BAB IIIPERANCANGAN SISTEM

3.1 Deskripsi SistemAnalisis performansi routing protocol pada Wirelesss Sensor Network ini disimulasikan dengan menggunakan Network Simulator (NS 2.34) dengan penerapan dua buah geographic routing protocol yang sama sama menggunakan Greedy Forwarding yaitu Greedy Perimeter Stateless Routing (GPSR) dan Location Aided Routing (LAR). Inputan dari WSN itu sendiri adalah sebuah data statis dalam rentang waktu serta pengirim paket pun akan ditentukan oleh penulis. Data tersebut akan dikirimkan oleh source node dan akan diteruskan hingga sampai ke anggota group melalui jalur-jalur yang sudah dibuat oleh routing protocol.3.2 Simulasi JaringanTahapan simulasi WSN :a. Membuat model yang akan disimulasikanb. Menentukan parameter simulasic. Menetukan skenario simulasid. Mensimulasikan model jaringan dengan menggunakan Network Simulator (NS 2.34)

Flowchart simulasi untuk analisis performansi dari ketiga routing protocol pada jaringan sensor nirkabel Zigbee dapat dilihat pada gambar 3.1

Gambar 3.1 Flowchart perancangan dan simulasi

3.3 Analisis Kebutuhan Sistem3.3.1 Spesifikasi HardwareSimulasi akan dijalankan pada perangkat keras dengan spesifikasi sebagai berikut:a. Processor AMD Turion II Dual-Core Mobile M500b. 4GB Memory of RAMc. Hard Disk 250GBd. Keyboard dan Mousee. Resolusi layar 14 Inch (1024x768)3.3.2 Spesifikasi SoftwareDan perangkat lunak yang menunjang untuk melakukan simulasi adalah sebagai berikut:a. Operating System Linux Ubuntu 12.04 LTSb. Network Simulator NS-allinone-2.343.3.3 Parameter InputParameter input adalah asumsi penyusun yang diperlukan untuk simulasi agar tujuan dari tugas akhir ini dapat terlaksana. Adapun parameter trafik dan input yang diperlukan pada simulasi disajiikan pada tabel Tabel 3.1 Parameter umum simulasiNoParameterNilaiJustifikasi

1Jumlah Node56 & 89Jumlah node sesuai kondisi yang dibutuhkan

2Mobilitas NodeStatisMoisture Soil Sensor

3Routing ProtokolGPSRLocation-Based Routing Protocol

LARLocation-Based Routing Protocol

4Radius NodeZED 60 meterSkenario I & II

ZR 60 meter

ZED 60 meterSkenario III

ZR 150 meter

5Tipe TrafikCBRCBR

6Interface Jaringan802.15.4Wireless Sensor Network Zigbee

7Model AntenaOmnidirectional AntennaNode-node tersebar dengan jangkauan 3600 disekitarnya

8Model Propagasi RadioTwoRayGroundSetiap node dapat berfungsi sebagai receiver ataupun forwarder

9Initial Energy 1000Inisialisasi energi awal untuk setiap node [5]

10Transmit Power0,1 WattEnergi yang dibutuhkan untuk mengirim [13]

11Receive Power0,1 WattEnergi yang dibutuhkan untuk menerima [13]

12Max Packet150 bytesBesarnya ukuran maksimal paket yang dapat dikirim

13Packet Size70 bytesBesarnya ukuran paket yang dikirim

14Dimensi Simulasi300m X 300 m (3 ha)Luas dimensi untuk node-node di simulasi

15Simulation Time100 secondDurasi waktu simulasi dijalankan

3.3.4 Topologi jaringanKasus yang simulasikan adalah Wireless Sensor Network yang digunakan sebagai sistem monitoring lahan pertanian seperti yang digambarkan pada gambar adalah perpaduan antara star dan mesh.

Gambar 3.2 Gambaran Topologi Jaringan WSN Tugas Akhir[17]Dalam topologi jaringan tersebut terdapat tiga peran node yaitu zigbee coordinator (ZC), zigbee router (ZR) dan zigbee end device (ZED) yang fungsi masing masing node tersebut telah dijelaskan pada bab sebelumnya. ZED dapat berkomunikasi dan mengirimkan data langsung ke ZC atau menuju ZED melalui ZR, tetapi tidak bisa berkomunikasi pada sesama ZED. Sedangkan ZR dapat menerima data dari ZED dan sesama ZR untuk disampaikan kepada ZC. Antara ZED dengan ZR dan ZC dengan ZR topologinya adalah star, sedangkan hubungan antara sesama ZR topologinya adalah mesh.3.3.5 Skenario Pengujian dan PermodelanMengingat fokus tugas akhir adalah untuk melakukan analisis performansi routing protocol terhadap efisisensi energi pada jaringan sensor nirkabel. Analisis performansi dapat diperoleh dari pengamatan hasil skenario yang dibuat dalam tiga buah model skenario. Skenario yang digunakan sebagai berikut:3.3.5.1 Skenario 1Dalam riset sebelumnya tentang wireless sensor network untuk manajemen air tanah pada kebun buah-buahan dijelaskan bahwa dalam 1 ha (100m X 100m) kebun buah-buahan dapat dikelola dengan 4 buah node sensor (ZED) dengan komunikasi yang stabil [18]. Pada skenario 1 ini node yang digunakan berjumlah 21 node (1 ZC, 17 ZR dan 36 ZED) yang akan diletakkan pada daerah 300 meter X 300 meter (3 Ha). Untuk parameter simulasi lengkapnya dapat dilihat dalam Tabel 3.2. Pengamatan dan pengukuran performance metrics menggunakan variasi kepadatan trafik yang terjadi pada waktu yang bersamaan (5, 10, 25 dan 36 ZED aktif bersamaan). Jadi tidak semua dari 36 ZED yang digunakan dalam skenario ini yang mengirimkan data menuju ZC sampai pada akhirnya dicoba 36 node ZED tersebut mengirimkan data. Walaupun terdapat ZED yang tidak berperan dalam pengiriman data, namun seluruh node yang digunakan dalam skenario tetap harus dipetakan dan diletakan dalam area, untuk mengetahui seberapa luas wilayah yang dapat tercover jika menggunakan 36 node dan dengan radius node 60 meter.

Tabel 3.2 Parameter Khusus Skenario IParameter scenarioValue

Jumlah node54 node dengan:1 ZC, 17 ZR, 36 ZED

Radius tiap node60 meter

Jumlah ZED aktif bersamaan5, 10, 15, 25 dan 36 ZED aktif bersamaan

Durasi simulasi100 second

Gambar 3.3 Topologi Skenario I

3.3.5.2 Skenario 2 (Penambahan Jumlah Node)Pada skenario 2 ini, node yang digunakan berjumlah 89 node (1 ZC, 17 ZR dan 71 ZED) yang akan diletakkan pada daerah 300 meter X 300 meter (3 Ha). Untuk parameter simulasi lengkapnya dapat dilihat dalam Tabel 3.3. Pengamatan dan pengukuran performance metrics menggunakan variasi kepadatan trafik yang terjadi pada waktu yang bersamaan (5, 10, 15, 25, 36, 50, 60, dan 71 ZED aktif bersamaan. Jadi tidak semua dari 71 ZED yang digunakan dalam skenario ini yang mengirimkan data menuju ZC sampai pada akhirnya diuji kesuluruhan dari 71 node tersebut mengirimkan data secara bersamaan. Walaupun terdapat ZED yang tidak berperan dalam pengiriman data, namun seluruh node yang digunakan dalam scenario tetap harus dipetakan dan diletakan dalam area, untuk mengetahui seberapa luas wilayah yang dapat tercover jika menggunakan 89 node dan dengan radius node 60 meter.

Tabel 3.3 Parameter Skenario IIParameter scenarioValue

Jumlah node89 node dengan:1 ZC, 17 ZR, 71 ZED

Radius tiap node60 meter

Jumlah ZED aktif bersamaan5, 10, 15, 25, 36, 50, 60, dan 71 ZED aktif bersamaan

Durasi simulasi100 Second

Gambar 3.4 Topologi Skenario II

3.3.5.3 Skenario 3 (Penambahan Radius Router ZR)Skenario pertama digunakan untuk mengetahui kinerja Algoritma GPSR dibandingkan dengan algoritma sejenisnya dalam hal efisiensi energi node, memperpanjang waktu hidup node, dan kualitas data dalam jaringan sensor nirkabel dengan penambahan radius router ZR yaitu 150 meter. Pada skenario ini, skenario 1 dan 2 diuji kembali dengan jumlah node sama dengan pada massing-masing skenario pada daerah 300 metex x 300 meter dengan durasi simulasi 100 seconds. Pengamatan dan pengukuran performance metrics menggunakan variasi kepadatan trafik yang terjadi pada waktu yang bersamaan (5, 10, 15, 25, 36 ZED aktif bersamaan pada skenario 1 dan 5, 10, 15, 25, 36, 50, 60, dan 71 ZED aktif bersamaan pada skenario 2). Walaupun terdapat ZED yang tidak berperan dalam pengiriman data, namun seluruh node yang digunakan dalam scenario tetap harus dipetakan dan diletakan dalam area, untuk mengetahui seberapa luas wilayah yang dapat tercover jika menggunakan 36 node dan 71 node dengan radius yaitu 60 meter untuk ZED dan 150 meter untuk ZR.Tabel 3.4 Parameter skenario IIIParameter scenarioValue

Jumlah node36 node (1 ZC, 17 ZR, 36 ZED)89 node (1 ZC, 17 ZR, 71 ZED)

Radius tiap nodeZED : 60 meterZR : 150 meter

Jumlah ZED aktif bersamaan36 Node: 5, 10, 15, 25, dan 36 ZED aktif bersamaan 89 Node: 5, 10, 15, 25, 36, 50, 60, dan 71 ZED aktif bersamaan

Durasi simulasi100 second

Gambar 3.5 Topologi Skenario III

3.3.6 Metrik PerformansiMetrik yang digunakan untuk melihat performansi routing protocol yang bersifat energy aware yang sudah dijelaskan pada bab 2.10 yaitu: Average End-to-End Delay Routing Overhead Throughput Network Lifetime Energy Consumption