SIP VoIP Menggunakan Asterisk 

1.3 Dasar Teori 

1.3.1 SIP (Session Initiation Protocol) 

Session Initiation Protokol (SIP) merupakan text-based protocol, menyerupai HTTP  danmSMTP, protokol untuk pensinyalan, protokol kendali pada application layer yang  mampu membuat, memodifikasi dan mengakhiri sesi multimedia seperti internet  telephony. Yang terdiri dari : voice, video, chat, interactive games, dan virtual reality. 

Gambar 1.4 Arsitektur VoIP berbasis SIP Server 

Protokol ini dikembangkan oleh Internet Engineering Task Force (IETF). Kelompok kerja Multiparty Multimedia Session Control (MMUSIC) dengan model protokol tekstual (berbasis teks) pada jaringan client server. 

Protokol yang Terlibat dalam SIP 

SIP menggabungkan beberapa macam protokol baik itu dari standar yang dikeluarkan  oleh IETF sendiri maupun oleh ITU-T, antara lain :

• Session Description Protocol (SDP) yang mendefinisikan suatu metoda standard dalam menggambarkan karakteristik dari suatu sesi  multimedia. 

• Session Announcement Protocol (SAP) setiap periode waktu tertentu mengumumkan parameter dari suatu sesi konferensi. 

• Real-Time Transport Protocol (RTP) and Real-Time Control Protocol (RTCP), menyediakan informasi tentang manajemen transport dan  session. RTP adalah protokol di dalam jaringan IP yang membawa paket  voice atau Modul Praktikum Jaringan Telekomunikasi Broadband video  yang telah dikodekan secara digital antar terminal akhir. RTCP mengatur  sesi secara periodik mentransmit paket yang berisi feedback atas kualitas dari distribusi data. 

• RSVP berfungsi untuk menyediakan sumberdaya jaringan. 

• Algoritma pengkodean yang direkomendasikan ITU-T, seperti G.723.1, G711, G.728, dan G.729 untuk audio, atau H.261 atau H.263 untuk  video. 

Demikian juga dengan Transmission Control Protocol (TCP) dan User Datagram Protocol (UDP) juga digunakan dalam mendukung protokol ini.sebagaimana dijelaskan pada  gambar di bawah ini: 

Gambar 1.5 Protocol Stack IP Multimedia 

Komponen SIP 

User Agent merupakan end system yang memulai, menerima dan menutup sesi komunikasi. User agent terdiri atas dua bagian yaitu : 

1. User agent client (UAC) 

Komponen yang memulai sesi komunikasi. 

2. User agent server (UAS) 

Komponen yang menerima atau menanggapi sesi komunikasi. 

User agent dapat berupa software (softphone) ataupun hardware (IP Phone).. Format messages pada SIP didefinisikan menjadi dua, yaitu :

1. SIP Request 

• INVITE : Mengundang user agent lain untuk bergabung dalam sesi komunikasi. • ACK : Konfirmasi bahwa user agent telah menerima pesan terakhir dari  serangkaian pada pesan INVITE. 

• BYE : Terminasi sesi. 

• CANCEL : Membatalkan INVITE. 

• REGISTER : Registrasi di registrar server. 

• OPTION : Meminta informasi kemampuan server. 

• INFO : Digunakan membawa informasi lainnya seperti informasi inline DTMF. 

2. SIP Responen 

• 1xx : informasional message 

Request telah diterima dan sedang melanjutkan proses 

• 2xx : successful respone 

Tindakan sukses diterima dipahami dan disetujui 

• 3xx : Redirectional respone 

Tindakan lebih lanjut untuk memproses permintaan ini 

• 4xx : Request failure respone 

Request berisi syntax yang salah sehingga tidak bisa diproses 

• 5xx : server failure respone 

Server gagal untuk memproses suatu permintaan yang sah 

• 6xx : Global failure respone 

Permintaan tidak dapat dipenuhi oleh server manapun 

Network server 

Agar client pada system SIP dapat memulai suatu komunikasi, maka client harus terlebih dulu melakukan registrasi ke server agar lokasinya dapat diketahui. Registrasi dapat diketahui dengan mengirimkan pesan 

“REGISTER” ke server SIP. Lokasi client dapat berbeda – beda sehingga untuk mendapatkan lokasi client yang actual diperlukan suatu location server pada sistem SIP. 

Network server terdiri dari : 

1. 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.

Gambar 1.6 signaling SIP mode Proxy 

2. Redirect Server 

• Menyediakan informasi mengenai tujuan berikutnya dari users • 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. 

3. 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 yang terdaftar dapat dihubungi oleh  komponen SIP lainnya, berfungsi sebagai location server juga. 

Gambar 1.7 signaling SIP mode Redirect

4. Location Server 

• Menyediakan servis untuk database abstrak yang berfungsi mentranslasikan  alamat dengan data/keterangan yang ada pada domain jaringan 

Komunikasi dalam SIP 

Pembangunan suatu komunikasi multimedia dengan SIP dilakukan melalui beberapa tahap : 

• User location : menentukan lokasi pengguna yang akan berkomunikasi • User availability : menentukan keinginan pihak yang dipanggil untuk terlibat dalam  komunikasi 

• User capability : menentukan media atau parameter yang berhubungan dengan media  yang akan digunakan dalam berkomunikasi 

• Session set up : “ringing” pembentukan pihak pemanggil dengan pihak yang dipanggil • Session management : meliputi transfer, modifikasi dan pemutusan sesi. 

Dalam system telephony, secara umum telephone mempunyai alamat secara numerik. Di dalam  SIP di user mempunyai SIP URI (Uniform Resource Identifier) sebagai identitas yang  digunakan SIP protocol. 

Diagram dibawah menggambarkan dialog SIP yang melibatkan 2 partisipan dan SIP Proxy server. Dalam kasus ini message dalam SIP telah disederhanakan untuk memudahkan melihat  aliran traffic. 

Secara umum cara kerja internet telepony dapat digambarkan seperti tampak pada gambar berikut: 

Gambar 1.8 signaling SIP secara umum 

Langkah demi langkah standar / prosedur interaksi internet telephony yang normal, adalah: 

1. Pemanggil akan mengirimkan sinyal INVITE ke proxy server. 

2. Proxy server akan menanyakan ke directory servis di mana URL sebenarnyadari tujuan.  Directory servis dapat berupa SQL, LDAP dll. 

3. Directory servis akan memberikan jawaban kepada proxy server akan lokasi sebetulnya dari tujuan 

4. Proxy server akan meneruskan message INVITE ke tujuan. 

5. Bell akan berbunyi di komputer tujuan.

6. Jika tujuan ternyata bersedia menerima, maka tujuan akan mengirimkan message OK ke proxy server. 

7. Proxy server akan meneruskan message OK ke pemanggil. 

8. Telepon pemanggil akan memberikan message acknowledge (ACK) ke proxy server. 

9. Proxy server akan meneruskannya ke mesin tujuan yang benar. 

Setelah proses pembentukan sambungan ini terbentuk maka hubungan komunikasi suara akan terjadi. 

1.3.2 Pengenalan VOIP 

Voice over IP (VoIP) adalah teknologi yang memungkinkan komunikasi suara,video  dan data menggunakan jaringan berbasis IP ( internet protkol ) untuk dijalankan di atas  infrastuktur packet network. Suara kita berbentuk analog agar dapat dilewatkan pada jalur  packet switch dengan baik maka harus dikonversikan ke bentuk digital melalui proses coder 

decoder. Yang membedakan antara teknologi VoIP dan teknologi PSTN adalah informasi suara  yang dilewatkan dalam bentuk paket. 

1. Definisi VoIP

VoIP (Voice over Internet Protocol) adalah teknologi yang mengubah sinyal suara analog (seperti percakapan telepon) menjadi paket data digital dan mengirimkannya melalui jaringan berbasis IP (Internet Protocol).

• Menggantikan sistem telepon tradisional (PSTN) yang menggunakan sirkuit dedicated.
• Memungkinkan integrasi dengan layanan digital lainnya (video call, instant messaging, dll).

2. Cara Kerja VoIP

Proses transmisi suara dalam VoIP:

1. Analog-to-Digital Conversion
   • Suara analog diubah menjadi sinyal digital menggunakan codec (contoh: G.711, G.729).
2. Packetization
   • Data suara dikemas dalam paket IP dengan header (alamat pengirim/penerima).
3. Transmission over IP Network
   • Paket dikirim via jaringan internet/LAN menggunakan protokol seperti RTP (Real-Time Transport Protocol).
4. Digital-to-Analog Conversion
   • Di sisi penerima, paket diubah kembali menjadi sinyal suara analog.

3. Protokol VoIP

Protokol	Fungsi
SIP (Session Initiation Protocol)	Protokol pensinyalan untuk memulai/mengakhiri sesi komunikasi.
RTP (Real-Time Transport Protocol)	Mengirimkan data suara/video secara real-time.
RTCP (RTP Control Protocol)	Memantau kualitas koneksi (jitter, latency, packet loss).
IAX (Inter-Asterisk Exchange)	Protokol ringan untuk trunking antar server VoIP.
H.323	Standar lama untuk multimedia communication (digantikan SIP).

4. Komponen Sistem VoIP

1. End Devices
   • Hardphone: Telepon IP fisik (contoh: Yealink, Cisco).
   • Softphone: Aplikasi VoIP (contoh: Zoiper, MicroSIP).
2. Call Control Server
   • PBX VoIP (contoh: Asterisk, FreeSWITCH).
3. Gateway
   • VoIP-to-PSTN Gateway: Menghubungkan jaringan VoIP dengan telepon tradisional.
4. Codec
   • Algoritma kompresi suara (contoh: G.711, Opus).
5. 5. Kelebihan VoIP
6. ✅ Biaya Murah: Panggilan gratis antar-VoIP, tarif lebih rendah untuk PSTN.
   ✅ Fleksibilitas: Bisa digunakan di mana saja dengan koneksi internet.
   ✅ Fitur Tambahan: Video call, voicemail-to-email, IVR, dll.
   ✅ Skalabilitas: Mudah menambah pengguna tanpa infrastruktur baru.
7. 6. Kekurangan VoIP
8. ⚠️ Dependen Jaringan: Kualitas suara tergantung bandwidth dan latency.
   ⚠️ Keamanan: Rentan serangan (eavesdropping, DDoS).
   ⚠️ Power Dependency: Perangkat IP Phone membutuhkan daya (PoE/adaptor)

1.3.3 Pengenalan Asterisk 

Asterisk adalah implementasi perangkat lunak dari sentral telepon PBX yg memungkinkan untuk melakukan panggilan telepon satu sama lain, dan untuk terhubung ke layanan telepon lainnya, seperti public switched telephone network (PSTN) dan Voice over Internet Protocol (VoIP) layanan. 

Asterisk diciptakan pada tahun 1999 oleh Mark Spencer dari Digium. Awalnya dirancang  untuk Linux, namun sekarang Asterisk dapat berjalan pada berbagai sistem operasi, termasuk NetBSD, OpenBSD, FreeBSD, Mac OS X, dan Solaris.

1. Definisi Asterisk

Asterisk adalah PBX (Private Branch Exchange) berbasis perangkat lunak (software) yang bersifat open-source dan digunakan untuk membangun sistem telekomunikasi berbasis IP (VoIP). Asterisk mendukung berbagai protokol VoIP seperti SIP, IAX, H.323, dan dapat terintegrasi dengan jaringan PSTN tradisional.

2. Sejarah Asterisk

• Dikembangkan pertama kali pada 1999 oleh Mark Spencer (pendiri Digium).
• Awalnya dirancang untuk Linux, tetapi sekarang mendukung macOS, BSD, dan Windows (via WSL).
• Menjadi tulang punggung banyak solusi VoIP komersial dan enterprise.

3. Arsitektur Asterisk

Asterisk terdiri dari beberapa komponen inti:

1. Core Engine:
   • Menangani manajemen call, konfigurasi, dan modul.
2. Modules:
   • Channel Drivers: SIP, IAX2, DAHDI (untuk PSTN).
   • Codec Translators: G.711, G.729, Opus.
   • Application Modules: Voicemail, IVR (Interactive Voice Response), Conferencing.
3. Dialplan:
   • Didefinisikan dalam file extensions.conf untuk menentukan alur panggilan.
4.  Fitur Utama Asterisk

Fitur	Kegunaan
VoIP Calls	Mendukung SIP, IAX2 untuk panggilan internal/eksternal.
PSTN Integration	Terhubung ke jaringan telepon tradisional via FXO/FXS atau kartu DAHDI.
IVR	Sistem menu otomatis (contoh: “Tekan 1 untuk layanan pelanggan”).
Voicemail	Penyimpanan pesan suara dengan notifikasi email.
Conference Bridge	Mendukung konferensi multi-peserta.
Call Recording	Merekam percakapan secara otomatis.
CRM Integration	Terhubung dengan sistem CRM seperti Salesforce atau Zoho.

6. Kelebihan Asterisk

✅ Open-source & Gratis (kecuali versi komersial AsteriskNOW).
✅ Fleksibel: Dapat dijalankan di Raspberry Pi hingga server cloud.
✅ Skalabel: Mendukung dari 5 hingga ribuan pengguna.
✅ Multi-platform: Linux, Windows (via WSL), macOS.