VoIP

1
VoIP

• Penjelasan VoIP secara umum
• Amang Sudarsono

2
VoIP

• VoIP Voice over Internet Protocol
• Teknologi yang memanfaatkan Internet Protocol
  untuk menyediakan komunikasi voice secara
  elektronis dan real-time
• VoIP sebenarnya adalah aplikasi Internet biasa
  seperti layanan WWW dan email
• VoIP sebagai layanan Internet biasa disebut IP
  Telephony
• Infrastruktur internet dibutuhkan agar dapat
  menggunakan dan/atau menyediakan layanan VoIP

3
Jaringan VoIP
4
Layanan IP Telephony

• Seluruh layanan telepon konvensional ditambah
  dengan
• Voicemail
• Instant Messaging
• Presence
• File Exchange
• Video Conference
• Webbased Control Panel
• Melihat tagihan (billing)
• Melihat CDR (Call Data Record)
• Konfigurasi pribadi (profiling)

5
Standar VoIP

• Protokol
• Signalling Protocol
• SIP
• IAX2
• H.323
• Media Transfer Protocol
• RTP dan RTCP
• Kompresi dan optimasi
• cRTP, LFI, ROHC, RSVP
• CODEC (Coder-Decoder)
• Standar industri
• G.711, G.723.1 dan G.729
• Opensource
• GSM 06.10, iLBC dan Speex

6
Perangkat VoIP

• Untuk User
• PC, laptop atau PDA dengan software VoIP
• Netmeeting
• X-Lite
• SJphone
• Windows Messenger
• Idefisk
• IP Phone atau Ethernet Phone
• USB Phone
• Telepon biasa dengan ATA (Analog Telephone
  Adapter)
• Untuk Provider
• Komputer Server dengan software VoIP
• Gnugk dan OpenMCU
• SER (SIP Express Router)
• SEMS (SIP Express Media Server)
• Asterisk
• Catatan
• Baik user atau provider harus terhubung ke
  Internet

7
Signalling Protocol

• Standar signalling protocol untuk VoIP, mencakup
  penjelasan tentang semua komponen SIP (Session
  Initiation Protocol)

8
SIP

• SIP, Session Initiation Protocol
• RFC 2543 (http//www.faqs.org/rfcs/rfc2543.html)
• The Session Initiation Protocol (SIP) is an
  application-layer control (signaling) protocol
  for creating, modifying and terminating sessions
  with one or more participants. These sessions
  include Internet multimedia conferences, Internet
  telephone calls and multimedia distribution.
• Fungsi
• Call initiation
• Membangun sebuah sesi komunikasi
• Mengundang user lain untuk bergabung di dalam
  sesi komunikasi
• Call modification
• Bila perlu, SIP dapat memodifikasi sesi
  komunikasi
• Call termination
• Menutup sesi komunikasi
• Presence
• Mengumumkan status user pada user lain, online
  atau offline, away atau busy
• SIP bukan media transfer protocol, sehingga SIP
  tidak membawa paket suara atau video. SIP
  memanfaatkan RTP (Real Time Protocol) untuk media
  transfer.

9
Arsitektur SIP
PSTN
User Agent
Gateway
10
Komponen SIP User Agent

• Komponen SIP yang memulai, menerima dan menutup
  sesi komunikasi
• User Agent terdiri dari 2 komponen utama yaitu
• User Agent Client (UAC)
• Komponen yang memulai sesi komunikasi
• User Agent Server (UAS)
• Komponen yang menerima atau menanggapi sesi
  komunikasi
• Baik UAC ataupun UAS dapat menutup sesi
  komunikasi
• User agent dapat berupa software (softphone)
  ataupun hardware (hardphone)

11
SIP User Agent

• Contoh beberapa softphone
• Kphone
• Linphone
• SJphone
• X-Lite
• Windows Messenger
• Idefisk
• Contoh jenis hardphone
• ATA, Analog Telephone Adaptor
• IP Phone atau ethernet phone
• USB phone

12
Komponen SIP Proxy Server

• Komponen penengah antar user agent, bertindak
  sebagai server dan client yang menerima request
  message dari user agent dan menyampaikan pada
  user agent lainnya
• Request dapat dilayani sendiri atau disampaikan
  (forward) pada proxy lain atau server lain
• Menerjemahkan dan/atau menulis ulang request
  message sebelum menyampaikan pada user agent
  tujuan atau proxy lain
• Proxy server menyimpan state sesi komunikasi
  antara UAC dan UAS

13
Call Flow dengan SIP Proxy
14
Komponen SIP Redirect Server

• Komponen yang menerima request message dari user
  agent, memetakan alamat SIP user agent atau proxy
  tujuan kemudian menyampaikan hasil pemetaan
  kembali pada user agent pengirim (UAC)
• Redirect Server tidak menyimpan state sesi
  komunikasi antara UAC dan UAS setelah pemetaan
  disampaikan pada UAC
• Tidak seperti proxy server, redirect server tidak
  dapat memulai inisiasi request message
• Tidak seperti UAS, redirect server tidak dapat
  menerima dan menutup sesi komunikasi

15
Call Flow dengan SIP Redirect
16
Komponen SIP Registrar Server

• Komponen yang menerima request message REGISTER
• Registrar dapat menambahkan fungsi otentikasi
  user untuk validasi
• Registrar menyimpan database user untuk
  otentikasi dan lokasi sebenarnya (berupa IP dan
  port) agar user agar yang terdaftar dapat
  dihubungi oleh komponen SIP lainnya (berfungsi
  sebagai Location Server juga)
• Komponen ini biasa disandingkan dengan Proxy
  Server

17
SIP Server

• Contoh aplikasi SIP yang dapat berfungsi sebagai
  server baik proxy, redirect maupun registrar
  server
• Asterisk (http//www.asterisk.org)
• OnDo Brekeke (http//www.brekeke.com)
• partysip (http//www.partysip.org)
• SER, SIP Express Router (http//iptel.org/ser)
• siproxd (http//siproxd.sourceforge.net)

18
SIP Request dan Response

• SIP Response
• 1xx - Informational Message
• 2xx - Successful Response
• 3xx - Redirection Response
• 4xx - Request Failure Response
• 5xx - Server Failure Response
• 6xx - Global Failures Response

• SIP Request
• INVITE
• Mengundang user agent lain untuk bergabung dalam
  sesi komunikasi
• ACK
• Konfirmasi bahwa user agent telah menerima pesan
  terakhir dari serangkaian pesan INVITE
• BYE
• Terminasi sesi
• CANCEL
• Membatalkan INVITE
• REGISTER
• Registrasi di Registrar Server
• OPTIONS
• Meminta informasi tentang kemampuan server
• INFO
• Digunakan untuk membawa pesan informasi lainnya,
  seperti informasi inline DTMF

19
SIP Header

• Header SIP sangat mirip dengan HTTP dan SMTP
• Contoh
• INVITE sip20006_at_202.154.179.69 SIP/2.0
• Via SIP/2.0/UDP 202.137.12.2375060
• From sip20014_at_202.137.122.237
• To ltsip20006_at_202.154.179.69gt
• Call-ID c2943000-e0563-2a1ce-2e323931_at_202.137.12.
  237
• CSeq 100 INVITE
• Expires 180
• User-Agent Cisco IP Phone/ Rev. 1/ SIP enabled
• Accept application/sdp
• Contact sip20014_at_202.137.12.2375060
• Content-Type application/sdp

20
Pengalamatan SIP

• Setiap komponen SIP mempunyai alamat SIP (SIP
  address)
• Format alamat SIP
• sipltusername_at_hostgt
• Contoh
• sipanton_at_voiprakyat.net
• sip20006_at_voiprakyat.net
• 311_at_voiprakyat.net

21
Contoh Sesi Komunikasi
22
Framework SIP

• Integration
• Kemudahan untuk integrasi dengan protokol lain
  standar IETF (Internet Engineering Task Force)
  dalam implementasi
• Scalability
• Komponen SIP dapat digabungkan secara fisik dalam
  server yang sama atau justru berbeda lokasi
  secara topologis
• Distribusi komponen memungkinkan penambahan
  komponen baru tanpa mempengaruhi jaringan yang
  sudah ada
• Simplicity
• Pemrosesan paket SIP cukup sederhana dan standar,
  seperti protokol standar IETF lainnya seperti
  HTTP dan SMTP
• Header SIP tertulis dalam bentuk text untuk
  kemudahan implementasi dan debug

23
Implementator SIP

• ITSP, Internet Telephony Service Provider
• VSP, VoIP Service Provider
• Contoh di negara lain
• FWD, Free World Dialup (http//www.freeworldialup.
  com/)
• IPTel (http//iptel.org/)
• SIP Phone (http//www.sipphone.com/)
• Lainnya dapat anda lihat di situs berikut
• http//www.voip-info.org/wiki-VOIPServiceProvid
  ers
• Contoh di dalam negeri
• VoIP Marsinah (http//voip.marsinah.com)
• VoIP Rakyat (http//voiprakyat.or.id)

24
CODEC

• CODEC, Coder Decoder
• Alat dengan seperangkat aturan yang mengatur
  bagaimana sinyal suara analog didigitalkan
• Alat yang dimaksud dapat diimplementasikan dalam
  bentuk hardware maupun software, dan
  aturan-aturan itu berbunyi seperti, seberapa
  besar sinyal-sinyal suara analog itu dibuffer
  dalam sebuah frame, seberapa lama dibuffer,
  kemudian diproses dengan perhitungan matematis
  apa
• Codec mempengaruhi kebutuhan bandwidth untuk
  VoIP, semakin kecil bitrate sinyal digital yang
  dihasilkan Codec, maka semakin baik codec
  tersebut. Namun perhitungan matematis yang
  dilakukannya menjadi semakin rumit dan ini
  mempengaruhi kualitas suara setelah di-decode
• Kualitas suara biasa dihitung dengan metoda MOS,
  Most Opinion Score. Metode ini memberi nilai
  rata-rata kualitas suara antara 1 sampai 5 dimana
  1 artinya buruk dan 5 artinya baik.

25
Standar-standar CODEC

• DoD CELP - 4.8 Kbps
• GIPS - 13.3 Kbps and up
• GSM - 13 Kbps (full rate), 20ms frame size
• iLBC- 15Kbps, 20ms frame size 13.3 Kbps, 30ms
  frame size
• ITU G.711 - 64 Kbps, sample-based (alaw/ulaw)
• ITU G.722 - 48/56/64 Kbps
• ITU G.723.1 - 5.3/6.3 Kbps, 30ms frame size
• ITU G.726 - 16/24/32/40 Kbps
• ITU G.728 - 16 Kbps
• ITU G.729 - 8 Kbps, 10ms frame size
• LPC10 - 2.5 Kbps
• Speex - 2.15 to 44.2 Kbps

26
Kebutuhan Bandwidth

• NEB, Nominal Ethernet Bandwidth
• Kebutuhan bandwidth minimum per call
• Ingat bahwa dengan SIP, bandwidth untuk media
  (voice dan video) disediakan oleh peer (client),
  sehingga server tidak perlu menyediakan bandwidth
  sebesar N x NEB (dengan N adalah jumlah user
  logged in)
• Beberapa hasil penelitian dan perhitungan
• Codec     BR        NEB   G.711      64 Kbps 
     87.2 Kbps   G.729      8 Kbps     31.2 Kbps
    G.723.1   6.4 Kbps   21.9 Kbps   G.723.1  
  5.3 Kbps   20.8 Kbps   G.726      32 Kbps   
  55.2 Kbps G.726      24 Kbps    47.2 Kbps
  G.728      16 Kbps    31.5 Kbps
• Sumber Cisco, http//www.cisco.com/en/US/tech/tk
  652/tk698/technologies_tech_note09186a0080094ae2.s
  html

27
Tips Menghemat Bandwidth

• Gunakan codec dengan NEB minimum seperti G.723.1
  pada 5.3 kbps, bila memerlukan MOS yang lebih
  baik, gunakan G.729
• Gunakan segala daya upaya untuk menghemat
  bandwidth seperti penggunaan VAD (Voice Activity
  Detection), Silence Supressor dan AEC (Auto Echo
  Cancellation)
• Pada beberapa phone (softphone maupun hardphone),
  anda dapat mengatur besar payload dan/atau
  mengatur besar buffer atau lamanya payload
  tersebut di-buffer.
• Semakin besar payload dapat memperkecil kebutuhan
  bandwidth
• Semakin besar buffer dapat memperbaiki kualitas
  suara
• Namun kedua proses tersebut dapat menyebabkan
  delay komunikasi yang relatif besar
• Gunakan gateway yang mampu menerapkan cRTP
  (compressed RTP) atau ROHC (RObust Header
  Compression)

28
VoIP Rakyat

• Komunikasi gratis untuk rakyat

29
Mengapa SIP

• Mudah diimplementasikan
• Membangun jaringan VoIP berbasiskan
  komponen-komponen SIP relatif lebih mudah
• Software mudah diperoleh dan status produksinya
  setara dengan komersil
• Terbukti bekerja cukup baik untuk beberapa VoIP
  Service Provider
• Software berlisensi opensource
• Mudah untuk mengimplementasikan fitur-fitur baru
  dan digabungkan dengan layanan lainnya seperti
  Free Mail
• Mampu bekerja untuk user agent yang berada
  dibelakang NAT atau common firewall dengan
  relatif mudah
• Kualitas suara dan sebagian besar penggunaan
  bandwidth diserahkan pada peer-to-peer

30
Aplikasi VoIP Rakyat

• Server
• Asterisk 1.2.1
• LAMP (Linux, Apache, MySQL, PHP)
• PlayVoIP
• Client
• Softphone dan hardphone
• Protocol
• SIP
• IAX2
• H323
• Google.com dan Freshmeat.net adalah tempat yang
  tepat untuk memulai mencari aplikasi yang
  disebutkan diatas

31
Implementasi dengan jaringan wireless
32
Server VoIP Rakyat

• Lokasi WAN DKI (http//www.wan-dki.net)
• WAN DKI adalah ISP untuk sekolah, merupakan
  bagian dari upaya Dikmenjur, Direktorat Menengah
  Kejuruan (http//www.dikmenjur.net), dalam
  mencerdaskan kehidupan ICT bangsa
• Bandwidth
• 1 Mbps Intl. berbagi dengan client WAN DKI
• 2 Mbps IIX berbagi dengan client WAN DKI

33
Daftar Pustaka

• http//www.cs.columbia.edu/sip
• http//www.ietf.org/html.charters/sip-charter.html
  
• Presentasi VoIP Overview - http//www.vovida.org
  
• Beberapa gambar diambil langsung dari presentasi
  ini
• Beberapa keterangan tentang SIP diterjemahkan
  dari presentasi ini
• RFC 2543 - http//www.faqs.org/rfcs/rfc2543.html
• VoIP Wiki - http//www.voip-info.org
• Perbandingan bandwidth codec diambil dari situs
  ini
• http//www.protocols.com
• VoIP Protocols - SIP Including MGCP Media Gateway
  Control Protocol