makalah ilmiah

ANALISIS PENGARUH BEBERAPA CODEC DAN PARAMETER QUALITY OF

SERVICE (QOS) PADA VOICE OVER INTERNET PROTOCOL (VOIP)

Arvit Faruki1)

, Melinda2)

dan Taufiq A. Gani2)

Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Syiah Kuala

Jl. Tgk. Syech Abdurrauf No. 7, Darussalam, Banda Aceh, Indonesia

e-mail: [email protected], [email protected], [email protected]

ABSTRAK

Layanan Voice over Internet Protocol (VoIP) mengalami perkembangan yang pesat pada saat ini dikarenakan biaya

penggunaannya yang sangat murah. VoIP adalah teknologi yang mampu melewatkan sinyal suara melalui jaringan Internet

Protocol (IP). Layanan ini merupakan komunikasi real-time yang sangat peka terhadap kondisi jaringan, adanya gangguan

pada jaringan menyebabkan penurunan kualitas layanan VoIP. Oleh karena itu, pada penelitian ini dikaji tentang pengaruh

parameter Quality of Service (QoS) berupa packet loss, delay, dan jitter terhadap performansi VoIP. Penelitian ini

menggunakan codec yang umum dipakai, yaitu G.711 A-law, G.711 µ-law, dan GSM 06.10. Dari hasil penelitian didapatkan

bahwa codec G.711 A-law dan G.711 µ-law memiliki kualitas yang lebih baik dibandingkan codec GSM 06.10, namun codec

GSM 06.10 lebih stabil dibandingkan codec G.711 A-law dan G.711 µ-law.

Kata kunci: VoIP, QoS, packet loss, delay, jitter, dan codec.

ANALYSIS OF SOME CODEC AND QUALITY OF SERVICE (QOS) PARAMETERS

INFLUENCE ON VOICE OVER INTERNET PROTOCOL (VOIP)

ABSTRACT

Voice over Internet Protocol (VoIP) service has experienced rapid development recently because of its low cost. VoIP is a

technology which is capable to skip the voice signal through the Internet Protocol (IP) network. The service is a real-time

communication which is sensitive to network condition, network impairments causes a decrease on VoIP service quality.

Therefore, this research is studied about impact of Quality of Service parameters, such as packet loss, delay, and jitter on

VoIP network performance. The study is using common codec used, such as G.711 A-law, G.711 µ-law and GSM 06.10. The

result of this research showed that G.711 A-law and G.711 µ-law have better quality than that of GSM 06.10 codec, however

GSM 06.10 codec is more stable than G.711 A-law and G.711 µ-law.

Keywords: VoIP, QoS, packet loss, delay, jitter, and codec.

I. PENDAHULUAN

Perkembangan teknologi khususnya teknologi

informasi membawa perubahan yang sangat mendasar bagi

dunia telekomunikasi. Perubahan mendasar tersebut yaitu

digunakannya internet sebagai salah satu produk teknologi

terbaru sebagai media telekomunikasi sehingga melahirkan

teknologi baru yang disebut Voice over Internet Protocol

(VoIP) (Lazuardi, N. 2008).

VoIP adalah teknologi yang mampu melewatkan suara

melalui jaringan Internet Protocol (IP). Jaringan IP sendiri

merupakan jaringan komunikasi data yang berbasis

packed-switch, sehingga kita bisa menelepon dengan

menggunakan jaringan IP atau internet (Lazuardi, N.

2008).

Paket-paket suara dikirim via IP bekerjasama dengan

protokol komunikasi suara seperti: H.323, Session

Initiation Protocol (SIP), atau Inter Asterisk eXchange

(IAX). (Lazuardi, N. 2008). SIP dikembangkan oleh The

Internet Engineering Task Force (IETF) yang merupakan

protokol singnaling standar yang digunakan pada

teknologi VoIP dewasa ini (Raharja, A. 2006).

Teknologi VoIP memiliki beberapa faktor untuk

mencapai kinerja yang diinginkan. Faktor-faktor tersebut

antara lain adalah topologi jaringan IP, pemilihan software

maupun hardware, protokol jaringan VoIP, codec yang

1) Mahasiswa tugas akhir, 2) Dosen pembimbing. Karya ilmiah ini telah di-review oleh komite pembahas dan disetujui untuk

dipublikasikan pada tanggal 03 April 2012.

KITEKTRO: Jurnal Online Teknik Elektro 10 e-ISSN: 2252-7036Vol.1 No.1 2012: 10-19

munadi

Pencil

2

digunakan, serta parameter-parameter yang menjadi

standarisasi penentuan jenis jaringan (Kurniawan, 2007).

Salah satu faktor yang paling berpengaruh pada

kualitas VoIP adalah Coder-Decoder (Codec). Codec

merupakan algoritma untuk melakukan kompresi data

suara yang bertujuan mengurangi jumlah byte yang

dikirimkan dalam jaringan. Penggunaan codec yang tepat

pada implementasi VoIP merupakan salah satu hal yang

menentukan dalam pencapaian kualitas komunikasi VoIP.

Contoh codec yang berkembang pada saat ini adalah:

GSM 06.10, G.711, G.723, G.729 dan lain-lain

(Kurniawan, F. & Wahjuni, S. 2010). Pada dasarnya codec

adalah sebuah algoritma untuk mengubah sinyal suara

menjadi data digital. Codec yang digunakan pada

penelitian ini adalah G.711 A-law, G.711 µ-law, dan GSM

06.10, disamping ketiga codec ini gratis juga merupakan

termasuk yang paling banyak digunakan. Perbedaan yang

paling mendasar diantara berbagai jenis codec ini adalah

pada bit rate dan algoritma yang digunakan, bit rate codec

G.711 adalah 64 kbps, sedangkan GSM 06.10 memiliki bit

rate 13 kbps (Purbo, O.W. & Raharja, A. 2010). Codec

G.711 A-law dan G.711 µ-law memiliki perbedaan pada

algoritma yang digunakan. Codec G.711 A-law men-

sampling sinyal suara menjadi 13 bit, sedangkan codec

G.711 µ-law men-sampling sinyal suara menjadi 14 bit

(Brokish, C.W. & Lewis, M. 1997).

Teknologi internet yang digunakan saat ini yaitu

Internet Protocol version 4 (IPv4). IPv4 tidak dirancang

untuk mendukung aplikasi-aplikasi realtime dan

multimedia yang peka terhadap delay, jitter, dan packet

loss yang mengakibatkan menurunnya kualitas layanan

(Qiao, Z. et al. 2004). Jitter dan packet loss timbul karena

adanya gangguan pada jaringan. Gangguan jaringan juga

dapat meningkatkan delay. Gangguan jaringan timbul

karena pengaruh-pengaruh yang terjadi di sekitar jaringan,

seperti faktor alam berupa petir, badai, radiasi gelombang

elektromagnetik, dan sebagainya. Selain itu, gangguan

jaringan juga bisa timbul tanpa pengaruh dari lingkungan

sekitar jaringan namun berasal dari jaringan itu sendiri,

seperti software error, congestion, bandwidth low,

hardware error, dan lain-lain.

Karena ketiga codec di atas memiliki bit rate dan

algoritma yang berbeda, tentu saja kepekaan terhadap

kondisi jaringan akan berbeda pada masing-masing codec.

Motivasi penelitian ini adalah untuk melihat pengaruh

gangguan jaringan terhadap performansi masing-masing

codec dalam jaringan VoIP. Adapun tujuan penelitian ini

adalah mengukur, membandingkan, dan menganalisis

performansi beberapa codec pada jaringan VoIP yang

mengalami gangguan. Kualitas VoIP dapat ditentukan

dengan metode Perceptual Evaluation of Speech Quality

(ITU-T, 2001).

Penelitian ini dilakukan dalam sebuah (Local Area

Network) LAN yang mengemulasikan kondisi WAN.

Emulasi ini perlu dilakukan untuk membangkitkan tingkat

gangguan yang diinginkan, yaitu dalam hal packet loss,

delay dan jitter. Hal ini sulit dicapai jika dilakukan dalam

real WAN dimana tingkat gangguan sangat sulit

dibangkitkan sesuai dengan yang diinginkan. Emulasi

dilakukan menggunakan software WAN emulator yaitu

NetEm, yang akan mengemulasikan sebuah LAN menjadi

WAN dengan membangkitkan tingkat gangguan yang

diinginkan.

II . DASAR TEORI

2.1 Voice over Internet Protocol (VoIP)

VoIP didefinisikan sebagai suatu sistem yang

menggunakan jaringan internet untuk mengirimkan data

paket suara dari satu tempat ke tempat lain menggunakan

perantara protokol IP (Tharom, T. 2002). VoIP

mentransmisikan sinyal suara dengan mengubahnya ke

dalam bentuk digital, dan dikelompokkan menjadi paket–

paket data yang dikirim dengan menggunakan IP. Jaringan

IP sendiri adalah merupakan jaringan komunikasi data

yang berbasis packet-switch (Syafitri, D.A. 2007).

Pengiriman sebuah sinyal ke remote destination dapat

dilakukan secara digital, yaitu sebelum dikirim data yang

berupa sinyal analog, diubah dulu ke bentuk data digital

dengan analog to digital converter (ADC), kemudian

ditransmisikan dan di penerima dipulihkan kembali

menjadi data analog dengan digital to analog converter

(DAC). Begitu juga dengan VoIP, digitalisasi voice dalam

bentuk packet data, dikirimkan dan dipulihkan kembali

dalam bentuk voice di penerima (Priyanggono, S. 2008).

Voice diubah dulu kedalam format digital karena lebih

mudah dikendalikan dalam hal ini dapat dikompresi dan

dapat diubah ke format yang lebih baik dan data digital

lebih tahan terhadap noise dari pada analog (Priyanggono,

S. 2008).

2.2 Codec

Pengkodean suara merupakan pengalihan kode

analog menjadi kode digital agar suara dapat dikirim

dalam jaringan komputer (Purbo, O.W. 2007). Pengkodean

dikenal dengan istilah codec, yang merupakan singkatan

dari coder-decoder atau compressor-decompressor.

Berbagai jenis codec dikembangkan untuk memampatkan

KITEKTRO: Jurnal Online Teknik Elektro e-ISSN: 2252-7036

Vol.1 No.1 2012 11 @ 2012 kitektro

3

suara agar bisa menggunakan bandwidth secara hemat

tanpa mengorbankan kualitas suara (suara yang keluar

masih dapat didengar dengan baik). (Wahyuddin M. I.

2009). Perbedaan skema kompresi dapat dibandingkan

dengan 4 parameter, yaitu (Boger, Y.):

1. Compressed voice rate, codec mengkompres suara

berkisar dari 64 kbps sampai bit rate yang lebih

rendah.

2. Complexity, semakin tinggi tingkat kerumitan co-

dec, semakin tinggi resource komputer yang dimin-

ta.

3. Voice quality, pengompresan suara di beberapa co-

dec menghasilkan kualitas yang sangat bagus, se-

dangkan yang lain menyebabkan degradasi yang

signifikan.

4. Digitalizing delay, setiap algoritma membutuhkan

waktu untuk mem-buffer percakapan sebelum pen-

gompresan, inilah yang disebut dengan digitalizing

delay. Delay ini dimasukkan ke dalam delay end-

to-end secara keseluruhan.

2.3 Gangguan Jaringan dan VoIP Service Quality

Agrawal (2006) membagi gangguan-gangguan yang

berpengaruh terhadap kualitas voice call ke dalam 3

kelompok, yaitu gangguan pengolahan sinyal, gangguan

jaringan, dan gangguan lingkungan. Gangguan pada saat

pengolahan sinyal disebabkan oleh filter suara, quantizer,

dan codec yang digunakan pada sistem. Gangguan

jaringan berupa packet loss, delay, dan jitter. Sedangkan

gangguan lingkungan meliputi faktor-faktor seperti tingkat

kebisingan pada lokasi user.

Volpe (2009) menyatakan tiga gangguan mendasar

yang berpengaruh terhadap kualitas voice call pada

jaringan VoIP, yaitu packet loss, delay, dan jitter.

Emulator jaringan IP merupakan software yang dapat

membangkitkan gangguan pada jaringan IP, seperti

latency, delay, jitter, bandwidth limitation, loss,

duplication, dan modification of the packets. Software ini

memungkinkan pengguna menggangu aliran pada jaringan

IP untuk membantu mempelajari perilaku aplikasi,

perangkat, atau layanan di dalam sebuah lingkungan

jaringan yang terganggu. Gangguan dapat dibangkitkan

dengan loss dan delay pada aliran IP yang diberikan oleh

user (ZTI, 2012).

Beberapa contoh software emulator jaringan yang

tersedia saat ini yaitu NetDisturb, NIST (Network

Impairment Simulator) Net, dan NetEm. Emulator

jaringan yang digunakan pada penelitian ini adalah

NetEm. NetEm adalah sebuah tool yang dibuat oleh

Stephen Hemminger di Open Source Development Lab

(OSDL) untuk mengontrol antrian dan trafik yang didesain

untuk Linux. NetEm dibangun menggunakan fasilitas

Quality of Service (QoS) dan Differentiated Services

(Diffserv) yang tersedia di kernel Linux (Hemminger, S.

2005). Software ini menggunakan seperangkat statistical

routine untuk membangkitkan parameter-parameter

gangguan pada trafik jaringan.

NetEm terdiri dari 2 (dua) bagian, yaitu small kernel

module untuk disiplin antrian dan command line utility

untuk konfigurasinya. Kernel module dan command line

terhubung via Network socket interface. User menentukan

parameter-parameter untuk mengemulasi jaringan dengan

mengetikkan perintah “tc” pada command line. Parameter-

parameter yang dapat dibangkitkan menggunakan NetEm

adalah packet delay, loss, duplication, dan reordering

(Hemminger, S. 2005).

Contoh command perintah untuk membangkitkan

parameter-parameter jaringan pada NetEm seperti:

“tc qdisc add dev root netem delay 20ms 20ms loss

3%”

Perintah di atas merepresentasikan untuk

membangkitkan delay sebesar 20 ms, jitter sebesar 20 ms,

dan packet loss sebesar 3 % (Linux Foundation, 2009).

2.4 Perceptual Evaluation of Speech Quality (PESQ)

Perbandingan kuantitatif yang digunakan pada

pengujian ini adalah Perceptual Evaluation of Speech

Quality (PESQ). Pemilihan PESQ dilakukan karena

metoda lain, seperti Mean Opinion Score (MOS) dan

Perceptual Speech Quality Measurement (PSQM), yang

biasanya digunakan, telah tidak direkomendasi untuk

pengukuran kualitas suara pada jaringan VoIP. Tabel 2.1

akan lebih memperjelas pemilihan metode ini (Kurniawan,

2007).

Tabel 2.1 Perbandingan Metode Pengukur Kualitas Suara

PESQ merupakan kelanjutan dari PSQM dan telah

distandarisasi oleh ITU-T P.862 (ITU-T, 2001). PESQ

menggabungkan metode PSQM dan Perceptual Analysis

Measurement System (PAMS). Mekanisme PESQ

Fitur MOS PSQM PESQ

Metode Pengujian Subjektif Objektif Objektif

Pengujian Packet

end-to-end

Tidak Konsisten Tidak Ada Ada

Pengujian Jitter

end-to-end

Tidak Konsisten Tidak Ada Ada


Vol.1 No.1 2012 12 @ 2012 kitektro

munadi

Pencil

merupakan penyempurnaan dari PSQM. Jika pada PSQM

belum ada mekanisme time alignment dan

maka pada PESQ kedua mekanisme tersebut telah

ditambahkan. Gambaran umum struktur algoritma PESQ

dapat dilihat pada Gambar 2.2. Konsepnya sama seperti

sebelumnya yaitu membandingkan antara sinyal keluaran

dengan sinyal aslinya kemudian hasil tersebut

dikonversikan ke dalam skala MOS. Skala MOS yang

didefinisikan pada P.862 PESQ ini memiliki range dari

0.5 (terburuk) hingga 4.5 (terbaik). Berbeda dengan

standar skala MOS dimana nilai terbaik dicapai dengan

angka 5. Hal tersebut dikarenakan pada pengukuran

kualitas pastinya terjadi degradasi sinyal. Sin

tidak mungkin sama persis seperti aslinya. Oleh karena itu

nilai 5 yang mengindikasikan 'sempurna' diturunkan

menjadi 4.5 untuk menunjukkan pada prinsipnya terjadi

degradasi pada sinyal (Yonathan, B. et al. 2011).

Gambar 2.1 Algoritma PESQ (Yonathan, B.

Nilai PESQ dapat diperoleh dengan membandingkan

sinyal suara original (sinyal referensi) dengan sinyal suara

rekaman yang telah terdegradasi. Sinyal suara rekaman

yang telah terdegradasi merepresentasikan sinyal y

sampai ke telinga pendengar (Christian, H.W. 2008).

Gambar 2.2 Pemetaan nilai PESQ ke MOS-LQO (Kurniawan, 2007)

III. METODOLOGI PENELITIAN

Dalam metode penelitian ini menjelaskan tentang

langkah-langkah yang akan ditempuh pada

4

merupakan penyempurnaan dari PSQM. Jika pada PSQM

dan equalization,

maka pada PESQ kedua mekanisme tersebut telah

itambahkan. Gambaran umum struktur algoritma PESQ

dapat dilihat pada Gambar 2.2. Konsepnya sama seperti

sebelumnya yaitu membandingkan antara sinyal keluaran

dengan sinyal aslinya kemudian hasil tersebut

dikonversikan ke dalam skala MOS. Skala MOS yang

efinisikan pada P.862 PESQ ini memiliki range dari -

0.5 (terburuk) hingga 4.5 (terbaik). Berbeda dengan

standar skala MOS dimana nilai terbaik dicapai dengan

angka 5. Hal tersebut dikarenakan pada pengukuran

kualitas pastinya terjadi degradasi sinyal. Sinyal keluaran

tidak mungkin sama persis seperti aslinya. Oleh karena itu

nilai 5 yang mengindikasikan 'sempurna' diturunkan

menjadi 4.5 untuk menunjukkan pada prinsipnya terjadi

. 2011).

Algoritma PESQ (Yonathan, B. et al. 2011)

Nilai PESQ dapat diperoleh dengan membandingkan

(sinyal referensi) dengan sinyal suara

rekaman yang telah terdegradasi. Sinyal suara rekaman

yang telah terdegradasi merepresentasikan sinyal yang

sampai ke telinga pendengar (Christian, H.W. 2008).

LQO (Kurniawan, 2007)

PENELITIAN

Dalam metode penelitian ini menjelaskan tentang

langkah yang akan ditempuh pada penelitian ini.

Langkah-langkah tersebut ditunjukkan dalam

berikut:

Gambar 3.1 Flowchart

3.1 Konfigurasi Jaringan

Untuk konfigurasi jaringan ini dibutuhkan

yakni 1 komputer sebagai server

sebagai client, dan 1 komputer lagi digunakan sebagai

bridge untuk membangkitkan parameter

menggunakan emulator jaringan NetEm.

Software yang dibutuhkan pada pengujian ini yaitu:

1. Asterisk 1.8, berfungsi sebagai

membangkitkan jaringan VoI

2. Sistem Operasi Windows XP, berfungsi sebagai

komputer client.

3. Sistem Operasi Ubuntu Des

sebagai bridge.

4. Sistem Operasi Ubuntu Server

pada komputer yang berfungsi sebagai VoIP

5. NetEm, merupakan software

jaringan, software ini berbasis

penelitian ini, software ini berfungsi untuk me

bangkitkan parameter-parameter uji, yaitu

loss, delay, dan jitter.

6. Jitsi Softphone, merupakan

sebagai pemanggil dan penerima panggilan telepon

pada komputer client.

langkah tersebut ditunjukkan dalam flowchart

Flowchart penelitian

figurasi jaringan ini dibutuhkan 4 komputer,

server VoIP, 2 komputer

, dan 1 komputer lagi digunakan sebagai

untuk membangkitkan parameter-parameter uji

jaringan NetEm.

yang dibutuhkan pada pengujian ini yaitu:

Asterisk 1.8, berfungsi sebagai server VoIP untuk

membangkitkan jaringan VoIP.

Sistem Operasi Windows XP, berfungsi sebagai

Desktop 11.04, berfungsi

Ubuntu Server 11.04, digunakan

fungsi sebagai VoIP server.

software untuk mengemulasi

ini berbasis open source. Pada

ini berfungsi untuk mem-

parameter uji, yaitu packet

, merupakan software yang berfungsi

gil dan penerima panggilan telepon


Vol.1 No.1 2012 13 @ 2012 kitektro

munadi

Pencil

munadi

Pencil

munadi

Pencil

7. Audacity, merupakan open source software

recording dan editing sound/audio. Pada penelitian

ini, Audacity digunakan untuk pengeditan

kaman suara.

8. SPDemo, merupakan sebuah tool yang membantu

untuk mempelajari teknik speech and audio

processing. Pada penelitian ini, software

nakan untuk pengambilan nilai PESQ.

dijalankan pada sistem operasi windows

Skema jaringan pada penelitian ini adalah:

Gambar 3.2 Skema jaringan penelitian

3.2 Pengujian Performansi VoIP

Langkah pertama yang dilakukan setelah jaringan

sistem dibangun adalah pengujian kualitas pelayanan.

Skenario yang dijalankan yaitu:

1. Pengujian kualitas dari masing-masing

diberi parameter uji.

2. Pengujian dengan pemberian parameter uji berupa

packet loss, delay, dan jitter secara bertahap.

Jumlah skenario yang dijalankan untuk melakukan

pengujian ini untuk masing-masing codec

kali, yaitu pengujian tanpa gangguan 1 kali, dengan

parameter uji packet loss 5 kali, delay 4 kali, dan

kali. Jadi, jumlah seluruh skenario untuk 3 jenis

pada penelitian ini adalah 14 x 3 = 42 skenario.

skenario masing-masing dilakukan pengujian s

kali dengan lama 1 kali pengujian kurang lebih 1 menit.

Data hasil pengujian diambil dari nilai rata

masing pengujian tersebut.

Setelah semua skenario pengujian rampung, maka

didapatkan nilai kualitas pelayanan masing

skenario pengujian dengan membandingkan sinyal suara

pada client 1 dan sinyal suara pada client 2 menggunakan

software SPDemo. Dengan membandingkan kedua sinya

suara tersebut didapatkan nilai PESQ.

5

open source software untuk

Pada penelitian

digunakan untuk pengeditan file re-

yang membantu

speech and audio

software ini digu-

nakan untuk pengambilan nilai PESQ. Software ini

windows.

Skema jaringan pada penelitian ini adalah:

Skema jaringan penelitian

Langkah pertama yang dilakukan setelah jaringan

sistem dibangun adalah pengujian kualitas pelayanan.

masing codec tanpa

Pengujian dengan pemberian parameter uji berupa

secara bertahap.

Jumlah skenario yang dijalankan untuk melakukan

codec sebanyak 14

pengujian tanpa gangguan 1 kali, dengan

4 kali, dan jitter 4

kali. Jadi, jumlah seluruh skenario untuk 3 jenis codec

pada penelitian ini adalah 14 x 3 = 42 skenario. Tiap

masing dilakukan pengujian sebanyak 20

kali dengan lama 1 kali pengujian kurang lebih 1 menit.

Data hasil pengujian diambil dari nilai rata-rata masing-

Setelah semua skenario pengujian rampung, maka

didapatkan nilai kualitas pelayanan masing-masing

skenario pengujian dengan membandingkan sinyal suara

2 menggunakan

SPDemo. Dengan membandingkan kedua sinyal

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

Untuk melakukan pengujian performansi masing

masing codec pada jaringan VoIP, penelitian ini membagi

pengujian yang dilakukan menjadi beberapa skenario

seperti yang telah dijelaskan pada bab sebelumnya dengan

beberapa variabel yang berbeda. Variabel

yaitu:

1. Codec: G.711 A-law, G.711 µ

06.10.

2. Parameter-parameter uji:

a. Packet loss: 1%, 2%, 3%, 4%, 5%

b. Delay: 20 ms, 50 ms, 100 ms, 150 ms

c. Jitter: 5 ms, 10 ms, 20 ms, 50 ms

Nilai PESQ dari masing-masing

jaringan dalam keadaan ideal tanpa diberi gangguan dapat

dilihat pada Tabel 4.1 berikut:

Tabel 4.1 Nilai PESQ masing-masing

Codec

G.711 A-law

G.711 µ-law

GSM 06.10

Dari Tabel 4.1 menunjukkan

law yang memiliki kualitas paling bagus. Kemudian

diikuti oleh G.711 µ-law dengan sedikit penurunan

kualitas dibandingkan G.711 A-

antara keduanya sebesar 0,052. Sedangkan

06.10 memiliki kualitas yang paling buruk

ketiganya, nilai PESQ dari codec

sangat besar dengan kedua codec

codec G.711 A-law yaitu 1,732 sedangkan dengan

G.711 µ-law sebesar 1,68.

Di bawah ini akan ditampilkan Tabel 4.2 yang

menunjukkan nilai PESQ dari masing

keadaan ekstrim:

Tabel 4.2 Nilai ekstrim

Codec Minimum

G.711 A-law

G.711 µ-law

GSM 06.10

3,752

3,77

2,419

Nilai ekstrim adalah nilai minimum dan maksimum

dari gabungan ketiga parameter QoS.

minimum dengan gabungan packet loss

dan jitter 5 ms. Sedangkan nilai ekstrim

gabungan packet loss 5 %, delay 150 ms,

HASIL DAN PEMBAHASAN

Untuk melakukan pengujian performansi masing-

pada jaringan VoIP, penelitian ini membagi

pengujian yang dilakukan menjadi beberapa skenario

seperti yang telah dijelaskan pada bab sebelumnya dengan

beberapa variabel yang berbeda. Variabel-variabel tersebut

, G.711 µ-law, dan GSM

1%, 2%, 3%, 4%, 5%

20 ms, 50 ms, 100 ms, 150 ms

5 ms, 10 ms, 20 ms, 50 ms

masing codec ketika kondisi

jaringan dalam keadaan ideal tanpa diberi gangguan dapat

masing codec pada jaringan ideal

Nilai PESQ

4,328

4,276

2,596

menunjukkan bahwa codec G.711 A-

law yang memiliki kualitas paling bagus. Kemudian

law dengan sedikit penurunan

-law, selisih nilai PESQ

antara keduanya sebesar 0,052. Sedangkan codec GSM

memiliki kualitas yang paling buruk di antara

codec ini memiliki selisih yang

codec yang lain, selisih dengan

law yaitu 1,732 sedangkan dengan codec

Di bawah ini akan ditampilkan Tabel 4.2 yang

jukkan nilai PESQ dari masing-masing codec pada

Tabel 4.2 Nilai ekstrim

Nilai PESQ

Minimum Maximum

3,752

3,77

2,419

1,622

1,623

1,537

Nilai ekstrim adalah nilai minimum dan maksimum

dari gabungan ketiga parameter QoS. Nilai ekstrim

packet loss 1 %, delay 20 ms,

ekstrim maksimum adalah

150 ms, dan jitter 50 ms.


Vol.1 No.1 2012 14 @ 2012 kitektro

munadi

Pencil

6

Dari Tabel 4.2 di atas dapat dilihat bahwa nilai ekstrim

minimum sama dengan nilai PESQ dari packet loss 1%

(bisa dilihat pada Gambar 4.1). Pada saat nilai ekstrim

minimum, delay dan jitter tidak memiliki pengaruh

terhadap kualitas layanan VoIP, nilai PESQ yang

dihasilkan sama dengan nilai PESQ pada kualitas layanan

dengan packet loss sebesar 1%. Sedangkan nilai ekstrim

maksimum memiliki selisih nilai 0,2 lebih rendah dari nilai

PESQ jitter 50 ms (bisa dilihat pada Gambar 4.3), disini

jitter memiliki pengaruh yang lebih besar dibandingkan

packet loss.

Kualitas layanan VoIP sangat dipengaruhi oleh

algoritma yang digunakan oleh codec. Semakin kecil bit

rate codec tersebut, maka semakin rumit algoritma yang

digunakannya. Kerumitan algoritma ini memberikan

pengaruh terhadap kualitas suara setelah di-decode,

semakin rumit algoritma yang digunakan maka semakin

buruk kualitas suara yang dihasilkan. Hal ini sesuai dengan

teori yang disebutkan oleh Anton Raharja dalam artikel

“Jaringan VoIP Berbasiskan Protokol SIP” pada tahun

2004.

Codec GSM 06.10 memiliki bit rate yang jauh berbeda

dari codec G.711 A-law maupun G.711 µ-law. Codec

GSM 06.10 memiliki bit rate 13 kbps sedangkan codec

G.711 A-law dan G.711 µ-law memiliki bit rate sebesar

64 kbps. Hal inilah yang menyebabkan besarnya

perbedaan kualitas suara yang dihasilkan oleh codec GSM

06.10 dan G.711.

Perbedaan kualitas suara yang dihasilkan juga terjadi

antara codec G.711 A-law dan µ-law walaupun sedikit,

dimana kedua codec tersebut memiliki bit rate yang sama

besar. Perbedaan ini disebabkan karena perbedaan

algoritma yang digunakan oleh kedua codec tersebut,

codec G.711 A-law menggunakan algoritma yang lebih

sederhana dibandingkan dengan yang digunakan oleh

G.711 µ-law.

4.1 Pengaruh Packet Loss Terhadap Kualitas VoIP

Nilai PESQ dari hasil pengujian terhadap parameter

packet loss dapat dilihat pada Gambar 4.1 berikut ini:

Gambar 4.1 Grafik perbandingan nilai PESQ antara codec G.711 A-law,

G.711 µ-law dan GSM 06.10 terhadap parameter packet loss

Gambar 4.1 menunjukkan grafik perbandingan kualitas

suara VoIP yang menggunakan ketiga codec terhadap

parameter packet loss dimana packet loss sebesar 0 %

merepresentasikan keadaan jaringan tanpa diberikan

gangguan, sedangkan packet loss sebesar 1 % - 5 %

merepresentasikan keadaan jaringan yang diberikan

gangguan.

Dengan merujuk kepada rekomendasi ITU-T yang

ditunjukkan pada Gambar 2.2 dimana batas minimum

kualitas suara yang diterima sebesar 3,6. Maka, dari

Gambar 4.3 dapat dilihat bahwa kualitas suara pada VoIP

yang menggunakan codec G.711 A-law dan µ-law dapat

diterima dengan maksimum packet loss yang diberikan

sebesar 1 %. Sedangkan kualitas suara pada VoIP yang

menggunakan codec GSM 06.10 tidak dapat diterima

walau pun tanpa diberikan gangguan.

Tabel 4.3 Penurunan kualitas layanan VoIP terhadap pengaruh packet

loss

Packet

Loss

(%)

Penurunan dan Peningkatan Kualitas (%)

G.711 A-Law G.711 µ-Law GSM 06.10

1

2

3

4

5

11,67

20,52

26,13

31,28

38,33

13,1

20,79

24,23

32,02

36,69

7,16

8,78

11,98

17,22

22,23

Dari Tabel 4.3 dapat dilihat bahwa terjadi penurunan

nilai kualitas layanan VoIP yang signifikan pada

penggunaan codec G.711 A-law dan G.711 µ-law.

Penurunan kualitas layanan VoIP pada tingkat packet loss

sebesar 1 % yang menggunakan codec G.711 A-law

sebesar 11,67 %, sedangkan VoIP yang menggunakan

codec G.711 µ-law terjadi penurunan kualitas sebesar 13,1

%. Kualitas layanan VoIP yang menggunakan codec GSM

06.10 hanya terjadi penurunan sebesar 7,16 %. Parameter

packet loss memberikan pengaruh yang signifikan


Vol.1 No.1 2012 15 @ 2012 kitektro

munadi

Pencil

7

terhadap performansi VoIP dengan menggunakan codec

G.711 A-law, G.711 µ-law, dan GSM 06.10, semakin

besar packet loss maka semakin besar pula penurunan

kualitas layanan VoIP.

Dari perbandingan di atas, dapat disimpulkan bahwa

semakin kecil bit rate yang dimiliki codec tersebut, maka

semakin sedikit penurunan kualitas layanan VoIP terhadap

pengaruh packet loss, dimana diketahui codec G.711 A-

law dan µ-law memiliki bit rate sebesar 64 kbps,

sedangkan codec GSM 06.10 memiliki bit rate sebesar 13

kbps.

Tabel 4.4 Standar deviasi layanan VoIP terhadap parameter packet loss

Codec Standar Deviasi

G.711 A-Law

G.711 µ-Law

GSM 06.10

0,6

0,57

0,2

Tabel 4.4 menunjukkan layanan VoIP dengan codec

GSM 06.10 memiliki standar deviasi yang lebih rendah

dibandingkan kedua codec yang lain, ini menandakan

bahwa layanan VoIP menggunakan codec GSM 06.10

lebih stabil. Standar deviasi berfungsi untuk melihat

kestabilan sistem. Sistem dengan standar deviasi 0 (nol)

adalah sistem yang paling stabil, semakin mendekati 0

(nol) sistem tersebut semakin stabil.

4.2 Pengaruh Delay Terhadap Kualitas VoIP


delay dapat dilihat pada Gambar 4.2 berikut ini:


G.711 µ-law dan GSM 06.10 terhadap parameter delay


suara VoIP yang menggunakan ketiga codec terhadap

parameter delay dimana delay sebesar 0 ms


gangguan, sedangkan delay sebesar 20 ms - 150 ms


gangguan.

Penurunan kualitas performansi tidak terjadi pada VoIP

yang menggunakan codec G.711 A-law, G.711 µ-law dan

GSM 06.10 terhadap delay yang diberikan. Pada penelitian

ini, delay tidak memiliki pengaruh terhadap penurunan

kualitas performansi VoIP. Hal ini disebabkan karena

metode PESQ merupakan metode pengukuran kualitas

layanan tipe speech quality dimana metode ini tidak

memilki fitur pengujian pengaruh delay terhadap kualitas

layanan VoIP, lebih jelasnya dapat dilihat pada Tabel 2.1.

Untuk mengukur pengaruh delay terhadap kualitas layanan

VoIP dapat menggunakan metode E-Model yang

merupakan metode pengukuran kualitas layanan tipe

speech transmission quality (ITU-T, 2008).

Tabel 4.5 Standar deviasi layanan VoIP terhadap parameter packet loss


G.711 A-Law

G.711 µ-Law

GSM 06.10

0,04

0,01

0,05

Standar deviasi menunjukkan bahwa layanan VoIP

yang menggunakan ketiga codec tersebut memiliki sistem

yang stabil. VoIP yang menggunakan codec G.711 µ-law

merupakan yang paling stabil dengan standar deviasi

sebesar 0,01, diikuti oleh codec G.711 A-law dengan 0,04,

kemudian codec GSM 06.10 dengan standar deviasi

sebesar 0,05.

Tabel 4.6 Penurunan dan peningkatan kualitas layanan VoIP terhadap

pengaruh delay

Delay

(ms)

Penurunan Kualitas (%)

G.711 A-Law G.711 µ-Law GSM 06.10

20

50

100

150

2,77

1,76

1,29

1,94

0,44

0,47

0,16

0,14

4,74

3,2

5,16

3,24

Delay tidak memiliki pengaruh terhadap kualitas VoIP,

hal ini dapat dilihat pada Tabel 4.6 di atas. Penurunan dan

peningkatan tersebut dapat diabaikan karena perbedaan

yang dihasilkan terlalu kecil sehingga tidak memberikan

pengaruh yang berarti terhadap kualitas VoIP. Angka yang

ditebalkan menunjukkan terjadinya peningkatan kualitas

terhadap kualitas layanan VoIP, sedangkan yang tidak

ditebalkan menunjukkan penurunan terhadap kualitas

layanan VoIP.


Vol.1 No.1 2012 16 @ 2012 kitektro

8

4.3 Pengaruh Jitter Terhadap Kualitas VoIP


jitter dapat dilihat pada Gambar 4.4 berikut ini:


G.711 µ-law dan GSM 06.10 terhadap parameter jitter


suara pada VoIP yang menggunakan ketiga codec terhadap

pengaruh jitter, dimana jitter sebesar 0 ms


gangguan, sedangkan jitter sebesar 5 ms - 50 ms


gangguan. Kualitas layanan VoIP menggunakan codec

G.711 A-law dan G.711 µ-law dapat diterima hingga

sebesar 20 ms, sedangkan yang menggunakan codec GSM

06.10 tidak dapat diterima walau pun tidak diberikan

gangguan.

Tabel 4.7 Penurunan kualitas layanan VoIP terhadap pengaruh jitter

Jitter

(ms)

Penurunan Kualitas (%)

G.711 A-Law G.711 µ-Law GSM 06.10

5

10

20

50

2,42

2,22

8,83

56,89

0,16

0,37

8,23

57,27

3,54

3,43

1,96

30,32

Pada Tabel 4.7 dapat dilihat bahwa kualitas layanan

VoIP tidak berbeda jauh hingga besar jitter yang diberikan

sebesar 20 ms, tapi pada jitter sebesar 50 ms kualitas

ketiga codec tersebut jatuh drastis. Pada Tabel 4.8 dapat

dilihat terjadi penurunan kualitas layanan VoIP yang

sangat drastis pada jitter sebesar 50 ms. VoIP yang

menggunakan codec G.711 A-law dan G.711 µ-law

dengan jitter sebesar 50 ms masing-masing memiliki

penurunan kualitas pelayanan sebesar 56,89 % dan 57,27

%. Sedangkan VoIP yang menggunakan codec GSM

06.10 terjadi penurunan hingga 30,32 %.

Bit rate dan algoritma yang digunakan oleh masing-

masing codec tidak memberikan pengaruh terhadap

kualitas layanan VoIP dengan jitter sebesar 5 ms dan 10

ms, tapi bit rate dan algoritma memberikan pengaruh

ketika jitter sebesar 20 ms dan 50 ms. Jitter memilki

pengaruh yang sama seperti packet loss terhadap

penurunan kualitas layanan VoIP, dimana besar bit rate

berbanding lurus dengan penurunan kualitas layanan,

semakin besar bit rate codec tersebut maka semakin besar

pula penurunan kualitas layanan.

Tabel 4.8 Standar deviasi layanan VoIP terhadap parameter jitter


G.711 A-Law

G.711 µ-Law

GSM 06.10

1,05

1,06

0,33

Tabel 4.8 menunjukkan standar deviasi layanan VoIP

yang menggunakan codec GSM 06.10 jauh lebih kecil dari

kedua codec yang lain, ini berarti bahwa layanan VoIP

yang menggunakan codec GSM 06.10 jauh lebih stabil

dibandingkan dengan layanan VoIP yang menggunakan

kedua codec yang lain.

V. KESIMPULAN

Dari penelitian yang sudah dilakukan maka dapat

diambil kesimpulan sebagai berikut:

1. Penurunan kualitas suara percakapan akibat jarin-

gan yang tidak ideal dapat dinyatakan secara kuan-

titatif menggunakan metoda PESQ.

2. Kualitas suara pada VoIP sangat tergantung pada

codec dan jenis parameter gangguan yang diberi-

kan.

3. Kualitas VoIP codec G.711 A-law dan G.711 µ-law

memiliki sedikit perbedaan, sedangkan kualitas co-

dec GSM 06.10 jauh lebih buruk dari kedua codec

G.711 tersebut.

4. Semakin besar packet loss maka kualitas VoIP se-

makin buruk. Kualitas VoIP pada codec G.711 A-

law dan G.711 µ-law masih dapat diterima hingga

packet loss sebesar 1%, sedangkan kualitas codec

GSM 06.10 tetap tidak dapat diterima walau pun

packet loss sebesar 0%.

5. Kualitas suara tidak menurun pada jenis parameter

delay, kualitas suara yang dihasilkan tetap seperti

tanpa gangguan apapun, baik pada codec G.711 A-

law, G.711 µ-law, maupun pada GSM 06.10.

6. Semakin besar jitter maka kualitas VoIP semakin

buruk. Kualitas VoIP pada codec G.711 A-law dan

G.711 µ-law masih dapat diterima hingga jitter se-

besar 20 ms, sedangkan kualitas codec GSM 06.10


Vol.1 No.1 2012 17 @ 2012 kitektro

munadi

Pencil

9

tetap tidak dapat diterima walau pun jitter sebesar 0

ms.

VI. DAFTAR PUSTAKA

Agrawal, S., Narayan, P.P.S., Ramamirtham, J., Rastogi,

R., Smith, M., Swanson, K., & Thottan, M. (2006) VoIP

server quality monitoring using active and passive probes.

In: Comsware 2006, First International Conference, 2006,

New Delhi. Bell Labs Res., Lucent Technol., Bangalore,

pp. 1-10. Tersedia dalam: <http://ieeexplore.ieee.org>

[Diakses tanggal: 24 Maret 2012]

Boger, Y. Fine–Tuning Voice over Packet Service

[Internet], Tech Papers. Tersedia dalam:

<http://www.protocols.com> [Diakses tanggal 19 Juni

2011]

Brokish, C.W. & Lewis, M. (1997) A-Law and mu-Law

Companding Implementations Using the TMS320C54x

[Internet], Texas Instruments. Tersedia dalam:

<http://www.voip-sip.org> [Diakses tanggal 10 Maret

2012]

Christian, H.W. (2008) Studi Mengenai Pengaruh Waktu

Tunda, Jitter, dan Paket Hilang Terhadap Kualitas dan

Jumlah Panggilan Telepon Internet. Skripsi, Institut

Teknologi Bandung.

Hemminger, S. (2005) Network Emulation with NetEm

[Internet]. San Fransisco: The Linux Foundation. Tersedia

dalam: <www.linuxfoundation.org> [Diakses 20 Maret

2012]

Internet technical resort. (2008) [Online Image]. Tersedia

dalam: <http://www.cs.columbia.edu> [Diakses 17 Mei

2011]

ITU-T (2001) Perceptual evaluation of speech quality

(PESQ): An objective method for end-to-end speech

quality assessment of narrow-band telephone networks

and speech codecs. Jenewa: ITU. Tersedia dalam:

<www.itu-t.int> [Diakses tanggal: 15 Maret 2012].

Kurniawan (2007) Pengujian Kualitas Percakapan dalam

Jaringan VoIP Menggunakan NIST Net Emulator. Skripsi,

Institut Teknologi Bandung.

Kurniawan, F. & Wahjuni, S. (2010) Perbandingan

Kualitas Layanan Wireless VoIP pada Codec G.711,

G.723, dan G.729. Jurnal Ilmiah Ilmu Komputer

[Internet], Vol. 14 No. 1, Mei 2010: 22‐28. Tersedia

dalam: <http://repository.ipb.ac.id> [Diakses 20 April

2011].

Lazuardi, N. (2008) Perencanaan Jaringan Komunikasi

VoIP Menggunakan Asterisk SIP. Skripsi, Universitas

Sumatera Utara.

Linux Foundation (2009) netem [Internet]. San Fransisco:

Networking. Tersedia dalam: <www.linuxfoundation.org>

[Diakses tanggal 19 Maret 2012]

Priyanggono, S. (2008) Membuat Jaringan VoIP dengan

Asterisk dan X-Lite [Internet], Telekomunikasi. Tersedia

dalam: <http://ilmukomputer.org> [Diakses 5 April 2011].

Purbo, O.W. (2007) VoIP Cikal Bakal “Telkom Rakyat”.

Jakarta: Infokomputer.

Purbo, O.W. & Raharja, A. (2010) VoIP Cookbook:

Building Your Own Telecommunication

Infrastructure[internet]. Jakarta: One Destination Center.

Tersedia dalam: <http://opensource.telkomspeedy.com>

[Diakses 29 Mei 2011]

Qiao, Z., Sun, L., Heilemann, N., & Ifeachor, E. (2004) A

new method for VoIP Quality of Service control use

combined adaptive sender rate and priority marking. In:

Communication, 2004 IEEE International Conference on,

June 20-24, 2004, Plymouth UK. [Internet]. Centre for

Signal Process. & Multimedia Commun., Univ. of

Plymouth, pp. 1473-1477 Vol. 3. Tersedia dalam:

<http://ieeexplore.ieee.org> [Diakses 31 Mei 2011]

Raharja, A (2006) Open VoIP, Membangun Layanan VoIP

dengan Murah [Internet], Download. Terdedia dalam:

<http://www.voiprakyat.or.id> [Diakses 23 April 2011].

Syafitri, D.A. (2007) Analisis Waktu Tunda Satu Arah

Pada Panggilan VoIP antara Jaringan UMTS dan PSTN.

Skripsi, Universitas Sumatera Utara.

Tharom, T. (2002) Teknis dan Bisnis VoIP. Jakarta: PT.

Media Elex Komputindo.


Vol.1 No.1 2012 18 @ 2012 kitektro

Volpe, B. (2009) Troubleshooting DOCSIS – VoIP

Impairments > Packet Loss [Internet], Troubleshooting

DOCSIS. Tersedia dalam: <http://bradyvolpe.com>

[Diakses tanggal: 25 Maret 2012]

Wahyuddin, M.I. (2009) Implementasi VoIP Computer to

Computer Berbasis Freeware Menggunakan Session

Initiation Protocol. Artificial [Internet], Vol.3 No.1 Januari

(2009) hal. 52. Tersedia dalam: <http://www.unas.ac.id>

[Diakses 30 Mei 2011]

Yonathan, B., Bandung, Y., Langi, A.Z.R. (2011) Analisis

Kualitas Layanan (QoS) Audio-Video Layanan Kelas

Virtual di Jaringan Digital Learning Pedesaan. Pada:

eII2011 ed. Konferensi Teknologi Informasi dan

Komunikasi untuk Indonesia, 14-15 Juni 2011, Bandung.

DSP Research and Technology Group, KK Teknologi

Informasi – Sekolah Teknik Elektro dan Informatika

Institut Teknologi Bandung.

ZTI (2012) Impairment emulator software for IP networks

(IPv4 & IPv6). NetDisturb Literature v5.0 [Internet].

Tersedia dalam: <http://www.zti-telecom.com> [Diakses

tangal 25 maret 2012]

Arvit Faruki (0504105010005) dilahirkan di Singkil pada tanggal 22 Maret 1987.

Menamatkan MTsN I Banda Aceh pada tahun 2001 dan MAS Ruhul Islam Anak Bangsa

pada tahun 2004. Selama menjadi mahasiswa aktif sebagai pengurus Himatektro periode

2006-2007. Tugas Akhir ini diselesaikan selama setahun dengan kelompok riset CCE

(Center for Computational Engineering).


Vol.1 No.1 2012

10

19 @ 2012 kitektro

munadi

Pencil

makalah ilmiah

Documents