Kata kunci : WSN, Non-Mobile, Mobile, Delay, PDR, Throughput

Transkripsi

1 Evaluasi Kinerja Model Komunikasi Data Wireless Sensor Network Non-Mobile dan Mobile Terdistribusi Fixed Hafsah Nirwana ), Muh.Tola ), N Harun ), M.Bakri M ), Zahir Zainuddin ), Muh.Ahyar ) ) Mahasiswa Program Doktor Teknik Sipil, Universitas Hasanuddin,,) Dosen Jurusan Teknik Elektro Universitas Hasanuddin ) Dosen Teknik Sipil Universitas Hasanuddin, ) DosenTeknik Elektro Politeknik Negeri Ujung Pandang ) yayeng@yahoo.co.id ) n_harun@unhas.ac.id ) zainuddinzahir@gmail.com )) muh.ahyar@ui.ac.id Absrak Penelitian ini bertujuan untuk menghitung kinerja pengiriman data beberapa Wireless Sensor Network/WSN yang non-mobile dan mobile. WSN yang digunakan berbasis wifi-0.b/g yang posisinya terdistribusi secara Fixed atau pola tertentu. Luas cakupan untuk jalur komunikasi data ini adalah berjarak 00m, dan beberapa skenario yang dilakukan untuk pemodelan jalur antara cluster node dengan head Pemodelan ini menggunakan perangkat lunak Network Simulator versi atau NS-. Secara umum hasil yang diperoleh yaitu kualitas jaringan yang non-mobile lebih baik dibanding yang mobile, baik untuk delay, Packet Delivery Ratio/PDR maupun Throughput. Jumlah node yang optimal 0-0 node untuk non-mobile demikian pula untuk mobile. Kata kunci WSN, Non-Mobile, Mobile, Delay, PDR, Throughput I. Pendahuluan Jaringan sensor nirkabel (Wireless Sensor Network/WSN) merupakan suatu sensor pintar (smart sensor ) yang mana masing-masing titik sensornya memiliki kemampuan untuk merasakan keadaan sekitarnya (sensing), serta memproses data yang diperoleh dan berkomunikasi, akan tetapi dikembangkan dalam skala yang besar serta dapat dihubungkan satu sama lain. Sehingga dapat melakukan suatu fungsi pengawasan (monitoring) secara terus menerus (real time) terhadap suatu lingkungan yang akan di sensing oleh jaringan sensor nirkabel tersebut secara kolektif. Jaringan sensor nirkabel merupakan generasi baru dari sistem sensor (sensory system), walaupun masih terbatas Prosiding Seminar Forum Pendidikan Tinggi Teknik Elektro Indonesia 0 pada kemampuan proses data dan terbatasnya pula bandwidth untuk melakukan komunikasi (George A, 00 dan Zheng J, 00). Jaringan Sensor Nirkabel (JSN) atau lebih sering disebut WSN adalah suatu sistem terpadu yang terdiri dari sekelompok node modul sensor yang terdistribusi dan terhubung secara nirkabel pada suatu topologi jaringan dan berfungsi untuk mengekstrak berbagai informasi untuk diolah sesuai bidang aplikasinya. Salah satu contohnya dapat memonitoring pergerakan gerakan tanah secara kontinu dan realtime. Node sensor sebagai pembangun jaringan terdiri dari bagian utama, yaitu sensor untuk mendeteksi dan mengukur parameter-parameter aplikatif, proses pengolah data menjadi informasi, transceiver sebagai media pengiriman data, dan manajemen daya untuk menjamin keseluruhan sistem dapat berjalan dengan optimal. Penyebaran node-node sensor tersebut ditempatkan pada lokasi yang akan ditinjau atau dipantau. Penelitian ini diaplikasikan untuk kondisi pergerakan tanah di daerah rawan longsor. Data yang diperoleh dari beberapa node sensor tersebut akan mengirim data ke node head sebagai pengumpul data. Gambar. Sistem Jaringan Sensor Nirkabel (E.D.Wardhani 0) ISBN

2 Cluster - Cluster - Cluster - Cluster - n lokal Cluster node ke lokal Cluster node ke lokal Cluster node ke lokal n Cluster node ke-n Wireless jarak pendek Head Node Terpusat Modem Bank Modem wireless Jarak Jauh Central monitoring Permasalahan dari penelitian ini adalah bagaimana penempatan penyebaran atau titik-titik node yang diatur berdasarkan cluster node dengan pola tertentu atau Fixed. Dimana kondisi node-node sensor tersebut dikondisikan non-mobile dan mobile. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui kinerja jaringan wireless sensor node dari kedua kondisi tersebut. Parameter kinerja yang di evaluasi adalah Delay, Packet delivery Ratio dan Throughput. II. Metode Penelitian Untuk pemodelan jalur komunikasi data dari cluster node ke head node menggunakan teknologi 0. b/g dan letak head cluster berada di tengah diantara cluster node dengan bentuk tolopologi tipe ad hoc di mana salah satu node akan ditunjuk sebagai proksi untuk melakukan koordinasi antarnode dalam sebuah grup. Konsep pemodelan jalur Komunikasi data tersebut terdiri dari tiga titik simpul yaitu a. Titik simpul data longsor WSN ; pada lokasi ini terpasang beberapa wireless sensor node yang dibagi beberapa cluster b. Titik simpul Head node ; titik ini berfungsi sebagai pusat data longsor yang berasal beberapa cluster c. Titik simpul central monitoring ; yaitu tempat dimana menjadi pusat monitoring sistem informasi. dengan head Penyebaran titik-titik diletakkan dengan pola tertentu (fixed) dalam satu cluster. Dari setiap skenario akan dianalisa untuk menghitung unjuk kerja atau performansinya masing-masing skenario. Parameter yang di ukur adalah Throughput, Packet Loss dan Delay Packet. Setelah melakukan analisa terhadap semua skenario maka di peroleh suatu hasil yang paling cocok dan andal digunakan pada sistem informasi bencana longsor. Pemodelan ini akan disimulasi dengan menggunakan perangkat lunak NS-. Adapun skenario tersebut sebagai berikut a. Skenario F node /cluster b. Skenario F node /cluster c. Skenario F node /cluster d. Skenario F node /cluster Setiap skenario dilakukan percobaan berbagai jumlah cluster yaitu,,,,,,, hingga cluster, sehingga jumlah node yang paling sedikit yaitu dan yang terbanyak 0. Perlakuan kondisi -nya non-mobile dan mobile ( kondisi nya tidak bergerak dan kondisi yang bergerak). Simulasi pergerakan sensor hanya berdimensi saja, yaitu sumbu x dan sumbu y saja. Hal ini karena NS- tidak mendukung untuk pergerakan dimensi. Jadi pada penelitian dianggap atau dibatasi bahwa tidak terjadi pergerakan pada sumbu z. Adapun model kondisi tanah di visualisasikan seperti gambar di bawah ini. Gambar. Model Jalur Komunikasi Data WSN Multi Node (Hafsah N, 0) Ada beberapa skenario yang dilakukan untuk pemodelan jalur antara cluster node a. Skenario non-mobile b. Skenario mobile Prosiding Seminar Forum Pendidikan Tinggi Teknik Elektro Indonesia 0 ISBN

3 Gambar. Model visualisasi kondisi WSN III. Hasil dan Pembahasan Setelah melakukan simulasi dengan NS- maka salah satu hasil ouput berupa file Namtrace yang digunakan sebagai input tampilan grafis simulasi yang disebut Network Animator (nam). Hasilnya berupa bentuk kondisi peletakkan di lokasi rawan longsor. Di bawah ini adalah salah satu bentuk output namtrace dari skenario posisi fixed untuk cluster dan node/cluster, yaitu skenario F. Gambar. PDR non-mobile Gambar. Kondisi Fixed Ada beberapa hasil pengujian yang di peroleh pada percobaan ini. Adapun parameter kinerja yang diukur adalah Packet Delivery Ratio (dalam %), Troughput (dalam bps) dan Delay (dalam detik). Untuk setiap tabel hasil pengukuran terdiri dari ke tiga parameter tersebut dengan membandingkan hasilnya dengan banyaknya jumlah atau sensor node (multi node). Tabel hasil percobaan seperti pada tabel. a. Hasil pengukuran kinerja Packet Deliveri Ratio Packet delivery ratio atau PDR merupakan perbandingan banyaknya jumlah paket yang diterima oleh node penerima dengan total paket yang dikirimkan dalam suatu periode waktu tertentu. Atau bisa juga dihitung dengan cara mengurangi jumlah paket keseluruhan yang dikirim dengan paket yang loss atau hilang. Secara matematis packet delivery ratio dapat dicari dengan persamaan berikut PDR (%)= (Σ Paket diterima/σ Paket dikirim) x 0 % Gambar. PDR mobile Secara umum proses pengiriman data untuk non-mobile dan mobile relatif hampir sama nilai PDR. Hasil yang diperoleh PDR mobile sedikit lebih baik dibandingkan non-mobile. Kondisi paling rendah PDR untuk non-mobile yaitu pada skenario node/cluster, dimana jumlah cluster ada berarti jumlah seluruh sebanyak 0 node, hasilnya,%. Sedang pada skenario yang sama mobile PDR-nya,0%. Semakin banyak jumlah PDR semakin menurun berarti kualitas jaringan semakin tidak baik, baik untuk nonmobile maupun mobile. b. Hasil pengukuran kinerja Throughput Throughput (dalam bps), adalah kecepatan (rate) transfer data efektif, yang diukur dalam bps. Troughput merupakan jumlah total Prosiding Seminar Forum Pendidikan Tinggi Teknik Elektro Indonesia 0 ISBN

4 kedatangan paket yang sukses yang diamati pada destination selama interval waktu tertentu dibagi oleh durasi interval waktu tersebut. Berikut adalah perhitungan rumus dalam mencari nilai throughput yaitu, bps non-mobile dan, bps untuk mobile. c. Hasil pengukuran kinerja Delay Delay (satuan detik), didefinisikan sebagai waktu yang dibutuhkan data untuk menempuh jarak dari asal ke tujuan. Delay dapat dipengaruhi oleh jarak, media fisik, kongesti atau juga waktu proses yang lama. Gambar. Throughput WSN non-mobile Gambar. Delay WSN non-mobile Gambar. Throughput WSN mobile Throughput jaringan non-mobile dan mobile nilainya relatif hampir sama. Kecenderungannya juga semakin banyak jumlah node maka nilai throughputnya semakin besar, hal ini karena semakin banyak data yang terkirim karena bertambahnya jumlah Jika dibandingkan kinerja dari semua skenario, nilai throughput yang paling besar yaitu skenario F untuk cluster Prosiding Seminar Forum Pendidikan Tinggi Teknik Elektro Indonesia 0 ISBN Gambar. Delay WSN mobile Secara umum semakin banyak jumlah node semakin lama proses pengiriman datanya, baik untuk non-mobile maupun mobile. Hingga skenario F baik non-mobile maupun mobile, untuk semua ujicoba ( cluster) delaynya tidak ada di atas 0 ms. Penempatan yang banyak cluster (berkelompok) delaynya lebih cepat dibandingkan jumlah cluster yang lebih

5 kecil tetapi jumlah secara keseluruhan sama. IV. Kesimpulan. Untuk luas cakupan yang 00 m jumlah node non-mobile yang paling optimal skenario F yaitu 0 sampai 0 node, sedangkan untuk mobile hinggs 0. QoS Jaringan WSN dari kedua model non-mobile dan mobile reltif hampir sama.. Untuk posisi penempatan node-node mempengaruhi kinerja jaringan, utamanya Delay, kalau PDR dan Throughput relatif tidak berpengaruh. Jumlah yang sedikit dalam satu cluster lebih cepat jika dibandingkan jumlah yang banyak dalam satu cluster (dalam hal ini untuk jumlah yang sama). V. Daftar Pustaka. Abdul, Haris JO; Wirawan, 00, Jaringan Sensor Nirkabel Arsitektutr Titik Tunggal sebagai Wahana Penerapan Sistem Kendali Tersebar, Institut Sepuluh November, Surabaya.. Ata Elahi, Adam Gschwender, 0, Zigbee Wireless Sensor and Control Network, Prentice Hall, Canada.. Eni Dwi Wardihani, Wirawan, 0, Analisa Kinerja Sistem Deteksi Terdistribusi Pada Jaringan Sensor Nirkabel, Institutut Teknologi Surabaya, ITS, Indonesia. George Aggelou, 00, Wireless Mesh Networking, with 0., 0. and Zegbee, McGraw-Hill Communication, New York USA.. Liu FC Y, Yu Chengho, 00, An Improved Design of Zigbee Wireless sensor Network, Beijing China.. Manesha, Dr. Vinodini Rhames, 00, Wireless Sensor Network for Disaster Monitoring, India. Sri Astuti, 0, Teknologi Zigbee pada teknologi Wireless Sensor Network.. Wirawan Andi Bayu, Eka Indarto, Mudah membangun simulasi dengan Network simulator-, Penerbit Andi, Yogyakarta, 00. Tabel Hasil Pengukuran Kinerja WSN Non-Mobile dan Mobile Prosiding Seminar Forum Pendidikan Tinggi Teknik Elektro Indonesia 0 ISBN