Analisis Kinerja Trafik VoIP pada Jaringan 4G dan 5G

Authors

  • Dhoifullah Ramadhan Jurusan Teknik Elektro, Universitas Riau
  • Muhammad Alif Akbar Jurusan Teknik Elektro, Universitas Riau
  • Rizky Andi Putra Jurusan Teknik Elektro, Universitas Riau
  • Reza Adetya Jurusan Teknik Elektro, Universitas Riau
  • Anhar Universitas Riau
  • Fri Murdiya Jurusan Teknik Elektro, Universitas Riau
  • Firdaus Firdaus Jurusan Teknik Elektro, Universitas Riau

DOI:

https://doi.org/10.65794/J.Electo.1.01.45-55

Keywords:

4G, 5G, VoIP, QoS, NS3

Abstract

Jaringan 4G dan 5G merupakan jaringan yang sangat pesat perkembangannya saat ini dan terus ditingkatkan kinerjanya untuk memenuhi layanan yang semakin berkembang. Salah satu layanan tersebut adalah Voice over Internet Protocol (VoIP). Studi ini bertujuan untuk mengevaluasi dan membandingkan performa Quality of Service (QoS) layanan VoIP berbasis UDP pada jaringan 4G LTE dan 5G NR dengan Network Simulator 3 (NS-3). Empat skenario simulasi dirancang untuk merepresentasikan kondisi operasional yang berbeda: kondisi normal, trafik tinggi, mobilitas pengguna, dan interferensi dengan 3 node pengganggu. Parameter QoS utama yang dianalisis mencakup delay, jitter, packet loss, dan throughput, yang diekstraksi menggunakan FlowMonitor dan divisualisasikan melalui Python dan Microsoft Excel. Hasil simulasi menunjukkan bahwa jaringan 5G secara konsisten memberikan performa lebih baik dibandingkan 4G untuk semua scenario yang diuji. Nilai delay dan jitter pada 5G memiliki perbaikan sebesar 38% dan 88% dibanding 4G. Kemudian, perbaikan QoS 5G juga terjadi pada throughput dan packet loss dimana terjadi perbaikan sebesar 62% dan 100%. Penelitian ini menegaskan superioritas teknologi 5G dalam mendukung layanan VoIP real-time, dan dapat dijadikan dasar pertimbangan untuk pengembangan serta optimalisasi infrastruktur jaringan seluler di masa depan.

References

[1] C. Bouras, A. Gkamas, G. Diles, and Z. Andreas, “A Comparative Study of 4G and 5G Network Simulators,” vol. 13, no. 1, pp. 11–20, 2020.

[2] S. A. Lonkar and K. T. V. Reddy, “Relative QoS Investigation of VoIP Over LTE Networks,” Lecture Notes in Electrical Engineering, vol. 692, pp. 71–80, 2021, doi: 10.1007/978-981-15-7486-3_8.

[3] R. A. R. Q. Y. Putri, A. Anhar, A. Saputra, R. P. Caniago, and R. Harianja, “Analysis of 5G Network Quality of Service on VoIP Application,” International Journal of Electrical, Energy and Power System Engineering, vol. 7, no. 1, pp. 37–45, Feb. 2024, doi: 10.31258/IJEEPSE.7.1.37-45.

[4] L. Yonge et al., “HomePlug AV2: Next-Generation Broadband over Power Line *,” MIMO Power Line Communications, pp. 391–426, 2018, doi: 10.1201/b16540-14.

[5] F. G. Lavacca, P. Salvo, L. Ferranti, A. Speranza, and L. Costantini, “Performance Evaluation of 5G Access Technologies and SDN Transport Network on an NS3 Simulator,” Computers 2020, Vol. 9, Page 43, vol. 9, no. 2, p. 43, May 2020, doi: 10.3390/COMPUTERS9020043.

[6] T. D. Assefa, “QoS performance of LTE networks with network coding,” 116, 2015, Accessed: Jul. 30, 2025. [Online]. Available: https://ntnuopen.ntnu.no/ntnu-xmlui/handle/11250/2352770

[7] M. Di Mauro and A. Liotta, “An Experimental Evaluation and Characterization of VoIP over an LTE-A Network,” IEEE Transactions on Network and Service Management, vol. 17, no. 3, pp. 1626–1639, 2020, doi: 10.1109/TNSM.2020.2995505.

[8] T. D. Assefa, “QoS performance of LTE networks with network coding‏,” no. June, p. 118, 2015.

[9] B. Bojovic and S. Lagen, “MIMO in network simulators: Design, implementation and evaluation of single-user MIMO in ns-3 5G-LENA,” 2024.

[10] B. Bojovic, Z. Ali, and S. Lagen, “ns-3 and 5G-LENA Extensions to Support Dual-Polarized MIMO,” ACM International Conference Proceeding Series, pp. 1–9, 2022, doi: 10.1145/3532577.3532595.

[11] J. Stigenberg, V. Saxena, S. Tayamon, and E. Ghadimi, “QoS-Aware Scheduling in New Radio Using Deep Reinforcement Learning,” IEEE International Symposium on Personal, Indoor and Mobile Radio Communications, PIMRC, vol. 2021-September, pp. 991–997, 2021, doi: 10.1109/PIMRC50174.2021.9569581.

[12] I. E. Garbazza, E. R. Silva, and P. R. Guardieiro, “Optimizing QoS in LTE-A/5G HetNets: a deep Q-learning approach to uplink resource allocation,” Telecommunication Systems, vol. 88, no. 2, 2025, doi: 10.1007/s11235-025-01277-z.

[13] A. Lacava et al., Ns-O-RAN: Simulating O-RAN 5G Systems in ns-3, vol. 1, no. 1. Association for Computing Machinery, 2023. doi: 10.1145/3592149.3592161.

[14] I. K. Son, S. Mao, Y. Li, M. Chen, M. X. Gong, and T. (Ted) S. Rappaport, “Frame-Based Medium Access Control for 5G Wireless Networks,” Mobile Networks and Applications, vol. 20, no. 6, pp. 763–772, 2015, doi: 10.1007/s11036-014-0565-0.

Downloads

Published

2025-08-11

How to Cite

[1]
D. Ramadhan, “Analisis Kinerja Trafik VoIP pada Jaringan 4G dan 5G”, J.Electo, vol. 1, no. 01, pp. 45–55, Aug. 2025.

Issue

Vol. 1 No. 01 (2025): Electrical Today: June 2025

Section

Articles

License

Copyright (c) 2025 Dhoifullah Ramadhan, Muhammad Alif Akbar, Rizky Andi Putra, Reza Adetya, Anhar, Fri Murdiya, Firdaus Firdaus

Creative Commons License

This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.