96
5.2 Saran
Adapun saran dari Tugas Akhir ini adalah sebagai berikut : 1.
Untuk penelitian selanjutnya dapat diamati untuk parameter kinerja jaringan yang berbeda.
2. Untuk penelitian selanjutnya dapat diamati untuk standar fisik IEEE 802.11
yang berbeda. 3.
Untuk penelitian selanjutnya dapat diamati dengan menggunakan packet generation rate yang lebih bervariasi.
4. Agar didapat perbandingan dari hasil pengukuran yang berbeda, penelitian
dilakukan dengan menggunakan simulator yang lain.
Universitas Sumatera Utara
6
BAB II DASAR TEORI
2.1 Umum
Bab ini menjelaskan sekilas mengenai IEEE 802.11 secara umum, standar fisik IEEE 802.11, teknologi multiple access IEEE 802.11, pembangkitan trafik,
parameter kinerja jaringan, dan simulator.
2.2 IEEE 802.11 Secara Umum
Standar WLAN mengacu pada IEEE 802.11 yang pertama kali dipublikasikan pada tahun 1997. IEEE Institute of Electrical and Electronics
Engineers merupakan lembaga independen yang berfokus pada pengembangan inovasi teknologi dan perbaikan untuk kebaikan manusia [3].
Arsitektur dari standar IEEE 802.11 ditunjukkan oleh Gambar 2.1 [4].
Gambar 2.1 Arsitektur dari WLAN IEEE 802.11
2.3 Standar Fisik IEEE 802.11
Universitas Sumatera Utara
7
Ada berbagai macam jenis dari standar fisik IEEE 802.11, pada pembahasan kali ini hanya akan dibahas tentang IEEE 802.11a, IEEE 802.11b, dan IEEE
802.11g. Tiap – tiap standar IEEE 802.11 memiliki bermacam – macam data rate yang berpengaruh terhadap daya jangkau sinyal yang mampu dilaluinya, seperti
yang ditunjukkan pada Gambar 2.2 [5].
Gambar 2.2 Perbandingan daya jangkau sinyal tiap standar IEEE 802.11
3.3.1 IEEE 802.11a
Standar IEEE 802.11a merupakan protokol jaringan WLAN yang dipublikasikan pada tahun 1999. Standar ini bekerja pada band frekuensi 5 GHz
dengan pola OFDM Orthogonal Frequency Division Multiplexing menggunakan 52 sub carrier yang dimodulasi menggunakan teknik BPSK Binary Phase Shift
Keying, QPSK Quardrature Phase Shift Keying, 16-QAM 16-Quadrature Amplitude Modulation, atau 64-QAM 64-Quadrature Amplitude Modulation.
Universitas Sumatera Utara
8
Data rate pada IEEE 802.11a adalah 6 Mbps, 9 Mbps, 12 Mbps, 18 Mbps, 24 Mbps, 36 Mbps, 48 Mbps, dan hingga 54 Mbps [3].
3.3.2 IEEE 802.11b
Standar 802.11b memiliki data rate maksimum sebesar 11 Mbit s, Produk 802.11b muncul di pasaran pada awal tahun 2000. Standar IEEE 802.11b
menggunakan perangkat yang berada dalam frekuensi 2,4 GHz seperti oven microwave, perangkat bluetooth, monitor bayi, telepon tanpa kabel, dan beberapa
peralatan radio amatir [6].
3.3.3 IEEE 802.11g
Standar IEEE 802.11g mulai diciptakan pada bulan Juni 2003. Standar IEEE 802.11g bekerja pada frekuensi 2,4 GHZ sama seperti 802.11b, tetapi
menggunakan skema berdasarkan OFDM sama seperti transmisi 802.11a [6].
2.4 Teknologi Multiple Access IEEE 802.11
Ada tiga jenis teknologi multiple access pada standar IEEE 802.11 yaitu mekanisme Basic Access, mekanisme RTS CTS, dan mekanisme CTS to Self.
2.4.1 Basic Access
Ada dua jenis protokol MAC yang didasari pada standar IEEE 802.11 yaitu Point Coordination Frame PCF dan Distributed Coordination Frame
DCF. PCF adalah mode transmisi dengan pengiriman frame dalam Wireless LAN menggunakan mekanisme poling. Sementara DCF adalah metode akses
yang diterapkan pada standar IEEE 802.11 dan digunakan untuk semua pemancar
Universitas Sumatera Utara
9
wireless LAN untuk access dalam media transmisi RF menggunakan protokol CSMA CA Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance.
Jenis interframe space dari DCF yaitu DIFS DCF Inter Frame Space yang mempunyai inter frame spaceyang lebih panjang dan digunakan dalam
pemancar IEEE 802.11 dan berfungsi sebagai pendistribusi. Berbeda dengan DIFS, SIFS Short Inter Frame Spacemerupakan space inter frame yang pendek
serta digunakan sebelum dan sesudah semua tipe dari pesan telah terkirim. Jenis – jenis dari SIFS yaitu RTS Request to Send dan CTS Clear to
Send. RTS digunakan untuk cadangan oleh pemancar sedangkan CTS digunakan untuk merespon access pointframe RTS yang berhubungan dengan pemancar.
Salah satu dari jenis teknologi multiple access pada IEEE 802.11 yaitu basic access. Pada basic access, protokol yang digunakan hanya DCF. Arsitektur
dari mekanisme basic access ditunjukkan oleh Gambar 2.3.
Gambar 2.3
Arsitektur pada mekanisme Basic Access Prinsip kerja dari mekanisme basic accessyaitu ketika sebuah stasiun
mengirimkan sebuah paket, maka stasiun tersebut harus menunggu channel menjadi idle. Ketika periode idle terdeteksi sama dengan DIFS, maka akan
Universitas Sumatera Utara
10
menghasilkan sebuah nilai initial backoff time. Nilai ini menunjukkan periode bahwa stasiun harus menambah waktu tunda sebelum transmisi. Mekanisme
backoff time paling penting digunakan dalam CSMA CA IEEE 802.11 untuk mencegah terjadinya collision. Backoff time dapat dirumuskan seperti persamaan
1[7]: ������� ���� = ������ � ������ 0,1�� ��������.............................2.1
Keterangan dari persamaan 2.1 yaitu : 1.
Random 0,1 adalah nomor pseudo acak antara 0 dan 1 pada distribusi uniform.
2. CW adalah bilangan bulat dalam rentang nilai CWmin dan CWmax. Nilai
CW = 2
x
– 1 x dimulai dari sebuah integer didefenisikan oleh stasiun. CW Contention Window meningkat secara eksponensial untuk setiap
pengiriman ulang. 3.
Nilai dari durasi Slot Time tergantung dari nilai karakteristik physic. Slot Time digunakan untuk metode clock.
Untuk utilisasi yang rendah, stasiun tidak dianjurkan untuk menunggu waktu yang lama sebelum mengirimkan frame. Jika utilisasi jaringan yang tinggi, stasiun akan
menunggu untuk periode yang lebih lama agar meminimalkan kemungkinan stasiun melakukan transmisi pada saat yang sama. Selanjutnya backoff time
kembali menurun ketika channel tersebut idlepada periode DIFS. Ketika mencapai waktu nol, paket data akan ditransmisikan [7].
Universitas Sumatera Utara
11
2.4.2 RTS CTS
Pada standar 802.11 terdapat fitur berupa mekanisme RTSCTSRequest to Send Clear to Send. Mekanisme RTSCTS ini dapat diaktifkan ataupun tidak
diaktifkan. Tujuan dari penggunaan mekanisme RTSCTS adalah untuk mengatasi terjadinyaHidden Node Problem. Dimana tiap node dapat mendeteksi
keadaan base station dan dapat didengar oleh base station, akan tetapi antara node tidak dapat saling mendeteksi. Hal ini dapat menyebabkan collision karena tiap
node akan mengirimkan data ke base station. Dengan menggunakan mekanisme RTSCTS setiap node harus menunggu CTS dari base station sebelum melakukan
transmisi [8]. Gambar 2.4 menjelaskan tentang prosedur pertukaran frame untuk
mekanisme RTS CTS sebelum pengirim melakukan transmisi paket data. Ketika stasiun A ingin mengirim paket ke stasiun C, langkah awal yang dilakukan yaitu
stasiun A harus mengirimkan frame RTS panah 1, yang diterima oleh stasiun B dan C panah berlabel 2 dan terletak pada cakupan pengirim. Stasiun B dan C
lalu mengirim frameCTS panah diberi label 3 yang diterima oleh semua stasiun panah berlabel 4. Stasiun D, yang tersembunyi dari pengirim keluar dari
jangkauan stasiun A, meskipun tidak dapat menerima frame RTS dari pengirim, tetapi stasiun D dapat menerima frame CTS dari stasiun C, sehingga akan
menahan diri untuk melakukan transmisi. Setelah menerimaframe CTS, stasiun A akan memulai melakukan transmisi paket data [9].
Universitas Sumatera Utara
12
Gambar 2.4 Proses pertukaran frame pada mekanisme RTS CTS
2.4.3 CTS to Self
Standar IEEE 802.11g mendefinisikan mekanismeCTS to Self sebagai alternatif padamekanisme RTS CTS untuk mengurangi overhead dalam sistem
WLAN. Tidak seperti mekanismeRTS CTS, mekanisme CTS to Self tidak efisien untuk mengatasi terjadinyahidden terminal problem.
Gambar 2.5 menjelaskan tentang prosedur pertukaran frame untuk mekanisme CTSto Self sebelum pengirim melakukan transmisi paket data. Ketika
stasiun A ingin mengirim paket ke stasiun C, langkah awal yang dilakukan yaitu stasiun A mengirimkan sebuah frame CTS panah 1 yang diterima dari stasiun B
dan C panah berlabel 2. Kedua stasiun akan menunda melakukan transmisi. Namun, stasiun D, yang keluar dari daerah cakupan pengirim, tidak akan
menerima frame CTS dan tidak bisa mendeteksi transmisi A. Oleh karena itu, jika stasiun D melakukan transmisi, makaakan terjadi collision. Akibatnya, frame CTS
to Selfhanya dapat mencegah terjadinya transmisi dua atau lebih stasiun pada slot yang sama. CTS to Self harus digunakan hanya ketika semua stasiun dapat saling
mendeteksi sama lain [9].
Universitas Sumatera Utara
13
Gambar 2.5 Proses pertukaran framepada mekanisme CTS to Self
2.5 Pembangkitan Trafik
Ada beberapa jenis distribusi pembangkitan trafik, pada pembahasan kali ini hanya akan dibahas tentang pembangkitan trafik distribusi poisson dan
pembangkitan trafik distribusi exponential.
2.5.1 Distribusi Poisson
Pada penelitian Tugas Akhir ini, distribusi poisson digunakan pada Packet Length Distribution pada bagian Packet Size yang terdapat pada Pamvotis
Simulator. Beberapa asumsi untuk proses Poisson yaitu :
1. Peluang terjadi satu kedatangan antara waktu
� dan � + ∆� adalah sama dengan
λ∆� + �∆�. Dapat ditulis P {terjadi kedatangan antara � dan � + ∆�} = λ∆� + �∆�, dengan λ adalah suatu konstanta yang
independent dari Nt, dengan Nt merupakan proses counting, ∆� adalah
elemen penambah waktu, dan �∆�dinotasikan sebagai banyaknya
Universitas Sumatera Utara
14
kedatangan yang bisa diabaikan jika dibandingkan dengan ∆� , dengan
∆�� , dinotasikan : lim
∆�→∞ �∆�
∆�
= 0. 2.
P{lebih dari satu kedatangan antara � dan � + ∆� } adalah sangat kecil
atau bisa dikatakan diabaikan = �∆�
3. Jumlah kedatangan pada interval yang berurutan adalah tetap dan
independen, yang berarti bahwa proses mempunyai penambahan bebas, yaitu jumlah kejadian yang muncul pada setiap interval waktu tidak
bergantung pada interval waktunya [10].
2.5.2 Distribusi Exponential
Pada penelitian Tugas Akhir ini, distribusi exponential digunakan pada Packet Generation Rate Distribution pada bagian Packet Generation Rate yang
terdapat pada Pamvotis Simulator. Variabel random kontinu X berdistribusi eksponensial dengan
menggunakan parameter ϴ 0, jika mempunyai fungsi distribusi seperti pada
persamaan 2.2 [10] : ��; ϴ = �
1 ϴ
�
� ϴ
� 0 � ���� �������
.............................................................2.2 Dengan
ϴ merupakan parameter skala. Sedangkan fungsi distribusi kumulatifnya ditunjukkan dalam persamaan
2.3 [10] : ��; ϴ = 1 − �
−� ϴ
, x 0..................................................................................2.3
Universitas Sumatera Utara
15
2.6 PacketGenerationRate
Packet Generation Rate merupakan suatu tingkatan perpindahan paket dalam tiap satu satuan waktu. Satuan dari packet generation rate yaitu paket per
detik. Ketika packet generation ratekecil, jalur terpendek digunakan untuk menyampaikan paket ke tujuan, tetapi ketika packet generation rate besar, beban
trafik pada node sentral dibagikan ke selain node sentral menggunakan metode routing[11].
2.7 Parameter Kinerja Jaringan
Parameter kinerja jaringan menunjukkan kemampuan sebuah jaringan dalam menyediakan layanan yang lebih baik bagi trafik yang melewatinya. Beberapa
parameter kinerja jaringan yaitu throughput, utilization, media access delay, queuing delay, total packet delay, dan jitter.
2.6.1 Throughput
Throughput menunjukkan jumlah bit yang diterima dengan sukses perdetik melalui sebuah sistem atau media komunikasi dalam selang waktu tertentu yang
pada umumnya dilihat dalam satuan bits [3].
Universitas Sumatera Utara
16
2.6.2 Utilization
Utilization adalah persentase kapasitas channel node diduduki. Utilization merupakan throughput node dalam bits untuk setiap kecepatan data node.
Persamaan 2.4 menunjukkan formula untuk menghitung utilization [9]. ����������� =
�ℎ���� ℎ��� ���� ��� ��������� ���� ����
...................................................................2.4
2.6.3 Media Access Delay
Media access delay menunjukkan nilai total delay akibat antrian dan contention paket data yang diterima oleh MAC WLAN dari layer yang lebih
tinggi. Delay dari media akses dihitung untuk tiap paket dikirimkan ke physical layer pada waktu tertentu [3].
2.6.4 Queuing Delay
Queuing Delay merupakan delay dari dibangkitkannya sebuah paket sampai transmittermelakukan transmisi. Queuing Delay relatif terhadap packet
generation rate dari media access delay [9].
2.6.5 Total Packet Delay
Total Packet Delay merupakan jumlah dari media access delay dan queuing delay. Total Packet Delay adalah total delay dari dibangkitkannya sebuah
paket sampai diterimanya paket olehreceiver [9].
Universitas Sumatera Utara
17
2.6.6 Jitter
Jitter adalah variasi dari nilai delay antar paket yang dikirimkan. Jitter diakibatkan oleh antrian yang terjadi di jaringan. Jitter dapat menyebabkan
sampling disisi penerima menjadi tidak tepat sasaran sehingga informasi menjadi rusak. Ukuran paket juga mempengaruhi nilai jitter tersebut dimana semakin besar
ukuran paket maka proses penerimaan paket tersebut juga menjadi semakin lama sehingga jitter yang dihasilkan menjadi besar [12].
2.8 PamvotisSimulator
Pamvotis simulator adalah sebuah simulator WLAN untuk semua standar fisik dari IEEE 802.11 seperti IEEE 802.11a, IEEE 802.11b, dan IEEE 802.11g.
Versi saat ini adalah Pamvotis 1.1. Fitur dasar dari Pamvotis Simulatoryaitu :
1. Mendukung kemampuan data rate. Ini berarti bahwa setiap node dapat
bekerja pada data rate sendiri, tergantung pada jarak dari penerima. 2.
Mendukunghidden terminal problem. Node dapat dikonfigurasi untuk berada di LOS atau NLOS, agar hidden terminal problem dapat diselidiki.
3. Mendukung berbagai sumber trafik yang berbeda.
4. Mendukungmekanisme CTS to Self.
5. Mendukung semua lapisan fisik baru dari spesifikasi IEEE 802.11g yang
meliputi: ERP-DSSS CCK, ERP-OFDM, ERP-PBCC, dan DSSS-OFDM. 6.
Mendukung fungsi 802.11e EDCA IEEE untuk Quality of Service QoS dan Layanan Diferensiasi pada IEEE 802.11 WLAN.
Universitas Sumatera Utara
18
7. Mendukung banyak hasil statistik seperti throughput dalam bit dan paket
per detik, utilization, media access delay, queuing delay, total packet delay, delay jitter, packet length dan retransmission attempts.
8. Mendukungkemampuan untuk simulasi waktu yang sangat panjang, hingga
50.737 abad. 9.
User interface yang ramah, yang memungkinkan konfigurasi simulasi cepat dan mudah [9].
Universitas Sumatera Utara
1
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Kategori