Prediksi Kualitas VoIP Extended E-model

Extended E-model adalah metoda prediksi kualitas VoIP yang didasarkan kepada metoda prediksi kualitas VoIP ITU-T G.107 E-model (Ding dan Goubran, 2003). Selain memperhitungkan faktor gangguan non-jaringan (Is), E-model hanya memperhitungkan faktor gangguan jaringan yang diakibatkan oleh waktu tunda (Id) dan laju paket hilang (Ie).

Penelitian yang dilakukan Ding dan Goubran (2003) menemukan bahwa kejadian jitter berkontribusi terhadap penurunan kualitas suara, selain peningkatan waktu tunda. Faktor gangguan akibat waktu tunda Id hanya memperhitungkan rentang waktu tunda satu arah (latensi), tetapi tidak memperhitungkan efek ketidakinteraktifan percakapan yang diakibatkan oleh jitter.

Metoda Extended E-model menambahkan faktor gangguan akibat jitter yang dinotasikan sebagai Ij ke dalam persamaan E-model sebagai berikut:

R = Ro – Is – Id – Ie – Ij + A

Seperti halnya E-model, metoda Extended E-model dapat disimplifikasi sebagai berikut:

R = 93.2 – Id – Ie -Ij

Simplifikasi tersebut mengandung arti bahwa gangguan non-jaringan diasumsikan tetap sehingga Ro – Is ditetapkan sebesar 93.2, sementara faktor keuntungan A ditetapkan bernilai 0. Dengan demikian, penurunan kualitas suara dipengaruhi oleh parameter-parameter gangguan di jaringan yaitu waktu tunda, paket hilang, dan variasi waktu tunda (jitter).

Faktor Gangguan Waktu Tunda Id

Dari ketiga faktor gangguan jaringan tersebut, Ding dan Goubran (2003) berfokus kepada dua faktor gangguan paket hilang Ie dan faktor gangguan jitter Ij; faktor gangguan akibat waktu tunda Id diasumsikan 0.

Jika konfigurasi jaringan VoIP mengharuskan menghitung Id, maka Id dapat dihitung berdasarkan persamaan Id = Idte + Idle + Idd yang dijelaskan di dalam ITU-T G.107 E-model (2005). Namun kompleknya perhitungan Id yang melibatkan 10 persamaan, Cole dan Rosenburg (2000) mengemukakan formula yang lebih sederhana sebagai berikut:

Id = 0.024d + 0.11(d-177.3)H(d-177.3)

di mana d adalah keseluruhan waktu tunda satu arah dan H(x) adalah fungsi Heavyside atau fungsi step dengan H(x) = 0 jika x < 0 dan H(x) = 1 untuk nilai x lainnya.

Pendekatan lebih akurat terhadap bentuk kurva Id dari ITU-T G.107 (2005) dikemukakan oleh sun (2004) dengan fungsi polynomial fitting orde-6.

Faktor Gangguan Paket Hilang Ie

Dengan mengasumsikan skema paketisasi 1 frame per paket data dan kejadian paket hilang berdistribusi random, faktor gangguan Ie akan meningkat secara logaritmik terhadap peningkatan laju paket hilang:

Ie = Ie_opt + C1.ln(1 + C2.loss_rate)

di mana Ie_opt adalah Ie optimum (tanpa hilang paket) yang diperoleh dari standar ITU-T G.107 (2005), C1 dan C2 adalah konstanta (lihat Ding dan Goubran, 2003), dan loss_rate adalah laju paket hilang dalam persen (1 berarti laju paket hilang sebesar 1%).

Faktor Gangguan Jitter Ij

Telah diterima luas bahwa trafik Internet memiliki sifat kemiripan diri (self similar) dengan tingkat kemiripan diri yang ditentukan oleh parameter Hurst H (0.5<H<1). Fungsi Pareto yang memiliki distribusi ekor panjang (heavy tailed) merupakan salah satu model yang cocok untuk jenis trafik Internet.

Ij = C1.H^2 + C2.H + C3 + C4.exp(-T/K)

di mana H adalah parameter Hurst, Cx adalah koefisien, K adalah konstanta waktu, dan T adalah ukuran jitter buffer. Nilai Cx dan K dapat dilihat di Ding dan Goubran (2003)  Persamaan tersebut menunjukkan bahwa Ij akan meningkat secara parabolik berdasarkan peningkatan H dan menurun secara eksponensial berdasarkan peningkatan T.

Referensi

1. Ding, L. dan Goubran, R.A., (2003) : Speech Quality Prediction in VoIP Using the Extended E-Model, Proc. IEEE Global Telecommunications Conference (GLOBECOM), San Fransisco, CA, USA, hal. 3974–3978.

2. ITU-T G.107 (2005) : The E-model, a computational model for use in transmission planning, ITU-T Recommendation G.107.

3. Sun, L., (2004) : Speech Quality Prediction for Voice over Internet Protocol Networks, Disertasi Program Doktor, University of Plymouth.