Modifikasi Perhitungan Beban pada Algoritma Dijkstra untuk Mencapai Throughput Tinggi dan Latency Rendah pada Jaringan 5G
Abstract
Salah satu komponen utama Agriculture 4.0 adalah konektivitas broadband. Penggunaan Jaringan seluler 5G pada Agriculture 4.0 adalah sebuah kebutuhan yang sangat penting terkait dengan beberapa usecase pada Agriculture 4.0 yang membutuhkan konektivitas jarak jauh seperti sensor yang perlu di remote secara real-time dengan latency yang sangat rendah, atau remote video surveillance resolusi tinggi yang membutuhkan bandwidth besar. Software Defined Network (SDN), sebagai suatu sistem pengelolaan perangkat jaringan, memungkinkan pengembang untuk dapat memodifikasi beban algoritma shortest path routing seperti algoritma Dijkstra. Pada jaringan 4G, penggunaan algoritma Dijkstra pada routing protocol OSPF menggunakan bandwidth capacity sebagai perhitungan bebannya. Pada jaringan 5G, dibutuhkan optimisasi penentuan beban pada algoritma Dijkstra, sehingga dapat lebih menyesuaikan kebutuhan kualitas layanan pada suatu jaringan 5G. Pada penelitian ini, dilakukan modifikasi beban algoritma Dijkstra menggunakan kombinasi bobot dari bandwidth capacity, bandwidth utilization dan latency, agar tercapai layanan yang dibutuhkan pada jaringan 5G yaitu Throughput Tinggi dan Latency Rendah.
Implementasi modifikasi perhitungan beban algoritma Dijkstra pada jaringan 5G dilakukan seluruhnya dalam bentuk virtualisasi jaringan menggunakan SDN. Virtualisasi SDN pada penelitian ini menggunakan software Mininet dan RyuController, serta Iperf & Openvswitch sebagai tools pendukung. Metode pengujian yang dilakukan adalah dengan cara membandingkan antara kinerja algoritma Dijkstra pada tanpa kombinasi beban dengan algoritma Dijkstra yang telah dimodifikasi perhitungan bebannya. Pengujian dilakukan dengan tiga skenario, skenario pertama yaitu seluruh link dalam kondisi up, tidak ada yang down. Skenario kedua yaitu terdapat satu link yang down dari jalur terbaik yang telah terpilih antara sumber dan tujuan. Skenario ketiga yaitu pada jaringan terdapat tiga link yang down atau 75% dari empat hop jalur terbaik antara sumber ke tujuan. Seluruh skenario pengujian menggunakan dua tipe traffic, yaitu traffic besar dan traffic kecil. Traffic besar adalah traffic yang merepresentasikan karakter 5G, dengan menggunakan traffic sebesar 1 Gbps pada pengujiannya. Traffic kecil adalah traffic yang merepresentasikan jenis traffic pesan singkat yang marak digunakan masyarakat, traffic sebesar 1 Mbps digunakan untuk pengujiannya. Hasil modifikasi perhitungan beban pada algoritma routing Dijkstra ini secara efektif dapat meningkatkan kinerja pada jaringan transport IP 5G dengan mencapai packet loss di bawah 1% dan latency di bawah 4 ms.