Simulasi Dan Analisis Kinerja Zigbee Pada Jaringan Sensor Wireless

(1)

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

(2)

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.

(3)

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

(4)

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

(5)

(6)

(7)

Packet Loss ... 37

4.2.1 End-to-end Delay dan Throughput Jaringan yang memiliki receive rate 0,95 ... 71

BAB V ... 82

5.1 Kesimpulan ... 82

(8)

(9)

(10)

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

(11)

simulasi skema Cdengan receive rate 0,8 ... 68

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

(12)

Gambar 4.8 (b) Perbandingan grafik throughput jaringan yang memiliki receive rate 0,9 ... 75

(13)

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Frekuensi Operasi dan Data Rate Zigbee[2] ... 7

Tabel 2.2 Beberapa nilai path loss exponent � [4] ... 31

Tabel 2.3 Beberapa nilai shadowing deviation �dB[4] ... 32

Tabel 2.4 Perbandingan antara TCP dan UDP [7] ... 35

Tabel 3.1 Event pada skema simulasi A dengan receive rate 0,95 ... 44

Tabel 3.4 Event pada skema simulasi B dengan receive rate 0,95 ... 49

Tabel 3.7 Event pada skema simulasi C dengan receive rate 0,95 ... 54

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