3. Memilih sebuah PAN identifier untuk jaringan agar devices dapat menggunakan metode 16-bit short-addressing sehingga mampu
berkomunikasi dengan device jaringan lain. Setiap jaringan hanya memiliki sebuah koordinator PAN.
Koordinator PAN membutuhkan waktu aktif yang lama sehingga dihubungkan dengan power supply [2].
2.2.5 Layer pada Zigbee PHY Layer
Layer terbawah pada Zigbee adalah PHY. Layer ini merupakan layer
yang paling dekat hubungannya dengan hardware. Layer ini mengontrol dan berkomunikasi dengan transceiver radio secara langsung. Layer PHY
bertanggung jawab untuk mengaktifkan radio guna mengirim atau menerima paket. Layer PHY juga memilih channel frekuensi dan memastikan bahwa
channel tersebut tidak sedang digunakan oleh device jaringan lain [2].
Struktur Umum Paket PHY
Data dan perintah dikomunikasikan antar devices dalam bentuk paket- paket. Struktur umum dari sebuah paket dapat dilihat pada gambar 2.6.
Paket PHY terdiri dari tiga bagian yaitu Synchronization header SHR, PHY header PHR
dan PHY payload [2].
Gambar 2.6 Struktur Umum Paket PHY [2]
Universitas Sumatera Utara
SHR mengaktifkan receiver untuk memulai sinkronisasi dan
menguncinya menjadi bit stream. PHR berisi informasi panjang frame. PHY payload
disediakan oleh layer yang berada diatas dan berisi data atau perintah untuk device penerima [2].
MAC frame yang dikirim ke device lain sebagai PHY payload
mempunyai tiga bagian. MAC header MHR berisi informasi alamat dan keamanan. MAC payload mempunyai panjang yang berukuran variabel
termasuk zero dan berisi perintah atau data. MAC footer MFR berisi sebuah 16-bit Frame Check Sequence FCS untuk verifikasi data [2].
NWK frame mempunyai dua bagian yaitu NWK header NHR dan
NWK payload. NWK header berisi informasi kontrol. NWK payload
disediakan oleh sublayer APS. Pada frame sublayer APS, APS header AHR
mempunyai kontrol APL layer dan informasi alamat. Auxiliary frame header Auxiliary HDR
berisi mekanisme keamanan pada frame penggunaan security key. NWK dan MAC frames juga mempunyai pilihan
auxilary header untuk tambahan keamanan. APS payload berisi data atau
perintah. Message Integrity Code MIC merupakan sebuah fungsi keamanan pada APS frame untuk mendeteksi adanya perubahan yang
bersifat unauthorized pada isi pesan [2]. MAC Layer
Layer MAC merupakan interface antara layer PHY dengan layer NWK.
MAC bertanggung jawab untuk menghasilkan beacon dan mensinkronisasi
device dengan beacon pada jaringan beacon-enabled [2].
Universitas Sumatera Utara
Struktrur MAC Frame
IEEE 802.15.4 menyatakan struktur MAC frame dalam empat bagian
[2]: a. Beacon frame
b. Data frame c. Acknowledge frame
d. MAC command frame Beacon frame
digunakan oleh koordinator untuk mengirim beacon. Beacon
digunakan untuk mensinkronisasi waktu untuk semua device dalam jaringan. Data dan acknowledge frame digunakan untuk mengirim data dan
menerima acknowledge dari frame penerima. MAC command dikirim menggunakan MAC command frame [2].
Beacon Frame
Struktur beacon frame dapat dilihat pada gambar 2.7. Seluruh MAC frame
digunakan sebagai payload pada sebuah paket PHY. Isi dari PHY payload
berfungsi sebagai PHY Service Data Unit PSDU [2]. Dalam paket PHY, preamble field digunakan oleh receiver untuk
sinkronisasi. Start-of-frame delimiter SDF mengindikasikan akhir dari SHR
dan awal dari PHR. Panjang frame menyatakan jumlah oktet PHY payload PSDU
[2]. MAC frame
terdiri dari tiga bagian yaitu MAC header MHR, MAC payload
dan MAC footer MFR. Frame control field pada MHR berisi informasi mengenai tipe frame, addressing field dan control flags lainnya.
Angka yang berurutan menyatakan beacon sequence number BSN.
Universitas Sumatera Utara
Addressing field menyediakan alamat sumber dan alamat destinasi. Auxilary
security header bersifat tambahan untuk proses keamanan [2].
MAC payload disediakan oleh NWK layer. Superframe merupakan
frame yang dibatasi oleh dua beacon frame. Superframe bersifat tambahan
dalam jaringan beacon-enabled dan membantu menyatakan Guaranteed Time Slot
GTS. Field GTS pada MAC payload menyatakan apakah GTS digunakan untuk mengirim atau menerima [2].
Gambar 2.7 Struktur MAC Beacon Frame [2]
Beacon frame tidak hanya digunakan untuk mensinkronisasi device
dalam jaringan tetapi juga digunakan oleh koordinator untuk mengizinkan device
tertentu mengetahui status data. Jika ada data pending, device akan menghubungi koordinator dan me-request data untuk dikirim ulang ke
device . Hal ini disebut indirect transmission. Pending address field pada
MAC payload berisi alamat device yang memiliki data pending. Setiap kali
device menerima sebuah beacon, koordinator akan memeriksa pending
address field untuk melihat apakah ada data yang pending untuk device atau
tidak [2].
Universitas Sumatera Utara
Beacon payload field bersifat optional untuk NWK layer dan dikirim
bersamaan dengan beacon frame. Receiver menggunakan Frame Check Sequence FCS field
untuk mengecek error pada frame penerima [2].
Data Frame
Struktur MAC data frame dapat dilihat pada gambar 2.8. Data payload
disediakan oleh NWK layer. Data pada MAC payload berfungsi sebagai MAC Service Data Unit MSDU. Field
pada frame ini mirip dengan beacon frame,
tetapi tidak memiliki superframe, GTS dan pending address field. MAC data frame
berfungsi sebagai MAC Protocol Data Unit MPDU dan menjadi PHY payload [2].
Gambar 2.8 Struktur MAC Data Frame [2]
Acknowledgement Frame
Frame ini merupakan format MAC frame yang paling sederhana dan
tidak memiliki MAC payload. Acknowledgement frame dikirim oleh device untuk mengkonfirmasi bahwa paket telah diterima [2].
Gambar 2.9
Struktur MAC Acknowledgement Frame [2]
Universitas Sumatera Utara
Command Frame
Struktur MAC command frame dapat dilihat pada gambar 2.10. Command type field
menentukan tipe perintah. Command payload berisi perintah bagi diri sendiri. Seluruh MAC command frame ditempatkan pada
PHY payload sebagai sebuah PSDU [2].
Gambar 2.10 Struktur MAC Command Frame [2]
NWK Layer
Layer NWK merupakan interface antara MAC dengan APL dan
bertanggung jawab untuk mengatur topologi jaringan dan proses routing. Routing
adalah proses memilih rute yang akan dilalui pesan untuk mencapai destinasinya. Koordinator Zigbee dan router bertanggung jawab untuk
mencari dan mempertahankan rute-rute dalam jaringan [2].
APL Layer
Application APL layer merupakan layer teratas pada Zigbee dan
sebagai tempat dari objek aplikasi. Manufaktur mengembangkan objek aplikasi agar sebuah device dapat dimodifikasi untuk berbagai aplikasi.
Universitas Sumatera Utara
Objek aplikasi mengontrol dan mengatur layer-layer pada Zigbee. Sebuah device
dapat memuat hingga 240 objek aplikasi [2]. Alliansi Zigbee menawarkan pilihan untuk menggunakan profil
aplikasi dalam mengembangkan sebuah aplikasi. Sebuah profil aplikasi merupakan sebuah perjanjian pada aplikasi format pesan khusus dan
tindakan memproses. Profil aplikasi mengizinkan interoperability antara produk yang dikembangkan oleh berbagai vendor untuk aplikasi yang sama.
Jika dua vendor menggunakan profil aplikasi yang sama dalam mengembangkan produknya, produk dari satu vendor akan mampu
berinteraksi dengan produk yang dibuat oleh vendor lain seolah-olah keduanya dibuat oleh vendor yang sama [2].
Security Services
Dalam jaringan wireless, pesan yang dikirim dapat diterima oleh semua device yang berdekatan termasuk penyusup. Ada 2 pertimbangan
keamanan dalam jaringan wireless. Pertama, data harus bersifat confidentiality
. Device penyusup mendapatkan informasi hanya dengan mendengarkan pesan yang dikirim. Mengenkripsikan pesan sebelum
pengiriman akan menyelesaikan permasalahan confidentiality. Algoritma enkripsi memodifikasi sebuah pesan menggunakan string of bits yang
dikenal sebagai security key dan hanya penerima yang tepat yang dapat membukanya. IEEE 802.15.4 mendukung penggunaan Advanced Encryption
Standar AES untuk mengenkripsi pesan-pesan [2].
Universitas Sumatera Utara
Pertimbangan kedua adalah device penyusup mampu memodifikasi dan mengirim ulang pesan walaupun pesan tersebut telah dienkripsi. Dengan
adanya message integrity code MIC dalam frame, maka penerima dapat mengetahui apakah pesan tersebut dimodifikasi sewaktu pengiriman. Proses
ini disebut data authentication [2]. Salah satu keterbatasan dalam mengimplementasikan fitur keamanan
pada Zigbee adalah sumber daya yang terbatas. Node-node pada Zigbee memiliki kemampuan komputasi dan ukuran memori yang terbatas. Zigbee
ditargetkan untuk aplikasi low-cost dan hardware-nya tidak bersifat tamper- resistant
. Jika penyusup berhasil menguasai sebuah node dalam jaringan maka security key dapat diperoleh dengan mudah dari memori device.
Tamper-resistant node dapat menghapus security keys jika ada tamper yang
terdeteksi [2].
4.3 NS-2
