BAB III. CSMA/CA (CARRIER SENSE MULTIPLE ACCESS WITH
3.3 Prinsip Kerja CSMA/CA
CSMA/CA merupakan metode akses utama yang digunakan pada jaringan WLAN 802.11. Protokol ini menggunakan algoritma tertentu untuk mendeteksi dan menghindari tubrukan seperti pada Ethernet 802.3 yang menggunakan CSMA/CD. CSMA/CA merupakan protokol yang memimplementasikan proses mendengar sebelum berbicara untuk melakukan regulasi akses secara terdistribusi melalui media jaringan [1]. Dengan CSMA/CA, semua NIC wireless mempunyai kemampuan untuk mendengar/merasakan (sense) transmisi dari peralatan lain. Dalam CSMA/CA ketika suatu station ingin mengirim paket maka station tersebut harus terlebih dahulu mendengar medium apakah berada dalam keadaaan sibuk atau tidak. Untuk lebih jelasnya prinsip kerja dari protokol CSMA/CA akan diuraikan menjadi 2 bagian seperti berikut.
3.3.1 Proses Mendengarkan (sense) Medium
Telah disebutkan sebelumnya bahwa dalam protokol CSMA/CA sebuah station yang ingin mengirimkan paket datanya harus terlebih dahulu mendengar medium apakah berada dalam keadaan sibuk atau tidak. Proses ini penting karena jika medium sibuk station tidak bisa mengirimkan paketnya karena akan menyebabkan terjadinya tubrukan data dengan station lain. Station hanya akan mengirimkan paket datanya apabila medium sedang berada dalam keadaan Idle (kosong). WLAN 802.11 mendefinisikan proses mendengar medium ini ke dalam 2 cara, yaitu Physical Carier Sense dan Virtual Carier Sense.
3.3.1.1 Physical Carier Sense
Physical Carier Sense merupakan metode yang digunakan oleh setiap lapis fisik saat mendeteksi medium. Layer fisik akan beroperasi bersama-sama dengan layer MAC saat mentransmisikan data menggunakan medium. Metode ini menggunakan algoritma Clear Channel Assesment (CCA) untuk mengetahui apakah kanal medium sedang digunakan atau tidak [1]. Metode ini akan mengukur kekuatan energi frekuensi radio di antena dan menentukan kekuatan dari sinyal yang diterima. Jika kekuatan sinyalnya di bawah ambang batas yang ditentukan maka medium dianggap bersih, sehingga layer MAC akan memberikan status bersih untuk melakukan transmisi data.
3.3.1.2 Virtual Carier Sense
Untuk mengurangi kemungkinan dua station saling bertabrakan karena tidak dapat mendengar satu sama lain, maka pada saat mendengar medium WLAN 802.11 mendefinisikan suatu mekanisme Virtual Carier Sense. Dalam metode ini setelah mendengar bahwa medium dalam keadaaan kosong selama interval waktu DIFS, station akan mengirimkan satu frame unik yang memuat suatu indikator Network
Allocation Vector (NAV). NAV berisikan waktu yang digunakan oleh station untuk
mendengar medium, termasuk waktu dalam mengirim frame ACK [7]. Proses deteksi medium ini menggunakan pertukaran frame RTS dan CTS. Pada saat NAV dikirim maka station lain tidak dapat melakukan pengiriman data. Station lain baru akan mencoba kembali memonitor medium setelah NAV selama durasi DIFS.
3.3.2 Mekanisme Pengiriman Paket Data pada CSMA/CA
CSMA/CA bekerja dengan menggunakan suatu skema yang disebut “Listen Before Talk” atau mendengar sebelum berbicara untuk mentransmisikan suatu paket. Suatu node (station) harus terlebih dahulu mendengar medium untuk mengetahui jika ada node lain yang sedang mengirimkan paketnya. Selain itu prose itu juga berguna untuk memastikan bahwa medium sedang berada dalam kondisi Idle selama durasi DIFS. Jika medium sibuk, node akan menunggu hingga medium menjadi idle kembali selama periode DIFS dan node akan memilih suatu random “backoff counter” yang menentukan waktu bagi node tersebut untuk menunggu hingga diijinkan untuk mengirimkan paket datanya. Ketika medium sudah bersih node pengirim akan mengurangi nilai backoff counter. Jika medium masih sibuk nilai
backoff counter akan berkurang kembali setelah medium bersih selama periode DIFS. Proses ini akan terus berulang hingga nilai backoff counter menjadi nol dan note telah diijinkan untuk mengirim paket.
Periode Idle setelah DIFS disebut sebagai Contention Window (CW). Nilai minimum dari CW ini dapat dilambangkan dengan w. Nilai CW akan bertambah hingga mencapai harga maksimum Wmax yang menunjukkan ukuran tertinggi dari CW. Nilai CW tersebut akan kembali ke nilai semula yaitu w ketika transmisi telah berhasil.
Protokol CSMA/CA menggunakan dua jenis skema dalam pentransmiusian paket, yaitu skema pananganan dua arah (two-way handshaking scheme) atau skema dasar CSMA dan skema penanganan empat arah (four-way handshaking scheme) yang memamfaaykan frame RTS dan CTS.
3.3.2.1 Skema Penanganan Dua Arah
Dalam skema ini sebuah node pertama sekali akan mendengar medium. Jika medium berada pada kondisi idle selama periode DIFS, node akan mengirim paketnya. Sebaliknya jika medium dalam kondisi sibuk, node akan membentuk suatu nilai backoff. Ketika paket telah diterima dengan benar, node penerima akan mengirim suatu pesan ACK ke node pengirim setelah periode SIFS. Pesan ACK tersebut penting dalam jaringan Ad Hoc, karena node pengirim tidak dapat memastikan jika paket yang dikirim telah diterima oleh node penerima dengan hanya mendengar transmisinya. Oleh karena itu pesan ACK akan memberitahukan kepada
node pengirim bahwa paket telah diterima oleh node penerima dengan benar. Skema ini dapat ditunjukkan seperti pada Gambar 3.2.
Gambar 3.2. Skema Dasar CSMA/CA
3.3.2.2 Skema Penanganan Empat Arah
Dalam skema ini sebelum paket ditransmisikan, node akan mengirim sebuah paket pendek RTS yang berisi informasi mengenai panjang paket yang akan dikirim. Proses pengiriman RTS ini sama dengan pengiriman paket pada skema pertama. Jika node penerima mendengar RTS, node tersebut akan meresponnya dengan balik mengirim suatu paket pendek CTS ke node pengirim. Setelah pertukaran ini, node pengirim akan mentransmisikan paket datanya. Setelah paket data diterima dengan benar, node penerima akan mentransmisikan paket ACK ke pengirim. Skema ini dapat diperlihatkan pada Gambar 3.3 dan flow Chartnya pada Gambar 3.4.
Gambar 3.3. Metode CSMA/CA dengan RTS/CTS