video streaming with gigabit passive optical network technology

Video Streaming with Gigabit … (Dian Sulayman; dkk) 1

VIDEO STREAMING WITH GIGABIT PASSIVE OPTICAL NETWORK TECHNOLOGY

Dian Sulayman; Glorius Kusuma; Aditya Pratama Purnomo; Robby Saleh

Computer Engineering Department, Faculty of Engineering, Binus University Jln. K.H. Syahdan No. 9, Palmerah, Jakarta Barat 11480

[email protected]

ABSTRACT

Technology advancement influenced users’ needs to access data faster. For sure, system using fiber optic begins to replace copper wire position in data transmission because of the speed. Users’ trend today is to need faster and bigger data transmission, like video streaming. The research is purposed to create a video streaming system in GPON (Gigabit Passive Optical Network) infrastructure. The research procedures are to configure video streaming with GPON then also conduct it in Ethernet system. Both then are compared with speed parameter and frame rate for video streaming. The result from this research by using GPON system is the stabilized in video streaming, better than Ethernet. Keywords: GPON, video streaming, frame rate, Ethernet, bandwidth

ABSTRAK

Perkembangan teknologi berpengaruh kepada kebutuhan user untuk mengakses data lebih cepat, perlahan sistem dengan menggunakan Fiber Optic mulai menggeser posisi kabel tembaga dalam transmisi data karena lebih cepat. Tren user saat ini adalah membutuhkan transmisi data yang lebih cepat dan lebih besar, seperti Video Streaming. Penelitian ini bertujuan untuk membuat system Video Streaming dengan infrastruktur GPON (Gigabit Passive Optical Network). Dalam penelitian dilakukan konfigurasi Video Streaming dengan GPON kemudian juga dilakukan dengan system Ethernet. Keduanya dibandingkan dengan parameter kecepatan dan frame rate untuk Video Streaming. Hasil yang dapat diperoleh dari penelitian dengan menggunakan system GPON adalah kestabilan untuk melakukan Streaming Video dibandingkan Ethernet. Kata kunci: GPON, video streaming, frame rate, Ethernet, bandwidth

2 Jurnal Teknik Komputer Vol. 19 No. 1 Februari 2011: 1 - 16

PENDAHULUAN

Secara konvensional, data dikirimkan melalui partikel elektron yang merambat pada medium yang bersifat konduktor. Kecepatan rambat elektron pada media konduktor terbilang cukup cepat, yaitu 2,25x108 m/s, atau 75% dari kecepatan cahaya. Selain itu, penggunaan elektron melalui arus listrik memungkinkan adanya penguatan apabila sinyal mulai berkurang kekuatannya. Sejak dahulu, media pengiriman data melalui elektron sangat popular dan juga sering dipergunakan sampai sekarang.

Tetapi para ahli menemukan kekurangan pada sistem ini. Pada frekuensi tinggi, elektron

hanya mengalir pada bagian kulit medium, sehingga mengakibatkan luas permukaan medium tidak dipergunakan secara optimal. Selain itu, elektron sangat rentan terhadap interferensi sinyal pada frekuensi tinggi, sehingga menyebabkan hazard pada data yang dikirim.

Kelemahan ini tentunya menjadi sebuah hambatan besar untuk mengirim data penting yang

tidak mendukung error correction, karena jika terjadi hazard, maka data yang dikirim tidak akan dapat dibaca sempurna pada penerima. Selanjutnya adalah kemungkinan untuk terjadinya sniffing pada data yang dikirimkan pada medium UTP (Unshielded Twisted Pair), dengan merobek bagian luar kabel, maka hijacker dengan leluasa bisa membaca data yang dikirimkan oleh user, diasumsikan kabel yang dipergunakan memiliki standar konfigurasi konvensional. Lalu, para ahli berpikir bagaimana caranya untuk mentransmisikan data dengan lebih aman dan lebih cepat.

Cahaya sejak dahulu dikenal sebagai partikel yang memiliki kecepatan rambat yang sangat

tinggi. Secara matematis, kecepatan cahaya yang dinotasikan sebagai C memiliki kecepatan 3x108 m/s, hal ini membuat para ahli berpikir, bagaimana caranya untuk mentransmisikan data dengan memanfaatkan kecepatan rambat cahaya yang sangat tinggi. Sehingga terciptalah Fiber Optic yang merupakan sebuah media transmisi data yang menggunakan cahaya sebagai pembawa data dan serat kaca sebagai mediumnya.

Penggunaan Fiber Optic pada dunia network sudah terbukti kehandalannya. Berbeda

dengan kabel Unshielded Twisted Pair, Fiber Optic mampu membawa data lebih cepat dan lebih banyak dari kabel Unshielded Twisted Pair yang biasanya digunakan dalam dunia network. Selain itu, Fiber Optic juga lebih tahan terhadap interferensi sinyal akibat benda-benda yang menghasilkan gelombang mikro atau microwave.

Selain aman dari interferensi sinyal, Fiber Optic juga lebih aman terhadap sniffing, karena

akan sangat sulit bagi seorang hijacker untuk mengelupas cladding dan mengambil cahaya dengan splitter. Karena selain transmisi akan mengalami kegagalan, data yang ada di dalam cahaya itu menggunakan enkripsi, sehingga pengiriman data menjadi dua kali lebih aman dibandingkan dengan Unshielded Twisted Pair.

Sistem ini menyediakan lebar pita yang luar biasa dalam transmisi data, ini jauh lebih baik

dibandingkan kabel biasa. Penggunaan internet yang terus berkembang membuat transmisi paket data, voice dan video menjadi lebih luas dan lebih cepat.

Sejak perkembangannya pada tahun 1995, PON mempunyai beberapa standar dari ITU

atau International Telecommunication Union, IEEE atau International Electrical and Electronics Engineers, dan SCTE atau Society of Cable Telecommunication Engineers beberapa standar tersebut adalah ITU-T G.983(APON/BPON), IEEE 802.3AH (EPON), ITU-T G.984 (GPON), IEEE 802.3av (10G-EPON), SCTE IPS910 (cable standardization).


PT Infokom Internusa adalah salah satu authorized supplier produk berbasis Fiber Optic, yaitu Alloptic, menyediakan tempat untuk meneliti perbedaan antara penggunaan beberapa macam OLT dan ONT, serta perbedaan penggunaan panjang gelombang laser yang berbeda khususnya untuk tipe chassis Edge 200.

Dalam system konvensional, dalam melakukan pengiriman paket data, voice dan video

dipergunakan tiga medium yang berbeda. Tetapi dengan menggunakan GPON kita dapat melakukan pengiriman transmisi dengan satu medium yang sama. Selain itu aspek kesederhanaan instalasi dan keamanan dalam melakukan transmisi menjadi nilai tambah pada sistem GPON.

METODE Rancangan Sistem

Pada tugas akhir ini dilakukan perbandingan video streaming dengan menggunakan

teknologi Ethernet dan Gigabit Passive Optical Network (GPON). Perbandingan ini tentunya dilakukan untuk membuktikan keunggulan dari kemampuan Fiber Optic untuk mentransmisikan data (Gambar 1). Rancangan perangkat dengan menggunakan Ethernet, pada Gambar 2.

Gambar 1. Diagram Blok GPON

Gambar 2. Diagram Blok Ethernet

Perangkat Keras

Optical Line Terminal Alloptic Edge 200 (Gambar 3), Pusat distribusi data pada system GPON, bila diasumsikan OLT adalah mirip seperti server yang mendistribusikan data kepada client. Optical Network Ternination Alloptic Home 2000 (Gambar 4). Client side dalam system GPON, berguna untuk menerima data yang dikirim dari OLT dan dikonversi kembali ke dalam bentuk sinyal listrik. Fungsinya mirip seperti modem yang biasa dipergunakan.


Fiber Optic (Gambar 5). Kabel serat optic yang dipergunakan sebagai media transmisi dari OLT ke ONT dalam system GPON. Kabel ini disebut juga sebagai ODN (Optical Distribution Network).

Switch (Gambar 6), sebagai media pertukaran data dari server ke client dalam system Ethernet dan sebagai media pertukaran data dari server ke OLT menggunakan VLAN dalam system GPON.

Notebook, digunakan sebagai server dan client, dengan jumlah satu server dan dua client. Dengan spesifikasi pada notebook server adalah Intel® Core™ 2 duo T5700 @2.00 GHz dengan intel G965M, 1,5GiB RAM PC2-5300 dan VGA Intel® GMA 950. Notebook client 1 Intel® Atom™

N450 @ 1.67 GHz dengan Intel® G945M, 1GiB RAM PC2-5300 single channel dan VGA Intel®

GMA 950. Pada notebook client 2 Intel® Atom™ N280 @ 1.67 GHz dengan Intel® G945M, 2GiB RAM PC2-5300 single channel dan VGA Intel® GMA 950.

Gambar 3. OLT Edge 200

Gambar 4. ONT Home 2000

Gambar 5. Fiber Optic

Gambar 6. Switch Loop IG 7224

Perangkat Lunak

VLC Media Player (Gambar 7), aplikasi ini merupakan media player yang dipergunakan untuk memutar video yang dijalankan dari server. Sekaligus berfungsi sebagai pembatas bitrate video yang diputar. Loop GUI (Gambar 8), berfungsi untuk melakukan pengaturan pada switch yang digunakan. Alloptic (Gambar 9), berfungsi untuk melakukan pengaturan pada alloptic EDGE 200 dan Home 2000. Fraps (Gambar 10). Aplikasi ini dipergunakan untuk mengetahui statistik data grafis dari film yang diputar, dengan parameter tertentu. NetLimiter (Gambar 11). Aplikasi ini


dipergunakan sebagai pembatas bandwidth yang dipergunakan untuk memaksimalkan hasil penelitian dengan menggunakan bandwidth bervariasi.

Gambar 7. VLC media player

Gambar 8. Loop GUI

Gambar 9. Alloptic GUI

Gambar 10. Fraps

Gambar 11. NetLimiter

Skematik Sistem

Skematik GPON (Gambar 12). Skematik Ethernet (Gambar 13).


Gambar 12. Skematig GPON

Gambar 13. Skematik Ethernet

Tabel 1 Keterengan IP numbering pada masing-masing PC

IP Address Subnet Mask PC Server 192.168.100.100 255.255.255.0

PC Client 1 192.168.100.101 255.255.255.0 PC Client 2 192.168.100.102 255.255.255.0

HASIL DAN PEMBAHASAN

Video Bitrate 64 kB/s

Percobaan pertama dilakukan dengan melakukan transmisi pada video dengan bitrate 64 kB/S dan dihasilkan data untuk berbagai macam bandwidth yang diberikan seperti pada Gambar 14-19.


Gambar 14. Hasil frame per second mendetail untuk bandwidth 64 kB/s



Gambar 17. Hasil frame per second mendetail untuk bandwidth 512kB/s


Gambar 18. Hasil frame per second mendetail untuk bandwidth 1024kB/s

Gambar 19. Hasil frame per second mendetail untuk bandwidth default

Video bitrate 128 kB/s

Percobaan selanjutnya dilakukan dengan melakukan transmisi pada video dengan bitrate 128 kB/S dan dihasilkan data untuk berbagai macam bandwidth yang diberikan, seperti pada Gambar 20-25.



Gambar 25. Hasil frame per second mendetail untuk bandwidth default Video bitrate 256 kB/s

Percobaan selanjutnya dilakukan dengan melakukan transmisi pada video dengan bitrate

256 kB/S dan dihasilkan data untuk berbagai macam bandwidth yang diberikan, seperti pada Gambar 26-31.




Video bitrate 512 kB/s

Percobaan selanjutnya dilakukan dengan melakukan transmisi pada video dengan bitrate 512 kB/S dan dihasilkan data untuk berbagai macam bandwidth yang diberikan seperti pada Gambar 32-37.








Video bitrate default (1078 kB/s)

Percobaan selanjutnya dilakukan dengan melakukan transmisi pada video dengan bitrate default dan dihasilkan data untuk berbagai macam bandwidth yang diberikan, seperti pada Gambar 38-43.





SIMPULAN

Pada bitrate 64 kB/s frame per second yang dihasilkan cukup tinggi tetapi gambar tidak nyaman untuk disaksikan, pada penelitian mode ini GPON lebih unggul dari Ethernet. Pada bitrate


128 kB/s frame per second yang dihasilkan cukup tinggi kecuali pada mode 256 kB/s, 512 kB/s, dan 1024 kB/s Ethernet mengalami masalah akBat limitasi hardware, pada penilitian mode ini GPON lebih unggul dari Ethernet. Pada bitrate 256 kB/s frame per second yang dihasilkan cukup tinggi terlebih pada mode 512 kB/s GPON mengalami lonjakan frame per second akBat kesalahan transcoding yang diakBatkan oleh berkurangnya kinerja hardware GPON, pada penilitian mode ini GPON lebih unggul dari Ethernet.

Pada bitrate 512 kB/s fps yang dihasilkan tinggi pada 128 kB/s dan untuk kedua kalinya transcoding mengalami kesalahan sehingga frame per second yang dihasilkan GPON lebih tinggi daripada frame per second yang di referensikan, pada 2 percobaan yaitu 256 kB/s dan 512 kB/s, Ethernet unggul diatas GPON. Pada bitrate default frame per secondyang dihasilkan bervariasi mulai dari 64 kB/s sampai 512 kB/s, hal tersebut diakBatkan oleh data yang dialirkan membutuhkan bandwidth optimal sebesar 512 kB/s ke atas. Berdasarkan data-data yang dihasilkan dapat disimpulkan secara keseluruhan bahwa teknologi GPON lebih unggul dibandingkan Ethernet.

DAFTAR PUSTAKA Admin (2008). Perangkat jaringan GPON. Diakses pada 2010, 14 Maret, dari:

http://www.ittelkom.ac.id/library/index.php?view=article&catid=23%3Asistem-komunikasi-optik&id=365%3Aperangkat-jaringan-gpon-&option=com_content&Itemid=15

Ejlp Indonesia. (2008). Fttx. Diakses pada 2010, 14 Maret, dari:

http://ejlp.blogspot.com/2008/06/fttx.html Jofania. (2010). Dasar serat optik 2. Diakses pada 2010, 14 Maret, dari:

http://jofania.wordpress.com/2010/02/14/dasar-serat-optik-2/ Priambodo, N. (2009). Mengenal GPON. Diakses pada 2010, 15 Maret, dari:

http://nurwidipriambodo.wordpress.com/2009/05/17/mengenal-gpon/

video streaming with gigabit passive optical network technology

Documents