Jaringan Nirkabel Wi-Fi (IEEE 802.11) Bluetooth (IEEE 802.15.1) ZigBee (IEEE 802.15.4)

Jaringan Nirkabel

  Wi-Fi (IEEE 802.11) Bluetooth (IEEE 802.15.1) ZigBee (IEEE 802.15.4) Overview

• Wireless Standar:

  IEEE 802.11 Wi-Fi Alliance

  IEEE 802.16d WiMAX

  IEEE 802.20

  IEEE 802.16e

  3GPP ( GPRS/U MTS)

  3GPP2 (1X--/C DMA2 000) GSMA RAN

  IEEE 802.22 Region al Area Netw ork Standa r Erop a

  10 M 20-50 M 2,4 GHz; 5 GHz 1, 11, 54, 200 Mbps 1-2 KM 3,5 GHz; 5 GHz Max Data Rate 20 Mbps Overview

• WMAN : Wireless Metropolitan Area Network
• WWAN : Wireless Wide Area Network
• WRAN : Wireless Regional Area Network
• WLAN : Wireless Local Area Network (IEEE 802.11)

   Merupakan Alternatif koneksi network selain kabel, menghubungkan beberapa komputer dengan media non kabel dalam sebuah gedung. Digunakan pada jarak <100 Meter

   Pada prinsipnya Wireless LAN merupakan Perluasan dari Wired

• WPAN : Wireless Personal Area Network (IEEE 802.15)

   Wireless yang digunakan pada jarak yang relatif pendek, < 30 feet.

   Digunakan untuk transfer informasi pada jarak pendek, misal : transfer file antar HP, remote tv, wireless headset, dll Review Standar Wireless LAN

• IEEE 802.11 (Materi Sebelum UTS)
• – Standar paling umum diterapkan pada perangkat wireless LAN.
• – Standar pengganti kabel, bekerja pada MAC layer dan Phisical Layer, menggunakan sistem CSMA/CA menggantikan standar ethernet CSMA/CD
• – Standar koneksi : scanning, authentication dan association.
• – Standar performance dan security : WEP security, RTS/CTS, Power Save Mode, Fragmentation
• – 802.11 Physical layer : 802.11b, 802.11a, 802.11g, 802.11n
• – Frequency menggunakan RF sesuai dengan regulasi FCC
• Wi-Fi Certified

Review

Standar Wireless LAN

• IEEE 802.11

Review Standar Wireless LAN

• WiFi (Wireless Fidelity) Certificated

  1. Organisasi International non profit yang memfokuskan diri pada kompatibilitas perangkat Wireless LAN dengan standar IEEE.

  2. Tujuan utama :

   Promosi Wi-Fi Certified dalam pengembangan product wireless LAN

   Pemasaran Product Wi-Fi Certified bagi konsumen home, small office dan enterprice

   Test dan sertifikasi product untuk kompatibilitas

  

3. Wi-Fi Certified memberikan jaminan produk yang dihasilkan kompatible

  meskipun beda pabrikan Review Standar Wireless LAN

• Wifi-Certificated

  

Perusahaan yang tergabung dalam konsorsium WiFi:

WiFi (Wireless Fidelity)

• Terdapat dua mode WiFi yaitu Ad-hoc dan Infrastruktur.
• Saat ini terdapat tiga variasi dari 802.11 yang sering digunakan, yaitu: 802.11a, 802.11b, dan 802.11g

  

WiFi (Wireless Fidelity)

  WiFi (Wireless Fidelity)

WiFi-Ad Hoc Mode

• Mode Ad-hoc pada dasarnya mirip dengan topologi bus pada jaringan wired. Mode ad hoc tidak memerlukan central node atau Access Point.
• Wi-Fi client dapat berkomunikasi secara peer to peer. Setiap Wi-Fi

  client akan bertindak sebagai penghubung sekaligus repeater(penguat

  sinyal) bagi Wi-Fi client yang berada di sebelahnya.
• Mode Ad-hoc cocok digunakan jika WLAN yang akan dibangun tidak akan terhubung dengan wired line.
• Mode ini biasanya dibangun pada kondisi-kondisi darurat seperti rapat mendadak di tempat yang tidak tersedia jaringan wireless

  

WiFi (Wireless Fidelity)

WiFi-Ad Hoc Mode

  WiFi (Wireless Fidelity)

WiFi-Infrastruktur Mode

• Mode Infrastruktur ini mirip dengan topologi star pada jaringan wired line.
• Mode infrastruktur/point to multipoint menggunakan minimal sebuah central node atau access point.
• Acces point berfungsi sebagai penghubung WLAN dengan wired LAN.
• Access point juga dapat difungsikan sebagai repeater bagi seluruh Wi- Fi client.
• Seluruh jaringan akan terputus total jika access point yang digunakan mati atau mengalami kerusakan.

  

WiFi (Wireless Fidelity)

WiFi-Infrastruktur Mode

  Karakteristik:

  

Wireless Personal Area

Network (WPAN)

• Low power consumption
• Range 0 – 10 meter
• Speed 19.2 – 100 kbps (actual)
• Small size
• Support for a minimum of 16 devices

Bluetooth (IEEE 802.15.1)

• Bluetooth adalah sebuah teknologi komunikasi wireless (tanpa kabel) yang

  beroperasi dalam pita frekuensi 2,4 GHz unlicensed ISM (Industrial, Scientific and Medical).

• Menggunakan sebuah frequency hopping tranceiver yang mampu

  menyediakan layanan komunikasi data dan suara secara real-time antara host-host bluetooth dengan jarak jangkauan layanan yang terbatas (sekitar 10 meter).

• • Bluetooth sendiri dapat berupa card yang bentuk dan fungsinya hampir sama

  dengan card yang digunakan untuk wireless local area network (WLAN) dimana menggunakan frekuensi radio standar IEEE 802.11, hanya saja pada bluetooth mempunyai jangkauan jarak layanan yang lebih pendek dan

  

Aplikasi & Layanan Bluetooth

• Protokol bluetooth

  menggunakan sebuah kombinasi antara circuit switching dan packet switching.

• Bluetooth dapat mendukung

  sebuah kanal data asinkron, tiga kanal suara sinkron simultan atau sebuah kanal

Diskripsi Umum Sistem Bluetooth

• Sistem bluetooth terdiri dari sebuah radio transceiver, baseband link controller dan sebuah link manager.
• Baseband link controller menghubungkan perangkat keras radio ke base band processing dan layer protokol fisik.

• Link manager melakukan aktivitas-aktivitas protokol tingkat

  tinggi seperti melakukan link setup, autentikasi dan konfigurasi.

  

Blok Fungsional Sistem

Bluetooth

  Sistem Bluetooth Tiga buah lapisan fisik dalam protokol arsitektur Bluetooth :

  1. Bluetooth radio, adalah lapis terendah dari spesifikasi Bluetooth. Lapis ini

  mendefinisikan persyaratan yang harus dipenuhi oleh perangkat tranceiver yang beroperasi pada frekuensi 2,4 GHz ISM.

  2. Baseband, layer yang memungkinkan hubungan RF terjadi antara beberapa

  unit Bluetooth membentuk piconet. Sistem RF dari bluetooth ini menggunakan frekuensi-hopping-spread spectrum yang mengirimkan data dalam bentuk paket pada time slot dan frekuensi yang telah ditentukan, lapis ini melakukan prosedur pemeriksaan dan paging untuk sinkronisasi transmisi frekuensi hopping dan clock dari perangkat bluetooth yang berbeda.

  3. Link Manager Protocol (LMP), bertanggung jawab terhadap link set-up

  antar perangkat Bluetooth. Hal ini termasuk aspek securiti seperti autentifikasi

  

Karakteristik Bluetooth Radio

  Topology Up to 7 simultaneous links Modulation Gaussian flteeed FSK

RF bandwidth 220 kHz (-3 dB), 1 MHz (-20 dB)

RF band

  Pita Frekuensi dan Kanal RF

• Sistem Bluetooth bekerja pada frekuensi 2.402GHz sampai 2.480GHz, dengan 79 kanal RF yang masing- masing mempunyai spasi kanal selebar 1 MHz.

  2.4 GHz ISM feequency band RF caeeiees 79 (23 as eeduced option) Caeeiee spacing

  1 MHz Access method FHSS-TDD-TDMA Piconets Bluetooth enabled electeonic Up to 8 devices in devices connect and

  one piconet

  communicate wieelessly (1 mastee and 7

theough shoet-eange, ad hoc slave devices). Max

netwoeks known as piconets. eange 10 m. ad hoc => no base station

  Piconets aee established dynamically and automatically as Bluetooth enabled devices entee and leave eadio peoximity.

  The piconet mastee is a device in a piconet whose clock Scatternet

Scatteenet is a type of ad hoc Bluetooth netwoek

consisting of two oe moee piconets

  States of Bluetooth Devices 4 basic states:

• Mastee (M)  mengonteol sebuah piconet

• Slave (S)  teehubung secaea aktif monitoe piconet

>Standby (SB)  tidak teehubung dengan piconet, waiting to join Paeked/hold (P)  low powee connection

Time Slot

• Kanal dibagi dalam time slot-time slot, masing-masing mempunyai panjang 625 ms.
• Time slot-time slot tersebut dinomori sesuai dengan clock bluetooth dari master piconet.

• Batas penomoran slot dari 0 sampai dengan 227-1 dengan panjang

  siklus 227.

• Di dalam time slot, master dan slave dapat mentransmisikan paket-

  paket dengan menggunakan skema TDD (Time-Division Duplex).

• Master hanya memulai melakukan pentransmisiannya pada nomor

  time slot genap saja sedangkan slave hanya memulai melakukan pentransmisiannya pada nomor time slot ganjil saja.

  

Time Slot

Protokol Bluetooth

• Protokol-protokol bluetooth dimaksudkan untuk mempercepat pengembangan

  aplikasi-aplikasi dengan menggunakan teknologi bluetooth.
• Layer-layer bawah pada stack protokol bluetooth dirancang untuk menyediakan suatu dasar yang fleksibel untuk pengembangan protokol yang lebih lanjut.

• Protokol-protokol yang lain seperti RFCOMM diambil dari protokol-protokol

  yang sudah ada dan protokol ini hanya dimodifikasi sedikit untuk disesuaikan

  dengan kepentingan bluetooth.
• Pada protokol-protokol layer atas digunakan tanpa melakukan modifikasi.

  Dengan demikian, aplikasi-aplikasi yang sudah ada dapat digunakan dengan

Protokol Bluetooth

• Stack protokol bluetooth dapat dibagi ke dalam empat layer sesuai dengan tujuannya.

Protokol Bluetooth

• Protokol-protokol dan layer-layer di stack protokol bluetooth (sumber : Bluetooth SIG)

Fungsi Security

• Bluetooth dirancang untuk memiliki fitur-fitur keamanan sehingga dapat digunakan secara aman baik dalam lingkungan bisnis maupun rumah tangga.

  Fitur-fitur yang disediakan bluetooth antara lain sebagai berikut: 1. Enkripsi data.

  2. Autentikasi user

  3. Fast frekuensi-hopping (1600 hops/sec)

  4. Output power control

• Fitur-fitur tersebut menyediakan fungsi-fungsi keamanan dari tingkat

  keamanan layer fisik/radio yaitu gangguan dari penyadapan sampai dengan tingkat keamanan layer yang lebih tinggi seperti password dan PIN. Bluetooth FHSS vs WLAN DSSS

  Sebenarnya mengapa bluetooth lebih memilih metode FHSS (Frequency Hopping Spread Spectrum) dibandingkan dengan DSSS (Direct Sequence Spread Spectrum). Alasan yang membuat mengapa bluetooth tidak menggunakan DSSS antara lain sebagai berikut :

  1. FHSS membutuhkan konsumsi daya dan kompleksitas yang lebih rendah

  dibandingkan DSSS hal ini disebabkan karena DSSS menggunakan kecepatan chip (chip rate) dibandingkan dengan kecepatan simbol (symbol rate) yang digunakan oleh FHSS, sehingga cost yang dibutuhkan untuk menggunakan DSSS akan lebih tinggi.

  

2. FHSS menggunakan FSK dimana ketahanan terhadap gangguan noise

  relatif lebih bagus dibandingkan dengan DSSS yang biasanya menggunakan QPSK ( untuk IEEE 802.11 2 Mbps) atau CCK ( IEEE 802.11b 11 Mbps). Kinerja Frequency Hopping

Spread Spectrum (Symmetric)

The piconet mastee decides on the feequency

hopping sequence. All slaves must synceonise to this

sequence. Then teansmission can take place on a TDD-TDMA basis.

  625 Mast s ee t Kinerja Frequency Hopping

Spread Spectrum (Asymmetric)

The packet length can be 1, 3 oe 5 slots. Note that

the following teansmissions aee syncheonised to the

hopping sequence (i.e., 0, 2 oe 4 hop feequencies aee skipped).

  625 3-slot s packet t Operasi Bluetooth

• Discovery  Finding other devices
• Connecting  Setting up communication path
• Pairing  Validating identity
• Logical channels  Adding communication paths for spesific functions or services

ZigBee (IEEE 802.15.4)

• Fungsi ZigBee adalah pada kecepatan data yang relatif rendah selama jarak relatif pendek, dibandingkan dengan Wi-Fi.
>Tujuannya adalah untuk mengembangkan produk-produk dengan biaya yang sangat rendah, konsumsi daya rendah dan laju data rendah.
• Mereka dirancang untuk menggunakan energi sedikit karena mereka akan

  dibiarkan di tempat selama 5 atau 10 tahun dan baterai mereka harus bertahan. ZigBee Core Market

• Industrial and Commercial
• Monitors
• Movement Sensors
• Automation
• Personal Healthcare
• Patient monitors
• Remote Diagnosis
• Data loggers
• Building Automation
• Security
• Lighting
• Fire and Safety systems
• Automotive

  

Comparison

  Comparison Bluetooth (v1) ZigBee

  

Protocol Stack 250 kb < 32 kb (4kb)

Range 10 - 100 meters 30 - 100 meters Link Rate

  Battery rechargeable non-rechargeable Devices

8

2^16

  Air Interface FHSS DSSS Usage frequently infrequently Network Join Time long short

  

Comparison

  

Terima

Kasih