1
BAB I PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang Perkembangan teknologi wireless yang semakin pesat beberapa tahun
belakangan ini menyebabkan mendorong berkembangnya perangkat-perangkat telekomunikasi yang berbasis nirkabel. Mulai dari perangkat komunikasi yang menyangkut rumah tangga hingga perangkat komunikasi yang berhubungan dengan kemiliteran. Salah satu teknologi wireless yang sedang dikembangkan dengan berbagai macam aplikasi yaitu Wireless Sensor Network (WSN). Wireless Sensor Networks (WSN) telah menjadi teknologi yang memiliki potensi aplikasi yang luas termasuk dalam hal monitoring lingkungan, pencarian objek, perkiraan dan pengamatan ilmiah, pengendalian traffic dan lainnya. ZigBee merupakan perangkat komunikasi dalam lingkup jaringan personal dengan standarisasi IEEE 802.15.4. Daya kirim 1mw (0 dBm) dan sensitivitas penerima -92 dBm. Menurut standar IEEE, zigbee dapat beroperasi pada tiga jenis range frekuensi yaitu frekuensi 868 MHz, 915 MHz dan 2,4 GHz, dengan jumlah kanal bervariasi dari 1 hingga 16 kanal. Pemakaian ZigBee pada umumnya telah banyak digunakan, seperti perbandingan kinerja topologi yang digunakan pada ZigBee network untuk mendapatkan result yang lebih baik dalam penggunaannya dilihat berdasarkan penelitian sebelumnya (Al-Gabrie Malek, 2014). Sedangkan untuk mengetahui kinerja dari ZigBee telah maksimal atau belum, tidak cukup melakukan uji coba dengan menggunakan jumlah device minimal, karena pada kenyataannya jumlah device untuk penggunaan WSN sangat banyak, bukan hanya puluhan device tetapi mencapai ratusan device. Penelitian (Wahyudi, 2012) membahas penelitian tentang unjuk kerja standar ZigBee pada WPAN dengan topologi mesh. WPAN yang berupa WSN yang menggunakan standar ZigBee memiliki hingga ribuan device WSN yang dapat digabungkan dalam satu WPAN. Dengan kemampuan tersebut perlu dilakukan pengujian parameter unjuk kerja WPAN untuk mendapatkan jumlah device WSN
2
yang baik pada topologi mesh. Pengujian dilakukan dengan cara melihat pengaruh perubahan jumlah device dengan menggunakan topologi mesh. Jumlah device yang banyak biasa digunakan dalam aplikasi smart building. Pada smart building terdapat banyak ruangan yang dilengkapi dengan peralatan-peralatan elektronik seperti Air Conditioning (AC), TV, lampu, dan lain sebagainya. Maka dari itu dalam smart building diperlukan sistem pengendalian yang digunakan untuk memantau peralatan elektronik tersebut. Pemantauan yang akurat dari bangunan biasanya dilakukan oleh sensor yang tersebar di seluruh bangunan tersebut. Untuk aplikasi smart building menggunakan wireless sensor network dengan memanfaatkan teknologi ZigBee sebagai komunikasi datanya. Dalam Tugas Akhir ini akan membandingkan topologi yang digunakan pada ZigBee network yaitu topologi tree dan mesh berdasarkan jumlah device, dimana dengan perbandingan ini akan diketahui penggunaan yang cocok untuk sebuah Wireless Sensor Network pada teknologi ZigBee mulai dari penggunaan jumlah device yang kecil hingga penggunaan device dengan jumlah besar dan mengetahui pengaruh jumlah device pada topologi ZigBee network dimana dalam penelitian ini menggunakan 10 device, 20 device, 40 device dan 60 device, selain hal tersebut pada Tugas Akhir ini juga akan membandingkan topologi tree dan mesh berdasarkan destinasi. Pada penelitian ini akan di amati serta di analisa mulai dari traffic received, throughput, end-to-end delay, media access delay dan konsumsi daya disisi receiver (Rx).
1.2
Rumusan Masalah Berdasarkan permasalahan yang timbul dari latar belakang diatas, maka
dapat dirumuskan permasalahan sebagai berikut : 1.
Bagaimana pengaruh jenis topologi pada ZigBee (topologi tree dan mesh) dilihat dari segi traffic received, throughput, end-to-end delay, media access delay dan konsumsi daya disisi receiver (Rx) ?
2.
Bagaimana pengaruh jumlah device pada topologi ZigBee Network dilihat dari segi traffic received, throughput, end-to-end delay, dan media access delay ?
3
1.3
Tujuan Penulisan Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui performansi kinerja standar
ZigBee pada Wireless Sensor Network (WSN) dengan cara membandingkan topologi yang digunakan yaitu topologi tree dan mesh berdasarkan jumlah device dengan parameter QoS meliputi traffic received, throughput, end-to-end delay dan media access delay, serta melihat konsumsi daya disisi receiver (Rx), sehingga akan mendapatkan kinerja jaringan yang optimal dari topologi tersebut.
1.4
Manfaat Penulisan Adapun manfaat yang diinginkan dalam penulisan Tugas Akhir ini adalah
untuk mendapatkan hasil kajian dan analisa terhadap performansi dari kinerja standar ZigBee pada Wireless Sensor Network (WSN) dengan menggunakan software simulator Opnet Modeler 14.5, sebagai bahan pertimbangan untuk keperluan perencanaan suatu jaringan wireless sensor.
1.5
Ruang Lingkup dan Batasan Masalah Agar tidak terjadi perluasan pembahasan, maka dalam Tugas Akhir ini
akan dibatasi beberapa hal sebagai berikut : 1.
Pengamatan jaringan yang dianalisis terbatas pada ZigBee (IEEE 802.15.4)
2.
Software yang digunakan dalam mensimulasikan ZigBee adalah simulator Opnet Modeler 14.5.
3.
Jenis topologi yang digunakan adalah topologi tree dan mesh.
4.
Jumlah device yang digunakan dalam simulasi adalah 10 device, 20 device, 40 device, dan 60 device.
5.
Pemilihan jumlah device karena berdasarkan pengaplikasian ZigBee, yaitu pada Smart Building serta jumlah ruangan yang terdapat pada setiap lantai dalam Smart Building.
6.
Analisis performansi topologi yang digunakan standar ZigBee pada Wireless Sensor Network (WSN) dengan membuat skenario perbandingan antara topologi tree dan mesh pada ZigBee dengan parameter QoS meliputi
4
traffic received, throughput, end-to-end delay dan media access delay, serta menganalisis konsumsi daya disisi receiver (Rx). 7.
Analisis kinerja standar ZigBee pada Wireless Sensor Network (WSN) dengan skenario pengaruh jumlah device pada topologi tree dan mesh dan perbandingan kinerja dari topologi tree dan mesh berdasarkan jumlah device, dimana dengan melakukan perbandingan ini akan diketahui penggunaan yang cocok untuk sebuah jaringan ZigBee pada Wireless Sensor Network (WSN) mulai dari penggunaan device yang kecil hingga penggunaan device dengan jumlah besar, serta mengetahui pengaruh jumlah device pada topologi ZigBee network dari segi traffic received, throughput, end-to-end delay dan media access delay.
8.
Pengujian dilakukan pada mode beaconless yang terdapat pada simulator OPNET Modeler 14.5
1.6
Sistematika Penulisan Adapun sistematika pembahasan yang digunakan dalam penulisan Tugas
Akhir ini adalah sebagai berikut : BAB I
PENDAHULUAN merupakan bab yang memuat gambaran umum mengenai isi laporan yang meliputi latar belakang, rumusan masalah, tujuan penelitian, manfaat penelitian, ruang lingkup dan batasan masalah, serta sistematika penulisan.
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA merupakan bab yang membahas State of The Art dan memuat teoriteori penunjang serta pendukung dalam pembahasan laporan. Dalam bab ini memuat teori konsep dasar Wireless Sensor Network, teknologi ZigBee, contoh pengaplikasian ZigBee, hubungan antara ZigBee dan IEEE 802.15, ZigBee Layers, perangkat keras ZigBee, topologi jaringan, protocol routing ZigBee network, CSMA/CA pada ZigBee, parameter kinerja jaringan ZigBee, model propagasi free space loss, serta simulator Opnet Modeler.
5
BAB III
METODE PENELITIAN merupakan
bab
yang
memuat
langkah-langkah
analisis
dan
pembahasan laporan. Dalam bab ini juga diuraikan lokasi dan waktu, sumber dan jenis data yang digunakan, teknik pengumpulan data yang digunakan, analisis data, alur analisis data tersebut dan jadwal pelaksanaan. BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN merupakan bab yang berisikan pembahasan terhadap permasalahan yang telah dirumuskan. Dimulai dari gambaran umum mengenai objek penelitian, uraian skenario-skenario yang mencakup deskripsi skenario dan output simulasi, analisis hasil simulasi, serta perubahan parameter dalam skenario.
BAB V
PENUTUP merupakan bagian penutup dari penelitian, yang meliputi simpulan dan saran.
