Rekayasa Trafik, Sukiswo Konsep Dasar Trafik Rekayasa Trafik Sukiswo sukiswok@yahoo.com sukiswo@elektro.ft.undip.ac.id Rekayasa Trafik, Sukiswo

Rekayasa Trafik, Sukiswo Outline Tujuan Teletrafik Besaran Trafik Jenis Trafik Pemodelan Trafik Rekayasa Trafik, Sukiswo

Rekayasa Trafik, Sukiswo Tujuan Umum Menentukan hubungan antara tiga faktor berikut : Kualitas pelayanan (QoS) Beban trafik Kapasitas sistem Kapasitas sistem Kualitas pelayanan Beban trafik Rekayasa Trafik, Sukiswo

Rekayasa Trafik, Sukiswo Sudut pandang trafik Sistem telekomunikasi dari sudut pandang trafik Idenya : Sistem melayani trafik yg datang Trafik dibangkitkan oleh pengguna sistem Incoming trafik Outgoing trafik users sistem Rekayasa Trafik, Sukiswo

Rekayasa Trafik, Sukiswo 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 ? Rekayasa Trafik, Sukiswo

Rekayasa Trafik, Sukiswo Contoh Telepon call Trafik : panggilan telepon oleh setiap user Sistem : jaringan telepon QOS : kemungkinan telepon tujuan berdering 7460057 Kriiing…. Rekayasa Trafik, Sukiswo

Hubungan antara 3 faktor Secara kualitatif, hubungannya adl sbb : Untuk menjelaskan hubungan kuantitatif, diperlukan model matematik Beban trafik Kapasitas sistem Kualitas pelayanan Rekayasa Trafik, Sukiswo

Rekayasa Trafik, Sukiswo Bidang yg berhubungan Teori probabilitas Proses stokastik Teori antrian Analisa statistik (pengukuran trafik) Riset operasi Teori optimasi Teori pengambilan keputusan (Markov) Teknik simulasi (oop) Rekayasa Trafik, Sukiswo

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 Rekayasa Trafik, Sukiswo

Rekayasa Trafik, Sukiswo Tujuan praktis Perencanaan jaringan Dimensioning Optimasi Analisa kinerja Manajemen dan pengaturan jaringan Operasi efisien Fault recovery Manajemen trafik Routing accounting Rekayasa Trafik, Sukiswo

Rekayasa Trafik, Sukiswo 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 Rekayasa Trafik, Sukiswo

Rekayasa Trafik, Sukiswo 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 : Rekayasa Trafik, Sukiswo

Rekayasa Trafik, Sukiswo Besaran trafik Rekayasa Trafik, Sukiswo

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 n  p(tp/T) Expected value p=1 Rekayasa Trafik, Sukiswo

Pendekatan lain perhitungan intensitas trafik Rekayasa Trafik, Sukiswo

Pendekatan lain perhitungan intensitas trafik (cont.) Rekayasa Trafik, Sukiswo

Rekayasa Trafik, Sukiswo 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) Rekayasa Trafik, Sukiswo

Rekayasa Trafik, Sukiswo 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 Rekayasa Trafik, Sukiswo

Rekayasa Trafik, Sukiswo Contoh-contoh (cont.) Pertanyaan Suatu 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 erlang Incoming traffic adalah 200 X 3/60 = 10 erlang Trafik total adalah 4 + 10 = 14 erlang Rekayasa Trafik, Sukiswo

Rekayasa Trafik, Sukiswo 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 Rekayasa Trafik, Sukiswo

Rekayasa Trafik, Sukiswo 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 ) Rekayasa Trafik, Sukiswo

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

Rekayasa Trafik, Sukiswo 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 Rekayasa Trafik, Sukiswo

Rekayasa Trafik, Sukiswo 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 Rekayasa Trafik, Sukiswo

Rekayasa Trafik, Sukiswo 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 Rekayasa Trafik, Sukiswo

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 5/6 1 ARHC = 1 EBHC = 1/30 6/5 Rekayasa Trafik, Sukiswo

Rekayasa Trafik, Sukiswo 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 Rekayasa Trafik, Sukiswo

Istilah Dalam Proses Trafik Rekayasa Trafik, Sukiswo

Rekayasa Trafik, Sukiswo

Rekayasa Trafik, Sukiswo 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 Rekayasa Trafik, Sukiswo

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 Rekayasa Trafik, Sukiswo

Rekayasa Trafik, Sukiswo 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 Rekayasa Trafik, Sukiswo

Rekayasa Trafik, Sukiswo 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  Rekayasa Trafik, Sukiswo

Rekayasa Trafik, Sukiswo 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 Rekayasa Trafik, Sukiswo

Rekayasa Trafik, Sukiswo 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  Rekayasa Trafik, Sukiswo

Rekayasa Trafik, Sukiswo 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   Rekayasa Trafik, Sukiswo

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  Rekayasa Trafik, Sukiswo

Rekayasa Trafik, Sukiswo 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 Rekayasa Trafik, Sukiswo

Rekayasa Trafik, Sukiswo Contoh 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 Rekayasa Trafik, Sukiswo

Rekayasa Trafik, Sukiswo 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 Rekayasa Trafik, Sukiswo

Rekayasa Trafik, Sukiswo 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 Rekayasa Trafik, Sukiswo

Rekayasa Trafik, Sukiswo 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 Rekayasa Trafik, Sukiswo

Rekayasa Trafik, Sukiswo 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 Rekayasa Trafik, Sukiswo

Rekayasa Trafik, Sukiswo 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. Rekayasa Trafik, Sukiswo

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 Rekayasa Trafik, Sukiswo

Rekayasa Trafik, Sukiswo 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 % Rekayasa Trafik, Sukiswo

Rekayasa Trafik, Sukiswo 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} Rekayasa Trafik, Sukiswo

Rekayasa Trafik, Sukiswo QOS vs trafik Diketahui kapasitas n=10 kanal, QOS yg bgt intensitas trafik a, sbb : 1 – Bc(a) = 1 – Erl (10,a) Rekayasa Trafik, Sukiswo

Rekayasa Trafik, Sukiswo QOS vs kapasitas Jika intensitas trafik a = 10 erlang, maka QOS bgt kapasitas n adl : 1-Bc(n) = 1 – Erl(n,10) Rekayasa Trafik, Sukiswo