Simulasi Dan Analisis Kinerja Zigbee Pada Jaringan Sensor Wireless
SKRIPSI
SIMULASI DAN ANALISIS KINERJA ZIGBEE PADA JARINGAN
SENSOR WIRELESS
Diajukan untuk memenuhi salah satu persyaratan dalam
menyelesaikan pendidikan sarjana (S-1) pada Departemen Teknik Elektro
Oleh
Michael Kosasih
NIM: 100402043
DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2016
Universitas Sumatera Utara
ABSTRAK
Perkembangan teknologi internet, komunikasi dan informasi yang sangat
pesat membuka jalan bagi generasi baru sensor. Kemajuan di bidang desain,
bahan dan konsep membuat sensor generasi baru harus memiliki kriteria-kriteria
unggul seperti kecil, ringan, portable, murah, daya tahan lama, akurat, dapat
beroperasi pada kondisi ekstrim dan sebagainya. Akibatnya sensor generasi baru
tidak hanya mengalami kemajuan dari segi sains dan teknik, tetapi juga dari segi
fungsi. Saat ini sensor banyak digunakan dalam aplikasi home automation,
manufaktur dan keamanan.
Data yang diterima oleh sensor perlu diolah lebih lanjut. Sehingga
diperlukan modul komunikasi yang terintegrasi dengan perangkat sensor. Zigbee
menyediakan modul komunikasi yang menggunakan metode nirkabel dan dapat
diintegrasikan ke perangkat sensor yang sesuai. Zigbee mengimplementasikan
lapisan Physical (PHY) dan Media Access Control (MAC) 802.15.4 yang dikenal
WSN (Wireless Sensor Network).
Pada tugas akhir ini, jaringan sensor wireless yang menggunakan Zigbee
akan disimulasikan dengan program Network Simulator 2 (NS-2). Hasil simulasi
kemudian dianalisis dan dipelajari untuk mengetahui bagaimana kinerja Zigbee
pada jaringan sensor wireless.
Kata kunci: 802.15.4, Zigbee, Network Simulator 2
i
Universitas Sumatera Utara
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis ucapkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas
Berkah dan Rahmat-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir yang
berjudul:
“SIMULASI DAN ANALISIS KINERJA ZIGBEE PADA JARINGAN
SENSOR WIRELESS”
Tugas Akhir ini merupakan bagian dari kurikulum yang harus diselesaikan
untuk memenuhi persyaratan menyelesaikan pendidikan Sarjana Strata Satu (S-1)
di Departemen Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
Selama penulis menjalani pendidikan di kampus hingga diselesaikannya
Tugas Akhir ini, penulis banyak menerima bantuan, bimbingan serta dukungan
dari berbagai pihak. Pada kesempatan ini penulis ingin menyampaikan
terimakasih yang tulus dan sebesar-besarnya kepada:
1.
Bapak Soeharwinto, S.T., M.T. sebagai Dosen Pembimbing Tugas Akhir
penulis yang selalu bersedia memberikan bantuan yang sangat dibutuhkan oleh
penulis dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini.
2.
Bapak Ir. Panusur S.M.L. Tobing sebagai Dosen Wali penulis yang
membantu penulis selama menyelesaikan pendidikan di kampus USU.
3.
Bapak Ir. Surya Tarmizi Kasim, M.Si. sebagai Ketua Departemen Teknik
Elektro Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
4.
Bapak Rahmad Fauzi, S.T., M.T. sebagai Sekretaris Departemen Teknik
Elektro Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
ii
Universitas Sumatera Utara
5.
Bapak Ir. T. Ahri Bahriun, M.Sc. dan Bapak Ir. Kasmir Tanjung sebagai
dosen penguji Tugas Akhir, atas masukan dan bantuannya dalam penyempurnaan
Tugas Akhir ini.
6.
Seluruh Staf Pengajar dan Pegawai Departemen Teknik Elektro FT-USU.
7.
Kedua orang tua penulis atas semangat dan doanya kepada penulis dengan
segala pengorbanan dan kasih sayang yang tidak ternilai.
8.
Teman- teman stambuk 2010 atas dukungan, doa dan suka duka selama di
bangku perkuliahan.
9.
Seluruh senior dan junior di Departemen Teknik Elektro, atas dukungan
dan bantuan yang diberikan kepada penulis.
10.
Semua orang yang pernah mengisi setiap detik waktu yang telah dilalui
bersama penulis yang tidak dapat disebutkan satu per satu. Tanpa mereka,
pengalaman penulis tidaklah lengkap.
Penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini masih banyak kekurangannya.
Kritik dan saran dari pembaca untuk menyempurnakan Tugas Akhir ini sangat
penulis harapkan.
Akhir kata semoga Tugas Akhir ini dapat bermanfaat bagi kita semua.
Terimakasih.
Medan, September 2015
Penulis
Michael Kosasih
iii
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
ABSTRAK ............................................................................................................... i
KATA PENGANTAR ........................................................................................... ii
DAFTAR ISI ......................................................................................................... iv
DAFTAR GAMBAR .......................................................................................... viii
DAFTAR TABEL ................................................................................................ xii
BAB I ..................................................................................................................... 1
1.1
Latar Belakang ........................................................................................... 1
1.2
Perumusan Masalah ................................................................................... 1
1.3
Tujuan Penulisan ........................................................................................ 1
1.4
Batasan Masalah......................................................................................... 2
1.5
Metodologi Penelitian................................................................................. 2
1.6
Sistematika Penulisan ................................................................................ 3
BAB II ..................................................................................................................... 4
2.1
2.1.1
2.2
Jaringan Sensor Wireless ........................................................................... 4
Aplikasi Jaringan Sensor Wireless ......................................................... 4
Zigbee ........................................................................................................... 5
2.2.1
Hubungan Zigbee dengan IEEE 802.15.4 .............................................. 6
2.2.2
Frekuensi Operasi dan Data Rate Zigbee .............................................. 7
2.2.3
Tipe dan Fungsi Device ........................................................................... 8
2.2.4
Topologi Jaringan pada Zigbee .............................................................. 9
2.2.5
Layer pada Zigbee .................................................................................. 12
iv
Universitas Sumatera Utara
PHY Layer ......................................................................................... 12
Struktur Umum Paket PHY ............................................................ 12
MAC Layer......................................................................................... 13
Struktur MAC Frame ....................................................................... 14
NWK Layer ........................................................................................ 17
APL Layer .......................................................................................... 17
Security Services ................................................................................ 18
2.3
NS-2............................................................................................................ 19
2.3.1
Pemodelan IEEE 802.15.4 ke dalam NS-2 .......................................... 20
2.3.2
Parameter-parameter Sistem ............................................................... 29
Model Propagasi Radio .................................................................... 29
Network Interface .............................................................................. 32
Receiving Threshold .......................................................................... 32
Receive Rate ....................................................................................... 32
Antena................................................................................................ 33
Interface Queue ................................................................................. 34
Link Layer (LL) ................................................................................. 34
Protokol Routing ............................................................................... 35
Internet Protocol (IP) Traffic ........................................................... 35
Parameter Dasar............................................................................... 36
2.3.4
Parameter-parameter Simulasi ............................................................ 36
End-to-end Delay ............................................................................... 36
Throughput ........................................................................................ 37
v
Universitas Sumatera Utara
Packet Loss ........................................................................................ 37
BAB III ................................................................................................................. 38
3.1
Spesifikasi Sistem ..................................................................................... 38
3.2
Perancangan Skema Simulasi.................................................................. 39
3.2.1
Skema Simulasi A ................................................................................. 42
3.2.2
Skema Simulasi B .................................................................................. 47
3.2.3
Skema Simulasi C .................................................................................. 53
3.3
Flowchart ................................................................................................... 56
BAB IV ................................................................................................................. 61
4.1
Hasil Simulasi ................................................................................................... 61
4.1.1
Skema simulasi A dengan receive rate 0,95 ......................................... 62
4.1.2
Skema simulasi B dengan receive rate 0,9 ........................................... 65
4.1.3
Skema simulasi C dengan receive rate 0,8 ........................................... 68
4.2
4.2.1
Analisa Hasil Simulasi.............................................................................. 71
End-to-end Delay dan Throughput Jaringan yang memiliki receive
rate 0,95................................................................................................................. 71
4.2.2
End-to-end Delay dan Throughput Jaringan yang memiliki receive
rate 0,9 .................................................................................................................. 75
4.2.3
End-to-end Delay dan Throughput Jaringan yang memiliki receive
rate 0,8 .................................................................................................................. 79
BAB V ................................................................................................................... 82
5.1
Kesimpulan ............................................................................................... 82
5.2
Saran .......................................................................................................... 82
vi
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR PUSTAKA ......................................................................................... xiii
LAMPIRAN
vii
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1
Zigbee Layers [2] ........................................................................ 6
Gambar 2.2
Tipe dan Fungsi Device dalam IEEE 802.15.4 [2] ..................... 9
Gambar 2.3
Topologi Jaringan Star [2] ........................................................ 10
Gambar 2.4
Topologi Jaringan Mesh [2] ...................................................... 10
Gambar 2.5
Topologi Jaringan Tree [2] ....................................................... 11
Gambar 2.6
Struktur Umum Paket PHY [2] ................................................. 12
Gambar 2.7
Struktur MAC Beacon Frame [2] .............................................. 15
Gambar 2.8
Struktur MAC Data Frame [2] .................................................. 16
Gambar 2.9
Struktur MAC Acknowledgement Frame [2]............................. 16
Gambar 2.10
Struktur MAC Command Frame [2] ......................................... 17
Gambar 3.1
Skema simulasi A ..................................................................... 42
Gambar 3.2
Nilai receiving threshold pada model propagasi shadowing
dengan receive rate 0,95 pada jarak 1500 m ......................................................... 44
Gambar 3.3
Nilai receiving threshold pada model propagasi shadowing
dengan receive rate 0,9 pada jarak 1500 m ........................................................... 45
Gambar 3.4
Nilai receiving threshold pada model propagasi shadowing
dengan receive rate 0,8 pada jarak 1500 m ........................................................... 46
Gambar 3.5
Skema simulasi B ...................................................................... 47
Gambar 3.6
Nilai receiving threshold pada model propagasi shadowing
dengan receive rate 0,95 pada jarak 1000 m ......................................................... 49
Gambar 3.7
Nilai receiving threshold pada model propagasi shadowing
dengan receive rate 0,9 pada jarak 1000 m ........................................................... 50
viii
Universitas Sumatera Utara
Gambar 3.8
Nilai receiving threshold pada model propagasi shadowing
dengan receive rate 0,8 pada jarak 1000 m ........................................................... 51
Gambar 3.9
Skema simulasi C ...................................................................... 53
Gambar 3.10
Flowchart proses simulasi Zigbee ............................................ 56
Gambar 4.1 (a) Grafik jumlah paket data terhadap end-to-end delay hasil
simulasi skema A dengan receive rate 0,95 .......................................................... 62
Gambar 4.1 (b) Grafik jumlah paket data terhadap end-to-end delay hasil
simulasi skema B dengan receive rate 0,95 .......................................................... 62
Gambar 4.1 (c) Grafik jumlah paket data terhadap end-to-end delay hasil
simulasi skema C dengan receive rate 0,95 .......................................................... 62
Gambar 4.2 (a) Grafik jumlah paket data terhadap throughput hasil simulasi
skema A dengan receive rate 0,95 ........................................................................ 63
Gambar 4.2 (b) Grafik jumlah paket data terhadap throughput hasil simulasi
skema B dengan receive rate 0,95......................................................................... 63
Gambar 4.2 (c) Grafik jumlah paket data terhadap throughput hasil simulasi
skema C dengan receive rate 0,95......................................................................... 63
Gambar 4.3 (a) Grafik jumlah paket data terhadap end-to-end delay hasil
simulasi skema A dengan receive rate 0,9 ............................................................ 65
Gambar 4.3 (b) Grafik jumlah paket data terhadap end-to-end delay hasil
simulasi skema B dengan receive rate 0,9 ............................................................ 65
Gambar 4.3 (c) Grafik jumlah paket data terhadap end-to-end delay hasil
simulasi skema C dengan receive rate 0,9 ............................................................ 65
ix
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.4 (a) Grafik jumlah paket data terhadap throughput hasil simulasi
skema A dengan receive rate 0,9 .......................................................................... 66
Gambar 4.4 (b) Grafik jumlah paket data terhadap throughput hasil simulasi
skema B dengan receive rate 0,9........................................................................... 66
Gambar 4.4 (c) Grafik jumlah paket data terhadap throughput hasil simulasi
skema C dengan receive rate 0,9........................................................................... 66
Gambar 4.5 (a) Grafik jumlah paket data terhadap end-to-end delay hasil
simulasi skema A dengan receive rate 0,8 ............................................................ 68
Gambar 4.5 (b) Grafik jumlah paket data terhadap end-to-end delay hasil
simulasi skema B dengan receive rate 0,8 ............................................................ 68
Gambar 4.5 (c) Grafik jumlah paket data terhadap end-to-end delay hasil
simulasi skema C dengan receive rate 0,8 ............................................................ 68
Gambar 4.6 (a) Grafik jumlah paket data terhadap throughput hasil simulasi
skema A dengan receive rate 0,8 .......................................................................... 69
Gambar 4.6 (b) Grafik jumlah paket data terhadap throughput hasil simulasi
skema B dengan receive rate 0,8........................................................................... 69
Gambar 4.6 (c) Grafik jumlah paket data terhadap throughput hasil simulasi
skema C dengan receive rate 0,8........................................................................... 69
Gambar 4.7 (a) Perbandingan grafik end-to-end delay jaringan yang memiliki
receive rate 0,95 .................................................................................................... 71
Gambar 4.7 (b) Perbandingan grafik throughput jaringan yang memiliki
receive rate 0,95 .................................................................................................... 71
x
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.8 (a) Perbandingan grafik end-to-end delay jaringan yang memiliki
receive rate 0,9 ...................................................................................................... 75
Gambar 4.8 (b) Perbandingan grafik throughput jaringan yang memiliki receive
rate 0,9................................................................................................................... 75
Gambar 4.9 (a) Perbandingan grafik end-to-end delay jaringan yang memiliki
receive rate 0,8 ...................................................................................................... 79
Gambar 4.9 (b) Perbandingan grafik throughput jaringan yang memiliki receive
rate 0,8................................................................................................................... 79
xi
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1
Frekuensi Operasi dan Data Rate Zigbee [2] ................................. 7
Tabel 2.2
Beberapa nilai path loss exponent � [4] ....................................... 31
Tabel 2.4
Beberapa nilai shadowing deviation �dB [4] ................................ 32
Tabel 3.1
Event pada skema simulasi A dengan receive rate 0,95............... 44
Tabel 3.2
Event pada skema simulasi A dengan receive rate 0,9................. 45
Tabel 3.3
Event pada skema simulasi A dengan receive rate 0,8................. 46
Tabel 3.4
Event pada skema simulasi B dengan receive rate 0,95 ............... 49
Tabel 3.5
Event pada skema simulasi B dengan receive rate 0,9 ................. 50
Tabel 3.6
Event pada skema simulasi B dengan receive rate 0,8 ................. 52
Tabel 3.7
Event pada skema simulasi C dengan receive rate 0,95 ............... 54
Tabel 3.8
Event pada skema simulasi C dengan receive rate 0,9 ................. 55
Tabel 3.9
Event pada skema simulasi C dengan receive rate 0,8 ................. 55
Tabel 4.1
Tabel A hasil simulasi jaringan dengan receive rate 0,95 ............ 64
Tabel 4.2
Tabel A hasil simulasi jaringan dengan receive rate 0,9 .............. 67
Tabel 4.3
Tabel A hasil simulasi jaringan dengan receive rate 0,8 .............. 70
Tabel 2.3
Perbandingan antara TCP dan UDP [7] ....................................... 35
xii
Universitas Sumatera Utara
SIMULASI DAN ANALISIS KINERJA ZIGBEE PADA JARINGAN
SENSOR WIRELESS
Diajukan untuk memenuhi salah satu persyaratan dalam
menyelesaikan pendidikan sarjana (S-1) pada Departemen Teknik Elektro
Oleh
Michael Kosasih
NIM: 100402043
DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2016
Universitas Sumatera Utara
ABSTRAK
Perkembangan teknologi internet, komunikasi dan informasi yang sangat
pesat membuka jalan bagi generasi baru sensor. Kemajuan di bidang desain,
bahan dan konsep membuat sensor generasi baru harus memiliki kriteria-kriteria
unggul seperti kecil, ringan, portable, murah, daya tahan lama, akurat, dapat
beroperasi pada kondisi ekstrim dan sebagainya. Akibatnya sensor generasi baru
tidak hanya mengalami kemajuan dari segi sains dan teknik, tetapi juga dari segi
fungsi. Saat ini sensor banyak digunakan dalam aplikasi home automation,
manufaktur dan keamanan.
Data yang diterima oleh sensor perlu diolah lebih lanjut. Sehingga
diperlukan modul komunikasi yang terintegrasi dengan perangkat sensor. Zigbee
menyediakan modul komunikasi yang menggunakan metode nirkabel dan dapat
diintegrasikan ke perangkat sensor yang sesuai. Zigbee mengimplementasikan
lapisan Physical (PHY) dan Media Access Control (MAC) 802.15.4 yang dikenal
WSN (Wireless Sensor Network).
Pada tugas akhir ini, jaringan sensor wireless yang menggunakan Zigbee
akan disimulasikan dengan program Network Simulator 2 (NS-2). Hasil simulasi
kemudian dianalisis dan dipelajari untuk mengetahui bagaimana kinerja Zigbee
pada jaringan sensor wireless.
Kata kunci: 802.15.4, Zigbee, Network Simulator 2
i
Universitas Sumatera Utara
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis ucapkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas
Berkah dan Rahmat-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir yang
berjudul:
“SIMULASI DAN ANALISIS KINERJA ZIGBEE PADA JARINGAN
SENSOR WIRELESS”
Tugas Akhir ini merupakan bagian dari kurikulum yang harus diselesaikan
untuk memenuhi persyaratan menyelesaikan pendidikan Sarjana Strata Satu (S-1)
di Departemen Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
Selama penulis menjalani pendidikan di kampus hingga diselesaikannya
Tugas Akhir ini, penulis banyak menerima bantuan, bimbingan serta dukungan
dari berbagai pihak. Pada kesempatan ini penulis ingin menyampaikan
terimakasih yang tulus dan sebesar-besarnya kepada:
1.
Bapak Soeharwinto, S.T., M.T. sebagai Dosen Pembimbing Tugas Akhir
penulis yang selalu bersedia memberikan bantuan yang sangat dibutuhkan oleh
penulis dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini.
2.
Bapak Ir. Panusur S.M.L. Tobing sebagai Dosen Wali penulis yang
membantu penulis selama menyelesaikan pendidikan di kampus USU.
3.
Bapak Ir. Surya Tarmizi Kasim, M.Si. sebagai Ketua Departemen Teknik
Elektro Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
4.
Bapak Rahmad Fauzi, S.T., M.T. sebagai Sekretaris Departemen Teknik
Elektro Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
ii
Universitas Sumatera Utara
5.
Bapak Ir. T. Ahri Bahriun, M.Sc. dan Bapak Ir. Kasmir Tanjung sebagai
dosen penguji Tugas Akhir, atas masukan dan bantuannya dalam penyempurnaan
Tugas Akhir ini.
6.
Seluruh Staf Pengajar dan Pegawai Departemen Teknik Elektro FT-USU.
7.
Kedua orang tua penulis atas semangat dan doanya kepada penulis dengan
segala pengorbanan dan kasih sayang yang tidak ternilai.
8.
Teman- teman stambuk 2010 atas dukungan, doa dan suka duka selama di
bangku perkuliahan.
9.
Seluruh senior dan junior di Departemen Teknik Elektro, atas dukungan
dan bantuan yang diberikan kepada penulis.
10.
Semua orang yang pernah mengisi setiap detik waktu yang telah dilalui
bersama penulis yang tidak dapat disebutkan satu per satu. Tanpa mereka,
pengalaman penulis tidaklah lengkap.
Penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini masih banyak kekurangannya.
Kritik dan saran dari pembaca untuk menyempurnakan Tugas Akhir ini sangat
penulis harapkan.
Akhir kata semoga Tugas Akhir ini dapat bermanfaat bagi kita semua.
Terimakasih.
Medan, September 2015
Penulis
Michael Kosasih
iii
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
ABSTRAK ............................................................................................................... i
KATA PENGANTAR ........................................................................................... ii
DAFTAR ISI ......................................................................................................... iv
DAFTAR GAMBAR .......................................................................................... viii
DAFTAR TABEL ................................................................................................ xii
BAB I ..................................................................................................................... 1
1.1
Latar Belakang ........................................................................................... 1
1.2
Perumusan Masalah ................................................................................... 1
1.3
Tujuan Penulisan ........................................................................................ 1
1.4
Batasan Masalah......................................................................................... 2
1.5
Metodologi Penelitian................................................................................. 2
1.6
Sistematika Penulisan ................................................................................ 3
BAB II ..................................................................................................................... 4
2.1
2.1.1
2.2
Jaringan Sensor Wireless ........................................................................... 4
Aplikasi Jaringan Sensor Wireless ......................................................... 4
Zigbee ........................................................................................................... 5
2.2.1
Hubungan Zigbee dengan IEEE 802.15.4 .............................................. 6
2.2.2
Frekuensi Operasi dan Data Rate Zigbee .............................................. 7
2.2.3
Tipe dan Fungsi Device ........................................................................... 8
2.2.4
Topologi Jaringan pada Zigbee .............................................................. 9
2.2.5
Layer pada Zigbee .................................................................................. 12
iv
Universitas Sumatera Utara
PHY Layer ......................................................................................... 12
Struktur Umum Paket PHY ............................................................ 12
MAC Layer......................................................................................... 13
Struktur MAC Frame ....................................................................... 14
NWK Layer ........................................................................................ 17
APL Layer .......................................................................................... 17
Security Services ................................................................................ 18
2.3
NS-2............................................................................................................ 19
2.3.1
Pemodelan IEEE 802.15.4 ke dalam NS-2 .......................................... 20
2.3.2
Parameter-parameter Sistem ............................................................... 29
Model Propagasi Radio .................................................................... 29
Network Interface .............................................................................. 32
Receiving Threshold .......................................................................... 32
Receive Rate ....................................................................................... 32
Antena................................................................................................ 33
Interface Queue ................................................................................. 34
Link Layer (LL) ................................................................................. 34
Protokol Routing ............................................................................... 35
Internet Protocol (IP) Traffic ........................................................... 35
Parameter Dasar............................................................................... 36
2.3.4
Parameter-parameter Simulasi ............................................................ 36
End-to-end Delay ............................................................................... 36
Throughput ........................................................................................ 37
v
Universitas Sumatera Utara
Packet Loss ........................................................................................ 37
BAB III ................................................................................................................. 38
3.1
Spesifikasi Sistem ..................................................................................... 38
3.2
Perancangan Skema Simulasi.................................................................. 39
3.2.1
Skema Simulasi A ................................................................................. 42
3.2.2
Skema Simulasi B .................................................................................. 47
3.2.3
Skema Simulasi C .................................................................................. 53
3.3
Flowchart ................................................................................................... 56
BAB IV ................................................................................................................. 61
4.1
Hasil Simulasi ................................................................................................... 61
4.1.1
Skema simulasi A dengan receive rate 0,95 ......................................... 62
4.1.2
Skema simulasi B dengan receive rate 0,9 ........................................... 65
4.1.3
Skema simulasi C dengan receive rate 0,8 ........................................... 68
4.2
4.2.1
Analisa Hasil Simulasi.............................................................................. 71
End-to-end Delay dan Throughput Jaringan yang memiliki receive
rate 0,95................................................................................................................. 71
4.2.2
End-to-end Delay dan Throughput Jaringan yang memiliki receive
rate 0,9 .................................................................................................................. 75
4.2.3
End-to-end Delay dan Throughput Jaringan yang memiliki receive
rate 0,8 .................................................................................................................. 79
BAB V ................................................................................................................... 82
5.1
Kesimpulan ............................................................................................... 82
5.2
Saran .......................................................................................................... 82
vi
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR PUSTAKA ......................................................................................... xiii
LAMPIRAN
vii
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1
Zigbee Layers [2] ........................................................................ 6
Gambar 2.2
Tipe dan Fungsi Device dalam IEEE 802.15.4 [2] ..................... 9
Gambar 2.3
Topologi Jaringan Star [2] ........................................................ 10
Gambar 2.4
Topologi Jaringan Mesh [2] ...................................................... 10
Gambar 2.5
Topologi Jaringan Tree [2] ....................................................... 11
Gambar 2.6
Struktur Umum Paket PHY [2] ................................................. 12
Gambar 2.7
Struktur MAC Beacon Frame [2] .............................................. 15
Gambar 2.8
Struktur MAC Data Frame [2] .................................................. 16
Gambar 2.9
Struktur MAC Acknowledgement Frame [2]............................. 16
Gambar 2.10
Struktur MAC Command Frame [2] ......................................... 17
Gambar 3.1
Skema simulasi A ..................................................................... 42
Gambar 3.2
Nilai receiving threshold pada model propagasi shadowing
dengan receive rate 0,95 pada jarak 1500 m ......................................................... 44
Gambar 3.3
Nilai receiving threshold pada model propagasi shadowing
dengan receive rate 0,9 pada jarak 1500 m ........................................................... 45
Gambar 3.4
Nilai receiving threshold pada model propagasi shadowing
dengan receive rate 0,8 pada jarak 1500 m ........................................................... 46
Gambar 3.5
Skema simulasi B ...................................................................... 47
Gambar 3.6
Nilai receiving threshold pada model propagasi shadowing
dengan receive rate 0,95 pada jarak 1000 m ......................................................... 49
Gambar 3.7
Nilai receiving threshold pada model propagasi shadowing
dengan receive rate 0,9 pada jarak 1000 m ........................................................... 50
viii
Universitas Sumatera Utara
Gambar 3.8
Nilai receiving threshold pada model propagasi shadowing
dengan receive rate 0,8 pada jarak 1000 m ........................................................... 51
Gambar 3.9
Skema simulasi C ...................................................................... 53
Gambar 3.10
Flowchart proses simulasi Zigbee ............................................ 56
Gambar 4.1 (a) Grafik jumlah paket data terhadap end-to-end delay hasil
simulasi skema A dengan receive rate 0,95 .......................................................... 62
Gambar 4.1 (b) Grafik jumlah paket data terhadap end-to-end delay hasil
simulasi skema B dengan receive rate 0,95 .......................................................... 62
Gambar 4.1 (c) Grafik jumlah paket data terhadap end-to-end delay hasil
simulasi skema C dengan receive rate 0,95 .......................................................... 62
Gambar 4.2 (a) Grafik jumlah paket data terhadap throughput hasil simulasi
skema A dengan receive rate 0,95 ........................................................................ 63
Gambar 4.2 (b) Grafik jumlah paket data terhadap throughput hasil simulasi
skema B dengan receive rate 0,95......................................................................... 63
Gambar 4.2 (c) Grafik jumlah paket data terhadap throughput hasil simulasi
skema C dengan receive rate 0,95......................................................................... 63
Gambar 4.3 (a) Grafik jumlah paket data terhadap end-to-end delay hasil
simulasi skema A dengan receive rate 0,9 ............................................................ 65
Gambar 4.3 (b) Grafik jumlah paket data terhadap end-to-end delay hasil
simulasi skema B dengan receive rate 0,9 ............................................................ 65
Gambar 4.3 (c) Grafik jumlah paket data terhadap end-to-end delay hasil
simulasi skema C dengan receive rate 0,9 ............................................................ 65
ix
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.4 (a) Grafik jumlah paket data terhadap throughput hasil simulasi
skema A dengan receive rate 0,9 .......................................................................... 66
Gambar 4.4 (b) Grafik jumlah paket data terhadap throughput hasil simulasi
skema B dengan receive rate 0,9........................................................................... 66
Gambar 4.4 (c) Grafik jumlah paket data terhadap throughput hasil simulasi
skema C dengan receive rate 0,9........................................................................... 66
Gambar 4.5 (a) Grafik jumlah paket data terhadap end-to-end delay hasil
simulasi skema A dengan receive rate 0,8 ............................................................ 68
Gambar 4.5 (b) Grafik jumlah paket data terhadap end-to-end delay hasil
simulasi skema B dengan receive rate 0,8 ............................................................ 68
Gambar 4.5 (c) Grafik jumlah paket data terhadap end-to-end delay hasil
simulasi skema C dengan receive rate 0,8 ............................................................ 68
Gambar 4.6 (a) Grafik jumlah paket data terhadap throughput hasil simulasi
skema A dengan receive rate 0,8 .......................................................................... 69
Gambar 4.6 (b) Grafik jumlah paket data terhadap throughput hasil simulasi
skema B dengan receive rate 0,8........................................................................... 69
Gambar 4.6 (c) Grafik jumlah paket data terhadap throughput hasil simulasi
skema C dengan receive rate 0,8........................................................................... 69
Gambar 4.7 (a) Perbandingan grafik end-to-end delay jaringan yang memiliki
receive rate 0,95 .................................................................................................... 71
Gambar 4.7 (b) Perbandingan grafik throughput jaringan yang memiliki
receive rate 0,95 .................................................................................................... 71
x
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.8 (a) Perbandingan grafik end-to-end delay jaringan yang memiliki
receive rate 0,9 ...................................................................................................... 75
Gambar 4.8 (b) Perbandingan grafik throughput jaringan yang memiliki receive
rate 0,9................................................................................................................... 75
Gambar 4.9 (a) Perbandingan grafik end-to-end delay jaringan yang memiliki
receive rate 0,8 ...................................................................................................... 79
Gambar 4.9 (b) Perbandingan grafik throughput jaringan yang memiliki receive
rate 0,8................................................................................................................... 79
xi
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1
Frekuensi Operasi dan Data Rate Zigbee [2] ................................. 7
Tabel 2.2
Beberapa nilai path loss exponent � [4] ....................................... 31
Tabel 2.4
Beberapa nilai shadowing deviation �dB [4] ................................ 32
Tabel 3.1
Event pada skema simulasi A dengan receive rate 0,95............... 44
Tabel 3.2
Event pada skema simulasi A dengan receive rate 0,9................. 45
Tabel 3.3
Event pada skema simulasi A dengan receive rate 0,8................. 46
Tabel 3.4
Event pada skema simulasi B dengan receive rate 0,95 ............... 49
Tabel 3.5
Event pada skema simulasi B dengan receive rate 0,9 ................. 50
Tabel 3.6
Event pada skema simulasi B dengan receive rate 0,8 ................. 52
Tabel 3.7
Event pada skema simulasi C dengan receive rate 0,95 ............... 54
Tabel 3.8
Event pada skema simulasi C dengan receive rate 0,9 ................. 55
Tabel 3.9
Event pada skema simulasi C dengan receive rate 0,8 ................. 55
Tabel 4.1
Tabel A hasil simulasi jaringan dengan receive rate 0,95 ............ 64
Tabel 4.2
Tabel A hasil simulasi jaringan dengan receive rate 0,9 .............. 67
Tabel 4.3
Tabel A hasil simulasi jaringan dengan receive rate 0,8 .............. 70
Tabel 2.3
Perbandingan antara TCP dan UDP [7] ....................................... 35
xii
Universitas Sumatera Utara