rt 02 konsep dasar trafik

Rekayasa Trafik, Sukiswo 1

Konsep Dasar Trafik

Rekayasa Trafik

[email protected]

[email protected]


Outline

Tujuan Teletrafik

Besaran Trafik

Jenis Trafik

Pemodelan Trafik


Tujuan Umum

Menentukan hubungan antara tiga faktor berikut :– Kualitas pelayanan (QoS)– Beban trafik– Kapasitas sistem

Kapasitas sistem

Kualitas pelayanan

Beban trafik


Sudut pandang trafik

Sistem telekomunikasi dari sudut pandang trafik

Idenya :– Sistem melayani trafik yg datang – Trafik dibangkitkan oleh pengguna sistem

sistem

Incomingtrafik

Outgoingtrafik

users


Pertanyaan menarik

Diketahui sistem dan incoming trafik, berapa kualitas pelayanan (QOS) yg dialami users ?

Diketahui incoming trafik dan QOS yg disyaratkan, berapa seharusnya dimensi sistem ?

Diketahui sistem dan QOS yg disyaratkan, berapa beban trafik maksimum ?


Contoh

Telepon call– Trafik : panggilan telepon oleh setiap user– Sistem : jaringan telepon– QOS : kemungkinan telepon tujuan berdering

7460057


Hubungan antara 3 faktor

Secara kualitatif, hubungannya adl sbb :

Untuk menjelaskan hubungan kuantitatif, diperlukan model matematik

Beban trafikBeban trafik Kapasitas sistem

Kapasitas sistem Kualitas pelayanan

Kualitas pelayanan


Bidang yg berhubungan

Teori probabilitas Proses stokastik Teori antrian Analisa statistik (pengukuran trafik) Riset operasi Teori optimasi Teori pengambilan keputusan (Markov) Teknik simulasi (oop)


Beda real sistem dg model

Biasanya :– Model menggambarkan sebagian atau satu

sifat dari real sistem dg kesepakatan dan bahkan dari satu sudut pandang

– Deskripsi tidaklah sangat akurat tapi merupakan pendekatan

Sehingga– Diperlukan kehati-hatian ketika mengambil

kesimpulan


Tujuan praktis

Perencanaan jaringan– Dimensioning– Optimasi– Analisa kinerja

Manajemen dan pengaturan jaringan– Operasi efisien– Fault recovery– Manajemen trafik– Routing– accounting


Besaran trafik

Volume trafik (V)– Jumlah lamanya waktu pendudukan perangkat

telekomunikasi

– Total holding time • Holding time = durasi panggilan

– Pangggilan (call) = permintaan koneksi dalam sistem teletraffic

• Holding time = service time

Intensitas trafik (A)– Jumlah lamanya waktu pendudukan per satuan waktu

– Volume trafik dibagi perioda waktu tertentu


Diketahui ada n saluran Diketahui ada sejumlah p

saluran (dari n saluran yang ada) diduduki pada saat bersamaan

Bila tp menyatakan jumlah waktu pendudukan p saluran dalam perioda T, maka :

Ttn

0pp


Besaran trafik

n

1p

pn

1p

p

n

1pp

T

tp

T

ptA

trafikintensitas Maka

Vpt

saluran semua timeholding Total


Beberapa pengertian lain intensitas trafik Intensitas trafik yang diolah oleh satu

saluran sama dengan peluang (bagian dari waktu) saluran tersebut diduduki (busy)

Intensitas trafik menyatakan pula jumlah rata-rata saluran yang diduduki secara bersamaan dalam perioda waktu tertentu

p=1

n

p(tp/T)Expected value


Pendekatan lain perhitungan intensitas trafik

jam/jam 1,5 jam 0,5)jam/10,250,5(0,25A :Maka

jam 5 0, totalselama diduduki 4Saluran –

jam 0,25 totalselama diduduki 3Saluran –

jam 5 0, totalselama diduduki 2Saluran –

jam 0,25 totalselama diduduki 1Saluran –

diketahui misalnya sibuk) (jam jamsatu dalam Di

saluran. 4 dari rdirisaluran te berkasSuatu :Contoh

tT

1A

)pengamatan (periodatu satuan wakper

pendudukanseluruh dariktu •Jumlah wa

N

1nn


Pendekatan lain perhitungan intensitas trafik (cont.)

kdetik/deti 1x60tmenit/meni 60 1 x 60 jam/jam 60 1/60 x 3600 A : Maka•

gilandetik/pang 60 gilan menit/pang 1 lan jam/panggi 1/60 tr •

detikpanggilan/ 1 menit panggilan/ 60 jampanggilan/ 3600 C :Contoh •

Cdengan sama yangtu satuan wak dalam

dinyatakan rata-rata pendudukan waktu lamanya t–

sibuk) jam (1tu satuan wakper n)(pendudukapanggilan jumlah C–

C.t A

N/T A/t C–

tusatuan wakper pendudukanJumlah •

tN

1 t

: rata-rata pendudukanWaktu •

lain hasil-–Hasil

r

r

r

N

1n

nr


Harap diingat bahwa intensitas trafik tidak bersatuan (dimensionless)

Tetapi, untuk menghormati jasa ilmuwan Denmark Agner Krarup Erlang (1878-1929), maka intensitas trafik diberi satuan Erlang (erl)


Contoh-contoh

Misalkan ada suatu sentral. Asumsikan bahwa– Rata-rata terdapat 1800 panggilan baru dalam 1

jam, dan– Rata-rata waktu pendudukan adalah 3 menit

Maka intensitas trafik adalah a = 1800x3/60 = 90 Erlang

Jika rata-rata waktu pendudukan naik dari 3 menit menjadi 10 menit, maka

a = 1800 x 10/60 = 300 Erlang


Contoh-contoh (cont.)

PertanyaanSuatu perusahaan rata-rata melakukan panggilan keluar sebanyak 120 kali pada 1 jam sibuk. Masing-masing panggilan rata-rata berdurasi 2 menit. Pada arah ke dalam (menerima), perusahaan tersebut menerima 200 panggilan yang durasi setiap panggilannya rata-rata 3 menit.Hitung trafik keluar (outgoing traffic), trafik ke dalam (incoming traffic), dan trafik total.

Jawab Out going traffic adalah 120 X 2/60 = 4 erlangIncoming traffic adalah 200 X 3/60 = 10 erlangTrafik total adalah 4 + 10 = 14 erlang


Karakteristik trafik Karakteristik tipikal untuk beberapa katagori pelanggan

telepon– Private subscriber : 0,01 – 0,04 erlang– Business subscriber : 0,03 – 0,06 erlang– Private branch exhange : 0.10 – 0,60 erlang– Pay phone : 0,07 erlang

Hal ini berarti, misalnya :– Seorang pelanggan rumahan (private subscriber) biasanya

menggunakan 1% s.d. 4% waktunya untuk berbicara melalui telepon (pada suatu selang waktu yang disebut “jam sibuk”)

– Diperlukan 2250 – 9000 pelanggan rumahan untuk menghasilkan trafik 90 erlang


Perluasan Erlang

trafik data-nontelepon , dari satuan bit menjadi satuan erlang bisa diubah dengan cara sebagai berikut:

Trafik sebesar B bit pada pengukuran 1 jam = B/3600 bps , selanjutnya bila trafik tersebut dibagi dengan bit-rate yang satuannya sama , hasilnya adalah akan bersatuan erlang (ingat bahwa erlang = detik/detik=jam/jam=menit/menit , berarti juga = bps/bps=kbps/kbps dll )


Perluasan Erlang

Workstation digunakan untuk pengiriman data sebanyak 1000 packet/detik @ 1 kbit/packet dengan kecepatan 5 Mbps , trafik = 0,2 Erlang


Jenis trafik

Trafik yang ditawarkan (offered traffic) : A Trafik yang dimuat (carried traffic) : Y Trafik yang ditolak atau hilang (lost traffic) : R

Relasi ketiga jenis trafik tersebut : A = Y + R


Jenis trafik Definisi-definisi intensitas trafik sebelumnya

mengacu pada carried traffic Secara natural, offered traffic dapat didefinisikan

sebagai jumlah rata-rata upaya pendudukan selama perioda waktu yang sama dengan waktu rata-rata pendudukan dari pendudukan yang sukses– Arti dari berhasil tergantung dari fungsi perangkat yang

diamati. Sehingga, pendudukan yang berhasil terhadap perangkat pengendali (common control device) belum tentu membawa pada keberhasilan pembentukan jalur komunikasi

Lost trafik dihitung dari perbedaan antara offered dan carried traffic


Jenis trafik

Hanya carried traffic yang dapat diukur Jenis traffic lainnya harus dihitung

Volume trafik= Intensitas trafik kali perioda pengamatan = AT

[Erlang-jam]

= Jumlah pendudukan kali waktu pendudukan rata-rata = n.h [Erlang-jam]

Sehingga diperoleh relasi dasar : AT = nh


Satuan-satuan trafik lain dan konversinya

erl

TU

VE

CCS

HCS

UC

ARHC

EBHC

1 erl =

1TU =

1 VE =

1 36 30

1 CCS =

1 HCS =

1 UC =

1/36 1 5/6

1 ARHC =

1 EBHC =1/30 6/5 1


Model teletrafik

Model teletraffic bersifat stokastik (probabilistik)– Kita tidak tahu kapan akan datang panggilan

Variabel dalam model tersebut bersifat acak (random variables)– Jumlah panggilan yang sedang berlangsung

– Jumlah paket yang ada di buffer

Random variable (peubah acak) dinyatakan oleh suatu distribusi– Peluang adanya n panggilan yang sedang berlangsung

– Peluang terdapatnya n paket di dalam buffer


Istilah Dalam Proses Trafik


Model teletrafik

Dua fase dalam pemodelan– Pemodelan incoming trafik -> model trafik– Pemodelan sistem -> model sistem

Dua jenis model– Sistem dg rugi-rugi (loss system)– Sistem dg antrian (waiting/queueing system)

Dapat dikombinasikan utk memodelkan seluruh jaringan telekomunikasi– Model jaringan dg rugi-rugi– Model jaringan dg antrian

Berikutnya, …Model teletrafik sederhana


Model teletrafik sederhana

Pelanggan datang dg laju (pelanggan per satuan waktu)– 1/ = rata-rata waktu antar kedatangan

Pelanggan dilayani oleh n paralel server Ketika busy, server melayani dg laju (pelanggan per satuan waktu)

– 1/ = rata-rata waktu pelayanan Terdapat m tempat tunggu Diasumsikan pelanggan yg ditolak (datang ketika sistem penuh) adl

hilang

m

n

1


Pure loss system

Tdk ada buffer tunggu (m = 0) Sudut pandang pelanggan :

– Berapa probabilitas sistem penuh ketika panggilan datang ?

Sudut pandang sistem– Berapa faktor utilisasi server ?

n

1


Pure waiting system

Jumlah buffer tunggu infinite (m = ~)

– Jika semua n server dipakai ketika pelanggan datang, dia akan menempati satu buffer

– Tdk ada customer yg hilang, tetapi sebagian harus menunggu sebelum dilayani

Sudut pandang pelanggan

– Berapa probabilitas dia harus menunggu “terlalu lama” ? Sudut pandang sistem

– Berapa faktor utilisasi server ?

n

1


Mixed system

Jumlah buffer finite (0 < m < ~)– Jika semua n server dipakai tapi terdapat buffer yg bebas

ketika pelanggan datang, dia menempati satu buffer– Jika semua n server dan semua m buffer dipakai ketika

pelanggan datang, dia tdk dilayani sama sekali tapi dibuang– Beberapa pelanggan hilang dan beberapa pelanggan harus

menunggu sebelum dilayani

m

n

1


Infinite system

Jumlah server tak hingga (n = ~)– Tdk ada pelanggan yg hilang, tiada yg harus menunggu sbl dilayani

– Terkadang Model hipotesis ini dpt digunakan utk mendapatkan hasil aproksimasi dari real sistem dg kapasitas sistem terbatas

– Memberikan batasan kinerja real sistem dg kapasitas sistem terbatas

– Lebih mudah utk dianalisa dibanding model dg kapasitas terbatas

1


Formula Little

Perhatikan sistem dg :– Pelanggan baru datang dg laju

Asumsi stabilitas– Sekarang dan kemudian sistem tdak pernah penuh

Konsekuensi– Pelanggan keluar dari sistem dg laju

Let– N = jumlah rata-rata pelanggan dalam sistem

– T = waktu rata-rata pelanggan dalam sistem

Formula Little : N = .T


Model klasik trafik telepon

Model rugi-rugi dipakai utk menggambarkan jaringan telepon (circuit switched)– Diawali oleh matematikawan AK Erlang (1878-1929)

Perhatikan link antara dua sentral telepon– Trafik berisi panggilan telepon yg berhasil pada link

Erlang memodelkan ini sbg pure loss system (m = 0)– Pelanggan = call

dg laju kedatangan = – Waktu pelayanan = call holding time

h = 1/= waktu holding rata-rata– Server = jumlah kanal pada link, n

1


Intensitas trafik

Pada jaringan telepon :

Trafik Panggilan Jumlah trafik digambarkan dg intensitas trafik

a, yaitu perkalian laju kedatangan dg holding time h.

a = .h (erl) Satuan intensitas trafik adl erlang (erl)

– Trafik 1 erlang berarti rata-rata 1 kanal dipakai


Perhatikan sentral lokal dg :– Rata-rata 1800 panggilan baru dalam 1 jam– Rata-rata holding time adl 3 menit

Intensitas trafik

a = 1800 * 3 / 60 = 90 erlang – Jika rata-rata holding time meningkat dari 3 menit

mjd 10 menit, maka intensitas trafik

a = 1800 * 10 / 60 = 300 erlang

Contoh


Karakteristik trafik

Beberapa karakteristik trafik berdasai kategori subscriber :– Private 0,01 – 0,04 erlang– Bisnis 0,03 – 0,06 erlang– PBX 0,10 – 0,60 erlang– Wartel 0,07 erlang

Maksudnya– Jenis private menggunakan 1% s/d 4 %dari waktunya di

telepon (disebut juga “jam sibuk”) Dari contoh tadi:

– Dibutuhkan 2250 s/d 9000 private subscriber utk membangkitkan trafik 90 erlang


Blocking

Pada sistem loss, beberapa panggilan hilang– Sebuah panggilan hilang jika n kanal dipakai ketika panggilan

datang, istilah Blocking mengacu pd kejadian ini. Dua tipe bloking

– Call blocking Bc = probabilitas panggilan yg datang mendapati n kanal dipakai, bagian panggilan yg hilang

– Time blocking Bt = probabilitas n kanal dipakai pd sebarang waktu, bagian waktu dimana n kanal dipakai

Jika panggilan datang dg distribusi Poisson maka

Bc = Bt

– Bc menghasilkan pengukuran yg lebih baik utk kualitas pelayanan thd subscriber, sdg Bt lebih mudah dlm perhitungan


Laju panggilan

Pada loss system setiap panggilan yg datang akan dilayani atau dibuang

Sehingga ada 3 jenis laju panggilan offered = laju kedatangan semua panggilan

carried = laju panggilanyg dilayani

lost = laju panggilan yg dibuang

Note : offered = carried + lost = carried = .(1 – Bc)

lost = .Bc

offered carried

lost


Aliran trafik

3 laju panggilan membawa ke 3 konsep trafik:– Trafik yg ditawarkan, aoffered = offered.h

– Trafik yg dilayani, acarried = carried .h

– Trafik yg dibuang, alost = lost.h

Note aoffered = acarried + alost = a

acarried = a.(1-Bc)

alost = a.Bc– Trafik yg ditawarkan dan yg dibuang adl kuantitas hipotesis,

trafik yg dilayani dpt diukur (ingat formula Little).Trafik yg dilayani adl jumlah rata-rata kanal yg dipakai pd link


Analisa teletrafik

Kapasitas sistem, n = jumlah kanal pd link Beban trafik, a = intensitas trafik yg ditawarkan QOS (sudut pandang subscriber)Bc = probabilitas panggilan yg datang mendapati semua n kanal dipakai

Asumsi loss system M/G/n/n adl– Panggilan datang dg distribusi Poisson dan laju – Holding time adl terdistribusi secara identik dan independen

bergantung distribusinya dg rata-rata h

Shg hubungan kuantitatif antara 3 faktor trafik diberikan sbg formula blocking Erlang.


Formula blocking Erlang

Bc = Erl (n,a) = (an / n!) / ai / i!

Note : n! = n.(n-1)…2.1 Nama lain : Formula Erlang, Rumus Erlang-B,

Rumus rugi-rugi Erlang, Rumus pertama Erlang


Contoh

Misal tdp kanal n=4 pd suatu link dan trafik yg ditawarkan a=2 erlang, maka probabilitas blocking panggilan Bc adl :

Bc = Erl(4,2)

=(24/4!)/1+2+22/2!+23/3!+24/4!= 2/21 9,5 % Jika kapasitas link ditingkatkan mjd n=6,

maka Bc akan turun mjd :

Bc = Erl(6,2) 1,2 %


Kapasitas vs trafik

Diberikan QOS, Bc < 20 %, kapasitas n yg diperlukan bgt intensitas trafik a sbb :

n(a)=min{N=1,2,…|Erl(N,a)<0,2}


QOS vs trafik

Diketahui kapasitas n=10 kanal, QOS yg bgt intensitas trafik a, sbb :

1 – Bc(a) = 1 – Erl (10,a)


QOS vs kapasitas

Jika intensitas trafik a = 10 erlang, maka QOS bgt kapasitas n adl :

1-Bc(n) = 1 – Erl(n,10)

rt 02 konsep dasar trafik

Documents