Evaluasi Kinerja Algoritma Penjadwalan Weighted Round Robin Pada Wimax

Salah satu algoritma penjadwalan yang diterapkan pada jaringan WiMAX yaitu Weighted Round Robin (WRR). Algoritma WRR sesungguhnya diusulkan untuk digunakan pada jaringan Asyncronous Transfer Mode (ATM). Akan tetapi, algoritma ini juga dapat diimplementasikan untuk jaringan lain seperti jaringan nirkabel WiMAX. Oleh karena itu, perlu dilakukan suatu evaluasi atau penilaian terhadap kinerja algoritma WRR pada jaringan WiMAX.

Arsitektur Jaringan WiMAX

Secara umum sistem WiMAX tidak berbeda jauh dengan sistem Wireless Local Area Network (WLAN). Bila pada WLAN terdiri dari Access Point (AP) yang tersambung ke jaringan kemudian pelanggan disambungkan dengan client (device WLAN) dengan menggunakan WLAN card. Maka sistem WiMAX secara umum terdiri dari Base Station (BS), Subsriber Station (SS) dan server di belakang BS seperti Network Management System (NMS) serta koneksi ke jaringan.



Secara umum konfigurasi WiMAX dibagi menjadi 3 bagian yaitu SS, BS dan transport site (bagian back end). Untuk SS terletak di lingkungan pelanggan (bisa fixed atau mobile) sedangkan BS biasanya satu lokasi dengan jaringan operator (jaringan IP/internet atau jaringan TDM/PSTN). Transport site berfungsi untuk melakukan manajemen jaringan WiMAX.

Quality of Service (QoS) WiMAX

Medium Access Control (MAC) pada WiMAX dapat menjalankan QoS dengan berbagai kebutuhan bandwidth dan aplikasi. Sebagai contoh aplikasi voice dan video memerlukan waktu tunda (latency) yang rendah tetapi masih bisa mentolelir beberapa error. Aspek lain yang tersedia pada QoS yang terdapat di WiMAX adalah kemampuan mengatur kecepatan data (data rate manageability) dimana ditentukan oleh analisis link antara BS dan SS. Kuat sinyal antara BS dan SS akan menentukan kecepatan data yang mampu dikirim ke sisi pelanggan. Besar kecilnya kecepatan data tersebut didasarkan pada jenis modulasi yang tersedia (apakah 64 QAM, 16 QAM, QPSK atau BPSK). Biasanya semakin jauh pelanggan (SS) dari BS, maka kecepatan datanya akan semakin kecil. Modulasi 64 QAM merupakan modulasi terbaik untuk mendukung kecepatan data yang paling besar. Standar IEEE 802.16 mendukung lima jenis (kelas) aliran layanan menurut kebutuhan QoS,
yaitu:
1. Unsolicited Grant Service (UGS). UGS mendukung aliran data real time yang terdiri dari paket – paket data yang berukuran tetap pada interval yang periodik. Contohnya untuk aplikasi VoIP, T1/E1 atau ATM CBR.

2. Real Time Polling Service (rtPS). rtPS mendukung aliran data real time yang terdiri dari paket – paket data yang berukuran tidak tetap atau berubah – ubah pada interval yang periodik, misalnya MPEG video. SS pada jenis layanan ini harus melakukan persaingan atau kompetisi untuk mendapatkan alokasi slot pada periode uplink.

3. Non – Real Time Polling Service (nrtPS). nrtPS mendukung aliran data yang mempunyai toleransi terhadap aktu tunda (tundaan) terdiri dari paket – paket data yang berukuran tidak tetap dimana dibutuhkan laju data minimum, misalnya aplikasi File Transfer Protokol (FTP). Extended Real Time Polling Service (ertPS) adalah mekanisme penjadwalan yang dibangun untuk mengefisiensikan penggunaan bandwidth pada layanan UGS dan rtPS.

4. Best Effort (BE). BE mendukung layanan yang tidak mempunyai kebutuhan penting terhadap laju data dan waktu tunda. Contohnya aplikasi internet (web browsing), telnet dan email.

Algoritma Penjadwalan Weighted Round Robin (WRR)

Algoritma penjadwalan WRR merupakan pengembangan dari algoritma Round Robin (RR) yang sebenarnya diusulkan untuk jaringan ATM yang mempunyai ukuran paket tetap. WRR adalah sebuah algoritma penjadwalan yang dapat diterapkan pada berbagai bidang, untuk pemakaian sumber daya secara bersama-sama pada sebuah komputer atau jaringan. Algoritma ini dieksekusi atau dijalankan pada permulaan dari setiap frame pada Base Station (BS). Pada permulaan frame, algoritma WRR menentukan alokasi bandwidth diantara SS berdasarkan pada bobotnya (weight). Bagian yang kritis dari skema WRR adalah menentukan bobot untuk setiap SS. Bobot tersebut ditentukan untuk menggambarkan prioritas relatif dan kebutuhan QoS dari SS. Selama minimum reserved traffick rate (MRTR) merupakan salah satu parameter yang ditetapkan oleh SS untuk menggambarkan kebutuhan QoSnya.

Program Simulasi Jaringan WiMAX

Program simulasi jaringan WiMAX terbagi menjadi beberapa tahapan utama yaitu pengaturan parameter untuk simulasi, inisialisasi, pengaturan parameter node, pembuatan node, pembuatan aliran trafik data yang terdiri dari uplink dan downlink, dan akhir program. Keseluruhan proses tahapan utama pembuatan simulasi jaringan WiMAX dapat dilihat pada gambar dibawah ini



Kesimpulan

Berdasarkan proses yang telah dilakukan , mulai dari perancangan sampai pengujian dan analisis, dapat disimpulkan beberapa hal, antara lain :

1. Jenis layanan rtPS memiliki nilai throughput paling besar diantara jenis layanan lainnya pada setiap skenario jaringan, nilai throughput terbesar dari jenis layanan rtPS yaitu 1040,832 Kbps. Sedangkan jenis layanan BE mempunyai nilai throughput yang paling kecil, nilai throughput terkecil dari jenis layanan BE yaitu 4,648 Kbps.

2. Dari besar nilai throughput yang diperoleh menunjukkan bahwa algoritma penjadwalan WRR mempunyai kinerja yang baik untuk jenis layanan yang mempunyai nilai MRTR dan prioritas antrian yang tinggi.
3. Algoritma penjadwalan WRR kurang adil terhadap jenis layanan yang mempunyai MRTR dan prioritas antrian yang kecil, seperti jenis layanan BE.

4. Paket hilang pada simulasi jaringan WiMAX ini terjadi pada permulaan dari simulasi dengan nilai paket hilang yang sangat besar. Hal tersebut terjadi karena, pada permulaan simulasi BS dan SS sibuk melakukan proses ranging untuk memasuki jaringan.

5. Secara umum paket hilang yang terjadi pada setiap jenis layanan dari simulasi ini tidak terpengaruh oleh banyaknya jumlah SS.

6. Dari hasil pengujian, Algoritma WRR menunjukkan kinerja yang baik dalam menekan terjadinya paket hilang.

7. Besarnya nilai rata-rata waktu tunda dari setiap jenis layanan dipengaruhi oleh banyaknya jumlah SS yang menggunakan jenis layanan tersebut.

8. Nilai rata-rata waktu tunda terkecil terjadi pada jenis layanan UGS sebesar 0,167 mikro detik.
Sedangkan nilai rata-rata waktu tunda terbesar terjadi pada jenis layanan ertPS yaitu sebesar 0,752 mikro detik.

Sumber dari : jun08_t02_wimax_sukiswo

Diposting oleh : Miftah Farid (41407010024), Teknik Elektro, Universitas Mercubuana