Voice Over Internet Protocol (VoIP) Menggunakan Internet Telephony Gateway (ITG) Planet VIP-400

Voice over Internet Protocol (VoIP)

Voice over Internet Protocol dikenal juga dengan sebutan IP Telephony. Secara umum, VoIP didefinisikan sebagai suatu sistem yang menggunakan jaringan internet untuk mengirimkan data paket suara dari suatu tempat ke tempat yang lain menggunakan perantara protokol IP.
Dengan teknologi VoIP, diharapkan tiga jenis layanan komunikasi publik berikut ini mempunyai kualitas yang hampir sama dengan teknologi yang sebelumnya :
•Layanan komukasi voice dengan normal
•Layanan voice mail yang dapat ditinggalkan pada nomor yang dihubungi
•Layanan pengiriman transmisi fax dengan biaya yang terjangkau.

Protokol –protokol dalam VoIP
Dalam dunia komunikasi data komputer, protokol mengatur bagaimana sebuah komputer berkomunikasi dengan komputer lain. Dalam jaringan komputer kita dapat menggunakan banyak macam protokol tetapi agar dua buah komputer dapat saling berkomunikasi, keduanya perlu menggunakan protokol yang sama. Protokol berfungsi mirip dengan bahasa. Agar dapat berkomunikasi, orang-orang perlu berbicara dan mengerti bahasa yang sama.

Berikut ini dijelaskan tentang protokol-protokol yang terlibat pada VoIP diurut berdasarkan urutan proses koneksi yang terjadi. Protokol-protokol yang terlibat dalam VoIP adalah sebagai berikut :
1.Internet Protocol (IP)
IP adalah sebagian dari sederetan protokol TCP/IP, dan merupakan protokol yang paling banyak digunakan dalam internetworking. Sifat-sifat IP dalam pengiriman data :
•Unreliable (tidak andal)
Berarti protokol internet tidak menjamin datagram yang dikirimkan pasti sampai di tujuan, hanya berjanji melakukan usaha yang terbaik agar paket yang dikirimkan dapat sampai ke tujuan.
•Connectionless protocol
Berarti tidak adanya koneksi terlebih dahulu antara dua titik ujung yang sedang melakukan komunikasi tersebut.
•Datagram delivery service
Berarti setiap paket yang dikirimkan diperlakukan sebagai sebuah unit data yang berdiri sendiri tanpa ada hubungan apapun dengan unit data lainnya. Sehingga jalur yang ditempuh oleh setiap paket data IP dapat berbeda-beda dengan tujuan yang sama.
2.Transmission Control Protocol (TCP)
TCP merupakan connection-oriented protocol, dimana terdapat koneksi disetiap titik ujung sistem dan koneksi ini tetap terjaga pada saat pertukaran data sampai data tersebut selesai dipertukarkan. TCP bertugas membagi sebuah informasi ke dalam paket-paket yang diatur oleh IP dan kemudian pada titik ujung lainnya menyusun kembali paket-paket tersebut kedalam informasi semula.
3.User Datagram Protocol (UDP)
UDP merupakan connectionless protocol yang menggunakan IP untuk mengirimkan sebuah unit data yang disebut datagram dari sebuah komputer ke komputer lainnya. Perbedaan dengan TCP, dimana UDP tidak melakukan pembagian informasi kedalam paket-paket data dan penyusunannya kembali, UDP tidak menyediakan sequencing paket-paket data yang datang sehingga program-program aplikasi yang menggunakan UDP harus dapat memastikan keseluruhan data informasi tersebut tiba dalam urutan yang benar.
4.H.323
H.323 adalah suatu standar yang menentukan komponen, protokol, dan prosedur yang menyediakan layanan komunikasi multimedia, yaitu komunikasi audio, video dan data real-time (waktu nyata), melalui jaringan berbasis paket (packet-based network). Jaringan berbasis paket tersebut anatara lain Internet Protokol (IP), Internet Packet eXchange (IPX), Local Area Network (LAN), Enterprise Network (EN), Metropolitan Area Network (MAN), dan Wide Area Network (WAN). H.323 dapat diterapkan pada berbagai aplikasi komunikasi, yaitu suara saja (IP Telephony), suara dan gambar (Video Telephony), suara dan data, dan juga suara, gambar dan data. H.323 terdiri dari beberapa protokol yang digunakan untuk tujuan yang berbeda dan digabungkan untuk saling bekerjasama. Protokol-protokol tersebut diantaranya adalah H.225 RAS, H.225 call signaling dan H.245 control signaling.
5.Registration Admission Status (RAS)
RAS merupakan protokol yang digunakan untuk komunikasi antara endpoint dengan gatekeeper. RAS berfungsi untuk melakukan prosedur registration, admission, perubahan bandwidth, status dan pembubaran sambungan antara gateway dan gatekeeper.
6.H.225
H.225 merupakan standar ITU yang digunakan untuk membentuk koneksi antara dua H.323 endpoint dengan cara mempertukarkan H.225 protokol message pada kanal call signaling. H.225 message dipertukarkan antara dua endpoint atau antara endpoint dengan gatekeeper.
7.H.245
H.245 merupakan standar ITU yang dipergunakan oleh terminal untuk mempertukarkan end-to-end H.245 control message. H.245 control message menyediakan informasi mengenai kapabilitas terminal-terminal yang sedang berkomunikasi. Pertukaran kapabilitas termasuk pemberitahuan coder-decoder (CODEC) yang digunakan (G.711, G.722, G.723, G.723.1, G.728 atau G.729).
8.T.120 (Data Interface)
Protokol T.120 menyediakan komunikasi dalam bentuk informasi data antara dua atau lebih terminal. Protokol ini dapat digunakan untuk berbagai bentuk jaringan, seperti PSTN, ISDN dan LAN. Protokol ini mempunyai kemampuan untuk memberikan layanan aplikasi bersama antar terminal yang terhubung dengan jaringan-jaringan yang berbeda.
9.Real-time Protocol (RTP) dan Real-time Control Protocol (RTCP)
RTP dan RTCP merupakan protokol yang digunakan untuk mengatasi masalah aliran paket data audio dan video. Protokol RTP menyediakan mekanisme transport end-to-end layanan audio dan video secara real-time. RTP biasanya digunakan untuk mengirimkan data melalui UDP. Protokol RTCP digunakan untuk mengontrol RTP dengan cara menyediakan feedback untuk menganalisa kesalahan pengiriman.

Komponen-komponen H.323
Standar H.323 menetapkan empat komponen yang digunakan pada jaringan VoIP, yakni :
1.Terminal
Terminal H.323 digunakan untuk komunikasi multimedia bidirectional real-time. Terminal H.323 ini dapat berupa PC atau juga stand-alone device. Pada sistem VoIP yang berfungsi sebagai teminal dapat berupa telepon dan PC, karena yang disini yang dilayani adalah suara maka pada sistem ini terminalnya berupa telepon.
2.Gateway
Gateway menghubungkan dua jaringan yang berbeda, jaringan H.323 dan jaringan non-H.323. Gateway juga melakukan komunikasi dengan gatekeeper untuk menjalankan fungsi Registration, Admission, Status (RAS) untuk routing paket ketujuannya didalam jaringan. Selain itu juga gateway berfungsi untuk meroutekan panggilan (call) melalui IP network.
3.Gatekeeper
Gatekeeper dapat dianggap sebagai otaknya jaringan H.323. Satu gatekeeper dapat berhubungan dengan banyak gateway. Gatekeeper memiliki beberapa karakteristik yang melayani beberapa service berikut :
•Address translation
Skema pengalamatan yang disebut juga alias address digunakan untuk membangun komunikasi IP dimana skema pengalamatan ini dibuat oleh gatekeeper.
•Admission control
Gatekeeper dapat mengontrol setup call VoIP antara terminal atau gateway.
•Bandwidth control
Gatekeeper mengatur lebar bandwidth yang digunakan.
•Call signalling
Gatekeeper dapat bertindak sebagai call signalling “proxy” untuk terminal.

4.Multipoint Control Unit (MCU)
MCU mendukung pertemuan tiga atau lebih terminal H.323 dan terminal-terminal tersebut membuat suatu hubungan dengan MCU. MCU mengatur sumber pertemuan, negosiasi antara terminal untuk tujuan determinasi audio atau video coder decoder (CODEC) yang digunakan untuk dapat menangani media-media tersebut.
Dalam sistem VoIP disini tidak menggunakan MCU karena pada sistem ini hanya menggunakan voice saja. Perangkat yang digunakan adalah Terminal, Gatekeeper dan Gateway. Perangkat Gateway dan Gatekeeper dapat berupa satu device fisik tunggal.

Format Paket VoIp
Setiap paket VoIP terdiri dari dua bagian yakni header dan payload (beban). Header terdiri atas IP header, Realtime Transport Protocol (RTP) header, User Datagram Protocol (UDP) header dan link header.
IP header bertugas menyimpan informasi routing untuk mengirimkan paket-paket ke tujuan. Pada tiap header IP disertakan tipe layanan atau Type of Services (ToS) yang memungkinkan paket tertentu seperti suara diperlakukan berbeda dengan paket yang non real time.
UDP header memiliki ciri tertentu yaitu tidak menjamin paket akan mencapai tujuan sehingga UDP tidak sesuai digunakan pada aplikasi real time yang sangat peka terhadap delay dan latency.
RTP header merupakan header yang dapt dimanfaatkan untuk melakukan framing dan segmentasi data real time. Seperti UDP, RTP juga tidak mendukung realibilitas paket untuk sampai tujuan. RTP menggunakan protokol kendali yang disebut RTCP (Real time Transport Control Protocol) yang mengendalikan Quality of Services (QoS) dan sinkronisasi media stream yang berbeda.

Besarnya link header bergantung pada media yang digunakan.

Standar Layanan VoIP
Industri telekomunikasi mengambil langkah ke depan terhadap keterbatasan bandwidth dengan meningkatkan kapasitas internet backbone. International Telecommunications Union (ITU) mengesahkan spesifikasi H.323, Mei 1996, yang mendefinisikan bagaimana voice, data, dan video trafik akan ditransmisikan melalui IP-based on local area network juga mendefinisikan jaringan multimedia secara lengkap (mulai dari peralatan sampai protokol yang digunakan), termasuk juga T.120 standar data-conferencing. Rekomendasi ini berdasar pada real-time protocol/real-time control protocol (RTP/RTCP) untuk mengatur sinyal audio dan video.Stack protokol H.323 yang digunakan untuk VoIP adalah bagian audio dan control saja. Stack audio menangani semua fungsi dari VoIP. Untuk membawa trafik voice melalui IP, H.323 menggunakan dua protokol transport layer yaitu UDP dan TCP.

Voice Coding
Suara manusia dan semua suara yang bisa didengar, secara umum merupakan sinyal analog. PSTN mentransmisikan suara dalam bentuk sinyal digital. PSTN merubah sinyal suara dari telepon diubah ke format digital yang disebut Pulse Code Modulation (PCM).
ITU-T (International Telecommunication Union-Telecommunication Sector) membuat beberapa standar untuk voice coding yang direkomendasikan untuk implementasi VoIP. Beberapa standar yang sering dikenal antara lain:
a)G.711 voice coding PCM dengan bandwidth 64 Kbps
b)G.726 voice coding ADPCM dengan bandwidth 40, 32, 24, dan 16 Kbps
c)G.728 voice coding dengan kompresi Code-Excited Linear-Predictive (CELP) dengan bandwidth 16 Kbps.
d)G.729 voice coding dengan kompresi CELP dengan bandwidth 8 Kbps. Kualitas suara yang dihasilkan menyamai voice coding ADPCM dengan bandwidth 32 Kbps.
e)G.723.1 yang dapat digunakan untuk kompresi percakapan maupun komponen audio pada aplikasi multimedia dengan bandwidth 5,3 dan 6,3 KBps. Standar ini merupakan komponen dari keluarga H.324.

Jenis Konfigurasi Jaringan VoIP•

Telepon melalui Internet
Konfigurasi ini menggunakan fasilitas PSTN atau PABX pada kedua sisi subsistem terminalnya. Konfigurasi seperti ini akan membutuhkan antar muka berupa gateway yang menghubungkan jaringan VoIP dengan jaringan internet.
Untuk konfigurasi seperti ini dibutuhkan suatu sistem tambahan lainnya yang dapat memetakan pemanggilan nomor telepon menjadi kode-kode IP, lebih di kenal dengan sebutan Call Manager.

•Gabungan perangkat telepon dan perangkat berbasis IP (Hybrid)
Konfigurasi ini menggunakan sistem hybrid, yaitu campuran antara subsistem terminal menggunakan PC disatu sisi dan subsistem terminal menggunakan PSTN + telepon analog disisi yang lain.

•Komunikasi antar perangkat berbasis IP
Pada dasarnya, konfigurasi jenis ini lebih banyak pada pengembangan bidang perangkat lunak (software) multimedianya saja.

QoS VoIP
Quality of Services pada IP telephony adalah parameter-parameter yang menunjukkan kualitas paket data jaringan. Beberapa parameter yang menyatakan QoS untuk IP telephony antara lain latency, delay, jitter, packet loss dan sequence error pada jaringan internet.

Latency
Latency adalah waktu yang dibutuhkan oleh suatu perangkat dari meminta hak akses ke jaringan sampai mendapatkan hak akses itu.
Delay
Delay dapat didefinisikan sebagai waktu yang dibutuhkan untuk mengirimkan data dari sumber (pengirim) ke tujuan (penerima).
Jitter (Variasi Delay)
Jitter disebabkan oleh bervariasinya waktu penerimaan pengiriman paket-paket data dari pengirim ke penerima.
Echo
Echo (gema) disebabkan oleh sinyal refleksi dari speaker voice lawan dan berbalik sampai dengan speaker ear.
Packett Loss
Pada jaringan berbasis IP, semua frame suara diperlakukan sama seperti frame data. Pada saat peak load dan congestion, frame suara akan dibuang sama dengan frame data. Frame suara sensitif terhadap waktu sehingga bila dilakukan retransmisi akan mengubah arti pembicaraan.
Sequence error
Kongesti di dalam jaringan paket switch dapat mengakibatkan paket mengambil route yang berbeda untuk mencapai tujuan yang sama. Akibatnya, paket sampai dengan urutan yang berbeda.
Internet Telephony Gateway (ITG) Planet VIP-400
Internet Telephony Gateway (ITG) Planet VIP-400 adalah peralatan yang dapat menghubungkan VoIP di Internet dengan jaringan telepon yang menggunakan RJ-11. Biasanya peralatan gateway VoIP ini disambungkan ke PBX/PABX di kantor atau di wartel agar telepon biasa yang ada dapat terkait ke jaringan VoIP juga. ITG Planet VIP-400 memiliki dua jenis port, yaitu :
1)FXS (Foreign Exchange Subscriber) : digunakan untuk di hubungkan langsung ke pesawat telepon biasa melalui konektor RJ-11.
2)FXO (Foreign Exchange Office) : tidak dapat dihubungkan ke pesawat telepon biasa, hanya dapat di hubungkan ke PABX/PBX maupun langsung ke saluran telkom melalui konektor RJ-11.

Pengkodean Suara
Pengkodean suara yang didukung oleh ITG termasuk G.711, G.723.1 5.3 kbps, G.723.1 6.3 kbps dan G.729 AB.