasanya dinyatakandalam satuan bit per second (bps). Perhitungan nilaithroughput dilakukan untuk setiap jenis layanan yangdigunakan pada simulasi jaringan WiMAX. Nilai dari

throughput dapat dihitung berdasarkan persamaanberikut ini.

Tt0;PThroughput1t

t

Ti

Tii

(1)

Dengan menggunakan persamaan diatas nilaithroughput untuk setiap jenis layanan pada keseluruhanskenario dapat diketahui, seperti yang ditunjukkan padaGambar 8.

(a) Grafik nilai throughput pada skenario 1

(b) Grafik nilai throughput pada skenario 2

(c) Grafik nilai throughput pada skenario 3

(d) Grafik nilai throughput pada skenario 4

7

(e) Grafik nilai throughput pada skenario 5Gambar 8. Grafik nilai throughput pada keseluruhan skenario

Dari gambar grafik nilai throughput diatas, dapatdiketahui bahwa jumlah SS yang menggunakan suatujenis layanan tertentu mempengaruhi nilai throughputdari jenis layanan tersebut. Semakin banyak SS yangmenggunakan jenis layanan itu, maka semakin besarnilai throughput-nya. Dari gambar 8 juga dapatdiketahui bahwa algoritma penjadwalan WRRmemberikan nilai throughput yang besar untuk jenislayanan yang mempunyai nilai Minimum ReservedTraffic Rate (MRTR) yang besar. Selain berdasarkannilai MRTR besarnya nilai throughput juga dipengaruhioleh prioritas dari masing-masing jenis layanan. Nilaithroughput rata-rata pada setiap jenis layanan untukkeseluruhan waktu simulasi ditunjukkan pada Tabel 8.

Tabel 8. Nilai throughput rata-rata pada setiap jenis layanan

Secara keseluruhan jenis layanan rtPS memilikinilai throughput yang paling besar dibanding jenislayanan lainnya. Hal ini disebabkan jenis layanan rtPSmemiliki nilai MRTR yang paling besar dan prioritasmedium (3).4.2.2 Paket hilang

Paket hilang menunjukkan banyak jumlah paketyang hilang. Paket hilang terjadi ketika satu atau lebihpaket data yang melewati suatu jaringan gagalmencapai tujuannya.

Paket yang hilang atau drop dapat menurunkanperformansi terutama pada aplikasi seperti teknologistreaming, Voice over IP (VoIP), online gaming, danvideo conference. Akan tetapi, sangat penting untukdiketahui bahwa paket hilang tidak selalumengindikasikan adanya suatu permasalahan dalamjaringan. Jika besarnya paket hilang masih dapatditerima oleh tujuan, maka terjadinya paket hilang

bukan suatu permasalahan. Nilai dari paket hilang dapatdihitung dengan persamaan (2) berikut ini.

Tt0;100S

DHilangPaket

1t

t

1t

t

Ti

Tii

Ti

Tii

(2)

Paket hilang dihitung dengan membagi jumlahpaket yang mengalami drop dengan jumlah paket yangdikirim. Paket hilang biasanya dinyatakan dalam persen(%). Nilai paket hilang dari keseluruhan skenariodiperlihatkan pada Gambar 9.

(a) Grafik nilai paket hilang pada skenario 1

(b) Grafik nilai paket hilang pada skenario 2

(c) Grafik nilai paket hilang pada skenario 3

(d) Grafik nilai paket hilang pada skenario 4

8

(e) Grafik nilai paket hilang pada skenario 5Gambar 9. Grafik nilai paket hilang pada keseluruhan

skenario

Dari grafik nilai paket hilang pada Gambar 9terlihat bahwa nilai paket hilang pada permulaansimulasi mempunyai nilai yang sangat besar. Hal inidisebabkan pada permulaan simulasi, SS dan BS sibukmelakukan proses ranging untuk memasuki jaringan.Dari Gambar 9 juga terlihat bahwa nilai paket hilangmengalami penurunan hingga mencapai nilai 0 %setelah beberapa detik dari waktu simulasi.Menurunnya nilai paket hilang menandakan bahwaalgoritma penjadwalan WRR mempunyai kinerja yangbaik dalam menekan nilai paket hilang. Nilai pakethilang secara keseluruhan waktu simulasi ditunjukkanpada Tabel 9.

Tabel 9. Nilai paket hilang pada setiap jenis layanan

Berdasarkan Tabel 9 dapat diketahui bahwaperubahan jumlah SS yang menggunakan jenis layanantertentu secara umum tidak mempengaruhi besarnyanilai paket hilang. Sebagai contoh, skenario kedua danketiga memiliki jumlah SS yang menggunakan jenislayanan UGS sama yaitu 2 SS tetapi nilai paket hilangpada skenario ketiga lebih besar dari skenario kedua.Jenis layanan ertPS pada skenario ketiga memilikijumlah SS yang lebih sedikit dibanding skenario keduatetapi nilai paket hilangnya lebih besar. Sedangkanjenis layanan BE yang mengalami peningkatan jumlahSS mempunyai nilai paket hilang yang lebih besardibanding skenario sebelumnya.

4.2.3 Rata-rata waktu tundaWaktu tunda (latency) merupakan interval waktu

yang dibutuhkan oleh suatu paket data saat data mulaidikirim dan keluar dari proses antrian dari titik sumberawal (source node) hingga mencapai titik tujuan(destination node). Waktu tunda yang dihitung padasimulasi ini adalah rata-rata waktu tunda, bukan waktutunda per paket. Untuk menghitung rata-rata waktutunda digunakan perumusan sebagai berikut.

Tt0;RP

STRT

TundaWakturata-Rata1t

t

1t

t

1t

t

Ti

Tii

Ti

Ti

Ti

Tiii

(3)

Rata-rata waktu tunda dihitung denganmengurangi jumlah waktu penerimaan paket denganjumlah waktu pengiriman paket, kemudian hasilnyadibagi dengan jumlah paket yang diterima. Untukmengetahui perubahan nilai rata-rata waktu tundaselama simulasi berlangsung, maka rata-rata waktutunda dihitung per satu detik simulasi. Rata-rata waktutunda pada perhitungan ini dinyatakan dalam satuanmikro second (µs) atau mikro detik. Nilai rata-ratawaktu tunda pada setiap jenis layanan untukkeseluruhan skenario yang dihitung denganmenggunakan persamaan (3) diperlihatkan padaGambar 10.

(a) Grafik nilai rata-rata waktu tunda pada skenario 1

(b) Grafik nilai rata-rata waktu tunda pada skenario 2

9

(c) Grafik nilai rata-rata waktu tunda pada skenario 3

(d) Grafik nilai rata-rata waktu tunda pada skenario 4

(e) Grafik nilai rata-rata waktu tunda pada skenario 5Gambar 10. Grafik nilai rata-rata waktu tunda pada

keseluruhan skenario

Nilai rata-rata waktu tunda yang dihasilkansecara keseluruhan mempunyai nilai yang sangat kecilyaitu dalam orde mikro detik. Kecilnya nilai rata-ratawaktu tunda menandakan bahwa algoritma penjadwalanWRR mempunyai kinerja yang bagus dalam menekannilai rata-rata waktu tunda. Nilai rata-rata waktu tundauntuk setiap jenis layanan pada semua skenarioditunjukkan pada Tabel 10.

Tabel 10. Nilai rata-rata waktu tunda pada setiap jenislayanan

Dari Gambar 10 dan Tabel 10 dapat diketahuibahwa perubahan jumlah SS yang menggunakan jenislayanan tertentu mempengaruhi nilai rata-rata waktutunda. Secara umum kenaikan jumlah SS akanmeningkatkan nilai rata-rata waktu tunda. Jenis layananertPS memiliki nilai rata-rata waktu tunda yang palingtinggi dibanding jenis layanan lainnya. Tingginya nilairata-rata waktu tunda pada jenis layanan ertPSdikarenakan algoritma penjadwalan WRR tidak terlalucocok apabila digunakan pada aplikasi multimedia.

V. PENUTUP5.1 Kesimpulan

Berdasarkan proses yang telah dilakukan padatugas akhir ini, mulai dari perancangan sampaipengujian dan analisis, dapat disimpulkan beberapa hal,antara lain :1. Besarnya nilai throughput pada suatu jenis layanan

dipengaruhi oleh beberapa hal yaitu banyaknyajumlah SS yang menggunakan jenis layanantersebut, prioritas antrian, dan MRTR.

2. Jenis layanan rtPS memiliki nilai throughput palingbesar diantara jenis layanan lainnya pada setiapskenario jaringan, nilai throughput terbesar dari jenislayanan rtPS yaitu 1040,832 Kbps. Sedangkan jenislayanan BE mempunyai nilai throughput yangpaling kecil, nilai throughput terkecil dari jenislayanan BE yaitu 4,648 Kbps.

3. Dari besar nilai throughput yang diperolehmenunjukkan bahwa algoritma penjadwalan WRRmempunyai kinerja yang baik untuk jenis layananyang mempunyai nilai MRTR dan prioritas antrianyang tinggi.

4. Algoritma penjadwalan WRR kurang adil terhadapjenis layanan yang mempunyai MRTR dan prioritasantrian yang kecil, seperti jenis layanan BE.

5. Paket hilang pada simulasi jaringan WiMAX initerjadi pada permulaan dari simulasi dengan nilaipaket hilang yang sangat besar. Hal tersebut terjadikarena, pada permulaan simulasi BS dan SS sibukmelakukan proses ranging untuk memasukijaringan.

6. Secara umum paket hilang yang terjadi pada setiapjenis layanan dari simulasi ini tidak terpengaruh olehbanyaknya jumlah SS.

10

7. Dari hasil pengujian, Algoritma WRR menunjukkankinerja yang baik dalam menekan terjadinya pakethilang.

8. Besarnya nilai rata-rata waktu tunda dari setiap jenislayanan dipengaruhi oleh banyaknya jumlah SSyang menggunakan jenis layanan tersebut.

9. Nilai rata-rata waktu tunda terkecil terjadi pada jenislayanan UGS sebesar 0,167 mikro detik. Sedangkannilai rata-rata waktu tunda terbesar terjadi pada jenislayanan ertPS yaitu sebesar 0,752 mikro detik.

5.2 SaranUntuk penelitian selanjutnya diharapkan bisa

memperbaiki kekurangan dan kelemahan yang terdapatpada penelitian tugas akhir ini. Beberapa saran yangbisa diberikan adalah sebagai berikut :1. Pengujian dengan menggunakan parameter-

parameter layer fisik (frekuensi kerja, bandwidth,daya pancar, RX threshold) yang lain.

2. Pengujian dilakukan dengan bentuk topologijaringan WiMAX yang lain, seperti topologijaringan mesh.

3. Perancangan simulasi jaringan dapat dibuat denganmenambah jumlah node agar aliran trafik yangterjadi semakin padat sehingga akan lebih diketahuikehandalan kinerja dari sistem.

4. Pengembangan penelitian selanjutnya dapatdilakukan dengan menggunakan algoritmapenjadwalan yang lain dan membandingkankinerjanya dengan algoritma WRR.

DAFTAR PUSTAKA

[1] Ahson, S., Mohammad Ilyas, WiMAXTechnologies, Performance Analysis, and QoS,CRC Press, London, 2008.

[2] Arifin, A., Airspan WiMAX Presentation, PT.Airspan Networks Indonesia, 2007.

[3] Chen, J., Chih-Chieh Wang, The Design andImplementation of WiMAX Module for ns-2Simulator, Pisa, Italia, 2006.

[4] Dahiya, N., Performance Analysis of Wimax,Independent Study Report, Indian Institute ofTechnology Delhi, India, 2007.

[5] Dhrona, P., A Performance Study of UplinkScheduling Algorithms in Point to MultipointWiMAX Networks, Thesis of Master of Science,Queen’s University, Kanada, 2007.

[6] Ghai, A., Nihit Purwar, Evaluation of 802.16Broadband Wireless Access MAC.

[7] Permana, A.A., Analisis Modulasi Adaptif Padajaringan Akses Nirkabel Pita Lebar WiMAXStandar IEEE 802.16d (Studi Kasus di BaseStation BRI II Sudirman Jakarta), Skripsi S-1,Universitas Diponegoro, Semarang, 2007.

[8] Wibisono, G. et al, Konsep Teknologi Seluler,Informatika, Bandung, 2008.

[9] Wibisono, G., Gunadi Dwi Hantoro, WiMAXTeknologi Broadband Wireless Access (BWA) Kinidan Masa Depan, Informatika, Bandung, 2006.

[10] Wirawan, A.B., Eka Indarto, Mudah MembangunSimulasi dengan Network Simulator-2, ANDI,Yogyakarta, 2004.

[11] ------, Mobile WiMAX – Part I: A TechnicalOverview and PerformanceEvaluation.http://www.wimaxforum.org/Mobile_WiMAX_Part1_Overview_and_Performance.pdf.Agustus 2007.

Samsul Arifin (L2F003538)

Penulis lahir di Jakarta Barat, 17September 1985. Menempuhpendidikan di SDN 01 ReksosariSuruh Semarang, SDN 07 RawaBuaya Jakarta Barat, SLTPN 264Jakarta, dan SMUN 33 Jakarta.Saat ini masih menyelesaikanstudi Strata-1 di Jurusan TeknikElektro Fakultas TeknikUniversitas Diponegoro

Semarang, dengan mengambil konsentrasi ElektronikaTelekomunikasi.

Menyetujui dan Mengesahkan,

Pembimbing I

Sukiswo, S.T., M.T.NIP. 132 162 548

Pembimbing II

Ajub Ajulian Zahra, S.T., M.T.NIP. 132 205 684