BLUETOOTH. Mengapa memilih Bluetooth?

Transkripsi

1 BLUETOOTH SMK Sandhyputra 2, Makassar November 07 Mengapa memilih Bluetooth? Wire free Sudah mengglobal menjadi standard untuk menghubungkan antara mobile phone, portable computers, mobil, stereo headset, MP3 players dll. Memiliki konsep unik profile, sehingga memungkinkan produk dapat bekerja tanpa perlu menginstall driver Terus dikembangkan (spesifikasi sudah mencapai level 4) Power rendah, low cost, built in security, mudah dalam penggunaannya, kemampuan ad hoc Sistem bluetooth menyediakan layanan komunikasi point to point maupun komunikasi point to multipoint 1

2 Mengapa memilih Bluetooth? Saat ini, lebih dari 1800 perusahaan di berbagai bidang antara lain di bidang Semiconductor manufacture, PC manufacture, mobile network carrier, perusahaan perusahaan automobile dan air lines Yang bergabung dalam sebuah konsorsium sebagai adopter teknologi bluetooth. Perusahaan perusahaan terkemuka tersebut antara lain seperti Compaq, Xircom, Phillips, Texas instruments, Sony, BMW, Puma, NEC, Casio, Boeing, dsb. IEEE Adalah working group nomor 15 dari IEEE 802 spesial untuk WPAN (Wireless Personal Area Network) Standard. Terdiri dari 5 sub standard : tentang WPAN / Bluetooth tentang Coexistance High Rate WPAN (11 55 Mbit/s) Low Rate WPAN (kecepatan rendah dengan high battere long life misalnya Zigbee Mesh Networking) 2

3 Berbagai Implementasi Contoh perangkat Bluetooth Bluetooth dongle (tipycal) Notebook Bluetooth card Bluetooth module from UK company, EZURiO that supports a range of 1km. 3

4 Sejarah Bluetooth Diawali dari proyek prestisius yang dimotori oleh Ericson, Intel, IBM, Nokia, Toshiba, membentuk Special Interest Group (SIG) Mei 1998 Namanya terinspirasi dari nama raja Viking (Denmark) tahun akhir abad 10 yg bernama Harald Blatand Pada bulan Juli 1999, muncul ver 1.0 dan 1.0 B Dibutuhkan perintah manual pada Hardware Device Address (BD ADDR) transmisi saat proses koneksi di antara dua device dalam satu jaringan (handshaking process). Keamanan pengguna tidak terjamin Penggunaan protokol tanpa nama (anonymite mode) tidak dimungkinkan. Sejarah Bluetooth Pada Oktober 1999 muncul ver1.1 &1.2 k k d k d Digunakannya masks pada perangkat Hardware Device Address (BD ASSR) untuk melindungi pengguna dari identity snooping (pengintai) maupun tracker. Penggunaan protokol tanpa nama (anonymite mode) sudah tersedia namun tidak diimplementasikan, sehingga konsumen biasa tidak dapat menggunakannya. Adaptive Frequency Hopping (AFH), dengan memperbaiki daya tahan dari gangguan frekuensi radio yang digunakan oleh banyak orang di dalam hopping sequence. 4

5 Sejarah Bluetooth Muncul versi 2.0 Diperkenalkannya Non hopping hoppingnarrowbandnarrowband channels. Pada channel ini bisa digunakan untuk memperkenalkan layanan profile bluetooth oleh berbagai device dengan volume yang sangat tinggi dari perangkat bluetooth secara simultan. Tidak dienkripsinya informasi yang bersifat umum secara realtime, sehingga dasar kemacetan trafik informasi dan laju trafik ke tujuan dapat dihindari waktu ditransmisikan oleh perangkat dengan melewati setiap host dengan kecepatan tinggi. Koneksi berkecepatan tinggi. Multiple speeds level. Tambahan 4 promotor baru yaitu 3Com, Lucent Technologies, Microsoft dan Motorola. Frekuensi Bluetooth Bekerja pada frekuensi 2.4 GHz unlicensed ISM (Industrial, Scientific, and Medical). Jenis modulasi frekuensi yang digunakan adalah : Frequency Hopping Spread Spedtrum (FHSS), Direct Sequence Spread Spectrum (DSSS) yang banyak digunakan oleh sistem dengan standard IEEE xxx Pada beberapa negara terdapat perbedaan penggunaan frekuensi dan channel untuk Bluetooth ini 5

6 Frekuensi Bluetooth Di Amerika dan Eropa : Frekuensi yang digunakan adalah dari , yang berarti menggunakan 79 channel. Cara perhitungannya sebagai berikut : untuk RF Channel yang bekerja frekuensi f = 2402+k MHz, di mana k adalah jumlah channel yang digunakan yaitu : 0 sampai dengan 78 = = 2481 MHz. Kemudian ditambah dengan pengawal frekuensi yang diset pada 2 MHz sampai dengan 3,5 MHz untuk lebar pita gelombang 1 MHz, sehingga totalnya menjadi ,5 = 2483,5 MHz. Frekuensi Bluetooth Penggunaan spektrum frekuensi 2.4 GHz secara globalbelumbelum diatur. Namun ada beberapa persyaratan yang harus diikuti dalam penggunaannya. Hal ini meliputi : Spektrum dibagi menjadi 79 kanal frekuensi (walaupun beberapa negara seperti Perancis dan Spanyol hanya menyediakan 23 kanal frekuensi saja). Bandwidth dibatasi sampai 1 MHz per kanal. Penggunaan frekuensi hopping dalam metode pengiriman datanya Interferensi harus dapat diatasi dan ditangani dengan baik. 6

7 Power, Range dan Data Rate Class Maximum Permitted Power (mw W/ dbm) Range (approximate) (pp Class mw (20 dbm) ~100 meters Class 2 2.5mW (4 dbm) ~10 meters Class 3 1mW (0 dbm) ~1 meter Version Version 1.2 Version EDR WiMedia Alliance (proposed) Data Rate 1 Mbit/s 3 Mbit/s Mbit/s Kapasitas Kanal pada bluetooth Protokol bluetooth menggunakan sebuah kombinasi antara circuit switching dan packet switching. Bluetooth dapat mendukung : Sebuah kanal data asinkron, tiga kanal suara sinkron simultan Atau sebuah kanal dimana secara bersamaan mendukung layanan data asinkron dan suara sinkron. Setiap kanal suara mendukung sebuah kanal suara sinkron 64 kb/s. Kanal asinkron dapat mendukung kecepatan maksimal 723,2 kb/s asimetris, i dimana untuk arah sebaliknya dapat mendukung sampai dengan kecepatan 57,6 kb/s. Sedangkan untuk mode simetris dapat mendukung sampai dengan kecepatan 433,9 kb/s. 7

8 Blok fungsional Bluetooth Deskripsi Blok fungsional Bluetooth Sistem bluetooth terdiri dari : Sebuah radio transceiver Baseband link Management & Control (processor core, SRAM, UART, PCM USB Interface), Flash dan Voice Codec. Link manager. Baseband link controller menghubungkan perangkat keras radio ke baseband processing dan layer protokol fisik. ik Link manager melakukan aktivitas aktivitas protokol tingkat tinggi seperti melakukan link setup, autentikasi dan konfigurasi 8

9 Layer layer pada sistem bluetooth 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 protokolprotokol yang sudah ada dan protokol ini hanya dimodifikasi sedikit untuk disesuaikan dengan kepentingan bluetooth. Pada protokol protokol layer atas digunakan tanpa melakukan modifikasi. i Dengan demikian, aplikasi aplikasi i i yang sudah ada dapat digunakan dengan teknologi bluetooth sehingga interoperability akan lebih terjamin. 9

10 Protokol Bluetooth Stack protokol bluetooth dapat dibagi ke dl dalam 4 layer sesuai dengan tujuannya. Protocol Layer Bluetooth Core Protocols Cable Replacement Protocol Telephony Control Protocols Adopted Protocols Protocols in the stack Baseband, LMP, L2CAP, SDP RFCOMM TCS Binary, AT commands PPP, UDP/TCP/IP, OBEX, WAP, vcard, vcal, IrMC, WAE Laposan Fisik Bluetooth 3 lapisan fisik yang sangat penting dalam protokol arsitektur Bluetooth ini adalah : 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. Baseband, lapis yang memungkinkan hubungan RF terjadi antara beberapa unit Bluetooth membentuk piconet. Lapis ini melakukan prosedur pemeriksaan dan paging untuk sinkronisasi transmisi frekuensi hopping dan clock dari perangkat bluetooth yang berbeda. LMP, Link Manager Protocol, bertanggung jawab terhadap link set up antar perangkat Bluetooth. Hal ini termasuk aspek securiti seperti autentifikasi dan enkripsi dengan pembangkitan, penukaran dan pemeriksaan ukuran paket dari lapis baseband. 10

11 Spec Teknis Radio Bluetooth PARAMETER TRANSMITTER Frekuensi Maximum Output Power Modulasi Out of band Spurious Emission RECEIVER Actual Sensitivity Level Spurious Emission SPESIFIKASI ISM band, MHz (mayoritas), untuk beberapa negara mempunyai batasan frekuensi sendiri, spasi kanal 1 MHz. Power class 1 : 100 mw (20 dbm) Power class 2 : 2.5 mw (4 dbm) Power class 3 : 1 mw (0 dbm) GFSK (Gaussian Frequency Shift Keying), Bandwidth Time : 0,5 Modulation Index : 0.28 sampai dengan MHz 1 GHz : 36 dbm (operation mode), 57 dbm (idle mode) 1 GHz GHz: 30 dbm (operation mode), 47 dbm (idle mode 1.8 GHz 1.9 GHz: 47 dbm (operation mode), 47 dbm (idle mode) 5.15 GHz 5.3 GHz: 47 dbm (operation mode), 47 dbm (idle mode) 70 dbm pada BER 0,1%. 30 MHz 1 GHz : 57 dbm 1 GHz GHz : 47 dbm Max. usable level 20 dbm, BER : 0,1% Spec Teknis Radio Bluetooth Negara Range Frekuensi Kanal RF Eropa *) dan USA ,5 MHz f = k MHz k = 0,,78 Jepang MHz f = k MHz k = 0,,22 Spanyol MHz f = k MHz k = 0,,22 Perancis 2446,5 2483,5 MHz f = k MHz k = 0,,22 *) Kecuali Spanyol dan Perancis 11

12 Pengukuran Bluetooth Pada dasarnya ada 3 aspek penting didalam melakukan pengukuran bluetooth yaitu : Pengukuran RF (Radio Frequency), Protokol profile. Pengukuran radio dilakukan untuk menyediakan compatibility perangkat radio yang digunakan di dalam sistem dan untuk menentukan kualitas sistem. Menggunakan perangkat alat ukur RF standar seperti spectrum analyzer, transmitter analyzer, powermeter, digital signal generator dan bit error rate tester (BERT). Hasil pengukuran harus sesuai dengan spesifikasi yang telah di ditetapkan diantaranya harus memenuhi parameter parameter yang tercantum pada Tabel Spec Teknis. Pengukuran Bluetooth Untuk pengukuran protokol, dapat menggunakan protocolsniffer yang dapat memonitor dan menampilkan pergerakan data antar perangkat bluetooth. Selain itu dapat menggunakan perangkat Ericsson Bluetooth Development Kit (EBDK). Ericsson akan segera merelease sebuah versi EBDK yang dikenal sebagai Blue Unit. Pengukuran profile dilakukan untuk meyakinkan interoperability antar perangkat dari berbagai macam vendor. 12

13 Struktur Profile Bluetooth Contoh Profile LAN access profile menentukan bagaimana perangkat bluetooth mampu mengakses layanan layanan pada sebuah hlan menggunakan Point to Point Protocol l(ppp) (PPP). Selain itu profile ini menunjukkan bagaimana mekanisme PPP yang sama digunakan untuk membentuk sebuah jaringan yang terdiri dari dua buah perangkat bluetooth. Fax profile menentukan persyaratan persyaratan perangkat bluetooth yang harus dipenuhi untuk dapat mendukung layanan fax. Hal ini memungkinkan sebuah bluetooth cellularphone (modem) dapat digunakan olehsebuah komputer sebagai sebuah wireless fax modem untuk mengirim atau menerima sebuah pesan fax. 13

14 Pengukuran Lainnya? Selain ketiga aspek di atas yaitu radio, protokol, profile maka sebenarnya ada aspek lain yang tidak kalah pentingnya untuk perlu dilakukan pengukuran yaitu pengukuran Electromagnetic Compatibility (EMC) dimana dapat mengacu pada standar Eropa yaitu ETS atau standar Amerika FCC Part 15. Aspek 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: Enkripsi data. Autentikasi user Fast frekuensi hopping (1600 hops/sec) Output power control 14

15 Konsep Dasar Komunikasi Spread Spectrum Didasarkan pada Konsep C.E Shannon untuk kapasitas saluran : C = W log (1 + S/N) C = kapasitas kanal transmisi (bit/s) W = lebar pita frekuensi transmisi (Hz) N = daya derau (Watt) S = Daya sinyal (Watt) Jdi Jadi untuk menaikkan kapasitas caranya adalah dlh: Dengan cara konvensional, dimanaw kecil dan S/N besar Dengan penyebaran spektrum, dimana W besar dan S/N kecil Proses Spreading (contoh untuk DSSS) Tx Modulasi BPSK Data / informasi Sd(t) Kode Spreading c(t) dgn laju chip fc 15

16 CDMA Channel Generation Bluetooth FHSS vs WLAN DSSS Mengapa bluetooth lebih memilih metode FHSS (Frequency Hopping SpreadSpectrum) Spectrum) dibandingkan dengan DSSS (Direct Sequence Spread Spectrum)? Walaupun FHSS mempunyai jarak jangkauan dan transfer data yang lebih rendah dibandingkan dengan DSSS tetapi untuk layanan dibawah 2 Mbps FHSS dapat memberikan solusi cost efektif yang lebih baik. 16

17 Bluetooth FHSS vs WLAN DSSS Alasan yang membuat mengapa bluetooth tidak menggunakan DSSS antara lain sebagai berikut : 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. FHSS menggunakan FSK dimana ketahanan terhadap gangguan noise relatif lebih bagus dibandingkan dengan DSSS yang biasanya menggunakan QPSK (untuk IEEE Mbps) atau CCK ( IEEE b 11 Mbps). MANAJEMEN TIME SLOT 17

18 MANAJEMEN TIME SLOT Kanal dibagi dalam time slot time slot, masing masing mempunyai panjang 625 μs. Time slot time slot tersebut dinomori sesuai dengan clock bluetooth dari master piconet. Batas penomoran slot dari 0 sampai dengan 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 time slot genap saja sedangkan slave hanya memulai melakukan pentransmisiannya pada nomortime slot ganjil saja. THE END Thanks 18