1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Dunia memasuki era baru di mana setiap entitas saling terkoneksi dan terintegrasi. Internet merupakan sarana untuk menghubungkan setiap perangkat.
Pertukaran informasi semakin cepat dan mudah melalui internet dengan menggunakan perangkat pribadi seperti smartphone atau laptop.
Penggunaan gadget dan personal device semakin tinggi. Pada tahun 2003, rasio kepemilikan perangkat perorangan adalah 6,3 milyar populasi dengan 500 juta perangkat yang terkoneksi atau 0,08 perangkat per orang. Sedangkan pada 2015, angka rasio telah mencapai 3,47 perangkat untuk perorang. Pada tahun 2020 diprediksi angka rasio akan mencapai 6,58 perangkat perorang (Evans, 2011). Hal ini akan menjadi masalah utama untuk pengalamatan IPv4 yang memiliki keterbatasan alamat.
IPv6 merupakan pengembangan lebih lanjut dari IPv4 yang memiliki jumlah alamat lebih banyak. Hal ini karena IPv6 menggunakan 128 bit dibandingkan dengan IPv4 yang hanya menggunakan 32 bit. Oleh karena itu jumlah alamat yang diproduksi jauh lebih banyak dari IPv4.
Pengembangan era integrasi ini akan terus meningkat sampai dengan isu Internet of Things (IoT). IoT merupakan paradigma di mana setiap benda dilengkapi dengan identifier yang unik, microcontroller, dan dapat saling berkomunikasi satu sama lain (Atzori, et al., 2010). Pengalamatan perangkat pada IoT dapat diwujudkan dengan IPv6 yang memiliki jumlah alamat yang tinggi.
Aplikasi dari IoT dapat berupa smart home, automisasi industri, dan lain sebagainya (Bellavista, et al., 2013). Implementasi IoT menuntut konsumsi daya yang rendah.
Hal ini dikarenakan IoT diimplementasikan pada setiap device/objek yang banyak (ubiquitous object).
Teknologi 6LoWPAN merupakan pengembangan teknologi yang menggabungkan paradigma Internet of Things atau Wireless Sensor Network dengan IPv6 (Musa, et al., 2014). Kebutuhan pengalamatan dengan IPv6 menjadi
tidak terelakkan di mana pada data sebelumnya disebutkan rasio kepemilikan perangkat perorang akan terus meningkat. Teknologi 6LoWPAN atau kepanjangan dari IPv6 Over Low Power Area Network adalah implementasi node yang berfungsi sebagai Wireless Sensor Network (WSN) yang saling berkomunikasi dengan identifier IPv6 dengan menggunakan konsumsi daya yang rendah.
Routing Protocol for Low-power-loosy (RPL) merupakan protokol routing yang diciptakan untuk teknologi 6LoWPAN. RPL mendukung karakteristik sebagai protokol routing dengan bandwidth rendah, lossy, dan konsumsi daya yang rendah (Cisco, 2015). Protokol routing RPL menyesuaikan karateristik untuk jaringan 6LoWPAN yang menekankan kompresi header pada IPv6 dan pembentukan jaringan.
Performa pertukaran data antar node pada 6LoWPAN menjadi hal yang terus diuji. Teknologi 6LoWPAN mengadopsi pengalamatan menggunakan IPv6 yang memiliki prospek terus berkembang menjadi jaringan yang lebih besar.
Pertumbuhan jaringan antar node (kumpulan sensor) pada 6LoWPAN tentunya akan mempengaruhi performa atau Quality of Service dari teknologi ini. Penerapan teknologi 6LoWPAN untuk pengembangan IoT akan menciptakan tipe jaringan ubiquitous. Semakin besar jaringan dan semakin tinggi jumlah node akan mempengaruhi kinerja pertukaran data.
RPL merupakan protokol routing baru yang diciptakan untuk jaringan IoT.
RPL didesain untuk komunikasi multipoint to point tetapi tetap mendukung komunikasi point to point dan point to multipoint (Pongle & Chavan, 2015).
Mekanisme ini sesuai untuk diimplementasikan pada IoT karena sifatnya yang tersebar. Berdasarkan kebaruan protokol routing ini, maka perlu dilakukan pengujian lebih lanjut mengenai kinerja dan karakteristik RPL. Berkaitan dengan implementasi RPL sebagai protokol routing pada IoT, maka uji kinerja RPL akan sangat dipengaruhi dengan tipe jaringan, cakupan jaringan dan kerumitan komunikasi pada jaringan 6LoWPAN.
Tujuan implementasi dari IoT adalah untuk memudahkan kehidupan manusia dengan komunikasi antar data dari objek/sensor. Komunikasi ini dilakukan secara real time untuk memberikan representasi data saat itu. Hal ini memerlukan
tinjauan waktu eksekusi pada jaringan. Komponen utama yang mempengaruhi alur data pada routing jaringan berbasis IP adalah protokol routing.
Hal yang mempengaruhi kinerja protokol routing adalah objective function (OF). Objective function adalah mekanisme pemilihan parent node yang menentukan pemilihan rute terbaik untuk menuju root node (Zhang & Li, 2014).
Antar OF memiliki mekanisme berbeda untuk pemilihan jalur berdasarkan parameter acuan. MRHOF adalah OF yang menggunakan acuan nilai (Expected Transmission Count) ETX paling minimal untuk memilih rute menuju root.
Sedangkan OF0 adalah OF yang menggunakan acuan jalur dengan jumlah hop minimal untuk menuju root. Oleh karena itu diperlukan penelitian mengenai pengaruh perbedaan OF pada RPL dalam hal pembentukan dan operasional jaringan.
Skalabilitas merupakan isu utama pada Internet of Things. Pengujian protokol RPL pada berbagai tipe topologi menjadi hal penting untuk menunjukkan performa antar topologi jaringan sebagai solusi dari isu skalabilitas. Hal lain yang berkaitan dengan skalabilitas adalah jumlah node (baik router atau sensor) pada jaringan 6LoWPAN.
Analisis kinerja objective function RPL dengan teknologi 6LoWPAN akan dilakukan menggunakan simulasi pada simulator COOJA yang mendukung mekanisme 6LoWPAN. Metode yang digunakan adalah metode yang umumnya digunakan untuk membandingkan protokol routing. Pada penelitian ini metode tersebut sedikit diubah untuk menguji performa objective function. Penyusunan node dilakukan dalam berbagai tipe jaringan untuk mengamati kinerja dan karakteristik kedua objective function RPL dalam menyusun jaringan dan menyampaikan data. Parameter pengamatan ditentukan dan dibandingkan antara kedua objective function.
1.2 Rumusan Masalah
Dibutuhkan pengujian performa routing pada teknologi 6LoWPAN dengan protokol routing RPL untuk mengamati performa dan karakteristik objective function MRHOF dan OF0. Sedangkan pada penelitian sebelumnya tidak dilakukan
perbandingan kinerja kedua objective function pada RPL secara menyeluruh dari berbagai aspek pengujian parameter dan pengaturan simulasi tidak merepresentasikan skenario pada implementasi dunia nyata.
1.3 Batasan Masalah
Batasan yang diterapkan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut:
1. Mekanisme operasional MRHOF dan OF0 objective function menggunakan standar pada simulator COOJA
2. Tipe jaringan dibatasi pada Grid Network dan Random Network 3. Perpindahan posisi node ditentukan oleh penulis pada node bergerak.
4. Metodologi yang digunakan dalam penelitian ini ditetapkan oleh penulis.
1.4 Tujuan Penelitian
Adapun tujuan dari penelitian ini adalah sebagai berikut:
1. Mengetahui pengaruh jenis objective function pada waktu pembentukan jaringan dalam berbagai tipe jaringan dan skalabilitas jaringan.
2. Mengetahui pengaruh jenis objective function pada rerata konsumsi daya node dalam berbagai tipe jaringan dan skalabilitas jaringan.
3. Mengetahui pengaruh jenis objective funtion terhadap karakteristik rerata nilai ETX dan hop dalam berbagai tipe jaringan terhadap waktu.
4. Mengetahui pengaruh jenis objective function pada nilai PDR jaringan dalam berbagai variasi rasio penerimaan dan data rate.
5. Mengetahui pengaruh jenis objective function pada rerata waktu tunda pengiriman paket dalam berbagai data rate.
6. Mengetahui pengaruh jenis objective function pada karakteristik PDR dalam skenario node bergerak.
1.5 Manfaat Penelitian
Manfaat yang diharapkan didapatkan dari penelitian adalah sebagai berikut:
1. Bagi pengembang teknologi Wireless Sensor Network: memberikan informasi data terkait kinerja MRHOF dan OF0 sebagai objective function pada protokol routing RPL 6LoWPAN.
2. Memberikan analisis karakteristik MRHOF dan OF0 untuk routing pada sensor tersebar seperti pada implementasi smarthome.
1.6 Sistematika Penulisan
Penelitian ini akan ditulis dalam 5 bab, yaitu:
BAB I PENDAHULUAN
Bab ini berisi tentang pemaparan latar belakang masalah, rumusan masalah, batasan masalah, tujuan penelitian, manfaat penelitian dan sistematika penulisan.
BAB II TINJAUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI
Bab ini berisi tentang kajian teori yang berkaitan dengan 6LoWPAN khususnya pada analisis protokol pendahulu RPL, pembentukan DODAG pada RPL, objective function dan perkenalan simulator Cooja.
BAB III METODOLOGI PENELITIAN
Bab ini berisi tentang sumber data, alat dan bahan penelitian, data penelitian, prosedur penelitian, metode simulasi dan analisis yang digunakan dalam penelitian, serta pengenalan simulator COOJA.
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
Bab ini berisi tentang pemamaparan hasil serta analisis parameter hasil simulasi yang berkaitan dengan pembandingan kinerja Minimum Rank with Hysteresis Objective Function (MRHOF) dan Objective Function Zero (OFO)
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
Bab ini berisi kesimpulan dari hasil penelitian serta saran sebagai masukan penelitian selanjutnya.
