IMPLEMENTASI PROTOKOL ROUTING JARINGAN ADHOC MULTIUSER PADA GATEWAY UNTUK SISTEM KOMUNIKASI KAPAL LAUT

Muhammad Afif

2208100140

Dosen Pembimbing Dr. Ir. Achmad Affandi, DEA Michael Ardita, ST. MT

Pendahuluan (1)

Pendahuluan (2)

Pendahuluan (3)

Permasalahan

Bagaimana membuat protokol routing yang dapat diterapkan pada jaringan adhoc multiuser?

Bagaimana implementasi protokol komunikasi data pada perangkat?

Bangaimana unjuk kerja pengiriman data pada jaringan adhoc multiuser?

Batasan Masalah Modem yang dipakai berjumlah empat node dan memiliki bitrate 1200 bps. Analisis yang dilakukan untuk menguji unjuk kerja pengiriman data adalah berdasar parameter packet loss dan lamanya waktu kirim. Spesifikasi teknis Modem pada data link layer diasumsikan berdasarkan pengukuran delay pengiriman data. Pengujian unjuk kerja sistem dilakukan di darat.

Tujuan

Merancang protokol komunikasi data yang sesuai dengan kebutuhan sistem.

Mengimplementasikan protokol komunikasi data pada terminal.

Mengetahui dan menganalisis unjuk kerja pengiriman data pada jaringan adhoc multiuser berdasarkan delay dan packet loss.

AdHoc On Demand Multipath Distance Vector

Dest Seqno Advertised hop count Hop count 1 Next hop 1

Hop count 2 Next hop 2

… …

Tabel Routing AOMDV

Aturan main: 1. Node tidak akan menerima pesan dari node tetangga yang

memiliki sequence number lebih kecil 2. Node tidak akan menerima pesan rute dari node tetangga

yang memiliki nilai HopCount lebih besar

Arsitektur Protokol Routing

Tipe1: Route Request (RREQ)

Tipe2: Route Reply(RREP)

Tipe3: Route Error(RRER)

Tipe4: Data Transfer

Tipe5: Pesan ACK

RREQ-RREP

Dikirimkan hanya ketika ada permintaan pengiriman data

Flooding RREQReverse Path

Flooding RREPFoward Path

Pesan Route Error

Memberitahu node sebelumnya bahwa terdapat error pada rute yang dituju.

Node yang telah mengirim data tidak menerima balasan berupa pesan ACK, maka node tersebut akan mengirim pesan route error.

Paket Data

Fungsi: Membungkus Data saat ditransfer

Paket dimulai dengan tanda awal paket (header) dan tanda akhir paket (footer)

Deteksi Error FCS Metode XOR

Nama bagian Lebar Data (bit)

Header 28

Tipe Pesan 3 Node yang

dituju 16

Node Pengirim 16

FCS 10

ID Source 16

ID Destination 16

Payload ~

Footer 14

Skema ACK

Step Node 1

Node 2

Node 3

1 ---> Data

2 ACK<---

3

---> Data

4

ACK<---

Arsitektur Protokol Akses Jamak

Protokol akses jamak yang dipakai adalah Distributed Coordination Function (DCF).

Random Delay DIFS Back off Time

Slot Time

RTSSIFS

DataSIFS

RTSSIFS

DataSIFS

NAV

Random

DelayDIFS

Back off

Time

Slot Time

Next Frame

Node 1

Node 2

Konfigurasi Perangkat

Modem

Terminal (Komputer)

Antena

Implementasi Protokol Pada Terminal Komunikasi Data

Parameter QoS (1)

End-to-end Delay End-to-end delay dalah jumlah waktu yang digunakan oleh sebuah paket ketika dikirim oleh sebuah node dan diterima di node tujuan.

No Karakteristik Delay

1 Real-time <250 ms

2 Non real time 250 ms- 10 s

3 Lower Priority 10 s - 1 minute

4 Best effort > 1 minute

Parameter QoS (2)

Packet Loss Packet loss didefinisikan sebagai kegagalan transmisi paket mencapai tujuannya.

Lokasi Pengujian

Node 1

Node 2 Node 3 Node 4

X

Pengujian Tabrakan data

Grafik tabrakan data 2 node Grafik tabrakan data 3 node

Pengujian Waktu Kirim

Perbandingan end-to-end delay

Pengujian Packet Loss

Packet Loss

Perubahan Tabel Routing

Node 1 Node 2

Advertised hop count

1 1

Destination 2 1

sequence Number 2 2

Next hop 2 1

Hop Count 1 1

Node 1 Node 2 Node 3

Advertised hop count

2 1 1 2

Destination 3 1 3 1

sequence Number 3 2 2 2

Next hop 2 1 3 2

Hop Count 2 1 1 2

Node 1 Node 2 Node 3 Node 4

Advertised hop count

2 2 1 1 1 1 2 2

Destination 4 4 1 4 1 4 1 1

sequence Number 4 4 2 2 2 2 4 4

Next hop 3 2 1 3 1 4 2 3

Hop Count 2 2 1 1 1 1 2 2

Pengiriman data tanpa node perantara Pengiriman data melalui satu node perantara

Pengiriman data melalui satu node perantara dengan node alternatif

Kesimpulan (1)

protokol routing yang dibangun dapat mencari beberapa rute alternatif untuk mengatasi masalah ketika terjadi rute yang rusak sehingga node pengirim tidak perlu membangun rute mulai dari awal lagi.

Protokol yang dibangun dapat berjalan dengan kondisi keterbatasan jumlah kanal hal ini ditunjukkan dari hasil pengujian packet loss pengiriman data melalui satu node perantara dan tanpa node perantara pada payload 10B sampai 160B packet loss 0%, Sedangkan untuk pengiriman melalui node perantara dengan node alternatif memiliki packet loss maksimal sebesar 16,7%.

Kesimpulan (2)

Nilai delay pengiriman paket data sangat bervariasi dikarenakan nilai delay sangat bergantung pada nilai hasil random sehingga dapat disimpulkan skema yang dibangun dapat mengurangi tabrakan data ketika masing-masing node sama-sama mendeteksi bahwa kondisi kanal sedang kosong.

Hasil pengujian waktu kirim menunjukkan bahwa sistem yang dibangun hanya sesuai digunakan untuk pengiriman data prioritas rendah.

TERIMA KASIH

Perhitungan Delay

Bitrate = 1200 bps

Waktu kirim 1 bit = 0,833 ms

Karena 1 karakter terdiri dari 10 bit, maka

Waktu kirim 1 karakter =10x0,833 ms = 8,33 ms.

Waktu Kirim 10 Karakter = 10x8,33ms=83,3ms

Waktu kirim 1000 Karakter=1000x8,33 ms=8,33 detik

Link Budget

Format Pesan (1)

Nama Bagian Lebar Data (bit)

Header 28

Tipe Pesan 3

Adv Hop Count 5

Sequence Number 8

ID Source 16

ID Destination 16

ID Pengirim 16

Time To Live 6

Footer 14

Format pesan RREQ

Nama Bagian Lebar Data

(bit)

Header 28

Tipe Pesan 3

Adv Hop Count 5

Sequence Number 8

ID Source 16

ID Destination 16

ID Pengirim 16

Time To Live 6

Footer 14

Format pesan RREP

Nama Bagian Lebar Data

(bit)

Header 28

Tipe Pesan 3

Node Yang Dituju

16

ID source 16

ID Destination

16

$ 5

Footer 14

Format pesan RRER

Format Pesan (2)

Nama bagian Lebar Data (bit)

Header 28

Tipe Pesan 3

Node yang dituju 16

$ 4

Footer 14

Format pesan ACK

Diagram alir Pengiriman Data

Start

Ada rute di dalam tabel routing?

Adv Hop Count=0, Sequence number=1,

resend data=0

RREQ

Random Delay

Back off time

Pesan Data

End

Ya

Tidak

Diagram Alir Penerimaan Data

Port Serial membaca

packet data

Data Diubah kedalam bentuk Biner

Data VmeS

Ya

Tidak

Data dikelompokkan sesuai Field Yang Sudah ditentukan

Tipe data 1

START

Proses RREQ

Ya

Tidak

1 2 3

Tipe data 4

Tipe data 3

Tipe data 2

Tipe data 6

Tipe data 5

END

Proses RREP

Proses RRER

Proses Data

Proses ACK_Data

Proses RTS

Ya

Ya

Ya

Ya

Ya

Tidak

Tidak

Tidak

Tidak

Tidak

1 2 3

RREQ

START

Hop Count < Hop Count Node

Sequence Number > Sequence Number Node

Sequence Number=

Sequence Node

InsertNext hop= j,

hopcount adv=0

Node= Destinaton

Ya

Tidak

Sequence Number= Sequence Node

Ya

Tidak Route List= NULL

InsertNext Hope= j,

Hopcount=Hopcount+1

Ya

Tidak

Ya

Tidak

Sequence Number=

Sequence Node

InsertNext Hope= j,

Hopcount=Hopcount+1

Kirim Ulang Pesan

Kirim RREP

END

RREP

START

Hop Count < Hop Count Node

Sequence Number > Sequence Number Node

Sequence Number=

Sequence Node

InsertNext hop= j,

hopcount adv=0

Node= Destinaton

Ya

Tidak

Sequence Number= Sequence Node

Ya

Tidak Route List= NULL

InsertNext Hope= j,

Hopcount=Hopcount+1

Ya

Tidak

Ya

Tidak

Sequence Number=

Sequence Node

InsertNext Hope= j,

Hopcount=Hopcount+1 Kirim Ulang

Pesan

Kirim DATA

END

RRER

START

Kirim ulang Pesan Ke node lain yang ada di tabel Routing

END

Ada Node lain di tabel rout?

Kirim RRER ke Node sebelum

Ya

Tidak

Paket Data

START

Node=Destination

END

Kirim ACK

Kirim Ulang Pesan Ke “ Next Hop”

Ya

Tidak

Node= “Next Node” Tidak

Ya

ACK dan RTS

START

END

Node yang dituju= ID Node Terima ACK

Ya

Tidak

START

Delay

END

Random dan Backoff time

Start

Random

R<p Delay

End

Ya

Tidak

Start

Time slot= 2 s

1

Mendengar kanal

Kanal kosong

End

Delay Time slot= 64

Ya Ya

TidakTidak

1

Pencarian Rute

Step Node 1

Node 2

Node 3

1 ---> RREQ

2 RREQ<--- ---> RREQ

3

RREP<---

4 RREP<--- ---> RREP

Pencarian rute melalui 1 node perantara

X

X

Pemilihan Protokol

Kanal VHF tergolong sebagai narrowband

Dengan bitrate yang hanya 1200 bps. flooding untuk update tabel routing ditekan seminimal mungkin

Rute Error

Keterbatasan jumlah kanal yang dipakai