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

(1)

Jaringan Nirkabel

Wi-Fi (IEEE 802.11)

(2)

Overview

• _{Wireless Standar:}

IEEE 802.15 Bluetooth

WAN

MAN

LAN

PAN

IEEE 802.11 Wi-Fi

Alliance

IEEE 802.16d WiMAX Standa_{r Erop}

(3)

Overview

• _{WMAN : Wireless Metropolitan Area Network}

• _{WWAN : Wireless Wide Area Network}

• _{WRAN : Wireless Regional Area Network}

• _{WLAN : Wireless Local Area Network (IEEE 802.11)}

 _{Merupakan Alternatif koneksi network selain kabel, menghubungkan}

beberapa komputer dengan media non kabel dalam sebuah gedung. Digunakan pada jarak <100 Meter

 _{Pada prinsipnya Wireless LAN merupakan Perluasan dari Wired}

• _{WPAN : Wireless Personal Area Network (IEEE 802.15)}

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

(4)

Review

Standar Wireless LAN

• _{IEEE 802.11}_{(Materi Sebelum UTS)}

– Standar paling umum diterapkan pada perangkat wireless LAN.

– Standar pengganti kabel, bekerja pada MAC layer dan Phisical Layer, menggunakan sistem CSMA/CA menggantikan standar ethernet

CSMA/CD

– _{Standar koneksi : scanning, authentication dan association.}

– _{Standar performance dan security : WEP security, RTS/CTS, Power}

Save Mode, Fragmentation

– _{802.11 Physical layer : 802.11b, 802.11a, 802.11g, 802.11n} – _{Frequency menggunakan RF sesuai dengan regulasi FCC}

• _{Wi-Fi Certified}

– _{Organisasi International non profit yang memfokuskan diri pada}

(5)

Review

Standar Wireless LAN

(6)

Review

Standar Wireless LAN

• _{WiFi (Wireless Fidelity) Certificated}

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

2. Tujuan utama :

 _{Promosi Wi-Fi Certified dalam pengembangan product wireless}

LAN

 _{Pemasaran Product Wi-Fi Certified bagi konsumen home, small}

office dan enterprice

 _{Test dan sertifikasi product untuk kompatibilitas}

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

(7)

Review

Standar Wireless LAN

Perusahaan yang tergabung dalam konsorsium WiFi:

(8)

WiFi (Wireless Fidelity)

• Terdapat dua mode WiFi yaitu

Ad-hoc dan

Infrastruktur

.

(9)

(10)

WiFi (Wireless Fidelity)

WiFi-Ad Hoc Mode

• Mode Ad-hoc pada dasarnya mirip dengan topologi bus pada jaringan

wired. Mode ad hoc tidak memerlukan central node atau Access Point.

• _{Wi-Fi client dapat berkomunikasi secara peer to peer. Setiap Wi-Fi}

client akan bertindak sebagai penghubung sekaligus repeater(penguat

sinyal) bagi Wi-Fi client yang berada di sebelahnya.

• Mode Ad-hoc cocok digunakan jika WLAN yang akan dibangun tidak

akan terhubung dengan wired line.

(11)

WiFi (Wireless Fidelity)

(12)

WiFi (Wireless Fidelity)

WiFi-Infrastruktur Mode

• _{Mode Infrastruktur ini mirip dengan topologi star pada jaringan wired}

line.

• _{Mode infrastruktur/point to multipoint menggunakan minimal sebuah}

central node atau access point.

• _{Acces point berfungsi sebagai penghubung WLAN dengan wired}

LAN.

• _{Access point juga dapat difungsikan sebagai repeater bagi seluruh}

Wi-Fi client.

(13)

WiFi (Wireless Fidelity)

(14)

Wireless Personal Area

Network (WPAN)

Karakteristik:

•Low power consumption

•Range 0 – 10 meter

•Speed 19.2 – 100 kbps (actual)

•Small size

(15)

Bluetooth (IEEE 802.15.1)

• Bluetooth adalah sebuah teknologi komunikasi wireless (tanpa kabel) yang beroperasi dalam pita frekuensi 2,4 GHz unlicensed ISM (Industrial,

Scientific and Medical).

• Menggunakan sebuah frequency hopping tranceiver yang mampu

menyediakan layanan komunikasi data dan suara secara real-time antara

host-host bluetooth dengan jarak jangkauan layanan yang terbatas (sekitar 10 meter).

• Bluetooth sendiri dapat berupa card yang bentuk dan fungsinya hampir sama dengan card yang digunakan untuk wireless local area network (WLAN)

dimana menggunakan frekuensi radio standar IEEE 802.11, hanya saja pada bluetooth mempunyai jangkauan jarak layanan yang lebih pendek dan

(16)

Aplikasi & Layanan Bluetooth

• Protokol bluetooth menggunakan sebuah kombinasi antara circuit switching dan packet switching.

• Bluetooth dapat mendukung sebuah kanal data asinkron, tiga kanal suara sinkron

(17)

Diskripsi Umum Sistem

Bluetooth

• Sistem bluetooth terdiri dari sebuah radio transceiver, baseband

link controller dan sebuah link manager.

• _{Baseband link controller menghubungkan perangkat keras}

radio ke base band processing dan layer protokol fisik.

• _{Link manager melakukan aktivitas-aktivitas protokol tingkat}

tinggi seperti melakukan link setup, autentikasi dan

(18)

(19)

Sistem Bluetooth

Tiga buah lapisan fisik dalam protokol arsitektur Bluetooth :

1.Bluetooth radio, adalah lapis terendah dari spesifikasi Bluetooth. Lapis ini mendefinisikan persyaratan yang harus dipenuhi oleh perangkat tranceiver yang beroperasi pada frekuensi 2,4 GHz ISM.

2.Baseband, layer yang memungkinkan hubungan RF terjadi antara beberapa unit Bluetooth membentuk piconet. Sistem RF dari bluetooth ini menggunakan frekuensi-hopping-spread spectrum yang mengirimkan data dalam bentuk paket pada time slot dan frekuensi yang telah ditentukan, lapis ini melakukan

prosedur pemeriksaan dan paging untuk sinkronisasi transmisi frekuensi hopping dan clock dari perangkat bluetooth yang berbeda.

(20)

(21)

Pita Frekuensi dan Kanal RF

• Sistem Bluetooth bekerja pada frekuensi 2.402GHz

sampai 2.480GHz, dengan 79 kanal RF yang

masing-masing mempunyai spasi kanal selebar 1 MHz.

Topology Up to 7 simultaneous links Modulation Gaussian flteeed FSK

RF bandwidth 220 kHz (-3 dB), 1 MHz (-20 dB) RF band 2.4 GHz ISM feequency band RF caeeiees 79 (23 as eeduced option) Caeeiee spacing 1 MHz

(22)

Piconets

Bluetooth enabled electeonic devices connect and

communicate wieelessly

theough shoet-eange, ad hoc netwoeks known as piconets.

Piconets aee established dynamically and automatically as Bluetooth

enabled devices entee and leave eadio peoximity.

Up to 8 devices in one piconet

(1 mastee and 7

slave devices). Max eange 10 m.

ad hoc => no base

station

The piconet mastee is a device in a piconet whose clock

and device addeess aee used to defne the piconet

(23)

Scatternet

Scatteenet is a type of ad hoc

Bluetooth netwoek

(24)

States of Bluetooth Devices

4 basic states:

• _{Mastee (M)}



mengonteol sebuah piconet

• _{Slave (S)}



teehubung secaea aktif monitoe piconet

• _{Standby (SB)}

_

_{tidak teehubung dengan piconet,}

waiting to join

(25)

Time Slot

• Kanal dibagi dalam time slot-time slot, masing-masing mempunyai

panjang 625 ms.

• Time slot-time slot tersebut dinomori sesuai dengan clock bluetooth

dari master piconet.

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

siklus 227.

• Di dalam time slot, master dan slave dapat mentransmisikan

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

• Master hanya memulai melakukan pentransmisiannya pada nomor

(26)

(27)

Protokol Bluetooth

• Protokol-protokol bluetooth dimaksudkan untuk mempercepat pengembangan aplikasi-aplikasi dengan menggunakan teknologi bluetooth.

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

• Protokol-protokol yang lain seperti RFCOMM diambil dari protokol-protokol yang sudah ada dan protokol ini hanya dimodifikasi sedikit untuk disesuaikan dengan kepentingan bluetooth.

(28)

Protokol Bluetooth

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

(29)

Protokol Bluetooth

(30)

Fungsi Security

• Bluetooth dirancang untuk memiliki fitur-fitur keamanan sehingga dapat

digunakan secara aman baik dalam lingkungan bisnis maupun rumah tangga. Fitur-fitur yang disediakan bluetooth antara lain sebagai berikut:

1. Enkripsi data.

2. Autentikasi user

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

4. Output power control

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

(31)

Bluetooth FHSS vs WLAN DSSS

Sebenarnya mengapa bluetooth lebih memilih metode FHSS (Frequency Hopping Spread Spectrum) dibandingkan dengan DSSS (Direct Sequence Spread Spectrum). Alasan yang membuat mengapa bluetooth tidak

menggunakan DSSS antara lain sebagai berikut :

1. FHSS membutuhkan konsumsi daya dan kompleksitas yang lebih rendah dibandingkan DSSS hal ini disebabkan karena DSSS menggunakan

kecepatan chip (chip rate) dibandingkan dengan kecepatan simbol (symbol rate) yang digunakan oleh FHSS, sehingga cost yang

dibutuhkan untuk menggunakan DSSS akan lebih tinggi.

2. FHSS menggunakan FSK dimana ketahanan terhadap gangguan noise relatif lebih bagus dibandingkan dengan DSSS yang biasanya

menggunakan QPSK ( untuk IEEE 802.11 2 Mbps) atau CCK ( IEEE 802.11b 11 Mbps).

3. Walaupun FHSS mempunyai jarak jangkauan dan transfer data yang

(32)

Kinerja Frequency Hopping

Spread Spectrum (Symmetric)

The piconet mastee decides on the feequency

hopping sequence. All slaves must synceonise to this sequence. Then teansmission can take place on a

(33)

Kinerja Frequency Hopping

Spread Spectrum (Asymmetric)

(34)

Operasi Bluetooth

• Discovery  Finding other devices

• Connecting  Setting up communication path

• Pairing  Validating identity

(35)

ZigBee (IEEE 802.15.4)

• Fungsi ZigBee adalah pada kecepatan data yang relatif rendah selama jarak relatif pendek, dibandingkan dengan Wi-Fi.

• Tujuannya adalah untuk mengembangkan produk-produk dengan biaya yang sangat rendah, konsumsi daya rendah dan laju data rendah.

• Mereka dirancang untuk menggunakan energi sedikit karena mereka akan dibiarkan di tempat selama 5 atau 10 tahun dan baterai mereka harus

(36)

ZigBee Core Market

• Industrial and Commercial

• Monitors

• Movement Sensors • Automation

• Personal Healthcare

• Patient monitors • Remote Diagnosis • Data loggers

• Building Automation

• Security • Lighting

• Fire and Safety systems • Automotive

(37)

(38)

Comparison

Bluetooth (v1) ZigBee

Protocol Stack 250 kb < 32 kb (4kb)

Range 10 - 100 meters 30 - 100 meters

Link Rate 1 Mbps 250 kbps

Battery rechargeable non-rechargeable

Devices 8 2^16

Air Interface FHSS DSSS

Usage frequently infrequently

Network Join Time long short

Extendibility no yes

(39)

(40)