EXPLORE YOUR INTERESTS

Minggu, 01 Desember 2013

VoIP over MPLS

BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Perkembangan internet  yang sangat cepat serta kebutuhan manusia yang beraneka ragam mendorong manusia untuk terus melakukan penelitian dan pengembangan di berbagai bidang. Dalam bidang telekomunikasi, misalnya, kebutuhan akan jaringan informasi dalam  menyediakan berbagai  layanan yang memiliki kapasitas yang tinggi sesuai kebutuhan yang terus berkembang, mudah diakses oleh pengguna dari mana dan kapan saja serta terjangkau harganya.
Jaringan  yang memenuhi kebutuhan-kebutuhan tersebut adalah broadband network yang menghantarkan data paket dengan secara efisien, scalable, memungkinkan diferensiasi dalam satu sistem, serta mampu diakses secara mobile.
Ditilik dari segi skalabilitas, internet dengan protokol IP sangat baik yang membuat teknologi Internet menjadi cukup murah.  Namun IP memiliki kelemahan serius pada implementasi QoS(Quality of Service). Teknologi semacam ATM ( Asynchronous Transfer Mode ) memiliki mekanisme pemeliharaan QoS, dan memungkinkan diferensiasi. Akan tetapi, masalah pada skalabilitas yang kurang baik mengakibatkan perlunya investasi tinggi untuk implementasinya.
Untuk memperbaiki kinerja jaringan IP ( Internet Protocol), dikembangkan beberapa metode antara lain dengan MPLS (Multiprotocol Label Switching) . Teknologi MPLS memungkinkan paket berada dalam sistem dalam waktu yang lebih singkat dibandingkan dengan jaringan IP biasa karena pada jaringan MPLS tiap paket diberi label yang kemudian digunakan sebagai informasi untuk proses switching menggantikan IP header pada proses routing.  MPLS juga dapat  peningkatan performansi jaringan paket tanpa harus menjadi rumit seperti ATM.

Berkembangnya aplikasi-aplikasi multimedia membutuhkan persyaratan Quality of Services (QoS) tertentu. Namun jaringan IP biasa tidak didesain untuk melewatkan layanan multimedia yang bersifat realtime.
VoIP (Voice over Internet Protocol) merupakan teknologi yang memungkinkan komunikasi suara menggunakan jaringan berbasis IP (Internet Protocol).
 Makalah ini  membahas konvergensi dari VoIP dan MPLS sebagai backbone jaringannya. Dengan MPLS, diharapkan teknologi VoIP dapat memenuhi kriteria seperti yang diinginkan oleh pengguna teknologi jaringan telekomunikasi.

1.2       Rumusan Masalah
·         Bagaimana MPLS digunakan pada VoIP?
·         Perbandingan antara VoIP yang menggunakan MPLS dengan VoIP tanpa MPLS

1.3      Tujuan

·         Adapun tujuan institusionalnya adalah sebagai tugas pada mata kuliah Teknik Jaringan Telekomunikasi.
·         Adapun tujuan pokok dari pembuatan makalah ini adalah untuk mengetahui bagaimana MPLS dapat menunjang  teknologi  VoIP serta perbandingan antara VoIP yang menggunakan MPLS dengan VoIP tanpa MPLS.
1.4      Manfaat
Adapun manfaat yang dapat diperoleh dari makalah ini adalah kita dapat mengetahui bagaimana MPLS dapat digunakan pada jaringan telekomunikasi khususnya pada VoIP serta perbandingan antara VoIP yang menggunakan MPLS dengan VoIP tanpa MPLS.



BAB II
PEMBAHASAN
2.1 MPLS (Multiprotocol Label Switching)
         



Multiprotocol Label Switching (MPLS) yaitu adalah teknologi penyampaian paket pada jaringan backbone berkecepatan tinggi yang menggabungkan kemampuan manajemen switching pada layer 2  yang ada dalam teknologi ATM dengan kemampuan routing dan skalabilitas pada layer 3 yang dimiliki teknologi IP  dalam jaringan backbone yang sama  sehingga menjadi solusi jaringan terbaik dalam menyelesaikan masalah kecepatan, scalability, QOS (Quality of Service), dan rekayasa trafik.  MPLS berada di antara lapisan kedua dan ketiga  dalam sistem OSI.
Gambar 1. System 7 lapisan OSI




Komponen MPLS :
  • Label Switched Path (LSP)
Merupakan jalur yang melalui satu atau serangkaian LSR dimana paket diteruskan oleh label swapping dari satu MPLS node ke MPLS node yang lain.
  • Label Switching Router(LSR)
 MPLS node yang mampu meneruskan paket-paket layer-3
  • MPLS Edge Node atau Label Edge Router (LER)
MPLS node yang menghubungkan sebuah MPLS domain dengan node yang berada diluar MPLS domain
  • MPLS Egress Node
MPLS node yang mengatur trafik saat meninggalkan MPLS domain
  • MPLS ingress Node
MPLS node yang mengatur trafik saat akan memasuki MPLS domain
  • MPLS labels
merupakan label yang ditempatkan sebagai MPLS header
  • MPLS node
Node yang menjalankan MPLS. MPLS node ini sebagai control protokol yang akan meneruskan paket berdasarkan label.
            Cara kerjanya adalah dengan menyelipkan label di antara header layer 2 dan layer 3 pada paket yang diteruskan. Label dihasilkan oleh Label-Switching Router dimana bertindak sebagai penghubung jaringan MPLS dengan jaringan luar. Label berisi informasi tujuan node selanjutnya kemana paket harus dikirim. Kemudian paket diteruskan ke node berikutnya, di node ini label paket akan dilepas dan diberi label yang baru yang berisi tujuan berikutnya. Paket-paket diteruskan dalam path



yang dissebut LSP (Label Switching Path). Arsitektur MPLS dipaparkan dalam RFC-3031 (Dalam Wastuwibowo, 2003:6).
 
Gambar 2. Arsitektur MPLS

            Ide dasar teknik MPLS ini ialah mengurangi teknik pencarian rute dalam setiap router yang dilewati setiap paket, sehingga sebuah jaringan dapat dioperasikan dengan efisien dan jalannya pengiriman paket menjadi lebih cepat. Jadi MPLS akan menghasilkan high-speed routing dari data yang melewati suatu jaringan yang berbasis parameter Quality of Service (QoS).
2.2 VoIP (Voice over Internet Protocol)
            VoIP (Voice over Internet Protocol) secara umum didefinisikan sebagai suatu teknologi yang memungkinkan komunikasi suara menggunakan jaringan berbasis IP (Internet Protocol). Informasi suara yang berupa sinyal analog tersebut dirubah ke dalam bentuk sinyal digital kemudian oleh sistem codec dirubah formatnya menjadi paket – paket data yang selanjutnya akan ditransmisikan ke tujuan melalui jaringan IP atau packet network. VoIP over MPLS adalah suatu system yang menggunakan jaringan perantara dengan arsitektur jaringan MPLS untuk mengirimkan data paket VoIP dari suatu tempat ke tempat yang lain.

2.3 QoS (Quality of Service)
Sebagaimana dijelaskan dalam rekomendasi CCITT E.800, QoS (Quality of Service)  adalah :
“Efek kolektif dari kinerja layanan yang menentukan derajat kepuasan seorang pengguna terhadap suatu layanan”.
Umumnya QoS dikaji dalam kerangka pengoptimalan kapasitas network untuk berbagai jenis layanan, tanpa terus menerus menambah dimensi network. Quality of Service menunjukkan kemampuan sebuah jaringan untuk menyediakan layanan yang lebih baik lagi bagi layanan trafik yang melewatinya.
Berbagai aplikasi memiliki jenis kebutuhan yang berbeda. Misalnya transaksi data bersifat sensitif terhadap distorsi tetapi kurang sensitif terhadap delay. Sebaliknya, komunikasi suara bersifat sensitif terhadap tundaan dan kurang sensitif terhadap kesalahan. Tabel berikut [Dutta-Roy 2000] memaparkan tingkat kepekaan performansi yang berbeda untuk jenis layanan network yang berlainan.
 
1.    Bandwidth
Ketersediaan bandwidth untuk suatu aplikasi menentukan besarnya trafik yang dapat diperoleh aplikasi saat melewati jaringan.



2. Paket Loss
Kehilangan paket ketika terjadi peak load dan congestion (kemacetan transmisi paket akibat padatnya traffic yang harus dilayani) dalam batas waktu tertentu.
3. Delay
·         Waktu yang dibutuhkan untuk mengirimkan data dari sumber (pengirim) ke tujuan (penerima).
·         Delay maksimum yang direkomendasikan oleh ITU untuk aplikasi suara adalah 150 ms, dan yang masih bisa diterima pengguna adalah 250ms.
5. Jitter
Merupakan variasi delay yang terjadi akibat adanya selisih waktu atau interval antar kedatangan paket di penerima.
Beberapa skema telah diajukan untuk mengelola QoS dalam network IP. Dua skema utama adalah Integrated Services (IntServ) dan Differentiated Services (DiffServ). IntServ bertujuan menyediakan sumberdaya seperti bandwidth untuk trafik dari ujung ke ujung. Sementara DiffServ bertujuan membagi trafik atas kelas-kelas yang kemudian diberi perlakuan yang berbeda.








BAB III
PEMBAHASAN
3.1 VoIP over MPLS
             VoIP over MPLS adalah alternatif untuk menyediakan interface IP/MPLS dan VoIP dalam suatu jaringan.
1.      Perancangan router MPLS dengan menggunakan paket yang mendukung konfigurasi router dan client pada jaringan MPLS.
2.      Setelah melakukan  perancangan router dan client , buat konfigurasi jalur yang akan dilalui oleh data dan lakukan pengecekan koneksi antar router ke router dan router ke client.
3.      Kemudian membangun dua buah terminal VoIP yang nantinya digunakan sebagai komponen penguji yang terdiri dari source dan destinasi.
4.      Pada topologi yang direncanakan ada dua node yang nantinya berfungsi sebagai LER yaitu node 1 sebagai LER ingress dan node 5 sebagai LER egress. Sedangkan untuk router yang berada ditengah-tengah berfungsi sebagai LSR.



Gambar 3.  Topologi Jaringan



Implementasi ini dibuat dengan memodelkan topologi dari  jaringan yang akan digunakan. Jaringan yang dipakai adalah jaringan berbasis MPLS dan diimplementasikan pada VoIP. Perubahan konfigurasi pada jaringan terletak pada penggunaan terminal VoIP yang difungsikan sebagai bagian penguji dan destinasi.
Paket VoIP yang dilewatkan jaringan MPLS memberikan tingkat efektifitas yang tinggi dari sudut waktu latency karena MPLS mengurangi banyaknya proses pengolahan yang terjadi di IP routers serta memperbaiki kinerja pengiriman suatu paket data.

3.2 Perbandingan VoIP over MPLS dan VoIP tanpa MPLS
Untuk melihat perbandingan VoIP menggunakan MPLS dan tanpa menggunakan  MPLS, parameter yang diperhatikan adalah delay, jitter, packet loss dan throughput.
1.      Delay
Hasil pengujian delay ditunjukkan pada gambar grafik dibawah ini.
Gambar 4. Pengukuran Delay dengan Intensitas

Grafik di atas membuktikan  bahwa delay yang dihasilkan oleh VoIP over MPLS lebih kecil jika dibandingkan dengan delay yang didapatkan dari VoIP dengan jaringan IP biasa. Delay rata-rata yang diperoleh dari VoIP over MPLS  sebesar 19.9971 ms sedangkan delay average dengan jaringan IP biasa sebesar 19.9972 ms.
2.      Jitter



Parameter jitter  diamati untuk mengetahui performansi QoS dari jaringan VoIP over MPLS. Jitter merupakan variasi kedatangan paket. Gambar 4.3 merupakan grafik dari hasil pengujian jitter pada jaringan VoIP over MPLS dengan jaringan VoIP tanpa MPLS.

Gambar 5. Grafik Jitter
Berdasarkan grafik di atas, VoIP tanpa MPLS menghasilkan jitter yang lebih stabil. Namun, rata-rata jitter yang dihasilkan VoIP over MPLS lebih kecil, yaitu sebesar 14.84932 msec sedangkan dengan jaringan IP sebesar 14.85298 msec.
3.       Packet Loss
Gambar 6. Grafik Paket Loss
Grafik di ATAS memperlihatkan bahwa selama  pengiriman paket VoIP berlangsung, tidak ada paket data yang hilang saat diterima oleh tujuan.

4.       Throughput

Aspek utama throughput yaitu berkisar pada ketersediaan bandwidth yang cukup untuk suatu aplikasi.Hal ini menentukan besarnya trafik yang dapat diperoleh aplikasi saat melewati jaringan.Aspek penting lainnya adalah error (pada umumnya berhubungan dengan link error rate) dan losses (pada umumnya berhubungan dengan kapasitas buffer).
Berikut ini grafik pengukuran  throughput.
Gambar 7. Grafik Throughput
VoIP yang dilewatkan pada jaringan MPLS memiliki throughput yang lebih besar. Semakin besar nilai throughput, delay yang dihasilkan semakin kecil. Dengan demikian MPLS mendukung performansi QoS lebih baik dibandingkan jaringan IP.













BAB IV
PENUTUP
4.1  Kesimpulan
1.      MPLS mengurangi banyaknya proses pengolahan yang terjadi di IP routers, serta memperbaiki kinerja pengiriman suatu paket data.
2.      MPLS menyediakan Quality of Service (QoS) dalam jaringan backbone, dan menghitung parameter QoS menggunakan teknik Differentiated services (Diffserv) sehingga setiap layanan paket yang dikirimkan akan mendapat perlakuan yang berbeda sesuai dengan skala prioritasnya.
3.       Kualitas suara yang dihasilkan oleh jaringan VoIP over MPLS lebih baik daripada VoIP dengan jaringan IP biasa.
4.      Jaringan MPLS memberikan peningkatan performansi, terutama pada delay dan throughput.
5.      VoIP over MPLS menghasilkan bandwidth yang  lebih lebar, sehingga performansi jaringan lebih terjaga.
6.      Dengan kebihan ini maka MPLS merupakan terobosan baru dalam hal penanganan paket data.











DAFTAR PUSTAKA
1.         KuncoroWastuwibowo,“Pengantar MPLS”,Copyright©2003lmuKomputer.com
2.         Dwi Ayu Rahmadita, “ ANALISA APLIKASI VOIP PADA JARINGAN BERBASIS MPLS”
4.         Network Fundamentals – Chapter 4, ” OSI Transport Layer”
5.         Hunian Ulinnuha,Simulasi dan Analisis Layanan VoIP pada Jaringan MPLS VPN PT. Telkom Jakarta 2008
6.          Aries Pratiarso,” ANALISA UNJUK KERJA APLIKASI VOIP PADA JARINGAN IPv6 BERBASIS MPLS