SKRIPSI STUDI PENGARUH UKURAN BUFFER INTERFACE QUEUE

SKRIPSI

STUDI PENGARUH UKURAN BUFFER INTERFACE QUEUE

TERHADAP KINERJA TRANSMISI DATA DI JARINGAN AD HOC

802.11

Diajukan untuk memenuhi persyaratan

menyelesaikan pendidikan sarjana (S-1) pada

Departemen Teknik Elektro Sub konsentrasi Teknik Telekomunikasi

Oleh

Desy Sarah Tarigan

NIM : 120402124

DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

2018

Universitas Sumatera Utara


i

ABSTRAK

Teknologi radio wireless local area network (WLAN) telah luas

digunakan sebagai titik akses jaringan internet di rumah maupun perkantoran.

Pengembangan teknologi ini untuk meningkatkan kecepatan dimulai dengan

mengubah teknik modulasi, multiplexing, teknik multiple access sampai

pengaturan buffer.

Teknik modulasi berkembang dari modulasi analog hingga modulasi

digital. Sementara pengembangan multipleksing sampai pada penggunaan

frekuensi orthogonal atau OFDM. Teknologi OFDM telah digunakan di WiMAX

(802.16), WiFi (802.11), LTE dan teknologi bergerak lainnya. Teknologi multiple

berkembang dari basic access sampai penggunaan kanal terdistribusi seperti

EDCA. Beberapa teknik pengaturan buffer digunakan untuk meningkatkan

kecepatan di 802.11. Manajemen buffer mampu meningkatkan kinerja jaringan

802.11. Sementara kapasitas buffer yang tetap mengurangi kemampuan jaringan.

Untuk mengetahui sejauh mana pengaruh buffer terhadap kinerja jaringan,

Skripsi ini fokus mengkaji pengaruh kapasitas buffer di jaringan 802.11 melalui

simulasi menggunakan network simulator. Hasil evaluasi menunjukkan bahwa

peningkatan kapasitas buffer secara rata-rata dari 10 paket menjadi 100 paket

menaikkan delay dan jitter masing-masing 121,96% dan 17%, namun berhasil

mengurangi packet loss sebesar 59%.

Kata kunci: Kapasitas buffer, interface queue (IFQ), jaringan 802.11, jitter, delay,

packet loss


ii

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas

limpahan nikmat, berkat-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi yang

berjudul:

STUDI PENGARUH UKURAN BUFFER INTERFACE QUEUE

TERHADAP KINERJA TRANSMISI DATA DI JARINGAN AD HOC

802.11

Skripsi ini merupakan bagian dari kurikulum yang harus diselesaikan untuk

memenuhi persyaratan dalam menyelesaikan pendidikan Sarjana Strata Satu di

Departemen Teknik Elektro, Universitas Sumatera Utara.

Skripsi ini penulis persembahkan kepada yang teristimewa yaitu bapak

tercinta Agenda Sebastian Tarigan dan ibu tercinta Bakti Milasari Singarimbun

yang telah memberikan perhatian dan kasih sayang sejak penulis lahir hingga

sekarang, serta adik-adik penulis yang tercinta Yosephine Tarigan dan Sam

Gilbert Tarigan yang telah memberikan semangat kepada penulis serta dukungan

selama masa studi hingga selesainya skripsi ini.

Selama masa kuliah hingga penyelesaian Skripsi ini, penulis juga banyak

mendapatkan dukungan maupun bantuan dari berbagai pihak. Untuk itu penulis

ingin menyampaikan ucapan rasa terima kasih kepada :

1. Bapak Suherman, S.T., M.Comp., Ph.D, selaku Dosen Pembimbing

Skripsi yang telah banyak meluangkan waktu dan pikirannya untuk selalu

memberikan bantuan, bimbingan, dan pengarahan kepada penulis selama

perkuliahan hingga penyusunan skripsi ini.


iii

2. Bapak Ir. Arman Sani M.T, selaku Dosen Penguji Skripsi dan selaku

dosen pembimbing akademik yang telah banyak memberikan masukan

demi perbaikan skripsi ini dan telah banyak memberi motivasi, dan

arahan selama masa perkuliahan.

3. Bapak Ir. Zulfin, M.T, selaku Dosen Penguji Skripsi telah banyak

memberikan masukan demi perbaikan skripsi ini serta senantiasa

memberikan bimbingan selama perkuliahan.

4. Bapak Dr. Fahmi, S.T., M.Sc., IPM, selaku Ketua Departemen Teknik

Elektro FT USU serta Bapak Ir. Arman Sani M.T, selaku sekretaris

Departemen Teknik Elektro FT USU yang banyak memberi motivasi

selama penulis menjalani kuliah.

5. Seluruh Bapak dan Ibu dosen yang telah mendidik penulis menuju

jenjang Sarjana.

6. Kak Umi, Kak Pika, Kak Ester, Bang Dipo dan seluruh staf pegawai

Departemen Teknik Elektro FT USU yang telah membantu penulis dalam

pengurusan administrasi.

7. Abang Willy yang telah memberi motivasi dan masukan untuk

menyelesaikan skripsi ini.

8. Sahabat-sahabat seperjuangan Binsar Bambang, Bobby, Ira, Johannes,

Marco, Valentino yang telah memberikan masukan untuk menyelesaikan

skripsi ini.

9. Sahabat-sahabat tersayang Charolina, Bonita, dan Rika yang telah

memotivasi penulis untuk menyelesaikan skripsi ini.


iv

10. Teman- teman stambuk 2012 yang tidak bisa disebutkan satu persatu, dan

juga adik adik stambuk 2013 dan 2014.

Penulis menyadari bahwa dalam penulis skripsi ini masih belum sempurna

karena masih terdapat banyak kekurangan baik dari segi isi maupun susunan

bahasanya. Saran dan kritik dari pembaca dengan tujuan menyempurnakan dan

mengembangkan kajian dalam bidang ini sangat penulis harapkan. Akhir kata,

penulis berharap semoga penulisan skripsi ini dapat berguna bagi kita semua dan

hanya kepada Tuhan Yang Maha Esa penulis menyerahkan diri.

Medan, Juli 2018

Penulis


v

DAFTAR ISI

ABSTRAK i

KATA PENGANTAR ii

DAFTAR ISI v

DAFTAR GAMBAR vii

DAFTAR TABEL .ix

BAB I PENDAHULUAN 1

1.1 Latar Belakang 1

1.2 Rumusan Masalah 2

1.3 Tujuan Penulisan 3

1.4 Batasan Masalah 3

1.5 Metodologi Penulisan 3

1.6 Sistematika Penulisan 4

BAB II DASAR TEORI 6

2.1 Protokol Komunikasi 6

2.2 TCP 8

2.3 Teknologi 802.11 9

2.4 Jaringan Ad Hoc 12

2.5 Buffer Jaringan 13

2.6 Pengaruh Buffer Jaringan 14

2.7 Network Simulator 2 15

2.8 Evaluasi Video (EvalVid) 16

2.9 Parameter Kinerja Jaringan 19


vi

BAB III METODE PENELITIAN 22

3.1 Alur Penelitian 22

3.2 Langkah Pelaksanaan Simulasi 23

3.3 Perangkat Penelitian 26

3.4 Konfigurasi Jaringan 26

3.5 Spesifikasi Trafik Simulasi 27

BAB IV HASIL SIMULASI DAN ANALISIS 28

4.1 Umum 28

4.2 Hasil Simulasi 28

4.2.1 Tabulasi nilai delay 28

4.2.2 Tabulasi nilai jitter 29

4.2.3 Tabulasi nilai packet loss 30

4.3 Analisis Hasil Simulasi 31

4.3.1 Karakteristik delay 31

4.3.2 Karakteristik jitter 35

4.3.3 Karakteristik packet loss 39

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN .43

5.1 Kesimpulan 43

5.2 Saran 44

DAFTAR PUSTAKA 45

LAMPIRAN 47

Script Simulasi 47


vii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Arsitektur dasar network simulator 2 15

Gambar 2.2 Diagram blok NS2 16

Gambar 2.3 Struktur framework evalvid 17

Gambar 3.1 Diagram Alur Penelitian 22

Gambar 3.2 Potongan script simple-3.tcl 23

Gambar 3.3 Potongan script simple-3.tcl 23

Gambar 3.4 Tampilan perintah untuk konfigurasi tcl pada NS-2 sebelum

dijalankan 24

Gambar 3.5 Tampilan perintah untuk konfigurasi tcl pada NS-2 setelah

dijalankan 24

Gambar 3.6 File yang didapat dari hasil simulasi 25

Gambar 3.7 Analisis menggunakan Libre Office Calc 25

Gambar 3.8 Network Configuration 26

Gambar 4.1 Karakteristik delay terhadap kapasitas buffer 33

Gambar 4.1a Delay untuk 2 node .31

Gambar 4.1b Delay untuk 4 node 32

Gambar 4.1c Delay untuk 6 node 32

Gambar 4.1d Delay untuk 8 node 32

Gambar 4.1e Delay untuk 10 node 33

Gambar 4.2 Karakteristik delay terhadap kapasitas buffer 34

Gambar 4.3 Karakteristik delay terhadap jumlah node 35

Gambar 4.4 Karakteristik jitter terhadap kapasitas buffer 37


viii

Gambar 4.4a Jitter untuk 2 node 36

Gambar 4.4b Jitter untuk 4 node 36

Gambar 4.4c Jitter untuk 6 node 36

Gambar 4.4d Jitter untuk 8 node .37

Gambar 4.4e Jitter untuk 10 node 37

Gambar 4.5 Karakteristik jitter terhadap kapasitas buffer 38

Gambar 4.6 Karakteristik jitter terhadap jumlah node 39

Gambar 4.7 Karakteristik packet loss terhadap kapasitas buffer 41

Gambar 4.7a Packet loss untuk 2 node 39

Gambar 4.7b Packet loss untuk 4 node 40

Gambar 4.7c Packet loss untuk 6 node 40

Gambar 4.7d Packet loss untuk 8 node 41

Gambar 4.7e Packet loss untuk 10 node 41

Gambar 4.8 Karakteristik packet loss terhadap kapasitas buffer 42

Gambar 4.9 Karakteristik packet loss terhadap jumlah node 42


ix

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Kategori jaringan berdasarkan nilai delay (versi TIPHON) ………….20

Tabel 2.2 Kategori jaringan berdasarkan nilai jitter (versi TIPHON) …………..20

Tabel 2.3 Kategori jaringan berdasarkan nilai packet loss (versi TIPHON) ……21

Tabel 3.1 Spesifikasi Trafik Video ……………………………………………...27

Tabel 4.1 Nilai delay hasil simulasi dalam detik ………………………………..28

Tabel 4.2 Nilai jitter hasil simulasi dalam detik ………………………………...29

Tabel 4.3 Nilai packet loss hasil simulasi dalam detik ………………………….30


1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Permasalahan pada sebuah jaringan terus berkembang seiring dengan

peningkatan jumlah jaringan yang terbentuk. Peningkatan jumlah jaringan terjadi

karena peningkatan jumlah dan jenis dari pengguna jaringan. Hal ini

menyebabkan sistem yang ada sekarang harus terus disesuaikan dengan

kebutuhan pengguna jaringan. Salah satu permasalahan jaringan adalah kecepatan

pengiriman.

Pengembangan teknologi wireless untuk meningkatkan kecepatan dimulai

dengan mengubah teknik modulasi. Teknik modulasi analog seperti AM

(Amplitude Modulation), FM (Frequency Modulation), dan PM (Phasa

Modulation) memberikan kecepatan terbatas. Peningkatan kecepatan

menggunakan modulasi digital dimulai dengan penggunaan ASK (Amplitude Shift

Keying), FSK (Frequency Shift Keying) dan PSK (Phasa Shift Keying).

Pengembangan PSK mencapai penggunaan M-ary PSK [1].

Selain peningkatan kecepatan melalui modulasi, multipleksi seperti FDD

dan TDD menyebabkan banyak kanal yang dapat digunakan. Perkembangan

terakhir multipleksing adalah penggunaan frekuensi orthogonal atau OFDM [3].

Teknologi OFDM telah digunakan di WiMAX (802.16), WiFI (802.11), LTE [7]

dan teknologi bergerak lainnya.

Teknologi multiple akses juga menyebabkan kecepatan komunikasi pada

teknologi 802.11 berkembang. Teknologi basic access, berkembang menjadi


2

teknologi RTS/CTS [8]. Demikian juga penggunaan kanal terdistribusi seperti

EDCA [10].

Beberapa teknik digunakan untuk meningkatkan kecepatan di 802.11 yang

melibatkan pengaturan buffer telah dilakukan. Wang et al [11] telah menggunakan

manajemen buffer untuk meningkatkan kinerja jaringan yang toleran terhadap

delay. Sementara pengaturan antrian pada buffer [12] telah meningkatkan kinerja

jaringan 802.11. Tianji Li [13] menunjukkan bahwa kapasitas dengan penentuan

ukuran buffer yang tetap pada jaringan, kinerja jaringan dapat ditingkatkan.

Skripsi ini fokus pada pengujian pengaruh kapasitas buffer jaringan atau

interface queue (IFQ) pada transmisi data pada jaringan 802.11, khususnya pada

konfigurasi ad hoc. Untuk menguji pengaruhnya terhadap kinerja jaringan, yakni

delay, jitter dan packet loss, jaringan diuji menggunakan network simulator. Pada

simulasi, digunakan jenis trafik yang dikirim dengan TCP pada network

simulator. Ukuran buffer atau IFQ ditentukan dari nilai 10 paket sampai nilai 100

paket dan diujicobakan untuk jumlah node 2 hingga 10.

1.2 Rumusan Masalah

Adapun permasalahan yang dapat dirumuskan antara lain:

1. Bagaimana meningkatkan ukuran buffer IFQ pada jaringan yang

disimulasikan?

2. Apa pengaruh kenaikan kapasitas buffer jaringan terhadap transmisi

data?


3

1.3 Tujuan Penulisan

Adapun tujuan penulisan adalah:

1. Untuk mengetahui pengaruh ukuran buffer terhadap kinerja

komunikasi di jaringan 802.11 ad hoc.

2. Untuk mengetahui hasil delay kinerja kapasitas buffer terhadap

kinerja komunikasi di jaringan 802.11 ad hoc.

3. Untuk mengetahui hasil jitter kinerja kapasitas buffer terhadap kinerja

komunikasi di jaringan 802.11 ad hoc.

4. Untuk mengetahui hasil packet loss kinerja kapasitas buffer terhadap

kinerja komunikasi di jaringan 802.11 ad hoc.

1.4 Batasan Masalah

Adapun batasan masalah dari penulisan ini adalah sebagai berikut :

1. Buffer dibatasi dari 10 hingga 100 paket.

2. Jumlah node dibatasi 2 hingga 10 node.

3. Kinerja menggunakan parameter delay, jitter dan packet loss.

4. Jaringan yang diuji adalah jaringan 802.11 ad hoc.

5. Simulasi dilakukan dengan menggunakan software NS2.

1.5 Metodologi Penulisan

Adapun metodologi pembahasan yang dilakukan untuk penelitian ini

adalah:

1. Studi literatur

Studi literatur berupa tinjauan pustaka terhadap buku atau jurnal

sebagai landasan teoritis.


4

2. Perancangan dan Simulasi

Penulis akan menganalisis kapasitas buffer pada jaringan 802.11 ad

hoc dengan merubah jumlah node dan mensimulasikan

menggunakan Software Network Simulator 2

3. Analisis

Penulis melakukan analisis pada delay, jitter, dan packet loss

digunakan untuk menguji model kejadian tersebut.

4. Pengambilan kesimpulan

Kesimpulan diambil dari hasil analisis dan perhitungan.

Kesimpulan ini merupakan jawaban dari permasalahan yang

dianalisis. Selain itu juga akan diberikan saran sebagai masukan

yang berkaitan dengan apa yang telah diteliti.

1.6 Sistematika Penulisan

Adapun sistematika penulisan dalam penelitian ini adalah:

BAB I : PENDAHULUAN

Bab ini merupakan pendahuluan yang berisi tentang latar belakang

masalah, rumusan masalah, tujuan dan manfaat penulisan, batasan

masalah, metode dan sistematika penulisan.

BAB II : STUDI PUSTAKA

Bab ini berisi tentang teori-teori dari hasil studi pustaka yang berkaitan

dengan penelitian dan akan menjadi pedoman dalam penelitian.


5

BAB III : PERANCANGAN SIMULASI

Bab ini berisi tentang perancangan simulasi sistem jaringan serta

implementasi dan parameter yang akan dianilisis.

BAB IV : HASIL SIMULASI DAN ANALISIS

Bab ini berisi tentang hasil pengujian dan analisis data yang diperoleh dari

hasil simulasi yang telah dilakukan dengan software Network Simulator 2.

BAB V : KESIMPULAN DAN SARAN

Bab ini berisi tentang kesimpulan dan saran dari hasil pembahasan-

pembahasan sebelumnya dan ditambahkan dengan saran-saran untuk

pengembangan selanjutnya.


6

BAB II

DASAR TEORI

2.1 Protokol Komunikasi

Secara umum fungsi protokol adalah menghubungkan pengirim dan

penerima dalam berkomunikasi serta dalam bertukar informasi agar dapat berjalan

dengan baik dan akurat. Tidak semua protokol memiliki fungsi atau fitur yang

sama tetapi ada juga beberapa protokol yang memiliki fungsi sama meski berada

pada tingkat berbeda. Beberapa protokol bergabung dengan protokol lainnya

untuk membangun sistem komunikasi yang utuh.[2]

Standar protocol yang terkenal yaitu OSI (Open System Interconnecting)

yang ditentukan oleh ISO (International Standart Organization). Dalam TCP/IP

hanya terdapat lima lapisan.

1. Lapisan Fisik

Lapisan Fisik merupakan lapisan terbawah yang mendefenisikan

besaran fisik seperti media komunikas pada jaringan yang

bersangkutan.

2. Network Access Layer

Lapisan ini mempunyai fungsi mirip dengan data link layer pada OSI.

Lapisan ini mengatur penyaluran data frame-frame pada media fisik

yang digunakan secara handal. Lapisan ini biasanya memberikan

servis untuk deteksi dan koreksi kesalahan dari data yang

ditransmisikan.


7

3. Internet Layer

Internet Layer mendefinisikan bagaimana hubungan dapat terjadi

antara dua pihak yang berada pada jaringan yang berbeda

seperti Network Layer pada OSI. Pada jaringan internet yang terdiri

atas puluhan juta host dan ratusan ribu jaringan lokal, lapisan ini

bertugas untuk menjamin agar suatu paket yang dikirimkan dapat

menemukan tujuannya di manapun berada.

4. Transport Layer

Transport Layer mendefinisikan cara-cara untuk melakukan

pengiriman data antara end to end host secara andal. Lapisan ini

menjamin bahwa informasi yang diterima pada sisi penerima adalah

sama dengan informasi yang dikirimkan pada pengirim.

5. Application Layer

Application Layer merupakan lapisan terakhir dalam TCP/IP yang

berfungsi mendefinisikan aplikasi-aplikasi yang dijalankan pada

jaringan. Karena itu terdapat banyak protokol pada lapisan ini, sesuai

dengan banyaknya aplikasi TCP/IP yang dapat dijalankan. Contohnya

SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) untuk pengiriman email, FTP

(File Transfer Protocol) untuk transfer file, HTTP (Hyper Text

Transfer Protocol) untuk aplikasi web, dan lain-lain.[2]


8

2.2. TCP

TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol) jika

diterjemahkan adalah Protokol Kendali Transmisi/Protokol Internet, adalah

gabungan dari protokol TCP (Transmission Control Protocol) dan IP (Internet

Protocol) sebagai sekelompok protokol yang mengatur komunikasi data dalam

proses tukar-menukar data dari satu komputer ke komputer lain di dalam jaringan

internet yang akan memastikan pengiriman data sampai ke alamat yang dituju.

Protokol ini tidaklah dapat berdiri sendiri, karena memang protokol ini berupa

kumpulan protokol (protocol suite). [2]

Protokol ini juga merupakan protokol yang paling banyak digunakan saat

ini, karena protokol ini mampu bekerja dan diimplementasikan pada lintas

perangkat lunak (software) di berbagai sistem operasi Istilah yang diberikan

kepada perangkat lunak ini adalah TCP/IP stack.

Protokol TCP/IP dikembangkan pada akhir dekade 1970-an hingga awal

1980-an sebagai sebuah protokol standar untuk menghubungkan komputer-

komputer dan jaringan untuk membentuk sebuah jaringan yang luas (WAN).

TCP/IP merupakan sebuah standar jaringan terbuka yang bersifat independen

terhadap mekanisme transport jaringan fisik yang digunakan, sehingga dapat

digunakan di mana saja.[2]

Protokol ini menggunakan skema addressing yang sederhana yang disebut

sebagai alamat IP (IP Address) yang mengizinkan hingga beberapa ratus juta

komputer untuk dapat saling berhubungan satu sama lainnya di Internet. Protokol

ini juga bersifat routable yang berarti protokol ini cocok untuk menghubungkan

sistem-sistem berbeda (seperti Microsoft Windows dan keluarga UNIX) untuk


9

membentuk jaringan yang heterogen. Protokol TCP/IP selalu berevolusi seiring

dengan waktu, mengingat semakin banyaknya kebutuhan terhadap jaringan

komputer dan Internet.[7]

Pengembangan ini dilakukan oleh beberapa badan, seperti halnya Internet

Society (ISOC), Internet Architecture Board (IAB), dan Internet Engineering Task

Force (IETF). Macam-macam protokol yang berjalan di atas TCP/IP, skema

addressing, dan konsep TCP/IP didefinisikan dalam dokumen yang disebut

sebagai Request for Comments (RFC) yang dikeluarkan oleh IETF.[2]

2.3 Teknologi 802.11

IEEE802.11 adalah serangkaian spesifikasi kendali akses

medium dan lapisan fisik untuk mengimplementasikan komunikasi

komputer wireless local area network di frekuensi 2.4, 3.6, 5, dan 60 GHz.

Mereka diciptakan dan dioperasikan oleh Institute of Electrical and Electronics

Engineers. Versi dasar dirilis tahun 1997 dan telah melalui serangkaian

pembaruan dan menyediakan dasar bagi produk jaringan nirkabel Wi-Fi.[4]

Dalam IEEE ada code tertentu untuk standarisasi dalam teknologi

komunikasi:

− 802.1: LAN/MAN Management and Media Access Control bridges

− 802.2: Logical Link Control (LLC)

− 802.3: CSMA/CD (Standar untuk Ethernet coaxial atau UTP)

− 802.4: Token Bus

− 802.5: Token Ring (bisa menggunakan kabel STP)

− 802.6: Distributed Queue Dual Bus (DQDB) MAN


https://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Kendali_akses_medium&action=edit&redlink=1

https://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Kendali_akses_medium&action=edit&redlink=1

https://id.wikipedia.org/wiki/Lapisan_fisik

https://id.wikipedia.org/wiki/Wireless_LAN

https://id.wikipedia.org/w/index.php?title=IEEE_802.11y-2008&action=edit&redlink=1

https://id.wikipedia.org/w/index.php?title=IEEE_802.11ad&action=edit&redlink=1

https://id.wikipedia.org/wiki/Institute_of_Electrical_and_Electronics_Engineers

https://id.wikipedia.org/wiki/Institute_of_Electrical_and_Electronics_Engineers

https://id.wikipedia.org/wiki/Wi-Fi

10

− 802.7: LAN Broadband

− 802.8: Fiber Optik LAN & MAN (Standar FDDI)

− 802.9: Integrated Services LAN Interface (standar ISDN)

− 802.10: LAN/MAN Security (untuk VPN)

− 802.11: LAN nirkabel (Wi-Fi)

− 802.12: Demand Priority Access Method

− 802.15: PAN nirkabel (Personal Area Network) > IrDA dan Bluetooth

− 802.16: Broadband Wireless Access (standar untuk WiMAX)

Standarisasi IEEE 802.11a

Standard IEEE 802.11a bekerja pada frekuensi 5 GHz mengikuti standard

dari UNII (Unlicensed National Information Infrastructure). Teknologi

IEEE 802.11a tidak menggunakan teknologi spread-spectrum melainkan

menggunakan standar frequency division multiplexing (FDM). Mampu

mentransfer data hingga 54 Mbps[4]

Standarisasi IEEE 802.11b

Standar 802.11b saat ini yang paling banyak digunakan satu. Menawarkan

thoroughput maksimum dari 11 Mbps (6 Mbps dalam praktik) dan

jangkauan hingga 300 meter di lingkungan terbuka. Ia menggunakan

rentang frekuensi 2,4 GHz, dengan 3 saluran radio yang tersedia. Transmisi

data 5,4 hingga 11 Mbps.[4]

Standarisasi IEEE 802.11c

Standar 802.11c (disebut WiFi), yang menjembatani standar 802.11c tidak

menarik bagi masyarakat umum. Hanya merupakan versi diubah 802.1d


11

standar yang memungkinkan 802.1d jembatan dengan 802.11-perangkat

yang kompatibel (pada tingkat data link).

Standarisasi IEEE 802.11d

Standar 802.11d adalah suplemen untuk standar 802.11 yang dimaksudkan

untuk memungkinkan penggunaan internasional 802,11 lokal jaringan. Ini

memungkinkan perangkat yang berbeda informasi perdagangan pada

rentang frekuensi tergantung pada apa yang diperbolehkan di negara di

mana perangkat dari.

Standarisasi IEEE 802.11e

Standar 802.11e yang dimaksudkan untuk meningkatkan kualitas layanan

pada tingkat data link layer. Tujuan standar ini adalah untuk menentukan

persyaratan paket yang berbeda dalam hal bandwidth dan keterlambatan

transmisi sehingga memungkinkan transmisi yang lebih baik suara dan

video.[4]

Standarisasi IEEE 802.11f

Standar 802.11f adalah rekomendasi untuk jalur akses vendor produk yang

memungkinkan untuk menjadi lebih kompatibel. Ia menggunakan Inter-

Access Point Protocol Roaming, yang memungkinkan pengguna roaming

transparan akses beralih dari satu titik ke titik lain sambil bergerak, tidak

peduli apa merek jalur akses yang digunakan pada infrastruktur jaringan.

Kemampuan ini juga hanya disebut roaming.


12

Standarisasi IEEE 802.11g

Standar 802.11g menawarkan bandwidth yang tinggi (54 Mbps throughput

maksimum, 30 Mbps dalam praktik) pada rentang frekuensi 2,4 GHz.

Standar 802.11g mundur-kompatibel dengan standar 802.11b, yang berarti

bahwa perangkat yang mendukung standar 802.11g juga dapat bekerja

dengan 802.11b.[4]

2.4 Jaringan Ad Hoc

Jaringan ad hoc adalah desentraliasi dari jaringan wireless dimana jaringan

tidak bergantung pada infrastruktur yang sudah ada, seperti router dalam jaringan

kabel ataupun access point. Setiap node dapat merutekan data kepada node lain.

Node yang berada dalam jangkauan berkomunikasi langsung melalui link

nirkabel, sementara yang terpisah jauh mengirimkan data melalui node lain.

Setiap node bertugas dalam proses routing data kepada node lain. Tidak terdapat

pengawas terpusat yang memantau kinerja jaringan secara keseluruhan.

Beberapa karakteristik jaringan ad hoc:

- Multiple wireless link: Setiap node yang mempunyai sifat mobility

dapat memiliki beberapa interface yang terhubung ke beberapa node

lainnya.

- Dynamic topology: Topologi jaringan dapat berubah secara acak

sebagai akibatnya routing yang dinamis.

- Limited resources: Jaringan ad hoc dibatasi oleh masalah daya dan

kapasitas memori.

-


13

2.5 Buffer Jaringan

Buffering merupakan teknik untuk meningkatkan efisiensi sistem operasi

dan kinerja proses-proses. Terdapat beragam cara buffering antara lain:

1. Single Buffering

Teknik ini merupakan buffering paling sederhana. Ketika proses

pemakai memberikan perintaah I/O, system operasi menyediakan buffer

bagian memori utama system untuk operasi. Untuk peralatan

berorientasi blok, transfer masukan dibuat ke buffer sistem. Ketika

transfer selesai, proses memindahkan blok ke ruang pemakai dan segera

meminta blok lain. Teknik ini disebut reading ahead atau anticipated

input.

Teknik ini dilakukan dengan harapan bahwa blok tersebut diperlukan

untuk banyak tipe komputasi, asumsi ini berlaku. Hanya akhir barisan

pemrosesan maka blok yang dibaca tidak diperlukan. Pendekatan ini

umumnya meningkatkan kecepatan dibanding tanpa buffering.[5]

2. Double Buffering

Peningkatan atas single buffering dapat dibuat dengan mempunyai

dua buffer sistem untuk operasi. Proses dapat transfer ke (atau dari)

satu buffer sementara sistem operasi mengosongkan (atau

mengisi) buffer lain.

Double buffering menjamin proses tidak akan menunggu operasi I/

O. Peningkatan atas Single Buffering diperoleh, namun

harus dibayar dengan kompleksitas yang meningkat.[5]


14

2.6 Pengaruh Buffer Jaringan

Buffering dilakukan untuk beberapa alasan, yang pertama adalah untuk

mengatasi perbedaan kecepataan antara produsen dan konsumen dari sebuah

aliran data. Sebagai contoh, sebuah file sedang diterima melalui modem dan

ditujukan ke media penyimpanan di hard disk. Kecepatan modem tersebut kira-

kira hanyalah 1/1000 dari pada hard disk. Jadi buffer dibuat di dalam memori

utama untuk mengumpulkan jumlah byte yang diterima dari modem. Ketika

keseluruhan data di buffer sudah sampai, buffer tersebut dapat ditulis

ke disk dengan operasi tunggal.[11]

Alasan kedua dari buffering adalah untuk menyesuaikan device-

device yang mempunyai perbedaan dalam ukuran transfer data. Hal ini sangat

umum terjadi pada jaringan komputer, dimana buffer dipakai secara luas untuk

fragmentasi dan pengaturan kembali pesan-pesan yang diterima. Pada bagian

pengirim, sebuah pesan yang besar akan dipecah ke paket-paket kecil. Paket-paket

tersebut dikirim melalui jaringan, dan penerima akan meletakkan mereka di dalam

buffer untuk disusun kembali.[11]

Alasan ketiga untuk buffering adalah untuk mendukung copy

semantics untuk aplikasi I/O. Sebuah contoh akan menjelaskan apa arti dari copy

semantics. Jika ada sebuah aplikasi yang mempunyai buffer data yang ingin

dituliskan ke disk. Aplikasi tersebut akan memanggil sistem penulisan,

menyediakan pointer ke buffer, dan sebuah integer untuk menunjukkan

ukuran bytes yang ingin ditulis. Setelah pemanggilan tersebut, apakah yang akan

terjadi jika aplikasi tersebut merubah isi dari buffer, dengan copy semantics,

keutuhan data yang ingin ditulis sama dengan data waktu aplikasi ini memanggil


15

system untuk menulis, tidak tergantung dengan perubahan yang terjadi

pada buffer.[11]

2.7 Network Simulator 2

Network simulator (NS2) adalah alat simulasi jaringan yang bersifat open

source yang banyak digunakan dalam mempelajari struktur dinamik dari jaringan

komunikasi. Simulasi dari jaringan nirkabel dan protokol (seperti algoritma

routing, TCP, dan UDP) dapat diselesaikan dengan baik dengan simulator ini.

Beberapa keuntungan menggunakan network simulator sebagai perangkat lunak

simulasi adalah :

b. Network simulator dilengkapi dengan tool validasi, pembuatan

simulasi dengan menggunakan network simulator jauh lebih mudah

daripada menggunakan software develover seperti Delphi atau C++,

c. Network simulator bersifat open source di bawah GPL (Gnu Public

License), Dapat digunakan pada sistem operasi windows dan sistem

operasi linux.

Gambar 2.1 Arsitektur dasar network simulator 2


16

Gambar 2.2 Diagram blok NS2

2.8 Evaluation Video (EvalVid)

NS-2 menyediakan presentasi data menggunakan Xgraph. Namun Xgraph

kehilangan detail dari kejadian pengiriman data dan hanya menampilkan data rata-

rata untuk parameter yang ditinjau. Oleh karenanya, untuk membantu

mempresentasikan paramater yang dievaluasi, digunakan EvalVid. EvalVid

adalah framework dan tool set untuk evaluai kualitas video dikirimkan melalui

jaringan komunikasi nyata ataupun simulasi. Struktur dari framework EvalVid

ditunjukkan Gambar 2.3 [6].

C++

TCL

Input

konfigurasi

jaringan

Input TrafficMode

propagasi...

802.11 802.16kabel ...

Evalvid

Model

propagasi

FTP

video

ruting

Scheduler

Simpan file

traceAnalisis

Menjadwalkan

kejadian

CBR ...

eksekusi

UDPTCP RTP


17

Gambar 2.3 Struktur framework EvalVid

Framework evaluasi ini berisi transmisi yang lengkap dari video digital

mulai dari source video, reordering pada source, encoding, paketisasi, transmisi

jaringan, reduksi jitter oleh buffer play-out, decoding, hingga video yang diterima

oleh end-user. Data yang diperoleh dari evaluasi akan diproses pada arus

transmisi dan akan disimpan dan ditandai pada file-file yang berbeda, kemudian

file-file ini digunakan untuk memperoleh hasil yang diinginkan, misalnya, loss

rate, jitter, dan kualitas video [6 ]

Komponen utama dari struktur EvalVid dijelaskan sebagai berikut :

1. Source: Sumber video dapat berupa raw file YUV dengan

resolusi Quarter Common Intermediate Format (QCIF, 176 x 144) atau di

Common Intermediate Format (CIF, 352 x 288) .

2. Video Encoder dan Decoder: EvalVid mendukung dua codec

MPEG4 , yaitu codec NCTU dan ffmpeg.


18

3. VS (Video Sender): komponen VS membaca file video yang

dikompres dari output encoder, menfragmentasi setiap frame video yang

berukuran besar menjadi segmen yang berukuran kecil dan kemudian

mengirimkan segmen ini melalui paket UDP pada jaringan nyata atau

simulasi. Untuk setiap pengiriman paket UDP, framework mencatat tanda

waktu, id paket, dan ukuran paket di sender trace file dengan bantuan tcp

dump atau win dump, jika jaringan adalah link nyata. Namun, jika jaringan

disimulasikan, sender trace file disediakan oleh entitas pengirim.

Komponen VS juga membangkitkan video trace file yang berisi informasi

tentang setiap frame pada file video real. Video trace file dan sender trace

file yang kemudian digunakan untuk evaluasi kualitas video berikutnya .

4. ET (Evaluate Trace): Evaluasi berlangsung di sisi pengirim.

Oleh karena itu, informasi tanda waktu, id paket, dan ukuran paket yang

diterima pada penerima harus dikirim kembali ke pengirim. Berdasarkan

file video asli yang dikodekan, file video trace, file sender trace, dan file

received trace, komponen ET menghasilkan laporan packet loss, jitter

serta file video rekontruksi untuk melihat hasil video pada sisi penerima

mengalami kerusakan atau tidak.

5. FV (Fix Video): penilaian kualitas video digital dilakukan dari

frame demi frame. Oleh karena itu, jumlah total frame video di sisi

penerima, termasuk yang salah, harus sama seperti video asli di sisi

pengirim. Jika codec tidak dapat mencegah hilangnya suatu frame maka,

FV digunakan untuk mengatasi masalah tersebut, dengan memasukkan


19

frame terakhir yang berhasil dikodekan pada bagian frame yang hilang

sebagai sebuah teknik penyembunyian error.

6. PSNR (Peak Signal Noise Ratio): PSNR adalah salah satu objek

untuk menilai QoS aplikasi pada transmisi video.

7. MOS (Mean Opinion Score): suatu subjektif untuk mengukur

kualitas video digital pada aplikasi. [6]

2.9 Parameter Kinerja Jaringan

Parameter kinerja jaringan menunjukkan kemampuan sebuah

jaringan dalam menyediakan layanan yang lebih baik bagi trafik yang

melewatinya. Beberapa parameter kinerja jaringan yaitu delay, Packet

Loss, dan jitter.

2.9.1 Delay (Latency)

Delay (Latency) adalah lama waktu suatu paket yang diakibatkan

oleh proses transmisi dari suatu titik ke titik lain yag menjadi tujuannya.

Waktu tunda ini bisa dipengaruhi oleh jarak (misalnya akibat pemakaian

satelit), atau kongesti (yang memperpanjang antrian), atau bisa juga akibat

waktu olah yang lama (misalnya untuk digitizing dan kompresi data).

Satuan yang digunakan pada perhitungan delay adalah mili second (ms).

Persamaan (2.1) untuk menghitung delay:

𝐷𝑒𝑙𝑎𝑦 =𝐽𝑢𝑚𝑙𝑎ℎ 𝑤𝑎𝑘𝑡𝑢 𝑝𝑒𝑛𝑔𝑖𝑟𝑖𝑚𝑎𝑛 𝑑𝑎𝑡𝑎 (sec)

𝐽𝑢𝑚𝑙𝑎ℎ 𝑝𝑎𝑘𝑒𝑡 .......................... ..(2.1)

Nilai delay dari suatu jaringan dapat dikategorikan berdasarkan

standarisasi TIPHON [9] seperti pada Tabel 2.1.


20

Tabel 2.1 Kategori jaringan berdasarkan nilai delay (versi TIPHON)[9]

Kategori Besar Delay

Sangat Bagus <150 ms

Bagus 150 s/d 300 ms

Sedang 300 s/d 450 ms

Buruk >450 ms

2.9.2 Jitter

Hal ini diakibatkan oleh variasi-variasi dalam panjang antrian,

dalam waktu pengolahan data, dan juga dalam waktu penghimpunan ulang

paket-paket di akhir perjalanan jitter. Delay antrian pada router dan switch

dapat menyebabkan jitter.

Kategori kinerja jaringan berbasis IP dalam jitter versi

Telecommunications and Internet Protocol Harmonization Over Networks

(TIPHON) dikelompokkan menjadi empat kategori penurunan kinerja

jaringan berdasarkan nilai jitter seperti terlihat pada Tabel 2.2.

Persamaan (2.2) untuk menghitung jitter:

Jitter = (𝑇𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑣𝑎𝑟𝑖𝑎𝑠𝑖 𝐷𝑒𝑙𝑎𝑦)

𝑇𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑝𝑎𝑘𝑒𝑡 𝑦𝑎𝑛𝑔 𝑑𝑖𝑡𝑒𝑟𝑖𝑚𝑎−1………………………..(2.2)

Tabel 2.2 Kategori jaringan berdasarkan nilai jitter (versi TIPHON) [9]

Kategori Degradasi Peak Jitter

Sangat Bagus 0 ms

Bagus 0 ms s/d 75 ms

Sedang 75 ms s/d 125 ms

Buruk 125 ms s/d 225 ms


21

2.9.3 Packet loss

Packet loss adalah kegagalan transmisi paket data mencapai

tujuannya. Umumnya perangkat network memiliki buffer untuk

menampung data yang diterima. Jika terjadi kongesti yang cukup lama,

buffer akan penuh, dan data baru tidak diterima. Satuan yang digunakan

pada perhitungan packet loss adalah persen. Persamaan (2.3) untuk

menghitung packet loss:

𝑃𝑎𝑐𝑘𝑒𝑡 𝑙𝑜𝑠𝑠 =(𝑃𝑎𝑘𝑒𝑡 𝑑𝑎𝑡𝑎 𝑑𝑖𝑘𝑖𝑟𝑖𝑚−𝑃𝑎𝑘𝑒𝑡 𝑑𝑎𝑡𝑎 𝑑𝑖𝑡𝑒𝑟𝑖𝑚𝑎)

(𝑃𝑎𝑘𝑒𝑡 𝑑𝑎𝑡𝑎 𝑦𝑎𝑛𝑔 𝑑𝑖𝑡𝑒𝑟𝑖𝑚𝑎)𝑥 100................(2.3)

Nilai packet loss dari suatu jaringan dapat dikategorikan

berdasarkan standarisasi TIPHON seperti pada Tabel 2.3

Tabel 2.3 Kategori jaringan berdasarkan nilai packet loss (versi

TIPHON)[9]

Kategori Packet loss

Sangat Bagus 0%

Bagus 3%

Sedang 15%

Buruk 25%


22

BAB III

METODE PENELITIAN

3.1 Alur Penelitian

Alur penelitian dilakukan sesuai alur pada Gambar 3.1. Penelitian terlebih

dahulu dilakukan instalasi dan pengujian perangkat yang digunakan yaitu

simulator NS-2. Untuk melakukan evaluasi trafik multimedia, digunakan

framework Evalvid yang diintegrasikan ke simulator NS-2.

Selanjutnya model jaringan yang diteliti dibangun dengan melibatkan

perubahan jumlah nodeatau user dan penyusunan traffic yang dikirim.

Gambar 3.1 Diagram AlurPenelitian

Trafik dipilih berdasarkan kerangka evalvid dengan bit rate tertentu yang

dikirimkan oleh setiap node. Semua proses pengiriman dan penerimaan paket-


23

paket video direkam dalam bentuk trace yang terdiri atas catatan waktu kirim atau

terima, jenis paket, dan ukuran paket.

3.2 Langkah Pelaksanaan Simulasi

Adapun langkah-langkah pelaksanaan simulasi adalah sebagai berikut :

1. Buka Script Simple-3. Tcl

2. Setting berapa node yang kita perlukan dengan cara mengganti nb_mm 2

pada script tcl. Berikut ini potongan script Simple-3.tcl :

Gambar 3.2 Potongan Script Simple-3.tcl

3. Setting berapa buffer size yang kita perlukan dengan cara mengganti ifqlen

pada script tcl. Berikut ini potongan script Simple-3.tcl :

Gambar 3.3 Potongan Script Simple-3.tcl


24

4. Jalankan file konfigurasi tcl dengan perintah : “ns Simple-3” pada NS-2.

Pada Gambar 3.4 adalah tampilan perintah untuk konfigurasi tcl pada NS-

2 sebelum di jalankan dan pada Gambar 3.5 adalah tampilan perintah

untuk konfigurasi tcl pada NS-2 setelah di jalankan.

Gambar 3.4 Tampilan perintah untuk konfigurasi tcl pada NS-2 sebelum

dijalankan

Gambar 3.5 Tampilan perintah untuk konfigurasi tcl pada NS-2 setelah

dijalankan


25

5. Setelah melakukan langkah tersebut maka didapat file berupa

“tcpVegasRec.txt” untuk setiap bit rate. Berikut adalah hasil dari simulasi :

Gambar 3.6 File yang di dapat dari hasil simulasi

6. Analisis data yang diperoleh dengan Libre Office Calc untuk mencari

delay, jitter, dan packet loss. Gambar 3.7 analisis menggunakan Libre

Office Calc

Gambar 3.7 Analisis menggunakan Libre Office Calc


26

3.2 Perangkat Penelitian

Perangkat keras yang digunakan untuk menjalankan simulasi skripsi ini

adalah sebuah laptop dengan spesifikasi:

• Processor Intel® Core™ i7-4720HQ CPU @ 2.60GHz, 3,6Ghz.

• Memory 3.88 GB RAM.

• Operating System Windows 10 Home Premium 64 Bit.

Perangkat lunak yang digunakan untuk menjalankan simulasi

skripsi ini adalah Network Simulator 2 (NS-2).

3.3 Konfigurasi Jaringan

Konfigurasi jaringan yang disimulasikan menggunakan konfigurasi ad hoc

seperti ditunjukkan pada Gambar 3.2, dimana jaringan802.11 berisi jumlah node

yang divariasikan dari 2 sampai 10 node. Setiap node mengirimkan data ke node

tetangganya. Adapun data yang dikirimkan pada simulasi merupakan data video

dengan bit rate 539 bps.

Gambar 3.8 Network configuration


27

Pemancar 802.11 diset untuk melingkupi area berdiameter 1000 m dengan

daya pancar 0,281838 W dan model propagasi two-ray ground.

3.4 Spesifikasi Trafik Simulasi

Adapun spesifikasi trafik video yang digunakan pada simulasi ditunjukkan

pada Tabel 3.1, dimana kecepatan video memiliki bit rate:539,6. Video memiliki

kecepatan frame 30 frame setiap detik dengan codec mpeg4 berframe IPP.

Tabel 3.1 Spesifikasi Trafik Video

Parameter Keterangan

Nama video

Kecepatan frame

Tipe frame

Codec

bit rate

Ukuran paket

akiyo_cif.yuv

30fps

IPP

MPEG4

561319, 595532,

823555, 1151255

1024 bytes


28

BAB IV

HASIL SIMULASI DAN ANALISIS

4.1 Umum

Bab ini menampilkan hasil simulasi dan analisis hasil simulasi berdasarkan

pola delay, jitter, dan packet loss untuk penambahan kapasitas buffer serta jumlah

node.

4.2 Hasil Simulasi

4.2.1 Tabulasi nilai delay

Nilai delay yang diperoleh dari setiap eksperimen untuk jumlah node serta

kapasitas buffer yang berbeda ditunjukkan pada Tabel 4.1.

Tabel 4.1 Nilai delay hasil simulasi dalam detik

Kapasitas Buffer Jumlah node

(Paket) 2 4 6 8 10

10 0.0063 0.0182 0.0344 0.0368 0.1641

20 0.0081 0.0314 0.0618 0.0615 0.2706

30 0.0081 0.0391 0.0757 0.0795 0.2346

40 0.0081 0.0408 0.0888 0.0990 0.3152

50 0.0081 0.0408 0.0888 0.1283 0.3152

60 0.0081 0.0408 0.0888 0.0888 0.3152

70 0.0081 0.0299 0.0888 0.1386 0.3152

80 0.0081 0.0408 0.0888 0.1237 0.3152

90 0.0081 0.0408 0.0888 0.1237 0.3152

100 0.0081 0.0408 0.0888 0.1237 0.3152

Nilai delay di atas merupakan hasil rata-rata dari delay setiap paket yang

diterima. Sebagai contoh, untuk jumlah node 3, diperoleh 3 data, yakni hasil

pengiriman paket dari node 1 ke node 2, dari node 2 ke node 3 serta dari node 3


29

ke node 1. Masing-masing data memiliki daftar delay untuk setiap paket. Untuk

memperoleh rata-rata nilai delay, terlebih dahulu dihitung nilai delay rata-rata

pada data 1, data 2 dan data 3. Kemudian ketiga nilai delay rata-rata dijumlahkan

dan dibagi 3, sehingga diperoleh nilai delay rata-rata keseluruhan.

4.2.2 Tabulasi nilai jitter

Nilai jitter yang diperoleh dari setiap eksperimen untuk jumlah node serta

kapasitas buffer yang berbeda ditunjukkan pada Tabel 4.2.

Tabel 4.2 Nilai jitter hasil simulasi dalam detik


(Paket) 2 4 6 8 10

10 0.0040 0.0096 0.0120 0.0142 0.1687

20 0.0037 0.0103 0.0084 0.0153 0.1889

30 0.0037 0.0082 0.0161 0.0300 0.1288

40 0.0037 0.0081 0.0151 0.0236 0.1950

50 0.0037 0.0081 0.0151 0.0197 0.1981

60 0.0037 0.0081 0.0151 0.0151 0.1981

70 0.0037 0.0067 0.0151 0.0213 0.1981

80 0.0037 0.0081 0.0151 0.0192 0.1981

90 0.0037 0.0081 0.0151 0.0192 0.1981

100 0.0037 0.0081 0.0151 0.0192 0.1981

Nilai jitter di atas merupakan hasil rata-rata jitter dari paket yang diterima.

Dengan contoh, untuk jumlah node 3, diperoleh 3 data, yakni hasil pengiriman

paket dari node 1 ke node 2, dari node 2 ke node 3 serta dari node 3 ke node 1.

Masing-masing data memiliki daftar jitter untuk setiap paket. Untuk memperoleh


30

rata-rata pada nilai jitter, terlebih dahulu dihitung nilai jitter rata-rata pada data 1,

data 2 dan data 3. Kemudian ketiga nilai jitter rata-rata dijumlahkan dan dibagi 3,

sehingga diperoleh nilai jitter rata-rata keseluruhan.

4.2.3 Tabulasi nilai packet loss

Nilai packet loss yang diperoleh dari setiap eksperimen untuk jumlah node

serta kapasitas buffer yang berbeda ditunjukkan pada Tabel 4.3.

Tabel 4.3 Nilai packet loss hasil simulasi dalam detik


(Paket) 2 4 6 8 10

10 2.34% 2.44% 2.30% 3.09% 3.41%

20 0.10% 0.97% 0.66% 1.71% 2.12%

30 0.10% 1.12% 1.57% 2.52% 0.71%

40 0.10% 1.12% 1.45% 2.03% 1.67%

50 0.10% 1.12% 1.45% 1.73% 1.33%

60 0.10% 1.12% 1.45% 1.45% 1.33%

70 0.10% 0.78% 1.45% 1.42% 1.33%

80 0.10% 1.12% 1.45% 1.56% 1.33%

90 0.10% 1.12% 1.45% 1.56% 1.33%

100 0.10% 1.12% 1.45% 1.56% 1.33%

Nilai packet loss di atas merupakan hasil rata-rata packet loss dari paket

yang diterima. Dengan contoh, untuk jumlah node 3, diperoleh 3 data, yakni hasil

pengiriman paket dari node 1 ke node 2, dari node 2 ke node 3 serta dari node 3

ke node 1. Masing-masing data memiliki daftar packet loss untuk setiap paket.

Untuk memperoleh rata-rata pada nilai packet loss, terlebih dahulu dihitung nilai


31

packet loss rata-rata pada data 1, data 2 dan data 3. Kemudian ketiga nilai packet

loss rata-rata dijumlahkan dan dibagi 3, sehingga diperoleh nilai packet loss rata-

rata keseluruhan.

4.3 Analisis Hasil Simulasi

4.3.1 Karakteristik delay

Berdasarkan nilai delay pada Tabel 4.1, delay bertambah dengan naiknya

kapasitas buffer. Hal ini terjadi karena buffer menyimpan data lebih banyak,

sehingga, paket akan dikirim sekaligus saat buffer terisi penuh. Kenaikan nilai

delay untuk masing-masing jumlah node dapat dilihat pada Gambar 4.1a hingga

4.1e.

(a) Delay untuk 2 node

0

0.001

0.002

0.003

0.004

0.005

0.006

0.007

0.008

0.009

0 20 40 60 80 100 120

IFQ (PAKET)

DELAY (DETIK)


32

(b) Delay untuk 4 node

(c) Delay untuk 6 node

(d) Delay untuk 8 node

0

0.005

0.01

0.015

0.02

0.025

0.03

0.035

0.04

0.045

0 20 40 60 80 100 120

DELAY

I F Q ( P A K E T )

0

0.02

0.04

0.06

0.08

0.1

0 20 40 60 80 100 120

DELAY

I F Q ( P A K E T )

0

0.02

0.04

0.06

0.08

0.1

0.12

0.14

0.16

0 20 40 60 80 100 120

DELAY

I F Q ( P A K E T )


33

(e) Delay untuk 10 node

Gambar 4.1 Karakteristik delay terhadap kapasitas buffer

Secara rata-rata, nilay delay pada saat kapasitas buffer 10 paket adalah 52

ms, naik menjadi 115,3 ms pada saat buffer 100 paket, atau naik sekitar 121,96%.

Hal ini ditunjukkan pada Gambar 4.2. Ini menunjukkan, kenaikan ukuran buffer

menyebabkan delay naik. Kenaikan delay dari persamaan regresi yang

dibangkitkan pada Gambar 4.2 adalah bersifat logaritmik dengan persamaan (4.1):

y=0.0268ln(x/10)+0.0618 …………………………………..(4.1)

Dimana:

y = nilai delay dalam detik.

x = kapasitas buffer.

Dari percobaan kapasitas buffer sampai 100 paket, diperoleh nilai delay

maksimum adalah 116,2 ms. Nilai ini masih berada diarea kualitas transmisi

realtime yang baik menurut standar TIPHON [14].

0

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

0.3

0.35

0 20 40 60 80 100 120

DELAY

I F Q ( P A K E T )


34

Gambar 4.2 Karakteristik delay terhadap kapasitas buffer

Selain itu, nilai delay rata-rata terhadap jumlah node pada saat jumlah

node 2 adalah 8 ms, pada Gambar 4.3 naik secara eksponensial dengan persamaan

(4.2):

y = 0.005e0.4095x ……………………………………………..(4.2)

Dimana:

y = delay dalam detik

x = jumlah node.

menjadi 3513,88% pada saat jumlah node 10, yakni 287,6 ms. Ini menunjukkan

bahwa secara rata-rata delay akan di standar baik yakni maksimum 150 ms

(menurut TIPHON)[14] hanya jika jumlah node adalah 8 node.

y = 0.0268ln(x) + 0.0618

0.00

0.02

0.04

0.06

0.08

0.10

0.12

0.14

10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Del

ay

IFQ (Paket)


35

Gambar 4.3 Karakteristik delay terhadap jumlah node

Nilai delay bertambah secara exponensial dari jumlah node 2 ke jumlah

node 10. Hal ini disebabkan bertambahnya probabilitas tabrakan pada saat node

mengirimkan Request to Send (RTS) pada teknik multiple akses 802.11.

4.3.2 Karakteristik jitter

Berdasarkan nilai jitter pada Tabel 4.2, jitter bertambah dengan naiknya

kapasitas buffer. Hal ini terjadi karena buffer menyimpan data lebih banyak,

sehingga, paket akan dikirim sekaligus saat buffer terisi penuh. Kenaikan nilai

jitter untuk masing-masing jumlah node dapat dilihat pada Gambar 4.4a hingga

4.4e.

y = 0.005e0.819x

0.0000

0.0500

0.1000

0.1500

0.2000

0.2500

0.3000

0.3500

2 4 6 8 10

Del

ay (

s)

Jumlah Node


36

(a) Jitter untuk 2 node

(b) Jitter untuk 4 node

(c) Jitter untuk 6 node

0.0037

0.00375

0.0038

0.00385

0.0039

0.00395

0.004

0 20 40 60 80 100 120

JITTER

IFQ

0

0.002

0.004

0.006

0.008

0.01

0.012

0 20 40 60 80 100 120

JITTER

I FQ

0

0.005

0.01

0.015

0.02

0 20 40 60 80 100 120

JITTER

IFQ


37

(d) Jitter untuk 8 node

(e) Jitter untuk 10 node

Gambar 4.4 Karakteristik jitter terhadap kapasitas buffer

Sementara nilai rata-rata jitter terhadap kapasitas buffer dapat dilihat pada

Gambar 4.5. Jitter bertambah dengan meningkatnya kapasitas buffer. Kenaikan

nilai rata-rata jitter dari kapasitas buffer 10 paket ke 100 paket adalah sebesar

17.16%. Secara rata-rata nilai jitter pada saat ditinjau dari kapasitas buffer 10

paket adalah 41,7 ms, naik menjadi 48,9 ms.

0

0.005

0.01

0.015

0.02

0.025

0.03

0.035

0 20 40 60 80 100 120

JITTER

IFQ

0

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

0 20 40 60 80 100 120

JITTER

IFQ


38

Gambar 4.5 Karakteristik jitter terhadap kapasitas buffer

Sedangkan terhadap jumlah node (Gambar 4.6), jitter berubah secara

eksponensial dengan persamaan (4.3):

y = 0.0013e0.435x …………………………………………….(4.3)

Dimana:

x = jitter dalam detik.

y = jumlah node.

Pada saat jumlah node 2 jitter adalah 38 ms, naik 4868,45%. saat jumlah

node 10, menjadi 187 ms. Sampai jumlah node 8, jitter menunjukkan kategori

bagus berdasarkan standard TIPHON yaitu maksimum 75 ms [14]. Namun untuk

node besar dari 10, jitter memburuk.

y = 0.0189ln(x/10) + 0.2046

0

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

0.3

1 0 2 0 3 0 4 0 5 0 6 0 7 0 8 0 9 0 1 0 0

JITT

ER (

DET

IK)

IFQ (PAKET)


39

Gambar 4.6 Karakteristik jitter terhadap jumlah node

4.3.3 Karakteristik packet loss

Berdasarkan nilai packet loss pada Tabel 4.3, packet loss menurun dengan

naiknya kapasitas buffer. Penurunan berlaku untuk semua jumlah node (Gambar

4.7). Hal ini terjadi karena meningkatnya kapasitas buffer dapat menyimpan data

lebih banyak, Sehingga, paket yang hilang karena buffer penuh dapat dihindari.

(a) Packet loss untuk 2 node

y = 0.0013e0.435x

0.0000

0.0500

0.1000

0.1500

0.2000

2 4 6 8 10

Jitt

er (

s)

Jumlah Node

0.00%

0.50%

1.00%

1.50%

2.00%

2.50%

0 20 40 60 80 100 120

PACKET LOSS

I FQ (PAKET)


40

(b) Packet loss untuk 4 node

(c) Packet loss untuk 6 node

0.00%

0.50%

1.00%

1.50%

2.00%

2.50%

3.00%

0 20 40 60 80 100 120

PACKET LOSS

IFQ

0.00%

0.50%

1.00%

1.50%

2.00%

2.50%

0 20 40 60 80 100 120

PACKET LOSS

IFQ


41

(d) Packet loss untuk 8 node

(e) Packet loss untuk 10 node

Gambar 4.7 Karakteristik packet loss terhadap kapasitas buffer

Nilai rata-rata packet loss pada saat kapasitas buffer 10 paket adalah

2,72%, menurun sekitar 59% menjadi 1,11%. Hal ini ditunjukkan pada Gambar

4.8. Sehingga, ditinjau dari kategori jaringan berdasarkan nilai packet loss versi

TIPHON menunjukkan kategori bagus yaitu di bawah 3%[14]. Nilai packet loss

bertambah secara logaritmik dari jumlah node 2 ke jumlah node 10 (Gambar 4.9).

0.00%

0.50%

1.00%

1.50%

2.00%

2.50%

3.00%

3.50%

0 20 40 60 80 100 120

PACKET LOSS

IFQ

0.00%

0.50%

1.00%

1.50%

2.00%

2.50%

3.00%

3.50%

4.00%

0 20 40 60 80 100 120

PACKET LOSS

IFQ


42

Gambar 4.8 Karakteristik packet loss terhadap jumlah kapasitas buffer

Gambar 4.9 Karakteristik packet loss terhadap jumlah node

y = -0.026ln(x/10) + 0.1039

0%

2%

4%

6%

8%

10%

12%

14%

16%

10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Pac

ket

loss

IFQ (Paket)

y = 0.0088ln(x/10) + 0.0045

0.00%

0.20%

0.40%

0.60%

0.80%

1.00%

1.20%

1.40%

1.60%

1.80%

2.00%

2 4 6 8 10

Pac

ket

loss

(%

)

Jumlah Node


43

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Dari hasil penelitian dan pembahasan yang dilakukan, diperoleh

kesimpulan sebagai berikut :

1. Penambahan kapasitas buffer menyebabkan delay dan jitter naik,

namun jumlah packet loss turun.

2. Delay secara rata-rata, naik 121,96% dari 52 ms pada saat buffer 10

paket menjadi115,3 ms pada saat buffer 100 paket. Nilai delay ini

masih di bawah standar TIPHON.

3. Jitter secara rata-rata naik 17% dari 41,7 ms pada saat buffer 10 paket

menjadi 48,9 ms pada saat buffer 100 paket, Nilai jitter bagus menurut

TIPHON hanya sampai jumlah node 8.

4. Packet loss turun sebesar 59% dari 2,72% pada saat buffer 10 paket

menjadi 1,11% pada saat buffer 100 paket. Jumlah packet loss

tergolong baik di bawah 3% berdasarkan standar TIPHON.

5. Nilai delay dan jitter naik signifikan saat jumlah node bertambah lebih

dari 8 node.


44

5.2 Saran

Adapun saran dari penulis sebagai pengembangan dari Skripsi ini adalah

sebagai berikut :

1. Diperlukan validasi secara matematis terhadap hasil simulasi.

2. Beberapa penelitian mengajukan kapasitas buffer yang dinamis atau

berubah-ubah. Hal ini dapat dijadikan penelitian berikutnya.


45

DAFTAR PUSTAKA

[1] Rappaport, T. S. (1996). Wireless communications: principles and practice

(Vol. 2). New Jersey: prentice hall PTR.

[2] Forouzan, Behrous A,2000. “TCP/IP Protocol Suite”. Singapore:

McGraw-HillInternational Edition.

[3] Başar, E. (2015). OFDM with index modulation using coordinate

interleaving. IEEE Wireless Communications Letters, 4(4), 381-384.

[4] R. G.Hiertz, et. Al., “The IEEE 802.11 universe,” IEEE

CommunicationMagazine,pp 62-70, Jan 2010.

[5] Ismail, Muhammad Panji. Buffering. Penerbit Ruang Biru, 2012.

[6] J. Klaue, B. Rathke and A. Wolisz, "EvalVid - A Framework for Video

Transmissionand Quality Evaluation", Computer Performance Evaluation.

Modelling Techniquesand Tools. Springer Berlin Heidelberg, 2003

[7] Hanzo, L., Akhtman, Y., Akhtman, J., Wang, L., & Jiang, M. (2010).

MIMO-OFDM for LTE, WiFi and WiMAX: Coherent versus non-

coherent and cooperative turbo transceivers. John Wiley & Sons.

[8] Xu, K., Gerla, M., & Bae, S. (2002, November). How effective is the IEEE

802.11 RTS/CTS handshake in ad hoc networks. In Global

Telecommunications Conference, 2002. GLOBECOM’02. IEEE (Vol. 1,

pp. 72-76). IEEE.

[9] Syafrizal, Melwin. Pengantar Jaringan Komputer. Penerbit Andi, 2005.


46

[10] Zheng, J., & Wu, Q. (2016). Performance modeling and analysis of the

IEEE 802.11 p EDCA mechanism for VANET. IEEE Transactions on

Vehicular Technology, 65(4), 2673-2687.

[11] Wang, E., Yang, Y., & Wu, J. (2015). A knapsack-based buffer

management strategy for delay-tolerant networks. Journal of Parallel and

Distributed Computing, 86, 1-15.

[12] Huang, J., Wang, J., & Ye, J. (2014). A buffer management algorithm for

improving up/down transmission congestion protocol fairness in IEEE

802.11 wireless local area networks. International Journal of

Communication Systems, 27(10), 2228-2240.

[13] Tianji Li, Douglas J. Leith, David Malone. 2011. Buffer Sizing for 802.11

Based Networks. January 2011IEEE/ACM Transactions on Networking

19(1).

[14] TIPHON; Design Guide; Part 7: Design Guide for Elements of a TIPHON

connection from an end-to-end speech transmission performance point of

view, Technical Report, ETSI TR 101 329-7 V1.1.1 (2000-11).


47

LAMPIRAN

Script simulasi

# Test for 802.11 nodes.

# @author rouil

# @date 10/25/2005

# Test file for wimax

# Scenario: Communication between MN and Sink Node with MN attached to BS.

# - Using grep ^r out.res | grep MAC | grep -c cbr you can see

the number of

# mac packets received at the destination (100 packets).

# - Using grep ^s out.res | grep MAC | grep -c cbr you can see

the number of

# mac packets sent. By default the scheduler uses 64QAM_3_4 for

# modulation. Using lower modulation can result in packet

fragmentation

# so the number of packets sent can increase (ex. 402 using

QPSK_1_2)

# - Using grep "1 0 cbr" out.res | grep -c ^r shows the number of

packets

# received at the destination.

#

# Topology scenario:

#

#

#

#check input parameters

if {$argc != 0} {

puts ""

puts "Wrong Number of Arguments! No arguments in this topology"

puts ""

exit (1)

}


48

# set global variables

set nb_mn 6 ;# max number of mobile node

set packet_size 1052 ;# packet size in bytes at CBR

applications

set output_dir .

set gap_size0 ;#compute gap size between packets

puts "gap size=$gap_size"

set traffic_start 30

#define coverage area for base station: 1000m coverage

Phy/WirelessPhy set Pt_ 0.281838

Phy/WirelessPhy set freq_ 5e+6

#Phy/WirelessPhy set RXThresh_ 2.90781e-09

Phy/WirelessPhy set RXThresh_ 1.42681e-12 ;#1000m radius

Phy/WirelessPhy set CSThresh_ [expr 0.9*[Phy/WirelessPhy set RXThresh_]]

# Parameter for wireless nodes

set opt(chan) Channel/WirelessChannel ;# channel type

set opt(prop) Propagation/TwoRayGround ;# radio-propagation

model

set opt(netif) Phy/WirelessPhy ;# network interface type

set opt(mac) Mac/802_11 ;# MAC type

set opt(ifq) Queue/DropTail/PriQueue ;# interface queue type

set opt(ll) LL ;# link layer type

set opt(ant) Antenna/OmniAntenna ;# antenna model

set opt(ifqlen) 60 ;# max packet in ifq

set opt(rp) AODV ;# routing protocol

set opt(x) 2000 ;# X dimension of the

topography

set opt(y) 2000 ;# Y dimension of the

topography

Mac/802_11 set basicRate_ 11Mb

Mac/802_11 set dataRate_ 11Mb

Mac/802_11 set bandwidth_ 11Mb


49

#defines function for flushing and closing files

proc finish {} {

global ns tfoutput_dirnb_mn

$ns flush-trace

close $tf

#Execute nam on the trace file

exec nam out1a.nam &

exit 0

}

#create the simulator

set ns [new Simulator]

$ns use-newtrace

#create the topography

set topo [new Topography]

$topoload_flatgrid $opt(x) $opt(y)

#puts "Topology created"

#open file for trace

set tf [open $output_dir/out1a.res w]

$ns trace-all $tf

#initialize network animator

set namtrace [open out1a.nam w]

$ns namtrace-all-wireless $namtrace $opt(x) $opt(y)

#puts "Output file configured"

# set up for hierarchical routing (needed for routing over a basestation)

#puts "start hierarchical addressing"

#$ns node-config -addressType hierarchical

#AddrParams set domain_num_ 2 ;# domain

number

#lappendcluster_num 1 1 ;# cluster number for

each domain

#AddrParams set cluster_num_ $cluster_num


50

#lappendeilastlevel 1 [expr ($nb_mn+1)] ;# number of nodes for

each cluster (1 for sink and one for mobile nodes + base station

#AddrParams set nodes_num_ $eilastlevel

#puts "Configuration of hierarchical addressing done"

# Create God

create-god [expr ($nb_mn)] ;#nb_mn + 2 (base

station and sink node)

#puts "God node created"

#creates the sink node in first addressing space.

#set sinkNode [$ns node 0.0.0]

#provide some co-ord (fixed) to base station node

#$sinkNode set X_ 1050.0

#$sinkNode set Y_ 1050.0

#$sinkNode set Z_ 0.0

#puts "sink node created"

# creation trace traffic

set max_fragmented_size 1024

#add TCP header(8 bytes) and IP header (20bytes)

set packetSize 1052

set original_file_name st_a01

set trace_file_name video1a.dat

set original_file_id [open $original_file_name r]

set trace_file_id [open $trace_file_name w]

set pre_time 0

while {[eof $original_file_id] == 0} {

gets $original_file_idcurrent_line

scan $current_line "%d%s%d%d%f" no_ frametype_ length_ tmp1_ tmp2_

set time [expr int(($tmp2_ - $pre_time)*1000000.0)]

if { $frametype_ == "I" } {

set type_v 1

set prio_p 0

}

if { $frametype_ == "P" } {


51

set type_v 2

set prio_p 0

}

if { $frametype_ == "B" } {

set type_v 3

set prio_p 0

}

if { $frametype_ == "H" } {

set type_v 1

set prio_p 0

}

puts $trace_file_id "$time $length_ $type_v $prio_p $max_fragmented_size"

set pre_time $tmp2_

}

close $original_file_id

close $trace_file_id

set end_sim_time $tmp2_

puts "$end_sim_time"

# Mobile position pattern:

set val(seed) 1

set genSeed [new RNG]

$genSeed seed $val(seed)

set randomSeed [new RandomVariable/Uniform]

$randomSeed use-rng $genSeed

$randomSeed set min_ 1.0

$randomSeed set max_ 100.0

set genNode [new RNG]

$genNode seed [expr [$randomSeed value]]

set randomNode [new RandomVariable/Uniform]

$randomNode use-rng $genNode

$randomNode set min_ 0

$randomNode set max_ 1000


52

set trace_file [new Tracefile]

$trace_file filename $trace_file_name

# creation of the mobile nodes

$ns node-config -adhocRouting $opt(rp) \

-llType $opt(ll) \

-macType $opt(mac) \

-ifqType $opt(ifq) \

-ifqLen $opt(ifqlen) \

-antType $opt(ant) \

-propType $opt(prop) \

-phyType $opt(netif) \

-channelType $opt(chan) \

-topoInstance $topo \

-agentTrace OFF \

-routerTrace ON \

-macTrace ON \

-movementTrace OFF

;# Mobile nodes cannot do routing.

for {set i 0} {$i< $nb_mn} {incri} {

set wl_node_($i) [$ns node];# i.0.[expr $i + 1]];

#1.0.[expr $i + 1]]

# $wl_node_($i) random-motion 0 ;# disable random

motion

#compute position of the node

$wl_node_($i) set X_ [expr round([$randomNode value])]

$wl_node_($i) set Y_ [expr round([$randomNode value])]

$wl_node_($i) set Z_ 0.0

$ns initial_node_pos $wl_node_($i) 25

$ns at 0 "$wl_node_($i) setdest 1100.0 1050 1.0" ;

puts "wireless node $i created ..." ;# debug info

}


#create source traffic


53

#Create a TCP agent and attach it to node n0

set TCP_($i) [new Agent/TCP]

$TCP_($i) set_filenametcpvegasSend_($i)

$TCP_($i) set packetSize_ 1052

$ns attach-agent $wl_node_($i) $TCP_($i)

# Create the Null agent to sink traffic

set null_($i) [new Agent/TCPSink]

$null_($i) set_filenametcpvegasRec_($i)

$ns attach-agent $wl_node_([expr $i-1]) $null_($i)

# Attach video traffic source

set video1_($i) [new Application/Traffic/myEvalvid]

$video1_($i) attach-tracefile $trace_file

$video1_($i) attach-agent $TCP_($i)

# Attach the 2 agents

$ns connect $TCP_($i) $null_($i)

}

# Traffic scenario: if all the nodes start talking at the same

# time, we may see packet loss due to bandwidth request collision

set traffic_stop 60

set diff 0.1


$ns at 30 "$video1_($i) start"

# $ns at 20 "$video1_(0) stop"

}

#$ns at 4 "$nd_(1) dump-table"

#$ns at 5 "$nd_(1) send-rs"



$ns at 70 "finish"

#$ns at $simulation_stop "$ns halt"


54

# Run the simulation

puts "Running simulation for $nb_mn mobile nodes..."

$ns run

puts "Simulation done."


Documents

SKRIPSI STUDI PENGARUH UKURAN BUFFER INTERFACE QUEUE