Teknologi komputasi menjadi berubah drastis khususnya di bidang industri ketika PC mulai dikenal secara luas. Berbagai macam aplikasi dijalankan secara lokal di dalam PC tanpa perlu mentransfer keluaran ke perangkat lain. Kemudian dikenal teknologi Graphic User Interface (GUI) yang menyediakan kemudahan bagi pengguna untuk mengakses berbagai macam aplikasi.

Perkembangan selanjutnya muncul sistem komputasi terdistribusi yang melibatkan perangkat-perangkat PC yang murah. Namun demikian, realisasi dari sistem ini menimbulkan pembengkakan dalam hal biaya manajemen dan pemeliharaan sistem. Aplikasi terdistribusi berbasis PC terbukti sangat kompleks dan perangkat lunak harus diinstal di setiap perangkat komputer yang akan meningkatkan Total Cost of Ownership (TCO) yang mencakup biaya yang berhubungan dengan teknologi informasi serta biaya-biaya manajemen dan pemeliharaan.

Sistem komputasi berbasis thin client merupakan evolusi selanjutnya. Sistem berbasis thin client mempertahankan teknologi GUI namun dengan TCO yang jauh lebih kecil dibandingkan dengan sistem berbasis PC. Sistem komputasi berbasis thin client menggunakan arsitektur client/server sebagaimana akan dijelaskan lebih lanjut.

Arsitektur berbasis client/server (C/S) merupakan arsitektur yang paling umum di dalam sistem komputasi terdistribusi (distributed computing system, DCS). Suatu sistem terdistribusi adalah sekumpulan mesin-mesin komputer yang terdistribusi secara transparan sehingga pengguna seolah-olah menghadapi sebuah mesin komputer lokal. Hal ini berbeda dengan sistem jaringan komputer yang mana pengguna sadar bahwa ada beberapa atau banyak komputer yang dapat diakses. Di dalam sistem jaringan komputer, baik lokasi komputer, sistem replikasi data, load balancing, maupun fungsional sistem tidak transparan.

Referensi:

1. Stock, M., (2001) : Technologies for Thin Client Architectures, Master Thesis, University of Zurich.

Yang menarik dari konsep open hardware ini adalah semangat agar teknologi (misalnya IP Telephony) dapat dinikmati oleh masyarakat luas khususnya untuk negara-negara yang sedang berkembang. Dengan open hardware, industri lokal dapat mengembangkan produk dengan biaya R&D yang murah dan memasarkannya untuk memenuhi kebutuhan lokal juga dengan harga yang relatif terjangkau.

Dikatakan bahwa dengan open hardware dan open software tidak serta merta setiap individu atau organisasi dapat terjun ke dalam bisnisnya. Di dalam bisnis tidak hanya sebatas membuat produk jadi, namun jauh lebih kompleks karena masalah dukungan produk, permodalan, manufaktur, pelayanan pelanggan, serta relasi dengan pelanggan.

Meski telah tersedia semuanya, tetap dibutuhkan pengetahuan dan keahlian yang baik mengenai sistem yang dimaksud. Misalnya memiliki keahlian untuk troubleshooting, mengerti mengenai disain sistem, pengalaman dalam mengkompilasi firmware, pengujian sistem serta dukungan dan pemeliharaan. Dan perlu diingat bahwa dari keseluruhan produk perangkat keras, 95% di antaranya adalah perangkat lunak.

Beberapa tautan:

1. http://www.rowetel.com/blog/?p=75
2. http://www.rowetel.com/blog/?p=14

Stat-Mux banyak diaplikasikan di jaringan berbasis paket. Masing-masing aliran data dibagi ke dalam paket-paket yang selanjutnya akan dikirim secara asinkron menggunakan disiplin first-come first-serve (FCFS). Alternatif lain, paket-paket data dapat dikirimkan menggunakan disiplin penjadwalan tertentu atau alokasi sumber daya seperti Integrated Services (IntServ) atau Differentiated Services (DiffServ).

Stat-Mux di kanal analog seperti kanal nirkabel difasilitasi oleh skema sebagai berikut:

• Random frequency-hopping orthogonal frequency division multiple access (RFH-OFDMA)
• Code division multiple access (CDMA)

Pada dasarnya, Stat-Mux mengimplikasikan layanan “on-demand” daripada prealokasi sumber daya untuk setiap aliran data. Stat-Mux tidak mengendalikan paket data itu sendiri.

Perbandingan dengan TDM Statis

Stat-Mux domain waktu di dalam komunikasi mode paket mirip dengan TDM. Di sistem TDM, setiap frame TDM memiliki time slot yang sama di dalam proses transmisi data; di dalam sistem Stat-Mux, setiap stream data memiliki time slot dengan panjang yang tetap atau frame data dengan panjang yang sama yang akan dijadwalkan secara random dan akan cenderung mengalami variasi waktu tunda dibandingan waktu tunda tetap di dalam sistem TDM.

Stat-Mux memungkinkan link jaringan dibagi ke dalam kanal-kanal dengan jumlah dan laju bit yang bervariasi dibandingkan dengan sistem TDM yang membagi link jaringan ke dalam kana-kanal dengan jumlah dan laju bit yang tetap.

Stat-Mux akan memastikan slot-slot dapat terutilisasi dengan baik dibandingkan di dalam sistem TDM yang sangat memungkinkan tidak terutilisasinya slot-slot. Kapasitas transmisi dari link komunikasi akan saling dishare oleh pengguna yang menggunakan layanan tertentu.

TDM statis dan sistem penyambungan berbasis sirkit lainnya bekerja di layer fisik (physical layer) di dalam model OSI dan model TCP/IP, sementara Stat-Mux bekerja di layer data link ke atas.

Identifikasi Kanal

Di Stat-Mux, setiap paket atau setiap frame memiliki nomor identifikasi kanal atau aliran data, atau informasi alamat tujuan yang lengkap.

Aplikasi

Stat-Mux dapat diaplikasikan di area sebagai berikut:

• Streaming TV Digital. Stat-Mux memungkinkan beberapa aliran data video, audio, dan data yang memiliki laju bit berbeda-beda untuk ditransmisikan melalui kanal transmisi yang memiliki kapasitas link terbatas. Paket-paket memiliki panjang paket yang tetap. Identifikasi kanal ditunjukkan oleh Program ID (PID).

• Protokol UDP dan TCP, di mana aliran data dari beberapa aplikasi dimultipleks secara bersama-sama. Paket-paket mungkin memiliki panjang paket yang bervariasi. Port number digunakan untuk sebagai identifikasi setiap aplikasi.

• Protokol X.25 dan Frame relay, di mana paket-paket memiliki panjang paket yang bervariasi dan channel number digunakan sebagai Virtual Connection Identifier (VCI).

• Protokol Asynchronous Transfer Mode (ATM), di mana paket-paket memiliki panjang paket yang tetap. Identifikasi kanal ditunjukkan oleh Virtual Connection Identifier (VCI) dan Virtual Path Identifier (VPI).

Bacaan:

1. Wikipedia, “Statistical Multiplexing” http://en.wikipedia.org/wiki/Statistical_multiplexing
2. McDysan D., “QoS & Traffic Management in IP & ATM Networks”, McGraw-Hill, USA, 2000.

Pengujian kualitas suara seperti Signal to Noise Ratio (SNR), Log Spectral Distance (LSD), Perceptual Evaluation of Speech Quality (PESQ), atau Perceptual Evaluation of Audio Quality (PEAQ), dengan mudah dapat dilakukan menggunakan program SPDemo dari Technion IIT.

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.

Seperti dijelaskan di dalam Sun (2004), prinsip E-model didasarkan kepada konsep yang dikembangkan oleh J. Allnatt pada tahun 1975 yaitu ”Psychological factors on the psychological scale are additive”. Konsep ini digunakan untuk mendeskripsikan efek-efek dari berbagai gangguan (impairment) yang terjadi secara simultan di dalam suatu sambungan komunikasi.

Hasil pengukuran menggunakan teknik E-model selanjutnya direprentasikan sebagai transmission rating scale, R, yang dirumuskan sebagai berikut (ITU-T G.107, 2005):

R = Ro – Is – Id – Ie + A

Ro merupakan representasi dasar dari Signal to Noise (SNR) yang diperoleh dari nilai kerasnya suara pembicara dan penerima, gangguan sirkit, dan gangguan ruangan.Is merupakan gangguan yang berhubungan dengan sinyal suara seperti level keras sinyal yang tidak sesuai, gangguan kuantisasi, dan level bunyi suara samping yang tidak sesuai. Id merupakan gangguan yang berhubungan dengan waktu tunda. Ie merupakan gangguan yang diakibatkan oleh teknik kompresi dan level paket hilang. A adalah faktor keuntungan.

Faktor Gangguan Waktu Tunda Id

Faktor 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

ITU-T G.107 E-model (2005) merekomendasikan nilai Ie dalam bentuk tabel, namun masih sangat terbatas. Alternatif lain adalah usulan Ding dan Goubran (2003) sebagai berikut:

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%).

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. ITU-T G.113 (2001) : Transmission impairments due to speech processing, ITU-T Recommendation G.113.
4. ITU-T G.114 (2003) : One way transmission time, ITU-T Recommendation G.114.
5. ITU-T P.800.1 (2006) : Mean Opinion Score (MOS) terminology, ITU-T Recommendation P.800.1.
6. ITU-T P.830.1 (1996) : Subjective performance assessment of telephone-band and wideband digital codecs, ITU-T Recommendation P.800.1.
7. Sun, L., (2004) : Speech Quality Prediction for Voice over Internet Protocol Networks, Disertasi Program Doktor, University of Plymouth.

Salah satu aspek penting di dalam telepon Internet adalah interaktivitas percakapan antar pengguna yang sangat dipengaruhi oleh kejadian waktu tunda di sepanjang jalur pengiriman paket data. Proses komunikasi yang pada umumnya adalah full duplex, di mana pengguna dapat berbicara secara bersamaan tanpa harus menunggu pengguna lain selesai berbicara, sangat memungkinkan terjadinya kolisi jaringan (network collision). Kejadian ini dapat menyebabkan munculnya waktu tunda dan bahkan hilang paket yang akan mempengaruhi interaktivitas percakapan. Untuk mencapai tingkat interaktivitas yang dapat diterima oleh pengguna, waktu tunda total perlu dijaga supaya kurang dari 400 ms.

Derau

Derau (noise) adalah bentuk gangguan suara latar belakang yang berasal dari lingkungan sekitar pembicara (segmen ujung koneksi) yang masuk ke kanal komunikasi. Gangguan ini biasa muncul di dalam komunikasi berbasis sirkit, namun akan semakin lebih besar di sistem komunikasi berbasis paket.

Gaung atau Echo

Di dalam sistem telepon baik analog maupun digital, bunyi gaung terjadi ketika pembicara mendengar kembali perulangan pembicaraannya dengan daya yang cenderung melemah. Salah satu faktor yang cukup berpengaruh terhadap kejadian suara gaung adalah waktu tunda round-trip, yaitu waktu yang diperlukan oleh sinyal suara sejak keluar dari mulut pembicara kemudian diteruskan ke jaringan telepon, mengalami kebocoran di suatu sumber suara gaung dan kembali lagi sampai terdengar oleh telinga pembicara.

Distorsi Suara

Distorsi suara merupakan perubahan bentuk keluaran sinyal suara yang terjadi di sisi penerima. Distorsi suara dapat terjadi karena gangguan proses kuantisasi yang tidak terfilter dengan baik, atau laju kesalahan bit (bit error rate) di dalam proses pengiriman data suara digital, atau karena terlalu tingginya level suara analog yang masuk ke dalam algoritma kompresi suara.

Referensi

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