Qos pada jaringan WiMAX
Pada WiMAX untuk mengatur QoS dapat dijalankan oleh Medium Access Control (MAC). Sebagai contoh pada aplikasi voice dan video diperlukan latency yang rendah sedangkan untuk error data dapat ditoleransi. latency dapat ditoleransi tetapi tidak dapat mentoleransi untuk error data. Kemampuan untuk mengalokasikan kanal frekuensi yang tepat pada WiMAX dimungkinkan untuk menurunkan frekuensi dan meningkatkan QoS. Terdapat dua profil sistem duplex yang digunakan pada WiMAX, yaitu FDD dan TDD. Pada FDD dibagi menjadi 2 yaitu continous FDD dan Burst FDD. perbedaan antara FDD dan Burst FDD dari keduanya adalah apabila continous FDD dapat menerima dan mengirim secara bersamaan pada SS, sedangkan pada Burst FDD hal tersebut tidak dapat dilakukan, yang dapat melakukannya hanya SS yang memiliki system Full Duplex saja. Pada sistem TDD dapat dilakukan pengalokasian bandwidth secara dinamis sesuai dengan kebutuhan trafik. Salah satu kelebihan dari TDD dalam penerapan QoS adalah penentuan profile dari burst single carrier-modulation, yaitu seperti pemilihan parameter transmisi, tipe modulasi dan coding yang dapat dilakukan sendiri-sendiri pada masing-masing SS.
Tipe-tipe QoS (Class of Service)
Aspek lain yang tersedia pada QoS yang terdapat di WiMAX adalah data rate manageability dimana ditentukan oleh analisis link (link by link basis) antara Base Station dan Subscriber Station. Kuatnya sinyal antara Base Station dan Subscriber Station akan menentukan jumlah data rate yang mampu di-deliver ke sisi pelanggan. Besar kecilnya data rate tersebut didasarkan pada jenis modulasi yang tersedia (apakah 64 QAM, 16 QAM atau QPSK). Biasanya semakin jauh pelanggan (subscriber) dari Base Station, maka data rate-nya akan semakin kecil. WiMAX juga dapat mengoptimalkan data rate di sisi user dengan cara menentukan tipe modulasinya. Bila user-nya cukup dekat ke Base Station, maka modulasinya dapat ditentukan 64 QAM sedangkan yang lebih jauh 16 QAM atau QPSK. Namun demikian WiMAX dapat menentukan tipe modulasinya mana yang berlaku secara otomatis tergantung dari kualitas link antara Base Station dan Subscriber Station. Selain itu juga dapat dibedakan sisi UL (uplink) maupun DL (downlink).
UGS (Unsolicited Grant Service)
UGUGS digunakan untuk layanan yang membutuhkan jaminan transfer data dengan prioritas paling utama. Dengan demikian layanan dengan kriteria UGS ini memiliki karakteristik :
1. Seperti halnya layanan CBR (Constant Bit Rate) pada ATM, yang dapat memberikan transfer data secara periodik dalam ukuran yang sama (burst).
2. Untuk layanan-layanan yang membutuhkan jaminan real-time.
3. Efektif utk layanan yang sensitif terhadap througput, latency dan jitter seperti layanan pada TDM (Time Division Multiplexing).
4. Maximum dan minimum bandwidth yang ditawarkan sama.
5. Contohnya untuk aplikasi VoIP, T1/E1 atau ATM CBR.
Real Time Polling Service (rtps)
Efektif untuk layanan yang sensitif terhadap throughput dan latency namun dengan toleransi yang lebih longgar bila dibandingkan dengan UGS.
1. Untuk real-time service flows, periodic variable size data packets (variable bit rate).
2. Garansi rate dan syarat delay telah ditentukan.
3. Contohnya MPEG video, VoIP, video conference.
4. Parameter service: commited burst, commited time
Non-Real-Time Polling Service (nrtPS)
1. Efektif untuk aplikasi yang membutuhkan throughput yang intensif dengan garansi minimal pada latency-nya.
2. Layanan non real-time dengan regular variable size burst.
3. Layanan mungkin dapat di-expand sampai full bandwidth namun dibatasi pada kecepatan maksimum yang telah ditentukan.
4. Garansi rate diperlukan namun delay tidak digaransi.
5. Contohnya aplikasi seperti video dan audio streaming.
6. Parameter service: committed burst, committed time excess burst.
Best Effort (BE)
1. Untuk trafik yang tidak membutuhkan jaminan kecepatan data (best effort).
2. Tidak ada jaminan (requirement) pada rate atau delay-nya.
` 3. Contohnya aplikasi internet (web browsing), email, FTP.
Teknik QoS
Terdapat 3 teknik/metode QoS yang umum dipakai, yaitu: best-effort service, integrated service, dan differentiated service. Ketiga level tersebut akan diuraikan lebih detail dibawah ini:
Best-Effort Service
Best-effort service digunakan untuk melakukan semua usaha agar dapat mengirimkan sebuah paket ke suatu tujuan. Penggunaan best-effort service tidak akan memberikan jaminan agar paket dapat sampai ke tujuan yang dikehendaki. Untuk aplikasi yang sensitif terhadap network delay, fluktuasi bandwidth, dan perubahan kondisi jaringan, penerapan best-effort service tidak dapat dilakukan. Sebagai contohnya aplikasi telepon pada jaringan yang membutuhkan bandwidth yang tetap, agar dapat berfungsi dengan baik dalam hal ini penerapan best-effort akan mengakibatkan panggilan telepon gagal atau terputus.
Integrated Service (IntServ)
Model Integrated service (IntServ) menyediakan aplikasi dengan tingkat jaminan layanan melalui negosiasi parameter jaringan secara end-to-end. Aplikasi akan meminta tingkat layanan yang dibutuhkan untuk dapat beroperasi dan bergantung pada mekanisme QoS untuk menyediakan sumber daya jaringan yang dimulai sejak permulaan transmisi dari aplikasi tersebut. Aplikasi tidak akan mengirimkan trafik, sebelum menerima tanda bahwa jaringan mampu menerima beban yang akan dikirimkan aplikasi dan juga mampu menyediakan QoS yang
diminta secara end-to-end. Untuk itulah suatu jaringan akan melakukan suatu proses yang disebut admission control. Admission control adalah suatu mekanisme yang mencegah jaringan mengalami over-loaded. Jika QoS yang diminta tidak dapat disediakan, maka jaringan tidak akan mengirimkan tanda ke aplikasi agar dapat memulai untuk mengirimkan data. Jika aplikasi telah memulai pengiriman data, maka sumber daya pada jaringan yang sudah dipesan aplikasi tersebut akan terus dikelola secara end-to-end sampai aplikasi tersebut selesai. IntServ terutama ditujukan untuk aplikasi yang peka terhadap delay dan keterbatasan bandwidth, seperti pada video conference dan VoIP. Arsitekturnya berdasar pada sistem pencadangan sumber daya per aliran trafik. Setiap aplikasi harus mengajukan permintaan bandwidth, baru kemudian melakukan transmisi data.
Dua model layanan IntServ adalah:
• Guaranteed-service, layanan dengan batas bandwidth dan delay yang jelas.
• Controlled-load service, layanan dengan persentase delay statistik yang terjaga.
Sistem pemesanan sumber daya memerlukan protokol tersendiri. Salah satu protokol yang sering digunakan adalah RSVP. Masalah dalam IntServ adalah skalabilitas. IntServ hanya menjadi baik untuk voice dan video, tetapi sangat tidak tepat untuk aplikasi semacam web yang aliran trafik datanya banyak tetapi datanya kecil.
Differentiated Service (DiffServ)
Model terakhir dari QoS adalah model differentiated service. Differentiated service menyediakan suatu set perangkat klasifikasi dan mekanisme antrian terhadap protokol atau aplikasi dengan prioritas tertentu di atas jaringan yang berbeda. Differentiated service bergantung kepada kemampuan edge router untuk memberikan klasifikasi dari paket-paket yang berbeda tipenya yang melewati jaringan. Trafik jaringan dapat diklasifikasikan berdasarkan alamat jaringan, protocol dan port, ingress interface, atau klasifikasi lainnya selama masih didukung oleh standard access list atau extended access list.
Keuntungan Diffserv adalah sebagai berikut :
1. Scalability
Scalability sangat penting menyangkut sebagai sebuah jaringan inti dapat mempunyai jumlah flow yang besar dan beberapa protocol yang memerlukannya untuk mengurus per flow state atau perhitungan kompleksitas yang tidak diskalakan dengan baik. Diffserv mengumpulkan banyak flow, oleh karena itu dapat menangani jumlah flow yang besar. Bahkan sejak PHB secara esensial menjadi sederhana, Diffserv meminjamkannya dengan baik untuk digunakan pada kecepatan yang tinggi.yang membuatnya scalable dalam kecepatan.
2. Ease of administering
Dalam DS framework, domain diffserv yang berbeda dapat menerapkan PHB, apabila cocok, sejauh terdapat persetujuan terlebih dahulu dengan domain lainnya yang ditemui. Hal ini memberi service provider sebuah kebebasan untuk memilih penerapannya sebagai konsekuensi mereka dapat menyediakan Diffserv dengan perubahan yang minimal pada infrastruktur tersebut.
3. Simplicity
Penerapan Diffserv tidak menyimpang/berbeda banyak dari dasar IP. Maka Diffserv membentuk kesederhanaan dan kemudahan penerapan di dalamnya.
4. Measurable
Semenjak masing-masing hop berada dalam sebuah domain diffserv, traffic conditioner dan shapers secara konstan melakukan pengukuran kecepatan kedatangan dan link schedulers melakukan monitoring paket yang dikirim, tidak banyak usaha yang diperlukan untuk mendapatkan informasi penting dari tingkah laku jaringan. Service providers dapat menggunakan informasi untuk alokasi bandwidth yang terbaik dan membuat SLA dengan pengguna.
Arsitektur Diffserv
Arsitektur Diffserv memiliki tiga komponen, yaitu:
1. Policy dan resource manager
Membuat kebijakan-kebijakan dan mendistribusikannya kepada Diffserv router. Sebuah kebijakan menentukan tingkatan layanan yang akan diberikan untuk suatu paket dalam jaringan. Proses ini akan bergantung pada kelakuan dari flow sumber tersebut (average rate-nya dan burstnessnya).
2. Edge routers
Bertanggung jawab untuk memberi tanda paket dengan sebuah code point sesuai dengan kebijakan yang telah dispesifikasikan sebelumnya oleh administrator jaringan yang mereflesikan level layanan yang diinginkan. Dalam prosesnya edge router mengukur parameter input trafik dari setiap flow.
3. Core routers
Core routers bertugas memeriksa paket datang yang sebelumnya telah diberi tanda dengan code point oleh edge router. Core router melakukan proses forwarding terhadap paket yang datang sesuai dengan tanda yang telah diberikan (menyediakan reaksi atas tanda yang diberikan edge router pada paket).
Diffserv Field
DiffServ menyediakan diferensiasi layanan dengan membagi trafik berdasar kelas-kelas pada edge router dengan menggunakan DSCP field atau IP precedence field untuk mengidentifikasi kelas-kelas layanan. Pada DiffServ, trafik dibagi kedalam beberapa kelas dan masing-masing ditangani secara berbeda khususnya ketika jumlah resource jaringan terbatas. Header IPv4 mengandung byte ToS dan aplikasi dapat men-set 3 bit di sebelah kiri (IP Precedence) untuk menunjukkan kelas layanan. Kemudian DiffServ menamai ulang byte ToS menjadi Differentiated Services field (DS field), seperti yang ditunjukkan pada Gambar berikut ini.
