TUGAS SISTEL
1. Pada komunikasi seluler yang menggunakan standar gsm diketahui ukuran cluster 7 dan jumlah kanal radio 70 (70x200 khz)
a. Berapa faktor reuse?
b. Hitung jumlah kanal suara persel?
c. Jika replikasi sel 5 x, berapa kapasitas sistem?
d. Jika jarak co-channel 41 km, berapa jari-jari sel?
Jawab
a. Faktor Reuse = 1/K
= 1,43
b. Jumlah Kanal Suara per-sel = BW/50 kHz * 8/Cluster
= (70*200 kHz)/50 kHz * 8/7
= 40
c. Jika replikasi 5x, maka kapasitas sistem = 5 * Jml BW
= 5 * (70*200 kHz)/50 kHz
= 1400 kanal
d. Jika jarak co-channel 41 km, jari-jari sel = (37)^1/2 * R
R = 41/ (37)^1/2
= 8.9 km
2. Jelaskan kelebihan dan kekurangan masing-masing teknologi kabel tembaga, optik, seluler dan siskom satelite
Jawab
a. KABEL TEMBAGA
Kelebihan =
• Harganya murah
• Mudah didapatkan dan mudah dipasang
• Tersedianya jaringan yang luas, khususnya PSTN
Kekurangan =
• Tingkat distorsi yang tinggi
• Rentan terhadap induksi
• Rawan terhadap russaknya sinyal
• Kecepatan transmisi randah
OPTIK
Kelebihan=
- Ekonomis untuk jarak jauh
Dengan kecepatan yang sangat tinggi dan bandwidth yang cukup lebar, maka fiber optik dapat sebagai media yang murah dibandingkan dengan media kabel tembaga atau bahkan wireless.
- Ukurannya yang tergolong kecil
Hanya berupa serat yang terbuat dari bahan optik atau kaca. Ternyata memang benar dugaan Anda. Secara teori ini tidak lebih besar dari sehelai rambut.
- Lebih sedikitnya penurunan kualitas sinyal
Di dalam sistem komunikasi menggunakan fiber optik, sinyal informasi yang lalu-lalang di dalamnya adalah berwujud cahaya. Karena cahaya ini relatif lebih kebal terhadap gangguan dari luar. Tidak banyak faktor yang dapat menimbuklan interferensi terhadap sinyal cahaya tersebut. Cahaya tidak akan terganggu oleh listrik bertegangan tinggi, tidak akan terganggu oleh suhu udara baik panas maupun dingin, dan tidak terganggu oleh frekuensi radio di sekitarnya.
- Daya listrik kecil
Sinyal cahaya yang relatif lebih kebal terhadap gangguan dari luar tidak perlu ditransmisikan dengan daya listrik yang tinggi seperti yang terjadi pada media komunikasi kabel tembaga. Hanya butuh daya yang rendah saja, maka sinyal informasi bisa tiba di tujuan dengan selamat. Bahkan daya listrik tersebut sebenarnya tidak pernah melewati media serat optik tersebut, karena yang membawa informasi tersebut tidak membutuhkan bantuan pulsa-pulsa listrik. Dengan demikian, media ini akan menghemat banyak sekali daya listrik.
- Sinyal digital
Karena tidak ada sinyal listrik yang digunakan untuk membawa data, media fiber optik sangat cocok digunakan dalam sistem digital seperti misalnya komputer. Karena komputerisasi beserta perangkat-perangkatnya banyak mengandalkan logika-logika digital. Media cahaya yang membawa informasipun bukanlah sebuah sinyal analog yang harus melewati proses perubahan sinyal digital menjadi analog dan sebaliknya (ADC/DAC), melainkan adalah sinyal-sinyal digital yang terdiri dari informasi logika 0 dan 1.
Kekurangan=
- Harganya yang cukup mahal jika dibandingkan dengan teknologi kabel tembaga.
- Cukup besarnya investasi yang diperlukan untuk pengadaan sumber daya manusia yang andal, karena tingkat kesulitan implementasi dan deployment fiber optic yang cukup tinggi.
• sistem komunikasi salular
kelebihan=
Pelanggan bebas bergerak secara bebas bergerak di dalam suatu area layanan sambil berkomunikasi tanpa pemutusan hubungan.
Kekurangan=
Pembiayaaan jaringannya cukup mahal - perlu di bangunnya BTS.
area komunikasi terbatas.
• sistem komunikasi satelite
kelebihan=
Keuntungan sistem ini adalah sistem komunikasi bergerak adalah kemampuan untuk menangani komunikasi dalam kondisi bergerak dan tidak memerlukan dibangunnya base station.
area yang di cakup sangat luas.
Kekurangan=
peluncuran suatu satelite sangatlah mahal.
3. Jelaskan definisi dan manfaat Link Budget! (Carilah contoh link budget untuk akses tembaga/radio/satelit (pilih satu) jelaskan maknanya !
jawab
Link budget merupakan pehitungan sederhana yang melibatkan gain dan loss. Tujuannya untuk menjaga keseimbangan gain dan loss guna mencapai SNR yang diinginkan di receiver.
Persamaan uplink :
Lpu = Pm + Gm – Lm + Gb+ Gd – Sb – Ld – Lj
Persamaan downlink :
Lpd = Pb + Gb + Gm – Sm – Ld – Lj – Ltf
Keterangan :
- Lpu : maksimum pathloss arah uplink ( dB )
- Pm : EIRP transmitter pada mobile station ( dBm )
- Gd : gain diversiti BTS ( dB )
- Sb : Sensitivitas receiver BTS ( dBm )
- Lpd : maksimum pathloss arah downlink ( dB )
- Pb : power base station ( dBm )
- Ltf : loss filter transmitter base station ( dB )
- Lj : loss jumper ( dB )
- Ld : loss duplekser ( dB )
- Gb : gain antena base station ( dBi )
- Sm : sensitivitas mobile station receiver ( dBm )
Contoh link budget sederhana:
Parameter Simbol Unit Uplink Downlink
Frekuensi f MHz 1900 1900
MS TX Power Pm dBm 30
MS RX Sensitivity Sm dBm -101
MS Antenna Gain Gm dBi 2 2
MS Feeder Loss Lm dB 0 0
BS TX Power Pb dBm 47
BS RX Sensitivity Sb dBm -107
BS Antenna Gain Gb dBi 20 20
BS Diversity Gain Gd dB 3.5
BS Duplexer Loss Ld dB 0.8 0.8
BSJumper/Connector Loss Lj dB 0.9 0.9
BS TX Filter Loss Ltf dB 2.3
Product Path Loss Lp dB 161.0 166.2
Total Link Budget
Untuk daerah yang berbeda, maka hasil yang diperoleh juga berbeda.
Jumat, 12 Juni 2009
Kamis, 28 Mei 2009
APLIKASI WIRELESS SENSOR NETWORK ( CROSS LAYER)
Cross-layer merupakan hal yang relatif tua bagi dunia penelitian dan industri, sebagai tandanya adalah cross-layer banyak dijumpai di dunia telecommunication engineering yang menjadi luar biasa perkembangannya dengan teknologi wireless. Demikain juga data networks yang menjadi luar biasa perkembangannya dengan standard internet. Namun, cross-layer masih sangat muda di dunia pendidikan, bahkan masih sangat jarang atau bahkan mungkin belum pernah ada suatu mata kuliah di indonesia yang khusus membahasnya.
Cross-layer issues ini muncul karena perlunya pertimbangan beberapa layer (misalnya layer 7 osi) untuk disolusikan. Misalnya ketika pekerjaan network coding pada suatu ad hoc wireless yang ternyata perlu mempertimbangkan physical layer (termasuk juga data link layer) yang ada, mengingat keterbatasan physical layer, seperti keterbatasan power, transfer rate, yang juga akan mempengaruhi performansi pada network layer. Sehingga diharapkan optimalisasi pada physical layer dapat memberikan optimalisasi pada network layer.
Perkembangan ad hoc network dan sensor network di bidang wireless ini telah mengakibatkan berbagai bentuk wireless communications yang beragam, yang mendorong semakin perlunya pembahasan cross-layer. Berbagai bentuk wireless communications dapat digambarkan sebagai berikut.
Gambar 1. Berbagai bentuk wireless communications
Dari sisi computer engineering, cross-layer menjadi sangat menarik karena computer engineer pada akhirnya dapat memandang physical layer bukan sekedar media transmit & receive saja, tetapi ternyata harus `disentuh` untuk dapat memberikan optimalisasi pada layer-layer di atasnya. Sementara dari sisi telecommunication engineering cross-layer menjadi sangat menarik karena telecommunication engineer pada akhirnya dapat memandang optimalisasi physical layer dan network layer terjadi saling terkait satu sama lain sehingga optimalisasi dapat diciptakan melalui pertimbangan layer-layer tersebut.
Prof. Anthony ephremides seorang ieee distinguished lecturer dari university of maryland pernah memberikan perkuliahan di jakarta pada akhir bulan desember 2007 mengenai cross layering issues in wireless network. Prof. Ephremides menekankan bahwa cross-layer sama sekali bukan ditujukan untuk mengeliminasi suatu layer, namun untuk mempertimbangkan eksistensi dan optimalisasi antar layer ketika diperlukan pekerjaan peformansi di satu layer. Analogi cross-layer adalah seperti memancing ikan, di mana ada beberapa hal penting di situ, yaitu;
• Must capture interactions, yang memiliki analogi dengan uncovering the "hooks"
• Must exploit them, yang memiliki analogi dengan catching the "fish"
• Must illuminate the "dark side" of networking, untuk menghindari avoiding kumar`s legendary spaghetti, dimana masalah menjadi sangat rumit dan tidak bisa terpecahkan.
Dorongan wireless dan internet
Pembahasan cross-layer ini sangat penting di dunia wireless yang mempunyai kemampuan mobilitas dan dukungan terhadap internet. Kemampuan mobilitas menjadi hal penting bagi cross-layer karena adanya keterbatasan power yang harus disediakan oleh perangkat wireless yang juga harus tetap bisa menjamin layanan. Perangkat yang mobile ini harus mempertimbangkan user interface, communication interface, dan sekaligus built-in resources, yang digambarkan sebagai berikut;
Gambar 2. Keberadaan terminal mobile
Dukungan terhadap internet menjadi hal penting bagi cross-layer karena internet sudah menjadi suatu standar teknologi dan layanan yang harus disediakan oleh operator bagi masyarakat. Internet ini menjadi dasar dalam jaringan 4g kedepan seperti yang digambarkan berikut ini;
Gambar 3. Keberadaan ip network pada 4g
Untuk menjawab tuntutan perkembangan wireless dan internet inilah maka cross-layer protocol design memerlukan keahlian inter-discipline pada communications, signal processing, serta network theory and design.
Model
Perkembangan dunia wireless dan internet di atas menuntut suatu kemampuan engineering untuk dapat menyelesaikan beberapa kompleksitas yang terjadi, misalnya:
• Information transfer rate meningkat sesuai dengan menurunnya jumlah simultaneous links yang terjadi. Dengan demikian effective rate bisa terjadi dengan mereduksi setiap link yang harus diaktifasi pada suatu waktu tertentu. Sedangkan di dunia telekomunikasi pada umumnya maupun di dunia wireless pada khususnya, technical complexity akan semakin meningkat untuk memberikan information transfer rate yang semakin tinggi dan menyediakan jumlah simultaneous links yang semakin banyak.
• Transfer informasi atau telekomunikasi cenderung semakin berharga pada jarak yang semakin jauh. Secara ekstrim kedua individu tidak akan terlalu direpotkan dengan pertukaran informasi ketika duduk tepat bersebelahan karena kondisi yang dialami kedua individu tersebut cenderung sama. Sedangkan informasi tentang kondisi dua individu yang saling berjauhan dapat menjadi hal yang berharga untuk saling diketahui. Oleh karena itu, dalam dunia telekomunikasi pada umumnya maupun di dunia wireless pada khususnya, technical complexity akan makin meningkat seiring dengan semakin jauhnya pengiriman informasi.
Pada dua contoh kompleksitas di atas, kemampuan transmisi data yang harus dijawab di sini haruslah menyinggung physical layer. Untuk itu, cross-layer design dibutuhkan untuk meningkatkan kemampuan transmisi data. Peningkatan kemampuan ini dapat dicapai melalui optimasi beberapa parameter bersama yang ada pada berbagai layers daripada memberlakukannya secara terpisah-pisah di setiap layer. Melalui cross-layer protocol design inilah dimungkinkan adanya komunikasi antara non-adjacent layers sebagai suatu extension dari model yang ada sebelumnya, yaitu osi model, yang digambarkan sebagai sebagai berikut.
Gambar 4. Cross-layer model
Arsitektur
Cross-layer design mempertimbangkan berbagai layers dari protocol stack secara bersama-sama, baik sebagai sebuah joint design maupun untuk information exchange antara layers. Mengingat pada suatu proses desain seperti halnya cross-layer design mengandung suatu state of the art, maka pada arsitektur cross-layered terdapat beberapa model, antara lain;
Tabel 1. Aristektur cross-layer
Beberapa model tersebut dapat digambarkan sebagai berikut;
Gambar 5. Model mobileman
Gambar 6. Model crosstalk
Cross-layer di dunia telecommunication engineering menjadi luar biasa perkembangannya dengan teknologi wireless. Dmeikian juga data networks yang menjadi luar biasa perkembangannya dengan standard internet. Issues ini muncul karena perlunya pertimbangan beberapa layer (misalnya layer 7 osi) untuk saling dipertimbangkan secara bersama-sama untuk disolusikan. Pada pekerjaan network coding untuk suatu ad hoc wireless misalnya, diperlukan pertimbangan physical layer (termasuk juga data link layer) yang ada, mengingat keterbatasan physical layer, seperti keterbatasan power, transfer rate, yang juga akan mempengaruhi performansi pada network layer. Sehingga optimalisasi pada physical layer dapat memberikan optimalisasi pada network layer dan problem semacam inilah yang menjadi titik perhatian pada cross-layer. Melalui cross-layer protocol design dimungkinkan adanya komunikasi antara non-adjacent layers sebagai suatu extension dari model yang ada sebelumnya, yaitu osi model.
Referensi : Telkom
Cross-layer issues ini muncul karena perlunya pertimbangan beberapa layer (misalnya layer 7 osi) untuk disolusikan. Misalnya ketika pekerjaan network coding pada suatu ad hoc wireless yang ternyata perlu mempertimbangkan physical layer (termasuk juga data link layer) yang ada, mengingat keterbatasan physical layer, seperti keterbatasan power, transfer rate, yang juga akan mempengaruhi performansi pada network layer. Sehingga diharapkan optimalisasi pada physical layer dapat memberikan optimalisasi pada network layer.
Perkembangan ad hoc network dan sensor network di bidang wireless ini telah mengakibatkan berbagai bentuk wireless communications yang beragam, yang mendorong semakin perlunya pembahasan cross-layer. Berbagai bentuk wireless communications dapat digambarkan sebagai berikut.
Gambar 1. Berbagai bentuk wireless communications
Dari sisi computer engineering, cross-layer menjadi sangat menarik karena computer engineer pada akhirnya dapat memandang physical layer bukan sekedar media transmit & receive saja, tetapi ternyata harus `disentuh` untuk dapat memberikan optimalisasi pada layer-layer di atasnya. Sementara dari sisi telecommunication engineering cross-layer menjadi sangat menarik karena telecommunication engineer pada akhirnya dapat memandang optimalisasi physical layer dan network layer terjadi saling terkait satu sama lain sehingga optimalisasi dapat diciptakan melalui pertimbangan layer-layer tersebut.
Prof. Anthony ephremides seorang ieee distinguished lecturer dari university of maryland pernah memberikan perkuliahan di jakarta pada akhir bulan desember 2007 mengenai cross layering issues in wireless network. Prof. Ephremides menekankan bahwa cross-layer sama sekali bukan ditujukan untuk mengeliminasi suatu layer, namun untuk mempertimbangkan eksistensi dan optimalisasi antar layer ketika diperlukan pekerjaan peformansi di satu layer. Analogi cross-layer adalah seperti memancing ikan, di mana ada beberapa hal penting di situ, yaitu;
• Must capture interactions, yang memiliki analogi dengan uncovering the "hooks"
• Must exploit them, yang memiliki analogi dengan catching the "fish"
• Must illuminate the "dark side" of networking, untuk menghindari avoiding kumar`s legendary spaghetti, dimana masalah menjadi sangat rumit dan tidak bisa terpecahkan.
Dorongan wireless dan internet
Pembahasan cross-layer ini sangat penting di dunia wireless yang mempunyai kemampuan mobilitas dan dukungan terhadap internet. Kemampuan mobilitas menjadi hal penting bagi cross-layer karena adanya keterbatasan power yang harus disediakan oleh perangkat wireless yang juga harus tetap bisa menjamin layanan. Perangkat yang mobile ini harus mempertimbangkan user interface, communication interface, dan sekaligus built-in resources, yang digambarkan sebagai berikut;
Gambar 2. Keberadaan terminal mobile
Dukungan terhadap internet menjadi hal penting bagi cross-layer karena internet sudah menjadi suatu standar teknologi dan layanan yang harus disediakan oleh operator bagi masyarakat. Internet ini menjadi dasar dalam jaringan 4g kedepan seperti yang digambarkan berikut ini;
Gambar 3. Keberadaan ip network pada 4g
Untuk menjawab tuntutan perkembangan wireless dan internet inilah maka cross-layer protocol design memerlukan keahlian inter-discipline pada communications, signal processing, serta network theory and design.
Model
Perkembangan dunia wireless dan internet di atas menuntut suatu kemampuan engineering untuk dapat menyelesaikan beberapa kompleksitas yang terjadi, misalnya:
• Information transfer rate meningkat sesuai dengan menurunnya jumlah simultaneous links yang terjadi. Dengan demikian effective rate bisa terjadi dengan mereduksi setiap link yang harus diaktifasi pada suatu waktu tertentu. Sedangkan di dunia telekomunikasi pada umumnya maupun di dunia wireless pada khususnya, technical complexity akan semakin meningkat untuk memberikan information transfer rate yang semakin tinggi dan menyediakan jumlah simultaneous links yang semakin banyak.
• Transfer informasi atau telekomunikasi cenderung semakin berharga pada jarak yang semakin jauh. Secara ekstrim kedua individu tidak akan terlalu direpotkan dengan pertukaran informasi ketika duduk tepat bersebelahan karena kondisi yang dialami kedua individu tersebut cenderung sama. Sedangkan informasi tentang kondisi dua individu yang saling berjauhan dapat menjadi hal yang berharga untuk saling diketahui. Oleh karena itu, dalam dunia telekomunikasi pada umumnya maupun di dunia wireless pada khususnya, technical complexity akan makin meningkat seiring dengan semakin jauhnya pengiriman informasi.
Pada dua contoh kompleksitas di atas, kemampuan transmisi data yang harus dijawab di sini haruslah menyinggung physical layer. Untuk itu, cross-layer design dibutuhkan untuk meningkatkan kemampuan transmisi data. Peningkatan kemampuan ini dapat dicapai melalui optimasi beberapa parameter bersama yang ada pada berbagai layers daripada memberlakukannya secara terpisah-pisah di setiap layer. Melalui cross-layer protocol design inilah dimungkinkan adanya komunikasi antara non-adjacent layers sebagai suatu extension dari model yang ada sebelumnya, yaitu osi model, yang digambarkan sebagai sebagai berikut.
Gambar 4. Cross-layer model
Arsitektur
Cross-layer design mempertimbangkan berbagai layers dari protocol stack secara bersama-sama, baik sebagai sebuah joint design maupun untuk information exchange antara layers. Mengingat pada suatu proses desain seperti halnya cross-layer design mengandung suatu state of the art, maka pada arsitektur cross-layered terdapat beberapa model, antara lain;
Tabel 1. Aristektur cross-layer
Beberapa model tersebut dapat digambarkan sebagai berikut;
Gambar 5. Model mobileman
Gambar 6. Model crosstalk
Cross-layer di dunia telecommunication engineering menjadi luar biasa perkembangannya dengan teknologi wireless. Dmeikian juga data networks yang menjadi luar biasa perkembangannya dengan standard internet. Issues ini muncul karena perlunya pertimbangan beberapa layer (misalnya layer 7 osi) untuk saling dipertimbangkan secara bersama-sama untuk disolusikan. Pada pekerjaan network coding untuk suatu ad hoc wireless misalnya, diperlukan pertimbangan physical layer (termasuk juga data link layer) yang ada, mengingat keterbatasan physical layer, seperti keterbatasan power, transfer rate, yang juga akan mempengaruhi performansi pada network layer. Sehingga optimalisasi pada physical layer dapat memberikan optimalisasi pada network layer dan problem semacam inilah yang menjadi titik perhatian pada cross-layer. Melalui cross-layer protocol design dimungkinkan adanya komunikasi antara non-adjacent layers sebagai suatu extension dari model yang ada sebelumnya, yaitu osi model.
Referensi : Telkom
Cross-layer merupakan hal yang relatif tua bagi dunia penelitian dan industri, sebagai tandanya adalah cross-layer banyak dijumpai di dunia telecommunication engineering yang menjadi luar biasa perkembangannya dengan teknologi wireless. Demikain juga data networks yang menjadi luar biasa perkembangannya dengan standard internet. Namun, cross-layer masih sangat muda di dunia pendidikan, bahkan masih sangat jarang atau bahkan mungkin belum pernah ada suatu mata kuliah di indonesia yang khusus membahasnya.
Cross-layer issues ini muncul karena perlunya pertimbangan beberapa layer (misalnya layer 7 osi) untuk disolusikan. Misalnya ketika pekerjaan network coding pada suatu ad hoc wireless yang ternyata perlu mempertimbangkan physical layer (termasuk juga data link layer) yang ada, mengingat keterbatasan physical layer, seperti keterbatasan power, transfer rate, yang juga akan mempengaruhi performansi pada network layer. Sehingga diharapkan optimalisasi pada physical layer dapat memberikan optimalisasi pada network layer.
Perkembangan ad hoc network dan sensor network di bidang wireless ini telah mengakibatkan berbagai bentuk wireless communications yang beragam, yang mendorong semakin perlunya pembahasan cross-layer. Berbagai bentuk wireless communications dapat digambarkan sebagai berikut.
Gambar 1. Berbagai bentuk wireless communications
Dari sisi computer engineering, cross-layer menjadi sangat menarik karena computer engineer pada akhirnya dapat memandang physical layer bukan sekedar media transmit & receive saja, tetapi ternyata harus `disentuh` untuk dapat memberikan optimalisasi pada layer-layer di atasnya. Sementara dari sisi telecommunication engineering cross-layer menjadi sangat menarik karena telecommunication engineer pada akhirnya dapat memandang optimalisasi physical layer dan network layer terjadi saling terkait satu sama lain sehingga optimalisasi dapat diciptakan melalui pertimbangan layer-layer tersebut.
Prof. Anthony ephremides seorang ieee distinguished lecturer dari university of maryland pernah memberikan perkuliahan di jakarta pada akhir bulan desember 2007 mengenai cross layering issues in wireless network. Prof. Ephremides menekankan bahwa cross-layer sama sekali bukan ditujukan untuk mengeliminasi suatu layer, namun untuk mempertimbangkan eksistensi dan optimalisasi antar layer ketika diperlukan pekerjaan peformansi di satu layer. Analogi cross-layer adalah seperti memancing ikan, di mana ada beberapa hal penting di situ, yaitu;
• Must capture interactions, yang memiliki analogi dengan uncovering the "hooks"
• Must exploit them, yang memiliki analogi dengan catching the "fish"
• Must illuminate the "dark side" of networking, untuk menghindari avoiding kumar`s legendary spaghetti, dimana masalah menjadi sangat rumit dan tidak bisa terpecahkan.
Dorongan wireless dan internet
Pembahasan cross-layer ini sangat penting di dunia wireless yang mempunyai kemampuan mobilitas dan dukungan terhadap internet. Kemampuan mobilitas menjadi hal penting bagi cross-layer karena adanya keterbatasan power yang harus disediakan oleh perangkat wireless yang juga harus tetap bisa menjamin layanan. Perangkat yang mobile ini harus mempertimbangkan user interface, communication interface, dan sekaligus built-in resources, yang digambarkan sebagai berikut;
Gambar 2. Keberadaan terminal mobile
Dukungan terhadap internet menjadi hal penting bagi cross-layer karena internet sudah menjadi suatu standar teknologi dan layanan yang harus disediakan oleh operator bagi masyarakat. Internet ini menjadi dasar dalam jaringan 4g kedepan seperti yang digambarkan berikut ini;
Gambar 3. Keberadaan ip network pada 4g
Untuk menjawab tuntutan perkembangan wireless dan internet inilah maka cross-layer protocol design memerlukan keahlian inter-discipline pada communications, signal processing, serta network theory and design.
Model
Perkembangan dunia wireless dan internet di atas menuntut suatu kemampuan engineering untuk dapat menyelesaikan beberapa kompleksitas yang terjadi, misalnya:
• Information transfer rate meningkat sesuai dengan menurunnya jumlah simultaneous links yang terjadi. Dengan demikian effective rate bisa terjadi dengan mereduksi setiap link yang harus diaktifasi pada suatu waktu tertentu. Sedangkan di dunia telekomunikasi pada umumnya maupun di dunia wireless pada khususnya, technical complexity akan semakin meningkat untuk memberikan information transfer rate yang semakin tinggi dan menyediakan jumlah simultaneous links yang semakin banyak.
• Transfer informasi atau telekomunikasi cenderung semakin berharga pada jarak yang semakin jauh. Secara ekstrim kedua individu tidak akan terlalu direpotkan dengan pertukaran informasi ketika duduk tepat bersebelahan karena kondisi yang dialami kedua individu tersebut cenderung sama. Sedangkan informasi tentang kondisi dua individu yang saling berjauhan dapat menjadi hal yang berharga untuk saling diketahui. Oleh karena itu, dalam dunia telekomunikasi pada umumnya maupun di dunia wireless pada khususnya, technical complexity akan makin meningkat seiring dengan semakin jauhnya pengiriman informasi.
Pada dua contoh kompleksitas di atas, kemampuan transmisi data yang harus dijawab di sini haruslah menyinggung physical layer. Untuk itu, cross-layer design dibutuhkan untuk meningkatkan kemampuan transmisi data. Peningkatan kemampuan ini dapat dicapai melalui optimasi beberapa parameter bersama yang ada pada berbagai layers daripada memberlakukannya secara terpisah-pisah di setiap layer. Melalui cross-layer protocol design inilah dimungkinkan adanya komunikasi antara non-adjacent layers sebagai suatu extension dari model yang ada sebelumnya, yaitu osi model, yang digambarkan sebagai sebagai berikut.
Gambar 4. Cross-layer model
Arsitektur
Cross-layer design mempertimbangkan berbagai layers dari protocol stack secara bersama-sama, baik sebagai sebuah joint design maupun untuk information exchange antara layers. Mengingat pada suatu proses desain seperti halnya cross-layer design mengandung suatu state of the art, maka pada arsitektur cross-layered terdapat beberapa model, antara lain;
Tabel 1. Aristektur cross-layer
Beberapa model tersebut dapat digambarkan sebagai berikut;
Gambar 5. Model mobileman
Gambar 6. Model crosstalk
Cross-layer di dunia telecommunication engineering menjadi luar biasa perkembangannya dengan teknologi wireless. Dmeikian juga data networks yang menjadi luar biasa perkembangannya dengan standard internet. Issues ini muncul karena perlunya pertimbangan beberapa layer (misalnya layer 7 osi) untuk saling dipertimbangkan secara bersama-sama untuk disolusikan. Pada pekerjaan network coding untuk suatu ad hoc wireless misalnya, diperlukan pertimbangan physical layer (termasuk juga data link layer) yang ada, mengingat keterbatasan physical layer, seperti keterbatasan power, transfer rate, yang juga akan mempengaruhi performansi pada network layer. Sehingga optimalisasi pada physical layer dapat memberikan optimalisasi pada network layer dan problem semacam inilah yang menjadi titik perhatian pada cross-layer. Melalui cross-layer protocol design dimungkinkan adanya komunikasi antara non-adjacent layers sebagai suatu extension dari model yang ada sebelumnya, yaitu osi model.
Referensi : Telkom
Cross-layer issues ini muncul karena perlunya pertimbangan beberapa layer (misalnya layer 7 osi) untuk disolusikan. Misalnya ketika pekerjaan network coding pada suatu ad hoc wireless yang ternyata perlu mempertimbangkan physical layer (termasuk juga data link layer) yang ada, mengingat keterbatasan physical layer, seperti keterbatasan power, transfer rate, yang juga akan mempengaruhi performansi pada network layer. Sehingga diharapkan optimalisasi pada physical layer dapat memberikan optimalisasi pada network layer.
Perkembangan ad hoc network dan sensor network di bidang wireless ini telah mengakibatkan berbagai bentuk wireless communications yang beragam, yang mendorong semakin perlunya pembahasan cross-layer. Berbagai bentuk wireless communications dapat digambarkan sebagai berikut.
Gambar 1. Berbagai bentuk wireless communications
Dari sisi computer engineering, cross-layer menjadi sangat menarik karena computer engineer pada akhirnya dapat memandang physical layer bukan sekedar media transmit & receive saja, tetapi ternyata harus `disentuh` untuk dapat memberikan optimalisasi pada layer-layer di atasnya. Sementara dari sisi telecommunication engineering cross-layer menjadi sangat menarik karena telecommunication engineer pada akhirnya dapat memandang optimalisasi physical layer dan network layer terjadi saling terkait satu sama lain sehingga optimalisasi dapat diciptakan melalui pertimbangan layer-layer tersebut.
Prof. Anthony ephremides seorang ieee distinguished lecturer dari university of maryland pernah memberikan perkuliahan di jakarta pada akhir bulan desember 2007 mengenai cross layering issues in wireless network. Prof. Ephremides menekankan bahwa cross-layer sama sekali bukan ditujukan untuk mengeliminasi suatu layer, namun untuk mempertimbangkan eksistensi dan optimalisasi antar layer ketika diperlukan pekerjaan peformansi di satu layer. Analogi cross-layer adalah seperti memancing ikan, di mana ada beberapa hal penting di situ, yaitu;
• Must capture interactions, yang memiliki analogi dengan uncovering the "hooks"
• Must exploit them, yang memiliki analogi dengan catching the "fish"
• Must illuminate the "dark side" of networking, untuk menghindari avoiding kumar`s legendary spaghetti, dimana masalah menjadi sangat rumit dan tidak bisa terpecahkan.
Dorongan wireless dan internet
Pembahasan cross-layer ini sangat penting di dunia wireless yang mempunyai kemampuan mobilitas dan dukungan terhadap internet. Kemampuan mobilitas menjadi hal penting bagi cross-layer karena adanya keterbatasan power yang harus disediakan oleh perangkat wireless yang juga harus tetap bisa menjamin layanan. Perangkat yang mobile ini harus mempertimbangkan user interface, communication interface, dan sekaligus built-in resources, yang digambarkan sebagai berikut;
Gambar 2. Keberadaan terminal mobile
Dukungan terhadap internet menjadi hal penting bagi cross-layer karena internet sudah menjadi suatu standar teknologi dan layanan yang harus disediakan oleh operator bagi masyarakat. Internet ini menjadi dasar dalam jaringan 4g kedepan seperti yang digambarkan berikut ini;
Gambar 3. Keberadaan ip network pada 4g
Untuk menjawab tuntutan perkembangan wireless dan internet inilah maka cross-layer protocol design memerlukan keahlian inter-discipline pada communications, signal processing, serta network theory and design.
Model
Perkembangan dunia wireless dan internet di atas menuntut suatu kemampuan engineering untuk dapat menyelesaikan beberapa kompleksitas yang terjadi, misalnya:
• Information transfer rate meningkat sesuai dengan menurunnya jumlah simultaneous links yang terjadi. Dengan demikian effective rate bisa terjadi dengan mereduksi setiap link yang harus diaktifasi pada suatu waktu tertentu. Sedangkan di dunia telekomunikasi pada umumnya maupun di dunia wireless pada khususnya, technical complexity akan semakin meningkat untuk memberikan information transfer rate yang semakin tinggi dan menyediakan jumlah simultaneous links yang semakin banyak.
• Transfer informasi atau telekomunikasi cenderung semakin berharga pada jarak yang semakin jauh. Secara ekstrim kedua individu tidak akan terlalu direpotkan dengan pertukaran informasi ketika duduk tepat bersebelahan karena kondisi yang dialami kedua individu tersebut cenderung sama. Sedangkan informasi tentang kondisi dua individu yang saling berjauhan dapat menjadi hal yang berharga untuk saling diketahui. Oleh karena itu, dalam dunia telekomunikasi pada umumnya maupun di dunia wireless pada khususnya, technical complexity akan makin meningkat seiring dengan semakin jauhnya pengiriman informasi.
Pada dua contoh kompleksitas di atas, kemampuan transmisi data yang harus dijawab di sini haruslah menyinggung physical layer. Untuk itu, cross-layer design dibutuhkan untuk meningkatkan kemampuan transmisi data. Peningkatan kemampuan ini dapat dicapai melalui optimasi beberapa parameter bersama yang ada pada berbagai layers daripada memberlakukannya secara terpisah-pisah di setiap layer. Melalui cross-layer protocol design inilah dimungkinkan adanya komunikasi antara non-adjacent layers sebagai suatu extension dari model yang ada sebelumnya, yaitu osi model, yang digambarkan sebagai sebagai berikut.
Gambar 4. Cross-layer model
Arsitektur
Cross-layer design mempertimbangkan berbagai layers dari protocol stack secara bersama-sama, baik sebagai sebuah joint design maupun untuk information exchange antara layers. Mengingat pada suatu proses desain seperti halnya cross-layer design mengandung suatu state of the art, maka pada arsitektur cross-layered terdapat beberapa model, antara lain;
Tabel 1. Aristektur cross-layer
Beberapa model tersebut dapat digambarkan sebagai berikut;
Gambar 5. Model mobileman
Gambar 6. Model crosstalk
Cross-layer di dunia telecommunication engineering menjadi luar biasa perkembangannya dengan teknologi wireless. Dmeikian juga data networks yang menjadi luar biasa perkembangannya dengan standard internet. Issues ini muncul karena perlunya pertimbangan beberapa layer (misalnya layer 7 osi) untuk saling dipertimbangkan secara bersama-sama untuk disolusikan. Pada pekerjaan network coding untuk suatu ad hoc wireless misalnya, diperlukan pertimbangan physical layer (termasuk juga data link layer) yang ada, mengingat keterbatasan physical layer, seperti keterbatasan power, transfer rate, yang juga akan mempengaruhi performansi pada network layer. Sehingga optimalisasi pada physical layer dapat memberikan optimalisasi pada network layer dan problem semacam inilah yang menjadi titik perhatian pada cross-layer. Melalui cross-layer protocol design dimungkinkan adanya komunikasi antara non-adjacent layers sebagai suatu extension dari model yang ada sebelumnya, yaitu osi model.
Referensi : Telkom
PENGUJIAN DAN IMPLEMENTASI WIRELESS SENSOR NETWORK
Desain Pengujian
Pengujian dilakukan pada 3 buah komputer dengan susunan sbb :
HOST A :
Merupakan Wireless Sensor yang membaca data analog dan mengirimkan data pada HOST B.
HOST B :
Menerima data dari HOST A dan memberikan datanya pada HOST C dengan protokol yang berbeda.
HOST C :
Menerima data dari HOST B dan menuliskannya pada database.
Pemrograman
Beberapa bahasa pemrograman yang digunakan untuk pengujian ini diantaranya adalah Dynamic C dan Perl. Dynamic C digunakan untuk memprogram microcontroller dan Perl digunakan sebagai bahasa pemprograman yang digunakan untuk menerima data dari microcontroller, mengirim data pada concentrator database server dengan protokol SOAP, dan menampilkannya dalam bentuk tampilan grafik. Sementara untuk menerima data dengan protokol SOAP dan menuliskannya pada database, digunakan bahasa pemrograman PHP.
Dynamic C adalah sebuah bahasa pemprograman yang dibuat oleh Rabbit , inc yang khusus digunakan untuk memprogram microcontroller RCM 3700. Dynamic C ini dilengkapi beberapa library dan dilengkapi sebuah IDE (integrated development environment) sehingga coding, debugging, compiling, flashing, dan downloading sebuah microcontroller RCM 3700 dapat dilakukan cukup pada sebuah software saja.
Pada dasarnya, garis besar program yang dibuat adalah sebagai berikut :
1. Menerima data masukkan dari input analog
Kode yang digunakan :
float read_analog_input ()
{
dataRaw = anaIn(inputnum, SINGLE, GAINSET);
return (dataRaw*20/2048) ;
}
2. Secara aktif membuka koneksi soket ke komputer penerima data (tidak harus merupakan sebuah database server)
Kode yang digunakan :
if (!tcp_open(&my_socket, 0, host, port, NULL))
{
printf("Failed to open\n");
return -1 ;
}
else while (!sock_established(&my_socket))
{
if(!tcp_tick(&my_socket))
{
printf("Failed to Establish\n"); break ;
}
}
3. Secara aktif mengirimkan data hasil pembacaan input analog yang telah dikonversi menjadi besaran biner kepada komputer penerima melalui soket TCP/IP yang sama dengan nomor 2.
Kode yang digunakan :
if(sock_established(&my_socket))
{
char * buff;
sprintf(buff,"%d",mesg);
if((sock_write(&my_socket, buff, sizeof(buff)))< 0 )
{
printf("Error Sending Data...");
return -1 ;
}
sock_close(&my_socket);
return 1 ; //return ok
}
4. Menampilkan pesan error ketika pembukaan socket tidak berhasil dilakukan, atau pengiriman data tidak berhasil, atau ketika pembacaan analog input gagal dilakukan.
Perl adalah bahasa scripting yang secara resmi keluar pada tahun 1987. Kode perl tidak perlu dicompile agar bisa dijalankan, itulah mengapa perl disebut bahasa scripting, bukan bahasa pemrograman. Dokumentasi dan informasi mengenai perl dapat diperoleh dari http://www.perl.org/ .
Pada Dasarnya, program perl yang dibuat pada pengujian ini mempunyai garis besar perilaku sbb :
Pada Host Penerima (HOST B) :
1. Secara Pasif membuka dan me-Listen socket TCP/IP pada port tertentu.
Kode yang digunakan :
my $sock = IO::Socket::INET->new(
LocalHost => $host,
LocalPort => $port,
Proto => 'tcp',
Listen =>1,
ReuseAddr => 1
);
2. Secara Pasif menerima input data dari koneksi socket TCP/IP dari komputer pengirim, kemudian mengirimkannya pada database server menggunakan protokol SOAP secara aktif.
Kode yang digunakan :
while(1) {
my $sockAccept = $sock->accept();
while ($pesan = <$sockAccept>)
{
$rrd -> update (temp => $pesan);
# updating database MS SQL melalui web services
my $soapRes = $soap->insertData($pesan);
unless ($soapRes->fault)
{
print "$pesan berhasil ditulis" ;
}
else
{
print join ', ',
$soapRes->faultcode,
$soapRes->faultstring,
$soapRes->faultdetail;
}
}
}
3. Menuliskan data pada sebuah grafik PNG sehingga terlihat grafik besaran suhu vs waktu.
Kode yang digunakan :
while(1) {
$rrd -> graph(
destination => "/var/www/netmon.tf.itb.ac.id",
basename => "temperature",
timestamp => "both",
periods => [qw(hour)],
sources => [qw(temp)],
source_colors => [qw(ff0000)],
source_labels => [("Temperatur")],
source_drawtypes => [qw(AREA)],
line_thickness => 2,
extended_legend => 1,
title => "Water Temperature",
vertical_label => "Kelvin",
interlaced => ""
);
print "graph updated\n";
# wait for 200 seconds
sleep(200);
}
Php adalah bahasa pemrograman web / scripting web yang sangat terkenal. Secara umum, program php yang dibuat mempunyai behaviour sbb :
Pada Host Database server (HOST C) :
1. Secara Pasif menerima input data dari HOST B dengan metode SOAP.
Kode yang digunakan :
require_once('lib/nusoap.php');
$server = new soap_server;
$server->register('insertData');
……..
$HTTP_RAW_POST_DATA = isset($HTTP_RAW_POST_DATA) ? $HTTP_RAW_POST_DATA : '';
$server->service($HTTP_RAW_POST_DATA);
?>
2. Menuliskan data pada database server. Software Database Server yang digunakan adalah MySQL
Kode yang digunakan :
function insertData($temperature)
{
$timeStamp = date('Y-m-d H-i-s');
mysql_connect('localhost','username','password') or die(mysql_error());
mysql_select_db('coba') or die(mysql_error());
mysql_query('INSERT INTO test VALUES ("'.$timeStamp.'","'.$temperature.'")') or die(mysql_error());
return 'berhasil'.$temperature ;
}
Keseluruhan Kode yang dibuat adalah sbb :
Kode Dynamic C yang dibuat :
#define RCM3700_PROTOBOARD
#define TCPCONFIG 9
#use "dcrtcp.lib"
#define ADDRESS "167.205.44.10"
#define PORT "8989"
#define inputnum 0
#define GAINSET GAIN_1
int send_packet(char * mesg)
{
tcp_Socket my_socket ;
word status ;
word port ;
longword host ;
if(!(host=resolve(ADDRESS)))
{
printf("Could not resolve host\n");
return -1;
}
port = atoi (PORT);
sock_init();
if (!tcp_open(&my_socket, 0, host, port, NULL))
{
printf("Failed to open\n");
return -1 ;
}
else while (!sock_established(&my_socket))
{
if(!tcp_tick(&my_socket))
{
printf("Failed to Establish\n"); break ;
}
}
if(sock_established(&my_socket))
{
char * buff;
sprintf(buff,"%d",mesg);
if((sock_write(&my_socket, buff, sizeof(buff)))< 0 )
{
printf("Error Sending Data...");
return -1 ;
}
sock_close(&my_socket);
return 1 ; //return ok
}
}
float read_analog_input ()
{
dataRaw = anaIn(inputnum, SINGLE, GAINSET);
return (dataRaw*20/2048) ;
}
main()
{
float dataInputFlt ;
char [8] dataInputStr ;
while(1)
{
costate
{
dataInputFlt = read_analog_input();
sprintf(dataInputStr,"%d", dataInputFlt);
//send_packet(&dataInputStr);
}
}
}
Kode Perl pada komputer penerima data (HOST B) yang dibuat :
#!/usr/local/bin/perl -w
# program untuk membuat daemon sederhana yang melisten di port 8989
# input program : data stream dari microcontroller
# output program : file rrd
# ditambahkan fungsi untuk mengupdate database melalui webservice
# load required modules
use strict;
use POSIX qw(setsid);
use LWP::Simple;
use RRD::Simple ();
use IO::Socket ;
use SOAP::Lite ;
# set costants
my $host = '167.205.44.10';
my $port = '8989';
my $png = '/var/www/netmon.tf.itb.ac.id';
my $rrdfile = '/var/tmp/temperature.rrd';
my $log = '/var/tmp/coba.log';
my $soap = SOAP::Lite
-> uri('http://netmon.tf.itb.ac.id/coba/server.php')
-> proxy('http://netmon.tf.itb.ac.id/coba/server.php');
# flush the buffer
$| = 1;
# daemonize the program
&daemonize;
# rrd initialization
my $rrd = RRD::Simple->new (file => "$rrdfile");
$rrd -> create ($rrdfile, temp => "GAUGE");
# creating listen socket
my $sock = IO::Socket::INET->new(
LocalHost => $host,
LocalPort => $port,
Proto => 'udp',
Listen =>1,
ReuseAddr => 1
);
die "socket listening failed" unless $sock ;
my $pesan ;
# our daemon process
while(1) {
my $sockAccept = $sock->accept();
while ($pesan = <$sockAccept>)
{
$rrd -> update (temp => $pesan);
# updating database MS SQL melalui web services
my $soapRes = $soap->insertData($pesan);
unless ($soapRes->fault)
{
print "$pesan berhasil ditulis" ;
}
else
{
print join ', ',
$soapRes->faultcode,
$soapRes->faultstring,
$soapRes->faultdetail;
}
}
}
sub daemonize {
chdir "/var/tmp" or die "Can't chdir to /: $!";
open STDIN, '/dev/null' or die "Can't read /dev/null: $!";
open STDOUT, ">>$log" or die "Can't write to $log: $!";
open STDERR, ">>$log" or die "Can't write to $log: $!";
defined(my $pid = fork) or die "Can't fork: $!";
exit if $pid;
setsid or die "Can't start a new session: $!";
umask 0;
}
Kode PHP untuk menulis ke database pada HOST C yang dibuat :
require_once('lib/nusoap.php');
$server = new soap_server;
// Register the method to expose
$server->register('insertData');
// Define the method as a PHP function
function insertData($temperature)
{
$timeStamp = date('Y-m-d H-i-s');
mysql_connect('localhost','username','password') or die(mysql_error());
mysql_select_db('coba') or die(mysql_error());
mysql_query('INSERT INTO test VALUES ("'.$timeStamp.'","'.$temperature.'")') or die(mysql_error());
return 'berhasil'.$temperature ;
}
// Use the request to (try to) invoke the service
$HTTP_RAW_POST_DATA = isset($HTTP_RAW_POST_DATA) ? $HTTP_RAW_POST_DATA : '';
$server->service($HTTP_RAW_POST_DATA);
?>
Output yang diperoleh adalah sbb:
Pada database :
Pada Grafik :
Referensi: http://en.wikipedia.org/wiki/Sensor_node
http://en.wikipedia.org/wiki/IEEE_802.15.4
http://en.wikipedia.org/wiki/ZigBee
http://en.wikipedia.org/wiki/802.11
http://en.wikipedia.org/wiki/IEEE_802.11b-1999
Dokumentasi wireless sensor fakultas teknologi industri ITB
Pengujian dilakukan pada 3 buah komputer dengan susunan sbb :
HOST A :
Merupakan Wireless Sensor yang membaca data analog dan mengirimkan data pada HOST B.
HOST B :
Menerima data dari HOST A dan memberikan datanya pada HOST C dengan protokol yang berbeda.
HOST C :
Menerima data dari HOST B dan menuliskannya pada database.
Pemrograman
Beberapa bahasa pemrograman yang digunakan untuk pengujian ini diantaranya adalah Dynamic C dan Perl. Dynamic C digunakan untuk memprogram microcontroller dan Perl digunakan sebagai bahasa pemprograman yang digunakan untuk menerima data dari microcontroller, mengirim data pada concentrator database server dengan protokol SOAP, dan menampilkannya dalam bentuk tampilan grafik. Sementara untuk menerima data dengan protokol SOAP dan menuliskannya pada database, digunakan bahasa pemrograman PHP.
Dynamic C adalah sebuah bahasa pemprograman yang dibuat oleh Rabbit , inc yang khusus digunakan untuk memprogram microcontroller RCM 3700. Dynamic C ini dilengkapi beberapa library dan dilengkapi sebuah IDE (integrated development environment) sehingga coding, debugging, compiling, flashing, dan downloading sebuah microcontroller RCM 3700 dapat dilakukan cukup pada sebuah software saja.
Pada dasarnya, garis besar program yang dibuat adalah sebagai berikut :
1. Menerima data masukkan dari input analog
Kode yang digunakan :
float read_analog_input ()
{
dataRaw = anaIn(inputnum, SINGLE, GAINSET);
return (dataRaw*20/2048) ;
}
2. Secara aktif membuka koneksi soket ke komputer penerima data (tidak harus merupakan sebuah database server)
Kode yang digunakan :
if (!tcp_open(&my_socket, 0, host, port, NULL))
{
printf("Failed to open\n");
return -1 ;
}
else while (!sock_established(&my_socket))
{
if(!tcp_tick(&my_socket))
{
printf("Failed to Establish\n"); break ;
}
}
3. Secara aktif mengirimkan data hasil pembacaan input analog yang telah dikonversi menjadi besaran biner kepada komputer penerima melalui soket TCP/IP yang sama dengan nomor 2.
Kode yang digunakan :
if(sock_established(&my_socket))
{
char * buff;
sprintf(buff,"%d",mesg);
if((sock_write(&my_socket, buff, sizeof(buff)))< 0 )
{
printf("Error Sending Data...");
return -1 ;
}
sock_close(&my_socket);
return 1 ; //return ok
}
4. Menampilkan pesan error ketika pembukaan socket tidak berhasil dilakukan, atau pengiriman data tidak berhasil, atau ketika pembacaan analog input gagal dilakukan.
Perl adalah bahasa scripting yang secara resmi keluar pada tahun 1987. Kode perl tidak perlu dicompile agar bisa dijalankan, itulah mengapa perl disebut bahasa scripting, bukan bahasa pemrograman. Dokumentasi dan informasi mengenai perl dapat diperoleh dari http://www.perl.org/ .
Pada Dasarnya, program perl yang dibuat pada pengujian ini mempunyai garis besar perilaku sbb :
Pada Host Penerima (HOST B) :
1. Secara Pasif membuka dan me-Listen socket TCP/IP pada port tertentu.
Kode yang digunakan :
my $sock = IO::Socket::INET->new(
LocalHost => $host,
LocalPort => $port,
Proto => 'tcp',
Listen =>1,
ReuseAddr => 1
);
2. Secara Pasif menerima input data dari koneksi socket TCP/IP dari komputer pengirim, kemudian mengirimkannya pada database server menggunakan protokol SOAP secara aktif.
Kode yang digunakan :
while(1) {
my $sockAccept = $sock->accept();
while ($pesan = <$sockAccept>)
{
$rrd -> update (temp => $pesan);
# updating database MS SQL melalui web services
my $soapRes = $soap->insertData($pesan);
unless ($soapRes->fault)
{
print "$pesan berhasil ditulis" ;
}
else
{
print join ', ',
$soapRes->faultcode,
$soapRes->faultstring,
$soapRes->faultdetail;
}
}
}
3. Menuliskan data pada sebuah grafik PNG sehingga terlihat grafik besaran suhu vs waktu.
Kode yang digunakan :
while(1) {
$rrd -> graph(
destination => "/var/www/netmon.tf.itb.ac.id",
basename => "temperature",
timestamp => "both",
periods => [qw(hour)],
sources => [qw(temp)],
source_colors => [qw(ff0000)],
source_labels => [("Temperatur")],
source_drawtypes => [qw(AREA)],
line_thickness => 2,
extended_legend => 1,
title => "Water Temperature",
vertical_label => "Kelvin",
interlaced => ""
);
print "graph updated\n";
# wait for 200 seconds
sleep(200);
}
Php adalah bahasa pemrograman web / scripting web yang sangat terkenal. Secara umum, program php yang dibuat mempunyai behaviour sbb :
Pada Host Database server (HOST C) :
1. Secara Pasif menerima input data dari HOST B dengan metode SOAP.
Kode yang digunakan :
require_once('lib/nusoap.php');
$server = new soap_server;
$server->register('insertData');
……..
$HTTP_RAW_POST_DATA = isset($HTTP_RAW_POST_DATA) ? $HTTP_RAW_POST_DATA : '';
$server->service($HTTP_RAW_POST_DATA);
?>
2. Menuliskan data pada database server. Software Database Server yang digunakan adalah MySQL
Kode yang digunakan :
function insertData($temperature)
{
$timeStamp = date('Y-m-d H-i-s');
mysql_connect('localhost','username','password') or die(mysql_error());
mysql_select_db('coba') or die(mysql_error());
mysql_query('INSERT INTO test VALUES ("'.$timeStamp.'","'.$temperature.'")') or die(mysql_error());
return 'berhasil'.$temperature ;
}
Keseluruhan Kode yang dibuat adalah sbb :
Kode Dynamic C yang dibuat :
#define RCM3700_PROTOBOARD
#define TCPCONFIG 9
#use "dcrtcp.lib"
#define ADDRESS "167.205.44.10"
#define PORT "8989"
#define inputnum 0
#define GAINSET GAIN_1
int send_packet(char * mesg)
{
tcp_Socket my_socket ;
word status ;
word port ;
longword host ;
if(!(host=resolve(ADDRESS)))
{
printf("Could not resolve host\n");
return -1;
}
port = atoi (PORT);
sock_init();
if (!tcp_open(&my_socket, 0, host, port, NULL))
{
printf("Failed to open\n");
return -1 ;
}
else while (!sock_established(&my_socket))
{
if(!tcp_tick(&my_socket))
{
printf("Failed to Establish\n"); break ;
}
}
if(sock_established(&my_socket))
{
char * buff;
sprintf(buff,"%d",mesg);
if((sock_write(&my_socket, buff, sizeof(buff)))< 0 )
{
printf("Error Sending Data...");
return -1 ;
}
sock_close(&my_socket);
return 1 ; //return ok
}
}
float read_analog_input ()
{
dataRaw = anaIn(inputnum, SINGLE, GAINSET);
return (dataRaw*20/2048) ;
}
main()
{
float dataInputFlt ;
char [8] dataInputStr ;
while(1)
{
costate
{
dataInputFlt = read_analog_input();
sprintf(dataInputStr,"%d", dataInputFlt);
//send_packet(&dataInputStr);
}
}
}
Kode Perl pada komputer penerima data (HOST B) yang dibuat :
#!/usr/local/bin/perl -w
# program untuk membuat daemon sederhana yang melisten di port 8989
# input program : data stream dari microcontroller
# output program : file rrd
# ditambahkan fungsi untuk mengupdate database melalui webservice
# load required modules
use strict;
use POSIX qw(setsid);
use LWP::Simple;
use RRD::Simple ();
use IO::Socket ;
use SOAP::Lite ;
# set costants
my $host = '167.205.44.10';
my $port = '8989';
my $png = '/var/www/netmon.tf.itb.ac.id';
my $rrdfile = '/var/tmp/temperature.rrd';
my $log = '/var/tmp/coba.log';
my $soap = SOAP::Lite
-> uri('http://netmon.tf.itb.ac.id/coba/server.php')
-> proxy('http://netmon.tf.itb.ac.id/coba/server.php');
# flush the buffer
$| = 1;
# daemonize the program
&daemonize;
# rrd initialization
my $rrd = RRD::Simple->new (file => "$rrdfile");
$rrd -> create ($rrdfile, temp => "GAUGE");
# creating listen socket
my $sock = IO::Socket::INET->new(
LocalHost => $host,
LocalPort => $port,
Proto => 'udp',
Listen =>1,
ReuseAddr => 1
);
die "socket listening failed" unless $sock ;
my $pesan ;
# our daemon process
while(1) {
my $sockAccept = $sock->accept();
while ($pesan = <$sockAccept>)
{
$rrd -> update (temp => $pesan);
# updating database MS SQL melalui web services
my $soapRes = $soap->insertData($pesan);
unless ($soapRes->fault)
{
print "$pesan berhasil ditulis" ;
}
else
{
print join ', ',
$soapRes->faultcode,
$soapRes->faultstring,
$soapRes->faultdetail;
}
}
}
sub daemonize {
chdir "/var/tmp" or die "Can't chdir to /: $!";
open STDIN, '/dev/null' or die "Can't read /dev/null: $!";
open STDOUT, ">>$log" or die "Can't write to $log: $!";
open STDERR, ">>$log" or die "Can't write to $log: $!";
defined(my $pid = fork) or die "Can't fork: $!";
exit if $pid;
setsid or die "Can't start a new session: $!";
umask 0;
}
Kode PHP untuk menulis ke database pada HOST C yang dibuat :
require_once('lib/nusoap.php');
$server = new soap_server;
// Register the method to expose
$server->register('insertData');
// Define the method as a PHP function
function insertData($temperature)
{
$timeStamp = date('Y-m-d H-i-s');
mysql_connect('localhost','username','password') or die(mysql_error());
mysql_select_db('coba') or die(mysql_error());
mysql_query('INSERT INTO test VALUES ("'.$timeStamp.'","'.$temperature.'")') or die(mysql_error());
return 'berhasil'.$temperature ;
}
// Use the request to (try to) invoke the service
$HTTP_RAW_POST_DATA = isset($HTTP_RAW_POST_DATA) ? $HTTP_RAW_POST_DATA : '';
$server->service($HTTP_RAW_POST_DATA);
?>
Output yang diperoleh adalah sbb:
Pada database :
Pada Grafik :
Referensi: http://en.wikipedia.org/wiki/Sensor_node
http://en.wikipedia.org/wiki/IEEE_802.15.4
http://en.wikipedia.org/wiki/ZigBee
http://en.wikipedia.org/wiki/802.11
http://en.wikipedia.org/wiki/IEEE_802.11b-1999
Dokumentasi wireless sensor fakultas teknologi industri ITB
WIRELESS SENSOR NETWORK
Sensor adalah suatu device yang berfungsi untuk mengkonversi besaran fisis ke besaran fisis lain seperti listrik. Sensor pada Industrial Automation System merupakan bagian yang tidak mungkin untuk dipisahkan. Sensor berguna untuk menyelidiki sejauh mana error antara set point dan nilai yang di sensing pada sistem kontrol. Sensor merupakan bagian terintegrasi pada SCADA system maupun DCS. Wireless Sensor merupakan pengembangan dari sensor biasa yang mampu untuk meningkatkan sisi praktis, fleksibilitas, dan mobilitas dari sebuah sensor. Dengan sebuah Wireless Sensor, maka bisa saja sensor diletakkan pada sebuah Hazardous Area, dan area yang sulit dijangkau
Wireless Sensor adalah suatu system microcontroller yang memiliki unit sensor dan sebuah unit transceiver dan atau receiver untuk mengirimkan dan atau menerima data. Wireless sensor pada dasarnya adalah sebuah microcontroller yang mampu untuk diprogram sesuai dengan keinginan pemakainya.
Sebuah Wireless Sensor terdiri atas bagian-bagian berikut :
1. Transceiver
Transceiver ini berfungsi untuk menerima / mengirim data dengan menggunakan protokol IEEE 802.15.4 atau IEEE 802.11b kepada device lain seperti concentrator, modem Wifi, dan modem RF.
2. Mikrokontroler
Mikrokontroler ini berfungsi untuk melakukan fungsi perhitungan, mengontrol dan memproses device-device yang terhubung dengan mikrokontroler.
3. Power Souce
Power Souce ini berfungsi sebagai sumber energi bagi sistem Wireless Sensor secara keseluruhan.
4. External Memory
External Memory ini berfungsi sebagai tambahan memory bagi sistem Wireless Sensor, pada dasarnya sebuah unit mikrokontroler memiliki unit memory sendiri.
5. Sensor
Sensor berfungsi untuk men-sensing besaran-besaran fisis yang hendak diukur. Sensor adalah suatu alat yang mampu untuk mengubah suatu bentuk energi ke bentuk energi lain, dalam hal ini adalah mengubah dari energi besaran yang diukur menjadi energi listrik yang kemudian diubah oleh ADC menjadi deretan pulsa terkuantisasi yang kemudian bisa dibaca oleh mikrokontroler.
1.1 Fungsi Wireless Sensor
Wireless Sensor biasanya digunakan untuk fungsi-fungsi berikut :
1. Monitoring
Wireless Sensor ini akan mensensing suatu besaran fisis misal : suhu, tekanan, kelembaban, dan lain-lain dan mengirimkan datanya kepada sebuah data concentrator. Berdasarkan data yang terkumpul tersebut, kemudian data bisa ditampilkan dalam bentuk grafik, diambil keputusan tertentu berdasarkan event-trigger.
2. Control
Fungsi pengontrolan pada Wireless Sensor ini jarang dilakukan, dan umumnya dilakukan pada penggunaan Wireless Sensor dengan skala kecil dan umumnya fungsi kontrolnya terbatas. Fungsi kontrol dilakukan jika pin output dari mikrokontroller dihubungkan langsung dengan aktuator pada plant.
2.1 Keuntungan Wireless Sensor
Keunggulan Penggunaan Wireless Sensor ini diantaranya adalah :
1. Simpel / praktis / ringkas karena tidak perlu ada instalasi kabel yang rumit dan dalam kondisi geografi tertentu sangat menguntungkan dibanding Wired Sensor.
2. Sensor menjadi bersifat mobile, artinya pada suatu saat dimungkinkan untuk memindahkan sensor untuk mendapat pengukuran yang lebih tepat tanpa harus khawatir mengubah desain ruangan maupun susunan kabel ruangan.
2.2 Kerugian Wireless Sensor
Kerugian dengan digunakannya wireless sensor dibanding wired Sensor adalah
1. Beban / Load yang lebih tinggi dibanding wired sensor, menjadikan data rate menjadi lebih rendah.
2. Semakin banyak sensor semakin besar collision domain, menjadikan sisi keamanan menjadi semakin rendah, dan transfer rate semakin menurun lagi.
3. Adanya maintenance rutin untuk mengganti baterai yang telah habis.
2.3 Wireless Sensor Network
Kumpulan dari beberapa wireless sensor jika masing-masing diletakkan secara spasial dan diatur konfigurasinya, dapat disebut dengan Wireless Sensor Network. Wireless Sensor Networks ini dapat melakukan beberapa fungsi seperti contohnya:
1. Habitat Monitoring
Serangkaian sensor dipasang untuk mengamati besaran fisis pada habitat suatu makhluk hidup.
2. Surveillance System
Seraingkaian sensor dipasang pada perimeter untuk mengamati gerak gerik musuh, dengan cara diambil perubahan dari besaran-besaran fisis yang diamati.
2.4 Standar Standar
Dalam Pengoperasiannya pada Layer 2 OSI Layer, Wireless Sensor menggunakan 2 standar komunkasi wireless :
1. IEEE 802.15.4
Protokol IEEE 802.15.4 ini merupakan salah satu macam dari protokol-protokol pada WPAN (Wireless Personal Area Networks), salah satu contoh dari WPAN yang lainnya adalah bluetooth. Protokol IEEE 802.15.4 ini merupakan standar untuk gelombang radio (RF). Protokol ini bekerja pada data rate yang rendah agar batere bisa tahan lama, dan sederhana. Suatu device yang menggunakan protokol ini, dapat terkoneksi dengan baik pada radius maksimal 10 m dan dengan data rate maksimal 250 Kbit/s dengan alat lainnya. Protokol ini menggunakan 3 pita frekuensi untuk keperluan operasionalnya, seperti :
• 868-868.8 MHz untuk daerah Eropa.
• 902-928 MHz untuk daerah Amerika Utara.
• 2400-2483.5 MHz untuk daerah lainnya diseluruh dunia.
ZigBee merupakan salah satu vendor yang mengembangkan layer-layer diatas layer untuk IEEE 802.15.4 ini. Pada perkembangannya saat ini, protokol ini sudah mendukung penggunaan Ipv6, dengan ditandai lahirnya RFC 4919 dan RFC 4944.
Konfigurasi Wireless Sensor Network yang memanfaatkan protokol IEEE 802.15.4, dapat digambarkan sebagai berikut :
Mode Infrastruktur
Mode Ad Hock
2. IEEE 802.11
Protokol ini terdiri atas beberapa jenis standar lain untuk WLAN (Wireless Local Area Networks), saat ini yang paling populer adalah IEEE 802.11g dan 802.11b. Pada Wireless Sensor yang akan dibahas pada bagian selanjutnya, digunakan protokol IEEE 802.11b. Protokol IEEE 802.11 ini memiliki beberapa channel yang frekuensinya berbeda, agar tidak terjadi interferensi antar device IEEE 802.11 ini, pembagian frekuensi untuk tiap-tiap channel diatur oleh kebijakan masing-masing negara.
Protokol IEEE 802.11b yang digunakan pada Wireless Sensor, mempunyai data rate maksimum 11 Mbit/s. Pada kenyataannya, protokol ini hanya mampu mempunyai data rate maksimum 5,9 Mbit/s dengan TCP, dan 7,1 Mbit/s untuk UDP. Hal ini karena adanya overhead pada CSMA/CA Protokol yang dimiliki oleh IEEE 802.11b ini. Protokol IEEE 802.11b ini mampu beroperasi pada radius jarak 38 m dari device lain, dan memiliki frekuensi operasi pada 2,4 GHz.
Konfigurasi Wireless Sensor Network yang memanfaatkan protokol IEEE 802.11b, dapat digambarkan sebagai berikut :
Mode Infrastruktur
Mode Ad Hock
2.5 Rabbit Microprosessor
Wireless Sensor yang akan dibahas pada makalah ini, terbatas pada set RCM 3700 dengan spesifikasi sbb :
| Mikroprosesor | Rabbit 3000 @22.1 MHz |
| Flash Memory | 512 K |
| SRAM | 512 K |
| Serial Flash Memory | 1 Mbyte |
Bahasa yang digunakan dalam memprogram mikrokontroler ini adalah dynamic C, beberapa perbedaan antara dynamic C dan ANSI C adalah :
- Dynamic C merupakan bahasa pemrograman yang sudah di optimasi untuk digunakan pada mikrokontroler RCM 3700 ini.
- Dynamic C dilengkapi oleh library yang sangat lengkap.
- Dynamic C yang diberikan dilengkapi dengan IDE ( Integrated Development Environment ) sehingga programming life-cycle untuk mikrokontroler (coding, debuging, compiling, dan uploading) menjadi terintegrasi pada satu software dan semakin mudah.
Beberapa Library yang tersedia pada dynamic C adalah :
FAT File System
Library ini berguna untuk mengakses File System pada Flash Memory yang diberikan pada kit RCM 3700.
Encryption Library
Library ini berguna untuk membangun sebuah sistem yang memiliki security maksimum seperti koneksi https dan menyediakan fungsi-fungsi untuk algoritma enkripsi.
Rabbit Web
Library ini berguna untuk membuat dan melengkapi agar kit Rabbit dapat menyediakan sebuah server http.
SNMP
Librari ini berisi fungsi-fungsi untuk membuat kit mempunyai MIB yang bisa diamati dari device lain dengan menggunakan protokol SNMP.
Modbus TCP
Librari ini merupakan suatu varian ethernet pada Industrial Automation.
Referensi: http://en.wikipedia.org/wiki/Sensor_node
http://en.wikipedia.org/wiki/IEEE_802.15.4
http://en.wikipedia.org/wiki/ZigBee
http://en.wikipedia.org/wiki/802.11
http://en.wikipedia.org/wiki/IEEE_802.11b-1999
Dokumentasi wireless sensor fakultas teknologi industri ITB
Senin, 04 Mei 2009
wireless sensor network - artikel 1
WIRELESS SENSOR NETWORK
wireless sensor network adalah jaringan wireless alat yang menggunakan sensor untuk memonitor fisik atau kondisi lingkungan sekitar,seperti suhu, suara, getaran, gelombang elektromagnetik, tekanan, gerakan, dan lain-lain.
perkembangan dari wireless sensor network sebenarnya sudah dimulai dari kebutuhan dalam bidang militer seperti pemantauan pada saat perang di medan perang. tapi sekarang Wireless Sensor Network sudah digunakan dalam bidang industri dan penggunaan untuk kemudahan masyarakat sipil, melingkupi pengawasan dan pengontrolan proses dalam industri, mesin pengawasan kesehatan, pemantau kondisi lingkungan, aplikasi untuk kesehatan, otomatisasi pada rumah, dan pengaturan pada lalu lintas.
dalam penambahan pada satu atau lebih suatu sensor,masing-masing node dalam network sensor biasanya dilengkapi dengan radio tranciever atau alat komunikasi wireless lainnya, mikro-kontroler kecil,dan sumber energi, biasanya baterei. Untuk ukuran node sensor pada wireless sensor network memiliki kisaran node sensor yang bisa mencapai besar dari sebuah kotak sepatu hingga seukuran debu.
aplikasi dan penggunaan dari Wireless Sensor Network ada banyak dan bervariasi, tapi umumnya adalah untuk monitoring, tracking dan controlling. aplikasi spesifik dari wireless sensor network misalnya adalah pengontrolan reactor nuklir, pendeteksi api, dan monitoring lalu lintas.
Pengawasan suatu daerah (area monitoring) adalah suatu hal yang umum dalam aplikasi wireless sensor network. Dalam area monitoring, wireless sensor network disebarkan secara merata ke sebuah daerah untuk mengamati sebuah fenomena tertentu, seperti penggunaan wireless sensor network pada medan perang yang disebarkan secara merata untuk mendeteksi pergerakan musuh sebagai ganti dari penggunaan dari ranjau darat. Ketika sensor mendeteksi kejadian(panas, gerakan, getaran, suara, medan electromagnet, dan lain-lain) yang terjadi pada daerah yang dimonitori , aktivitas yang terjadi harus dilaporkan ke salah satu dari base stations, yang mana akan ada dilanjutkan aksi-aksi yang sudah ditentukan (misalnya mengirimkan pesan melalui internet atau melalui satelit). Tergantung pada data atau aplikasi yang digunakan, beda fungsi yang dipakai memerlukan propagasi data yang berbeda.
Aplikasi lain dari penggunaan wireless sensor network adalah untuk pengawasan lingkungan (environmental monitoring). Kebanyakan dari penggunaan ini, wireless sensor network memiliki waktu aktif yang pendek. Biasanya digunakan untuk proyek pengamatan gejala-gejala alam.
Beberapa karakteristik yang unik dari wireless sensor network antara lain :
• Power yang terbatas yang dapat disimpan atau diolah
• Kemampuan untuk bertahan pada lingkungan yang ganas
• Kemampuan untuk mengatasi kesalahan node
• Mobilitas dari node
• Topologi jaringan yang dinamis
• Kesalahan komunikasi
• Penyebaran dengan skala besar
Sensor node bias diibaratkan seperti computer kecil, sangat basic pada bagian permukaan tampilan dan komponen-komponen yang ada di dalamnya. Komponen-komponen tersebut biasanya terdiri dari satu unit pemroses dengan computational power yang terbatas dan memori yang terbatas, sensor(termasuk sensor dengan kondisi yang khusus), alat komunikasi(biasanya radio tranciever), sumber tenaga yang kecil, biasanya berbentuk baterei. Kemungkinan yang lain adalah sebuah modul pengolahan energy, dan alat komunikasi cadangan/kedua.
Base station adalah satu atau lebih komponen dari wireless sensor network dengan computational, memori , energy dan sumber komunikasi yang lebih. Base station berperan sebagai gateway/gerbang yang menghubungkan antara sensor node ke pengguna akhir.
wireless sensor network adalah jaringan wireless alat yang menggunakan sensor untuk memonitor fisik atau kondisi lingkungan sekitar,seperti suhu, suara, getaran, gelombang elektromagnetik, tekanan, gerakan, dan lain-lain.
perkembangan dari wireless sensor network sebenarnya sudah dimulai dari kebutuhan dalam bidang militer seperti pemantauan pada saat perang di medan perang. tapi sekarang Wireless Sensor Network sudah digunakan dalam bidang industri dan penggunaan untuk kemudahan masyarakat sipil, melingkupi pengawasan dan pengontrolan proses dalam industri, mesin pengawasan kesehatan, pemantau kondisi lingkungan, aplikasi untuk kesehatan, otomatisasi pada rumah, dan pengaturan pada lalu lintas.
dalam penambahan pada satu atau lebih suatu sensor,masing-masing node dalam network sensor biasanya dilengkapi dengan radio tranciever atau alat komunikasi wireless lainnya, mikro-kontroler kecil,dan sumber energi, biasanya baterei. Untuk ukuran node sensor pada wireless sensor network memiliki kisaran node sensor yang bisa mencapai besar dari sebuah kotak sepatu hingga seukuran debu.
aplikasi dan penggunaan dari Wireless Sensor Network ada banyak dan bervariasi, tapi umumnya adalah untuk monitoring, tracking dan controlling. aplikasi spesifik dari wireless sensor network misalnya adalah pengontrolan reactor nuklir, pendeteksi api, dan monitoring lalu lintas.
Pengawasan suatu daerah (area monitoring) adalah suatu hal yang umum dalam aplikasi wireless sensor network. Dalam area monitoring, wireless sensor network disebarkan secara merata ke sebuah daerah untuk mengamati sebuah fenomena tertentu, seperti penggunaan wireless sensor network pada medan perang yang disebarkan secara merata untuk mendeteksi pergerakan musuh sebagai ganti dari penggunaan dari ranjau darat. Ketika sensor mendeteksi kejadian(panas, gerakan, getaran, suara, medan electromagnet, dan lain-lain) yang terjadi pada daerah yang dimonitori , aktivitas yang terjadi harus dilaporkan ke salah satu dari base stations, yang mana akan ada dilanjutkan aksi-aksi yang sudah ditentukan (misalnya mengirimkan pesan melalui internet atau melalui satelit). Tergantung pada data atau aplikasi yang digunakan, beda fungsi yang dipakai memerlukan propagasi data yang berbeda.
Aplikasi lain dari penggunaan wireless sensor network adalah untuk pengawasan lingkungan (environmental monitoring). Kebanyakan dari penggunaan ini, wireless sensor network memiliki waktu aktif yang pendek. Biasanya digunakan untuk proyek pengamatan gejala-gejala alam.
Beberapa karakteristik yang unik dari wireless sensor network antara lain :
• Power yang terbatas yang dapat disimpan atau diolah
• Kemampuan untuk bertahan pada lingkungan yang ganas
• Kemampuan untuk mengatasi kesalahan node
• Mobilitas dari node
• Topologi jaringan yang dinamis
• Kesalahan komunikasi
• Penyebaran dengan skala besar
Sensor node bias diibaratkan seperti computer kecil, sangat basic pada bagian permukaan tampilan dan komponen-komponen yang ada di dalamnya. Komponen-komponen tersebut biasanya terdiri dari satu unit pemroses dengan computational power yang terbatas dan memori yang terbatas, sensor(termasuk sensor dengan kondisi yang khusus), alat komunikasi(biasanya radio tranciever), sumber tenaga yang kecil, biasanya berbentuk baterei. Kemungkinan yang lain adalah sebuah modul pengolahan energy, dan alat komunikasi cadangan/kedua.
Base station adalah satu atau lebih komponen dari wireless sensor network dengan computational, memori , energy dan sumber komunikasi yang lebih. Base station berperan sebagai gateway/gerbang yang menghubungkan antara sensor node ke pengguna akhir.
Langganan:
Postingan (Atom)