ANALISIS PERFORMANSI JARINGAN PADA

SISTEM PEMBAYARAN TOL ELEKTRONIK

BERBASIS RADIO FREQUENCY

IDENTIFICATION (RFID)

Yudistira Eka Putra (2206 100 073)

DosenDosen PembimbingPembimbing::Dr.Ir.Achmad Affandi, DEA

Jurusan Teknik Elektro – Fakultas Teknologi IndustriInstitut Teknologi Sepuluh Nopember

LATAR BELAKANG

Pertumbuhan jumlah kendaraan diIndonesia 764.710 unit mobil terjualsepanjang 2010

Solusi kemacetan di kota-kota besar jalan tol Memperlancar lalu lintas di daerah berkembang Meningkatkan pelayanan distribusi barang dan jasa Penghematan biaya operasi kendaraan (BOK) bagi

pengguna jalan tol Membantu perkembangan wilayah & peningkatan

ekonomi

LATAR BELAKANGProfil Jalan Tol di Indonesia

51 ruas tol 32 ruas Tol Trans Jawa (1.099,08 Km), 19 ruas Tol Non Trans Jawa (335,84 Km)

Terjadi peningkatan volume kendaraan yang melintastiap harinya 2.366.137 kendaraan/hari (2008), 2.510.411 kendaraan/hari (2009)

Sistem pelayanan konvensional transaksi tunai / karcis langganan tol

Proses pelaporan pendapatan tol secara manual potensi fraud / human error

PERUMUSAN MASALAH

Rancangan arsitektur sistempembayaran tol elektronik?

Analisis performansi jaringan: Waktu Pelayanan Transaksi Throughput Delay Packet Loss

Konfigurasi jaringan minimum system requirements?

BATASAN PERMASALAHAN Perangkat RFID yang digunakan:

reader Pegasus PF-5210 (freq 433,9 MHz, polarisasi 360˚) active-tag Pegasus PF-300 (radius 3-15 meter)

Perangkat lunak yang digunakan: rancang bangun user interface menggunakan Visual Basic 6.0 rancang bangun basis data menggunakan SQL Server 2000 network analyzer tools menggunakan Colasoft Capsa 6.9

Pengujian dilakukan antara client-server melaluiWide Area Network (internet) denganmemanfaatkan koneksi ADSL (di sisi server) danGPRS (di sisi client)

Pengukuran dibatasi hanya pada TCP packet Dilakukan bandwidth shaping pada koneksi modem

di sisi client

TUJUAN DAN MANFAAT

Desain perangkat yang paling efisien low cost, high performance

Mengukur batas performansi jaringan& kebutuhan minimum sistem

Improvement sistem pelayanan tol: mengurangi antrian di gerbang tol mencegah potensi fraud / human error memudahkan pelacakan kendaraan

METODOLOGI PENELITIAN

Pemodelan Sistem Perancangan Purwarupa Sistem Analisa dan Pengukuran Pengujian Sistem Sintesis dan Penarikan Kesimpulan

Diagram Alir Pengerjaan Tugas Akhir

TINJAUAN PUSTAKARadio Frequency Identification

Automatic Identification (Auto-ID) Memanfaatkan medium radiowave Terdiri atas 3 komponen utama:

tag/transponder reader/interrogator controller/host

Kartu Tol RFID Tag

TINJAUAN PUSTAKARFID: Keunggulan

TINJAUAN PUSTAKARFID: Prinsip Kerja

Informasi yang tersimpan dalam chip RFID akan terkirim/terbaca setelahtag-antenna menerima pancaran gelombang elektromagnetik darireader. RFID Reader akan mengolah message yang diterima untukditeruskan ke host computer.

TINJAUAN PUSTAKAElectronic Toll Collection

ETC sistem pelayanan transaksi secara otomatis kepada pengguna jalan tol

Reader diletakkan sebelum gerbang tol, akan membaca tag yang tertempel dikaca mobil pelanggan. Sistem secara otomatis mendebet saldo pelanggan.

TINJAUAN PUSTAKAETC: Komponen Sistem

Automatic Vehicle Identification menentukan identitas darikendaraan yang lewatmemanfaatkan tag RFID

Automatic Vehicle Classification mengklasifikasikan kelas & biayatol tiap kendaraan

Control Center Management mengelola akun pengguna, menyimpan transaksi tol, pembayaran tagihan, dll

Violation Enforcement System fungsi pengawasan danpencegahan pelanggaran

TINJAUAN PUSTAKAETC: Keunggulan

Kendaraan tidak perlu berhenti efisiensi waktutransaksi, meningkatkan kapasitas pelayanan

Tanpa uang tunai aman & nyaman Tanpa tiket/kartu tol efisiensi biaya Akurat menghilangkan potensi human error/fraud Tanpa petugas ticketing efisiensi SDM Reliable mampu bekerja 24-jam Memudahkan pelaporan transaksi realtime, semua

data tersimpan di database Vehicle tracking pengenalan identitas kendaraan

(golongan, plat nomor, pemilik, dll), pelacakan posisikendaraan, speed trap

PERANCANGAN & PENGUJIANKebutuhan Sistem

Menangani proses transaksi secara otomatis (menggantikan sistem manual)

Klasifikasi/penggolongan kendaraan secara otomatis Menangani pelanggaran transaksi Menyimpan catatan transaksi dari setiap gerbang tol Pelaporan keuangan (pendapatan tol) secara realtime Mencatat data volume lalu lintas kendaraan Memungkinkan interkoneksi antar operator jalan tol Built-in security control Database untuk menampung customer list Integrasi sistem yang saling terhubung lewat WAN Local server sebagai backup

PERANCANGAN & PENGUJIANArsitektur Sistem

Central Coordination Service(CCS) pelayanan sentral tol; fungsi kontrol, monitoring, dandatabase

Toll Plaza Management Service (TPMS) fungsi pelaporantransaksi, operasional dan pengawasan ruas tol

Lane Management Service(LMS) pelayanan gerbang tol; terbagi atas: Alat Transaksi mencatat

transaksi & identitas kendaraan(AVI)

Alat Kontrol sensor untukmendeteksi klasifikasi kendaraan(AVC) dan pengawasanpelanggaran (VES)

PERANCANGAN & PENGUJIANArsitektur Perangkat Lunak

flowchart transaksi pada gerbang masuk flowchart transaksi pada gerbang keluar

PERANCANGAN & PENGUJIANArsitektur Perangkat Keras

Arsitektur Fisik: Peralatan Tol Gardu Plaza Computer System (PCS) Operational Computer System (OCS)

Arsitektur Jaringan Komunikasi: Local Area Network (LAN) Wide Area Network (WAN)

PERANCANGAN & PENGUJIANArsitektur Jaringan Komunikasi

PERANCANGAN & PENGUJIANPlatform Pengujian

Pengujian Waktu Pelayanan Transaksi Pengujian Performansi Jaringan Throughput average bps Delay class-3, ≤400ms (ITU-T Y.1541) Packet Loss ≤1×10–3

PENGUJIAN & ANALISISWaktu Pelayanan Transaksi

Sistem Tol Elektronik

Sistem Tol KonvensionalStudi kasus ruas tol dalam kotaSurabaya (Waru-Perak) gol-I @ 2.500

PENGUJIAN & ANALISISPerformansi Jaringan - Throughput

Throughput pada jaringan 2G (EDGE)Throughtput @ 2G (EDGE)

1.67

3.28

5.88

0.00

1.00

2.00

3.00

4.00

5.00

6.00

7.00

1 2 3

Jumlah Tag

Throughput (Kbps)

123

PENGUJIAN & ANALISISPerformansi Jaringan - Throughput

Throughput pada jaringan 3G (HSDPA)Throughput @ 3G (HSDPA)

0.00

1.00

2.00

3.00

4.00

5.00

6.00

7.00

8.00

9.00

10.00

1 2 3

Jumlah Tag

Throughput (Kbps)

128 Kbps384 Kbps512 Kbps1 Mbps2 Mbps3.6 Mbps

PENGUJIAN & ANALISISPerformansi Jaringan - Delay

Delay pada jaringan 2G (EDGE)Delay @ 2G (EDGE)

360.88

197.47

147.67

0.00

50.00

100.00

150.00

200.00

250.00

300.00

350.00

400.00

1 2 3

Jumlah Tag

Delay (ms)123

PENGUJIAN & ANALISISPerformansi Jaringan - Delay

Delay pada jaringan 3G (HSDPA)Delay @ 3G (HSDPA)

0.00

50.00

100.00

150.00

200.00

250.00

300.00

350.00

1 2 3

Jumlah Tag

Delay (ms)

128 Kbps384 Kbps512 Kbps1 Mbps2 Mbps3.6 Mbps

PENGUJIAN & ANALISISPerformansi Jaringan – Packet Loss

Packet loss pada jaringan 2G (EDGE)

0.00 0.00 0.000.00

0.100.200.300.40

0.500.600.70

0.800.901.00

Packet Loss (%)

1 2 3

Jumlah Tag

Packet Loss @ 2G (EDGE)

123

PENGUJIAN & ANALISISPerformansi Jaringan – Packet Loss

Packet loss pada jaringan 3G (HSDPA)

0.00 0.00 0.000.00

0.100.200.300.40

0.500.600.70

0.800.901.00

Packet Loss (%)

1 2 3

Jumlah Tag

Packet Loss @ 3G

123

KESIMPULAN Tugas akhir ini berhasil menyempurnakan sistem

pembayaran tol elektronik berbasis RFID yang telahdirancang sebelumnya, dimana koneksi antara clientdan server dapat dilakukan melalui jaringan WAN (internet).

Dengan menggunakan sistem pembayaran tolelektronik berbasis RFID, dihasilkan waktu pelayanantransaksi yang lebih efisien dibandingkan sistempembayaran tol konvensional (di bawah 2 detik).

Tidak diperlukan spesifikasi jaringan yang tinggisebagai media koneksi antar client-server, dimanaujicoba sukses dilakukan dengan koneksi ADSL di sisiserver dan GPRS (2G) di sisi client.

SARAN Operator sebaiknya mempertimbangkan untuk

segera mengimplementasikan sistem pembayaranelektronik di ruas jalan tol yang dikelolanya.

Pengujian sistem dalam tugas akhir ini dilakukanterbatas pada skala laboratorium saja. Oleh karenaitu, untuk penelitian selanjutnya, hendaknyadilakukan pada jaringan yang lebih besar yang melibatkan banyak PC dan banyak reader/tag.

Perlu diadakan penelitian lebih lanjut khususnya yang berkaitan dengan hal-hal berikut ini. Mekanisme pengamanan (security) sistem. Standarisasi sistem pembayaran tol elektronik di

Indonesia. Regulasi tentang penggunaan alat transaksi /

pembayaran elektronik di jalan tol.

SEKIANDAN

TERIMA KASIH

LAMPIRANSite Plan Jalan Tol Trans Jawa

LAMPIRANVolume Lalu Lintas Harian Rata-Rata

LAMPIRANKlasifikasi Kendaraan

Gol. I : kendaraan ringan (sedan, jeep, minibus, stationwagon, pick-up), bus sedang, bus besar

Gol. II : truk 2 sumbu, truk engkel, colt diesel Gol. III : truk 3 sumbu Gol. IV : truk 4 sumbu, truk gandeng Gol. V : truk >5 sumbu

LAMPIRANQoS - Throughput

Throughput kecepatan (rate) transfer data efektif, yang diukur dalam bps. Throughputmerupakan jumlah total kedatangan paket IP sukses yang diamati di tempat pengukuran pada destination selama interval waktu tertentu dibagi oleh durasi interval waktu tersebut (sama dengan, jumlah pengiriman paket IP sukses per service-second). Berikut adalah perhitungan rumus dalam mencari nilai throughput:

LAMPIRANQoS - Delay

Delay (latency) total waktu tunda suatu paket yang diakibatkan oleh proses transmisi dari satu titik ke titik lain yang menjadi tujuannya. Delay dapat dipengaruhi oleh jarak, media fisik, kongesti, atau juga waktu proses yang lama. Standar delay:

LAMPIRANQoS – Queuing Delay

Queuing delay delay akibat kongesti(menumpuknya paket di buffer menungguuntuk dilayani/di-forward)

Banyaknya node switch/router juga dapatmenambah queuing delay

LAMPIRANQoS – Queuing Delay

LAMPIRANQoS – Packet Loss

Packet loss parameter yang menggambarkan perbandingan jumlah paket IP yang hilang dengan seluruh paket IP yang dikirimkan antara source dan destination. Salah satu penyebab packet loss adalah antrian yang melebihi kapasitas buffer pada setiap node, dan hal ini berpengaruh pada semua aplikasi karena retransmisi akan mengurangi efisiensi jaringan secara keseluruhan meskipun jumlah bandwidthcukup tersedia untuk aplikasi-aplikasi tersebut.

LAMPIRANITU-T Y.1541

LAMPIRANITU-T Y.1541

RFID tag 1

RFID Reader

RFID tag 2

RFID tag 3

LAMPIRANPengukuran 3 Tag Terhubung

Diagram Alir Skenario PengukuranMulai

Desain Arsitektur dan

Spesifikasi Perangkat

Instalasi Software/Driver +

Konfigurasi Jaringan

Analisis Hasil

Pengukuran

Bandwidth Shaping /

Jumlah Tag

Capture Data

Ubah Parameter

Selesai

LAMPIRANTestbed Pengujian

Perangkat RFID: reader Pegasus PF-5210 (433,9 MHz) active-tag Pegasus PFH-300

Middleware PC: server Core2Duo 2.13 GHz, 2 GB RAM, 250 GB HDD client Pentium Dual Core 1.6 GHz, 1 GB RAM, 80 GB HDD

Modem: server Linksys AM300 ADSL (512 Kbps downlink, 128 Kbps uplink) client Sierra Wireless Aircard 875, UMTS-HSDPA 850/1900/2100 MHz,

GPRS-EDGE 850/900/1800/1900 MHz (3.6 Mbps downlink, 384 Kbps uplink)

LAMPIRANSoftware & Tools

Sistem operasi: Server: Windows XP Professional SP 3 Client: Windows XP Media Center Edition SP 3

Database Management System (DBMS): Microsoft SQL Server 2000

Development tool: Modeling: Powerbase dan Microsoft Office Visio 2007 Programming: Visual Basic 6.0

Driver: Prolific USB-to-Serial Comm Port

Network analyzer tool: Colasoft Capsa 6.9 Enterprise Edition Net Limiter 3 Pro

LAMPIRANKonfigurasi Comm Port

Bits per second : 4800 Data bits : 8 Parity : none Stop bits : 1 Flow control : none

LAMPIRANKonfigurasi Jaringan

LAMPIRANKonfigurasi Modem

LAMPIRANBandwidth Shaping

Setting: 2G (EDGE), 3G – 128 Kbps, 3G – 384 Kbps, 3G – 512 Kbps, 3G – 1 Mbps, 3G – 2 Mbps,3G – 3.6 Mbps

LAMPIRANCapture Data

DAFTAR PUSTAKA

1. Lahiri S. RFID Sourcebook. New Jersey: Prentice Hall; 2005.2. Komunitas RFID Indonesia [online]. 2010 May [cited 2010 Nov

15]; Available from URL: http://rfidindonesia.net/3. Finkenzeller K. RFID Handbook: Fundamentals and Applications in

Contactless Smart Cards and Identification. 2nd Edition. London: John Wiley & Sons; 2003.

4. ____________. Road Transport and Traffic Telematics-Electronic Fee Collection (EFC)-System Architecture for Vehicle Related Transport Services. A Draft Malaysian Standard 2003 June 1; 17573(1):27-30.

5. Sodikin. Kajian Masalah Antrian pada Sistem Pengumpulan TolKonvensional terhadap Rancangan Sistem Pengumpulan TolElektronik [master thesis]. Semarang: Universitas Diponegoro; 2006.

6. International Telecommunication Union. Network Performance Objectives for IP-Based Service. ITU-T Recommendation Y.15412006 Feb; A(8):8-12. Available from URL: http://www.itu.int/itu-t/publications, April 2010.