IMPLEMENTASI PROTOKOL ROUTING AODV-BR PADA VMES SEBAGAI ALAT KOMUNIKASI MARITIM

SENTRA IV-51

IMPLEMENTASI PROTOKOL ROUTING AODV-BR PADA

VMES SEBAGAI ALAT KOMUNIKASI MARITIM

Masdukil Makruf1, Istas Pratomo2, Achmad Affandi3

1, 2, 3

Institut Teknologi Sepuluh Nopember, Surabaya

Kontak Person:

Masdukil Makruf

Jl. Arif Rahman Hakim Keputih Gg. Makam Blok A no. 3 Surabaya, 61111

Telp: 081939249099, Fax: 031-5931237, E-mail: masdukil.makruf13@mhs.ee.its.ac.id

Abstrak

Indonesia merupakan Negara maritim dimana sebagian besar wilayahnya terdiri dari pulau-pulau yang dihubungkan oleh laut. Hal ini menyebabkan Indonesia menjadi Negara yang memiliki potensi laut yang besar sehingga dapat dimanfaatkan oleh semua kalangan khususnya para nelayan. Namun, minimnya infrastruktur telekomunikasi di wilayah maritim menyebabkan nelayan tidak dapat memaksimalkan potensi tersebut. Sistem komunikasi Mobile Adhoc Network (MANET) dapat dimanfaatkan nelayan dalam melakukan kegiatannya karena sifat jaringannya yang dinamis dan tidak membutuhkan infrastruktur terpusat. MANET membutuhkan protokol routing AODV (routing reaktif berbasis on-demand) untuk mendukung mobilitas kapal nelayan. Namun, protocol routing ini masih sering mengalami route break (jalur putus) saat berpindah dari node satu ke node lainnya secara acak. Paper ini membahas kinerja protokol routing AODV dengan perbaikan backup routing untuk mengatasi route break sehingga dapat meningkatkan Quality of Service pada teknologi komunikasi VMeS.

Kata kunci:MANET, AODV Backup Routing, VMeS, Maritim

Pendahuluan

Negara Kesatuan Republik Indonesia sebagian besar terdiri dari kepulauan yang dikelilingi oleh lautan. Potensi laut Indonesia yang melimpah ruah dapat dimanfaatkan oleh banyak kalangan khususnya para nelayan. Minimnya infrastruktur telekomunikasi pada wilayah laut mengakibatkan susahnya para nelayan untuk melakukan koordinasi, mendapatkan atau mengirim informasi disaat terjadi suatu insiden. Sebenarnya sudah ada alat telekomunikasi untuk wilayah maritim yang

memanfaatkan layanan satelit, namun hal ini membutuhkan budget yang sangat besar sehingga tidak

memungkinkan para nelayan tradisional dapat memanfaatkan alat tersebut [1].

Vessel Messeging System (VMeS) merupakan salah jenis teknologi komunikasi yang didesain

secara lowcost untuk maritim. VMeS mengadopsi teknik routing dari Mobile Adhoc Network

(MANET) dipicu oleh latar lokasi yang hanya mendukung teknologi tersebut. Sudah banyak pengembangan yang dilakukan dari teknologi VMeS ini, salah satunya dalam teknik routing saat proses pengiriman data. Teknik routing yang digunakanpun mengadopsi dari MANET, karena sistem

kerja dari teknologi ini adalah Ad Hoc Network dimana setiap node pada jaringan ini dapat berperan

sebagai host atau router untuk meneruskan paket data ketujuan. Teknologi VMeS ini dapat

dimanfaatkan untuk bertukar komunikasi antar nelayan atau melakukan pertukaran informasi ke pusat kontrol darat [2].

Adhoc On-demand Distance Vector (AODV) merupakan salah satu jenis protokol routing

dinamis berbasis on-demand yang dikembangkan di lingkungan MANET. Untuk melakukan

komunikasi, routing AODV memanfaatkan route discovery dan route maintenance untuk membentuk

sebuah jalur komunikasi. Route discovery memiliki paket RREQ dan RREP, sedangkan Route

Maintenance memiliki paket Route update, RRER dan ACK [3].

IV-52 SENTRA

Backup Routing. mereka mengemukakan dua alasan atas dikembangkannya AODV menjadi AODV-BR. Pertama, AODV-BR akan menggunakan jalur alternatif untuk mengirimkan paket data jika jalur

terputus, yang mana AODV tradisional membuangnya dikarenakan AODV bukan protokol multipath.

Kedua, ketika terdapat multi jalur alternatif, ia membuat redundansi dan menambah jumlah data transmisi [4]. AODV-BR dalam proses pembuatan jalur alternatif memasrahkan sepenuhnya pada proses penyebaran pesan RREP dan tidak dibutuhkan pesan tambahan lainnya. Dengan teknik seperti ini AODV-BR lebih mampu menstabilkan koneksi jalur dibandingkan dengan AODV tradisional [5].

Pada paper ini, akan menguji AODV-BR pada komunikasi VMeS dengan melakukan simulasi jaringan guna mengetahui efektifitas kinerja protokol routing AODV-BR pada kondisi lingkungan ideal VMeS. Untuk dapat menganalisa kinerja protokol routing AODV-BR ini dibutuhkan hasil

pengukuran terhadap beberapa parameter dari Quality of Service (QOS) jaringan pada AODV-BR

seperti Throughput, delay rata-rata, dan Packet Delivery Ratio (PDR).

Metode Penelitian

1.1 Gambaran Umum Sistem

Sistem komunikasi VMeS (Vessel Messaging System) adalah salah satu topik dari projek

penelitian yang saat ini sedang dikembangkan di Laboratorium Jaringan Telekomonukasi Elektro ITS.

VMeS merupakan sistem komunikasi laut berbasis wireless yang terdiri dari satu node gateway dan

node tersebar secara mobile. VMeS dikembangkan dari sistem komunikasi setelit yang disebut dengan VMS (Vessel Monitoring System). Sistem komunikasi yang digunakan pada VMeS adalah sistem ad hoc, dikarena sistem ad hoc mampu melakukan komunikasi dengan memanfaatkan jangkauan perangkat lain sehingga data yang hendak dikirimkan dapat sampai pada tujuan [1].

Alasan menggunakan ad hoc dalam VMeS dikarenakan VMeS dirancang khusus untuk diterapkan pada suatu wilayah yang tidak dapat dibangun infrastruktur komunikasi sama sekali yaitu pada wilayah laut. Tidak ada pilihan sistem komunikasi lain yang dapat digunakan selain menggunakan sistem ad hoc, disebabkan jika menggunakan layanan satelit, perangkatnya dapat dibilang mahal apalagi untuk kalangan nelayan. Semua sistem ad hoc yang diterapkan dalam VMeS sama dengan sistem ad hoc yang ada pada sistem komunikasi lain, salah satunya yaitu dari teknik routing dari sistem ini. Semua teknik routing yang digunakan dalam VMeS sama halnya dengan ad hoc, yaitu memiliki peran penting dalam melakukan komunikasi, seperti pemetaan jalur pengiriman paket data berupa informasi dan lainnya [2].

Node yang tersebar berupa kapal nelayan dalam sistem VMeS sama halnya dengan node yang bergerak dalam sistem ad hoc lain. Pergerakan yang terjadi secara acak merupakan ciri salah satu teknik dalam ad hoc yang topologinya terbentuk secara dinamis. Hal ini biasa disebut dengan Mobile Ad Hoc Network (MANET). MANET memang sudah seharusnya diterapkan pada VMeS, melihat kondisi lingkungan pada VMeS yang tidak mendukung infrastruktur dan administrasi terpusat.

Gambar 1. Ilustrasi ad hoc pada system VMeS [1]

1.2 AODV Backup Routing

AODV Backup Routing (AODV-BR) pada dasarnya sama seperti AODV tradisional,

perbedaannya hanya menambahkan multiple jalur untuk mengatasi route break saat mobilitas node.

Skema perbaikan sistem AODV yang diperkenal kan oleh Lee dan M. Gerla ini mampu mengurangi

terjadinya route break [4]. Alasan utama ditambahkannya skema ini adalah; pertama, AODV

tradisional tidak memiliki multiple route atau alternative route untuk menghendel paket jika terjadi

SENTRA IV-53 Kedua, jika terjadi route break, data akan dihapus akibat tidak adanya jalur alternatif untuk dilalui data sampai jalur terbentuk kembali [5].

AODV-BR tidak merubah konsep dasar dari AODV tradisional. Untuk pembentukan jalur, AODV-BR memanfaatkan tiga pesan utama pada AODV yaitu RREQ, RREP, dan RRER.

Perbedaannya, AODV-BR hanya men-flooding RREP dan menjadikan semua node overhear agar

dapat memebentuk jalur alternatif saat proses setup route. Proses setup route ditunjukkan pada gambar 2.

Gambar 0. Beberapa konstruksi rute dan penggunaannya: (a) node mengirim sebuah RREP, (b) node meneruskan RREP, (c) rute utama dan rute alternatif ditetapkan, (d) paket data dikirimkan melalui rute alternatif

bila rute utama terputus [4]

1.3 Tahap Perancangan Penelitian

Untuk menganalisa kinerja protokol routing AODV-BR pada komunikasi VMeS ini, akan dilakukan simulasi protokol dengan menggunakan NS2. Adapun diagram alur untuk menganalisa kinerja AODV-BR ini ditunjukkan pada gambar 3.

Gambar 0. Diagram alur untuk menganalisa kinerja AODV-BR di VMeS

Hasil Penelitian dan Pembahasan

2.1 Skenario Simulasi

Untuk mengevaluasi kinerja protokol routing AODV-BR pada VMeS, kami akan membandingkan hasil simulasi AODV pada VMeS dengan AODV-BR. Skema ini akan

diimplementasikan pada Network Simulator 2. NS2 mendukung simulasi wireless dan routing

protokol. Simulasi yang kami modelkan terdiri dari 10, 15, 20, 25, dan 30 node mobile yang terletak

secara acak dengan diameter jaringan 500 x 500 m. Simulasi ini menggunakan IEEE 802.11 DCF sebagai medium access control protokol disebabkan AX.25 sebagai protokol radio di VMeS belum dikembangkan pada NS.

Topologi yang dibentuk dalam simulasi yaitu terdiri dari node fix dan node mobile. Node yang fix diasumsikan sebagai gateway dan pusat informasi di darat, sedangkan node mobile diasumsikan sebagai kapal nelayan yang tersebar secara mobile dengan posisi acak pada wilayah laut. Skenario

(a) (b)

( c ) (d)

Persiapan Simulasi

Perancangan Skenario Simulasi

Pembuatan Algortima Backup Routing AODV di NS

Proses Scripting

Simulasi AODV-BR VMeS pada NS

IV-54 SENTRA

dalam simulasi ialah, bagaimana node mobile yang berada pada wilayah laut dapat menjalin komunikasi dengan node fix dengan membangun jalur menggunakan protokol routing AODV-BR.

2.2 Hasil Simulasi dan Analisa

Hasil simulasi mengacu pada QoS jaringan, yaitu berupa parameter Average Delay, Throughput, dan Packet Delivery Ratio (PDR). Untuk melakukan analisa, dibutuhkan nilai dari masing-masing parameter yang diperoleh dari log simulasi berupa file trace. Data rate yang digunakan untuk simulasi ini ialah 2 Mbps.

Gambar 03. Perbandingan Delay (ms) AODV-BR dan AODV

Data pengukuran simulasi terhadap delay direpresentasikan pada gambar 3. AODV-BR memberikan performasi delay yang lebih rendah dibandingkan dengan AODV disebabkan AODV-BR

memanfaatkan ruter alternatif saat terjadi route break sehingga delay-nya lebih rendah dari pada

AODV. Delay semakin meningkat seiring dengan bertambahnya jumlah node.

Gambar 04. Perbandingan Throughput (packet/s) AODV-BR dan AODV

Pada gambar 4. Throughput AODV-BR lebih besar jumlahnya dibandingkan dengan AODV.

Semakin bertambah jumlah node, maka semakin kecil throughput yang terkirim dalam hitungan detik. Hal ini dipicu oleh semakin bertambahnya jarak dan jumlah node yang akan dilalui oleh paket.

Gambar 5. Perbandingan PDR (%) AODV-BR dan AODV

Packet Delivery Ratio (PDR) adalah presentase kesuksesan dalam pengiriman paket, AODV-BR memberikan kontribusi lebih dibandingkan AODV berdasarkan gambar 5. Seiring bertambahnya node yang tergabung dalam jaringan, nilai PDR semakin menurun dengan kata lain jumlah paket yang

SENTRA IV-55

terkirim pada saat node semakin bertambah akan semakin berkurang karena dipengaruhi delay yang

meningkat.

Kesimpulan

Secara keseluruhan, paper ini membahas kinerja protokol routing AODV Backup routing

dengan cara membandingkan performa AODV-BR dengan AODV tradisional. AODV-BR ini akan diimplementasikan pada komunikasi Ad Hoc VMeS dengan maksud memperbaiki kinerja dari sistem komunikasi VMeS yang ada. Analisa kinerja pada protokol AODV-BR di paper ini hanya sampai simulasi saja, namun pada hasil simulasi AODV-BR sudah mampu memberikan kontribusi perbaikan terhadap permasalah yang sering dijumpai oleh AODV berdasarkan nilai parameter QoS jaringan yang diperoleh pada akhir simulasi. Protokol routing ini dapat diimplementasikan pada VMeS untuk

penelitian lebih lanjut. Rencana selanjutnya yang dapat direkomendasikan adalah

mengimplemntasikan AODV-BR pada perangkat VMeS untuk diuji kinerjanya pada data rate 1200

byte di frekuensi VHF dengan menggunakan MAC protokol AX.25.

Referensi

[1] M. Ardita and A. Affandi, Perancangan Terminal Komunikasi Data Terintegrasi untu Jaringan

Ad-Hoc Vessel Messagging System (VMes), Surabaya: Thesis JTE-ITS, 2010.

[2] A. Affandi, Sistem Komunikasi Data Terpadu Armada Perahu Nelayan Menggunakan Kanal

Frekuensi Tinggi (VMeS-Vessel Messagging System), in Hibah Pasca (HPTP), ITS Surabaya, 2007. [3]. C. Perkins and E. M. Royer, Ah-hoc On-demand Distance Vector Routing, in WMCSA'99 Second

IEEE Workshop, New Orleans, LA, 1999.

[4] M. G. SJ Lee, AODV -BR: Backup Routing in Ad hoc Networks, in IEEE, Chicago, IL, 2000. [5] W. K. Lai, S. Y. Hsiao and Y. C. Lin, Adaptive backup routing for ad-hoc networks, Elsevier, vol.