WIRELESS LAN

Dalam hanya beberapa tahun , Wireless Lan telah mempunyai peran yang

sangat signifikan dalam pasar Local Area Network. Peningkatannya karena

oganisasi menyadari bahwa Wireless Lan merupakan tambahan untuk membantu

penggunaan tradisional Wired Lan, untuk mengatasi kebutuhan akan mobilitas,

relokasi, ad hoc networking dan tempat yang sulit dicapai dengan kabel.

Wireless Lan menggunakan transmisi wireless(tanpa kabel). Sampai saat ini

Wireless Lan sedikit digunakan. Hal ini disebabkan oleh tingginya harga,

rendahnya data rate, masalah keamanan, perlunya licensi. Setelah permasalahan

ini diatasi penggunaan Wireless Lan mengalami peningkatan sangat cepat.

Aplikasi Wireless Lan

Ada 4 aplikasi untuk Wireless Lan : Lan Extension, Cross Building

Interconnect, Nomadic Access, dan Ad Hoc Network.

Lan Extension

Pada akhir tahun 1980 produk – produk Wireless Lan diperkenalkan,

dipasarkan sebagai pengganti tradisional Wired Lan. Wireless Lan tidak

memerlukan instalasi kabel Land an mudah merelokasi dan memodifikasi struktur

network. Suatu organisasi memerlukan Wired Lan untuk membantu mensupport

server – server beberapa workstation kemudian Wireless Lan akan dihubungkan

ke Wired Lan. Aplikasi seperti ini disebut sebagai Lan Extension.

Gambar 13.1 Ada suatu backbone Wired Lan, seperti Ethernet yang

menmbantu server, workstation dan 1 atau lebih jembatan yang menghubungkan

setiap network. Sebagai tambahan maka diperlukan Control Module(CM) yang

berfungsi sebagai interface untuk Wireless Lan . User Module merupakan bagian

dari konfigurasi Wireless Lan.

Cross Building Interconnect

Kegunaan lain dari teknologi Wireless Lan adalah menghubungkan lan – lan

antara gedung – gedung yang berdekatan , dalam kabel atau Wireless Lan. Maka

dari itu digunakan point to point Wireless Link untuk menghubungkan 2 gedung.

Nomadic Access

Nomadic Access menyediakan suatu Wireless Link antara sebuah Lan Hub

dan mobile data terminal dilengkapi dengan antena, seperti komputer laptop atau

komputer notepad. Nomadic Access juga berguna dalam lingkungan yang luas

seperti kampus atau kegiatan – kegiatan bisnis di luar gedung . Dalam kedua

kasus tersebut user dapat bepergian dengan komputer portable dan dapat

mengakses server di Wired Lan dari lokasi – lokasi yang berlainan.

Ad Hoc Networking

Ad Hoc Networking menggunakan peer to peer network sementara (tidak ada

yang terpusat) untuk memperoleh kebutuhan yang mendesak. Gambar 13.3

menjelaskan perbedaan Wirelees Lan yang mensupport Lan Extension dan

persyaratan nomadic access dan ad hoc Wireless Lan. Stasiun Nomadic dapat

bergerak dai 1 sel ke sel lain, tidak ada infrastruktur dalam ad hoc network.

Stasiun – stasiun peer to peer dalam jangkauan yang dapat dicapai antara satu

dengan yang lain dapat mengkonfigurasi diri mereka sendiri menjadi temporary

network.

Wireless Lan Requirements

Wireless Lan harus mempunyai persyaratan – persyaratan yang sama dengan

lan- lan yang lain termasuk kapasitas tinggi, kemampuan untuk mengatasi jarak

pendek, hubungan yang penuh antara stasiun yang dihubungkan dan kemampuan

menyiarkan.

Persyaratan – persyaratan untuk Wireless Lan :

1. Throughput : Medium access protocol seharusnya berjalan seefisien

wireless medium sampai kapasitas maksimum.

2. Number of Nodes : Selain multiple cells Wireless Lan perlu mensupport

ratusan node.

3. Connection to Backbone Lan : Dalam beberapa kasus interkoneksi dengan

stasiun di wired backbone Lan diperlukan. Untuk infrastruktur Wireless

Lan , hal ini mudah dicapai melalui penggunaan Control Module yang

menghubungkan kedua tipe Lan.

4. Service Area : Suatu area yang digunakan Wireless Lan mempunyai

diameter 100m - 300m

5. Battery Power Consumption : mobile workers menggunakan batere

workstation maka dari itu diperlukan batere yang tahan lama ketika

digunakan bersama Wireless Adapter. Implementasi Wireless Lan

mempunyai beberapa feature untuk mengurangi power consumption

ketika sedang tidak menggunakan network, contohnya leep mode.

6. Transmission robustness and security : Kalau tidak didesain dengan benar

maka Wireless Lan dapat menyebabkan interface prone dan dapat dengan

mudah disadap/dicuri. Desain dari Wireless Lan harus menggunakan

transmisi yang dapat diandalkan bahkan di lingkungan yang ramai dan

harus menyediakan suatu tingkat keamanan dari disadap/dicuri.

7. Collocated Network Operation : Adanya 1 atau lebih Wireless Lan yang

beroperasi di area yang sama atau beberapa area dimana gangguan antara

Lan dapat terjadi. Gangguan tersebut dapat mengacaukan operasi normal

dari MAC algoritma dan dapat menyebabkan access yang tidak dikenal ke

lan – lan tertentu.

8. License-free Operation : user lebih memilih membeli dan menggunakan

Wireless Lan tanpa mempunyai lisensi yang aman untuk frekuensi band

yang digunakan oleh Lan.

9. Handoff/roaming : MAC protocol yang digunakan di Wireless Lan harus

memperbolehkan mobile stations untuk berpindah dari 1 sel ke sel yang

lain.

10. Dynamic Configuration : Aspek MAC addressing dan aspek network

management dari Lan harus menggunakan dinamik dan automated

addition, delete dan relokasi dari akhir sistem tanpa gangguan dari user

yang lain.

WIRELESS LAN TECHNOLOGY

Produk – produk Wireless Lan saat ini mempunyai beberapa kategori :

- Infrared ( IR ) LANs : Suatu sel individual dari IR Lan dibatasi satu ruang,

karena sinar infrared tidak mempenetrasi dinding - dinding opaque.

- Spread Spectrum LANs : Lan tipe menggunakan teknologi spread

spectrum transmission. Lan tipe ini banyak digunakan ISM( Industrial,

Scientific, and Medical) bands sehingga tidak ada lisensi FCC yang

diperlukan untuk penggunaannya di Amerika Serikat.

- Narrowband Microwave : Lan ini digunakan dalam frekuensi microwave

tapi tidak menggunakan spread spectrum. Beberapa produk ini digunakan

pada frekuensi yang memerlukan lisensi FCC, sedangkan yang lain

menggunakan ISM band yang tidak memerlukan lisensi.

INFRARED LANs

Teknologi Infrared digunakan untuk membentuk Wireless Lan.

Kelebihan dan Kekurangan

Ada dua media transmisi yang bersaing dalam Wireless Lan, mereka adalah radio

microwave yang menggunakan spread spectrum atau narrowband transmission

dan infrared. Infrared lebih banyak memberi keuntungan daripada radio

microwave, keuntungannya antara lain :

1. Spektrum dari infrared tidak terbatas, sehingga dapat memperoleh data

rate yang tinggi.

2. Infrared mempunyai beberapa macam sinar sehingga menarik bagi

beberapa tipe konfigurasi LAN.

3. Sinar Infrared dapat dipantulkan oleh benda – benda berwarna

terang/berkilau sehingga dapat menggunakan pemantulan melalui langit –

langit ruanguntuk seluruh ruangan.

4. Sinar Infrared tidak mempenetrasi dinding atau benda – benda opaque

yang lain.

Keuntungannya yaitu :

a. Komunikasi infrared lebih aman daripada microwave sehingga

tidak mudah disadap.

b. Instalasi Infrared yang terpisah dapat dioperasikan di setiap

ruangan dalam gedung tanpa adanya gangguan, sehingga dapat

menggunakan Infrared LANs seluas mungkin.

5. Harga peralatan Infrared murah dan sederhana.

Kerugiannya antara lain :

1. Terjadi radiasi terhadap infrared background, karena sinar matahari dan

cahaya lampu.

2. Radiasi tersebut bentuknya berupa noise di infrared receiver, hal ini

menyebabkan transmitter memerlukan kekuatan yang lebih besar sehingga

menyebabkan jangkauannya berkurang .

Transmission Techniques

Ada tiga alternative transmission yang biasa digunakan untuk transmisi data IR :

- Signal transmisi dapat difokuskan dan diarahkan ( seperti remote TV ).

- Signal tansmisi dapat diradiasikan omnidirectionally( segala arah ).

- Signal transmisi dapat dipantulkan melalui langit – langit ruang yang

berwarna terang.

Directed Beam Infrared

Directed-beam IR dapat digunakan untuk membuat point to point links.

Jangkauannya tergantung pada kekuatan yang diberikan dan derajat focus. IR

data link yang difokuskan dapat mempunyai jangkauan berkilo – kilometer. IR

link dapat digunakan untuk menghubungkan gedung – gedung yang

berseberangan yaitu melalui jembatan/router yang diletakkan di bangunan

berada segaris pandang dengan yang lain.

Omnidirectional

Konfigurasi omnidirectional berhubungan dengan satu stasiun pusat yang

berada segaris pandang dengan stasiun - stasiun lain di LAN. Biasanya stasiun

ini terletak di langit – langit ruangan (Gambar 13.6a) . Stasiun pusat berfungsi

sebagai multiport repeater. Transmitter di langit – langit ruangan

menyiarkan/mengeluarkan omnidirectional signal yang dapat diterima oleh

semua IR transceiver di area tersebut. Transceiver lain mengirimkan

directional beam yang ditujukan pada unit pusat di langit – langit ruangan.

Diffused

Pada konfigurasi semua IR transmitter difokuskan dan diarahkan pada satu

poin di diffusely reflecting ceiling ( Gambar 13.6b ) . Radiasi IR yang menuju

langit – langit ruang diradiasikan lagi secara omnidirectional dan diambil oleh

semua receiver di area tersebut. Gambar 13.7 menggambarkan konfigurasi

sederhana yang digunakan untuk instalasi IR LAN.

SPREAD SPECTRUM LANs

Pada saat ini tipe Wireless Lan yang paling terkenal menggunakan teknik sprean

spectrum.

Configuration

Spread spectrum Wireless Lan menggunakan pengaturan multiple

cells(banyak sel). Gambar13.2 Sel –sel yang berdekatan menggunakan pusat

frekuensi yang berbeda diantara band yang sama untuk menghindari gangguan.

Diantara sel yang diberikan , topologinya dapat berupa hub atau peer to peer. Di

topologi hub, biasanya hub diletakkan di langit –langit ruang dan dihubungkan

dengan backbone wired Lan untuk menyediakan penghubung ke stasiun yang

berhubungan dengan wired Lan dan stasiun yang merupakan bagian dari Wireless

LANs di sel lain. Hub dapat juga mengontrol akses dengan bertindak sebagai

multiport repeater dengan fungsi yang sama dengan multiport repeater 10 Mbps

dan 100 Mbps Ethernet. Jadi semua stasiun di sel hanya megirimkan ke hub dan

hanya menerima dari hub.

Fungsi potensial lain dari hub yaitu secara otomatis dapat menberikan ke

mobile station. Ketika hub merasakan melemahnya signal, maka hub dapat

memberikan secara otomatis ke hub yang terdekat.

Topology peer to peer tidak mempunyai hub . MAC algoritma seperti CSMA

digunakan untuk control access. Topologi ini cocok untuk ad hoc LANs.

Transmission Issues

Karakteristik dari Wireless Lan yaitu dapat digunakan tanpa memerlukan lisensi.

Peraturan lisensi berbeda untuk setiap negara sehingga memperumit penggunaan.

Di Amerika Serikat terdapat FCC ( Federal Communications Commission ) yang

mengatur lisensi resmi. Ada 3 microwave band yang ditentukan sebagai spread

spectrum tanpa lisensi yaitu : 902-928 MHz(915-MHz band), 2,4-2,4835

GHz(2,4-GHz band) dan 5,725-5,825 GHz(5,8-GHz band). Ada beberapa device

yang digunakan di 900 MHz yaitu cordless telepons , wireless microphones dan

radio amatir. Hingga saat ini spread spectrum wireless Lan dibatasi antara 1

sampai 3 Mbps.

NARROWBAND MICROWAVE LANs

Narrowband Microwave menggunakan frekuensi radio microwave untuk

transmisi signal,dengan bandwith yang lebar. Semua produk Narrowband

microwave LAN telah memakai lisensi microwave band.

Licensed Narrowband RF

Frekuensi radio microwave yang berupa suara, data, dan transmisi video telah

dilisensikan dan dikoordinasi secara geografis setiap daerah untuk menghindari

gangguan yang akan terjadi di system. Keuntungan dari narrowband LAN yang

dilisensikan adalah adanya jaminan bebas dari gangguan komunikasi. Tidak

seperti spectrum yang tidak berlisensi ,seperti ISM , spectrum yang berlisensi

memberikan si pemilik hak legal terhadap gangguan saluran komunikasi data

secara bebas. Pengguna ISM band LAN beresiko terhadap gangguan dalam

komunikasi.

Unlicensed Narrowband RF

Pada tahun 1995, RadioLAN menjadi perusahaan pertama yang mengenalkan

Narrowband wireless LAN yang memakai ISM spectrum yang tidak berlisensi.

Spectrum ini dapat digunakan untuk transmisi narrowband dengan power

rendah(0.5 watts atau kurang). Produk RadioLAN berjalan pada 10 Mbps di 5,8-

GHz band. Produk ini mempunyai jangkauan 50m di kantor semiopen dan 100m

di kantor terbuka.

Produk Radio LAN menggunakan konfigurasi peer to peer dengan feature

yang menarik. Produk RadioLAN secara otomatis memilih 1 node sebagai

Dynamic Master, berdasarkan parameter seperti lokasi , gangguan, dan kekuatan

signal. Identitas dari master dapat berubah secara otomatis pada saat kondisi

berubah. LAN juga termasuk fungsi dynamic relay, yang memperbolehkan setiap

stasiun untuk bertindak sebagi repeater untuk memindahkan data dari stasiun

yang di luar jangkauan.

Pada awal pemasaran wireless network, masing-masing vendor mempunyai

visi dan pengembangan perangkat wireless networks yang berbeda-beda,

sehingga sampai pada awal tahun 1998 dimana pasar wireless mulai terbuka lebar

dan penggunanya semakin banyak dan pada saat itulah para produsen mulai

menyadari perlu adanya standarisasi produk wireless. Kemudian muncul IEEE

yang membuat standarisasi LAN 802.

IEEE 802

Arsitektur dari sebuah LAN terdiri dari layer-layer protokol yang mengatur

fungsi-fungsi dasar dari LAN.

Gambar 1

Pada Gambar 1 menunjukkan perbandingan antara OSI model dengan IEEE 802.

Physical layer pada IEEE 802 sama dengan OSI yang mengatur fungsi-fungsi

sebagai berikut:

- Encoding/decoding signal

- Penerima/pengirim bit

- Preamble generation/removal(untuk synkronisasi

APPLICATION

MEDIUM MEDIUM

PRESENTATION

DATALINK

NETWORK

TRANSPORT

SESSION

PHYSICAL

PHYSICAL

MAC

LLC

Pada IEEE 802 di tambahkan spesifikasi dari medium dan topologi. Di atas

physical layer adalah layer yang memberikan service kepada pengguna LAN yaitu

1. Pada pengiriman, mengassemble data menjadi frame dengan address dan error

deteksi field.

2. Pada penerima, diassemble frame dan melakukan pengenalan address dan

error deteksi.

3. Mengatur akses LAN ke Medium transmisi.

4. Memberikan interface ke layer yang lebih tinggi dan melakukan flow dan

error control.

Fungsi ke-4 adalah fungsi dari layer LLC pada IEEE 802. Sedangkan fungsi 1, 2,

3 merupakan fungsi dari MAC ( Medium Access Control ).

Dari tingkat yang lebih tinggi, data di kirim ke LLC. Pada LLC di beri Header

oleh control information, menjadi LLC PDU (Protocol Data Unit). Lalu di kirim

ke layer MAC yang menambahkan MAC header dan MAC trailer menjadi MAC

frame.

Format dari MAC Frame

Secara umum format dari MAC frame seperti gambar diatas.

- MAC control : field ini berisi tentang informasi yang di butuhkan oleh control

information untuk menjalankan MAC protocol, misal informasi tentang

priorty level.

- Destination MAC Address: field ini berisi alamat tujuan dari data yang

dikirim.

- Source MAC Address : field ini berisi alamat asal dari data yang dikirim.

- Data : berisi data yang dikirim oleh LLC

MACCONTROL

DESTINATION MACADDRESS

SOURCE MACADDRESS

DATA CRC

- CRC : field Cyclic Redundancy Check (CRC) adalah field untuk pengecekan

error.

Pada data link layer (OSI), umumnya selain berfungsi untuk pengecekkan error

dengan menggunakan CRC tetapi juga untuk memperbaiki error tersebut (dengan

mentransmisi ulang). Pada LAN protocol kedua fungsi ini di bagi dua, unutk

pengecekkan error di berikan kepada MAC Layer, dan untuk perbaikkan di

berikan kepada LLC, yang terus memeriksa frame mana yang berhasil dan tidak

berhasil lalu mentransmisi ulang.

LLC ( Logical Link Control)

LLC memberikan tiga service :

1. Unacknnowledged Connectionless Service: Service ini berupa datagram,

dan sangat sederhana serta tidak ada mekasisme untuk error deteksi dan flow

control. Dengan anggapan bahwa layer yang diatas telah melakukan dua

fungsi tersebut. Sehingga pada service ini pengecekan error tidak di lakukkan

dua kali, sebagai contoh TCp dapat menyediakan mekanisme yang

memastikkan bahwa data terkirim dengan benar.

2. Connection-mode Service: Service ini sama seperti dengan yang diberikan

oleh HDLC. Error control dan flow control di berikan pada service ini.

3. Acknowledged Connection Service : service ini merupakan gabungan dari

dua service diatas. Acknowledged nya berupa datagram. LLC harus membuat

semacam tabel untuk mengatur koneksi yang aktif

DSAP SSAP LLCCONTROL

INFORMATION

LLC Protocol :

Format dan fungsi Protocol pada LLC berdassrkan HDLC. Perbedaan antara

kedua protocol tersebut dapat di lihat dari:

- LLC menggunakan asynchronous balanca mode dari HDLC untuk mendukung

connection mode service;operasi ini disebut type 2. Mode yang lain dari

HDLC tidak di pakai.

- LLC mendukung Unacknowledged connectionless service dengan

menggunakan Unnumbered PDU informasi; di sebut operasi type 1. Pada type

1 ini tidak ada flow dan error control, fungsi tersebut di serahkan kepada

MAC layer.

- LLC mendukung acknowledged service dengan menggunakan dua

unnumbered PDU yang baru; operasi type 3. Pada tipe ini setiap PDU yang

dikirimkan harus di balas dengan acknowledged. Dengan menggunakan

Unnumbered PDU yang baru acknowledged nya berupa: dengan

mengirimkan AC command yang berisi 1 bit . pengirim mengirimkan angka 0

atau 1 sebagai tanda dan penerima mengirmkan angka yang tidak dipilih oleh

pengirim. PDU yang aktif hanya boleh satu dari kedua sisi.

- LLC memakai multiplexing dengan menggunakan LSAP

Semua protocol LLC mengirimkan format PDU yang sama ke MAC layer

(gambar diatas) yang terdiri dari 4 field. Field DSAP dan SSAP berisi masing-

masing 7 bit address, yang menunjukkan alamat tujuan dan asal data. 1 bit dari

DSAP menunjukkan apakah tujuannya individu atau kelompok. 1 bit dari SSAP

menunjukkan apakah PDU yang di hasilkan berupa perintah atau response.

Arsitektur 802.11

Block yang paling kecil dari wireless LAN adalah BSS (Basic Service Set) ,

yang terdiri dari beberapa angka station yang menjalankan MAC protokol yang

sama dan bersaing untuk mengakses medium yang sama. Sebuah BSS dapat atau

tidak dapat di connect dengan Backbone Distribution System (DS) dengan

melewati AP (Access Point). Fungsi dari AP adalah sebagai jembatan. MAC

protocol dapat secara penuh di distribusikan atau di kendalikan oleh pusat yang

berada pada AP. Pada umumnya BSS berhubungan dengan apa yang disebut cell

di dalam Literatur. DS dapat berupa switch, wired network, atau wireless network.

Konfigurasi yang paling sederhana dapat dilihat pada gambar 14.4 , dimana setiap

station dimiliki oleh satu BSS, maka dari iut setiap station yang berada dalam

jangkauan wireless nya dapat di gabung menjadi satu.

Sebuah Extended Station Set (ESS) terdiri dari dua atau lebih BSS yang

terhubung dengan Distribution System. Secara tipikal, DS adalah sebuah wired

backbone LAN tetapi dapat menjadi communication network apapun.

Pada gambar A menunjukan AP di pasang sebagai bagian dari station; AP adalah

sebuah logic di dalam station yang menyediakan access ke DS dengan

memberikan service sebagai tambahan dari fungsinya sebagai station. Untuk

mengintegrasikan IEEE 802.11 arsitektur dengan wired LAN yang tradisional,

sebuah portal di gunakan. Portal logic de pakai dalam sebuah device sebagai

jembatan atau router, yang merupakan bagian dari wired LAN dan di pasang kan

ke DS.

IEEE 802.11 Service

Ada 9 service yang di berikan oleh IEEE 802.11 (Lihat tabel A). Service - service

tersebut dapat dikelompokkan menjadi 2 kategori yaitu:

1. Service provider dapat menjadi sebuah station atau DS. Station service

dipasang pada setiap station pada 802.11, termasuk dengan AP station.

Distributin Service terdapat di antara BSS. Service-service tersebut dapat

dipasangkan ke AP atau di device yang khusus yang dipasang ke DS.

2. Tiga dari service tersebut di pakai untuk mengkontrol akses dari IEEE

802.11. Enam dari service di gunakan untuk mendukung transfer data ke

MAC yang di sebut MSDU. MSDU adalah data yang dikirim dari

pengguna MAC ke MAC layer, yang pada umumnya disebut LCC PDU.

Apabila data yang dikirim terlalu besar maka dapat dibagi-bagi menjadi

banyak MAC frame.

Distribusi Message dengan menggunakan DS

Ada 2 service yang digunakan yaitu distribution dan integration.

Distributin adalah service yang utama dalam bertukar MAC frame

Sebagai contoh dalam gambar A apabilaingin mengirimkan data dari STA 2

ke STA7. dari Sta 2 drame dikirim ke STA 1 dimana Ap berada. Dari AP

dikirim ke DS untuk dikirim ke AP yang memiliki tujuan dari frame, STA 5.

dari STA5 lalu dilanjutkan ke STA 7. Apabila tujuan berada dalam satu BSS

maka tidak melewati DS.

Integration service di gunakan untuk mentransfer data antara station dalam

IEEE 802.11 dan sebuah station yang terintegrasi dengan 802.x LAN.

Association related service

Tujuan utama dari MAC layer adalah untuk mengirimkan MSDU-MSDU

antara MAC entitiy;tujuan ini di penuhi oleh distribution service. Agar service

tersebut dapat berfungsi maka informasi tentang station di dalam ESS yang

menyediak Association relater service, sebelum data tersebut dikirim maka

station tersebut harus “associated”. Untuk mengirimkan pesan dengan DS

maka distribution service perlu mengetahui di station mana tujuannya. Agar

dapat mengetahuinya maka station tersebut harus menjalankan association

dengan AP dimana BSS station tersebut berada.

Ada 3 service yang di perlukan :

1. ASSOCIATION : merupakan inisial /awal dari association antara station

dengan AP . Sebelum sebuah station dapat mengirimkan atau menerima

frame pada sebuah Wireless LAN, identitas dan alamat dari AP tersebut

harus jelas. Maka sebuah station harus menjalankan association dengan

AP pada bSS yang bersangkutan. Lalu setiap AP dapat bertukar informasi

dengan AP lainnya di dalam ESS.

2. REASSOCIATION : Dapat membuat asscotaion yang telah di ada untuk

di transfer ke AP yang lain.

3. DIASSOCIATION : untuk memberikan tanda tentang adanya

Association yang telah dihapus kepada AP yang lain sebelum

meninggalkan ESS.

Access dan Privacy Service

Ada dua ciri-ciri yang membedakan antara wired LAN dengan Wireless LAN :

1. apabila ingin mengirimkan dalam wired LAN, sebuah station harus

terhubung dengan sebuah LAN secara fisik. Di pihak lain , wireless LAN

dapat berhubungan dengan jarak gelombang radio.

2. sama halnya dalam menerima, dalam wired LAN, sebuah station harus

terhubung dengan sebuah LAN secara fisik. Di pihak lain , wireless LAN

dapat berhubungan dengan jarak gelombang radio.

Medium Access Control 802.11

IEEE 802.11 MAC layer meliputi 3 area fungsional

Data Delivery Yang Reliable

Seperti halnya wireless network lainnya, wireless LAN yang menggunakan IEEE

802.11 dan MAC layer juga tidak dapat diandalkan. Noise, interference & efek

gangguan yang lain akan dapat menyebabkan banyak frame yang hilang. Situasi

ini dapat diatasi oleh mekanisme yang dipercaya pada layer yang lebih tinggi

seperti TCP. Tetapi akan lebih efisien untuk mengatasi error pada level MAC

karena waktu yang digunakan untuk retransmisi pada layer yang lebih tinggi

berada pada hitungan detik.

Untuk tujuan inilah, IEEE 802.11 menyertakan sebuah frame exchange protocol.

Ketika sebuah station menerima data frame dari station lain, station penerima itu

akan mengirimkan frame ACK pada station sumber. Pertukaran ini dianggap

sebagai sebuah atomic unit, yang tidak dapat di–interrupt oleh station lain. Jika

source tidak terima ACK dalam selang waktu tertentu, karena data frame/ACK

rusak, sumber akan mengirim ulang.

Dengan begitu mekanisme dasar data transfer IEEE melibatkan pertukaran 2

frame. Untuk lebih meningkatkan kemampuan, pertukaran 4 frame dapat dipakai.

Source akan terlebih dahulu mengirim frame Request To Send (RTS) kepada

destination. Destination akan merespon dengan Clear To Send (CTS). Setelah

menerima CTS, source akan mengirim data frame pertama dan destination akan

merespon dengan ACK. RTS akan memberitahu semua station yang berada dalam

jangkauan penerimaan source bahwa ada pertukaran sedang terjadi. Station –

station tersebut akan menjauh dari transmisi agar tidak terjadi tubrukan antara 2

frame yang ditransmisi pada waktu yang sama. Demikian juga pada CTS,

memberitahu station yang berada dalam jangkauan terima destination bahwa

pertukaran sedang terjadi.

Access Control

802.11 working group memperhatikan 2 tipe proposal untuk algoritma MAC :

1. Distributed Access Protocol

Seperti Ethernet, menyalurkan keputusan untuk transmit ke seluruh node

dengan menggunakan mekanisme carrier–sense

2. Centralized Access Protocol

Melibatkan regulasi transmisi dengan menggunakan sebuah centralized

decision maker

Distributed Access Protocol dapat digunakan untuk sebuah ad hoc network dari

peer workstation dan dapat dipakai juga pada konfigurasi wireless LAN yang lain

yang sebagian besar terdiri dari bursty traffic. Centralized access protocol baik

untuk konfigurasi yang terdiri dari sejumlah wireless station yang saling

tersambung dan semacam base station yang tergabung ke sebuah backbone wired

LAN. Sangat berguna jika data time sensitive/high priority.

Hasil untuk 802.11 adalah sebuah algoritma MAC dinamakan DFWMAC

(Distributed Foundation Wireless MAC) yang menyediakan mekanisme access

control dengan sebuah optional centralized control built di atasnya. Di bawah

MAC layer adalah DCF. DCF menggunakan algoritma contention(rebutan) untuk

menyediakan akses ke segala traffic. Asynchronous traffic biasanya menggunakan

DCF. PCF adalah sebuah algoritma MAC yang tersentralisasi yang digunakan

untuk menyediakan servis bebas contention. PCF dibuat di atas DCF memakai

secara maksimal fitur dari DCF untuk memastikan akses kepada seluruh

pengguna.

DCF

Menggunakan algoritma CSMA sederhana. Jika sebuah station punya sebuah

frame MAC untuk ditransmit, medium akan diutamakan. Jika medium idle,

station akan transmit dan sebaliknya. DCF tidak punya fungsi deteksi benturan

karena deteksi benturan tidak dapat diterapkan pada wireless network. Dynamic

range dari sinyal medium sangat besar, sehingga station yang sedang transmit

tidak dapat membedakan sinyal lemah dari noise & efek dari transmisi itu sendiri

secara efektif.

Untuk memastikan kelancaran & penggunaan secara adil algoritma ini, DCF

melibatkan 1 set delay yang sesuai dengan priority scheme. Aturan untuk akses

CSMA dengan memakai single delay yang dikenal dengan nama Interframe Space

(IFS) adalah sebagai berikut :

1. Station dengan frame untuk ditransmit mencek medium. Jika medium idle

selama waktu yang sama dengan IFS, station akan langsung mengirim.

2. Jika medium sibuk, station akan menunda transmisi dan kembali

memonitor medium sampai transmisi yang ada selesai.

3. Setelah transmisi selesai, station akan delay IFS yang lain. Jika medium

tetap idle selama waktu, maka station akan hitung mundur selama

sembarang waktu dan mencek medium. Jika masih idle, station akan

transmit. Jika selam hitung mundur, medium jadi sibuk, hitung mundur

dihentikan & diulang jika medium idle.

Untuk menjaga stabilitas selama hitung mundur, digunakan binary exponential

backoff. Teknik ini meyediakan cara untuk menangani heavy load. Bagan yang

sebelumnya disempurnakan untuk DCF untuk menyediakan akses berdasarkan

prioritas dengan menggunakan 3 macam IFS secara tepat.

1. SIFS (Short IFS) : terpendek, digunakan untuk merespon dengan cepat

2. PIFS (Point coordination function IFS) : menengah, digunakan oleh

centralized controller di bagan PCF ketika issuing polls

3. DIFS (Distributed coordination function IFS) : terpanjang, digunakan

untuk delay minimum asynchronous frame yang saling berebut akses

Gambar 14.7a menjelaskan kegunaan time value tadi. Station yang menggunakan

IFS untuk menentukan kesempatan transmisi akan mendapat prioritas utama,

karena station tersebut akan mendapat akses ke station yang sedang menunggu

waktu yang sama dengan PIFS / DIFS.

SIFS dipake dalam ACK, CTS, poll response. Frame yang ditransmisikan dengan

memakai SIFS lebih diutamakan daripada PCF poll. Interval DIFS digunakan

untuk seluruh asynchronous traffic.

Point Coordination Function

PCF adalah metode akses alternatif yang di–implementasikan di atas DCF.

Operasinya terdiri dari polling oleh centralized polling master (point coordinator).

Point coordinator memakai PIFS ketika melaksanakan polls. Karena PIFS lebih

kecil dari DIFS, point coordinator dapat menyita medium & mengunci semua

asynchronous traffic dengan cara mengulang pelaksanaan poll, sebuah interval

dinamakan superframe dipakai. Pada bagian pertama dari interval ini, point

coordinator melaksanakan polling pada station yang bersangkutan. Point

coordinator akan idle bagi superframe, menyediakan sebuah periode contention

(rebutan) untuk akses asynchronous.

Gambar 14.7b menjeklaskan penggunaan superframe

Pada awal superframe, point coordinator boleh secara optional menyita control

dan melaksanakan poll selama waktu tertentu. Interval ini berbeda karena frame

size berbeda yang dikirim station bersangkutan. Sisa dari superframe dipakai

untuk akses berdasarkan rebutan. Setelah interval superframe selesai, point

coordinator saling berebut akses ke medium dengan menggunakan PIFS. Medium

kemungkinan sibuk sehabis superframe & point coordinator harus menunggu. Ini

menyebabkan periode superframe dipotong pada cycle berikutnya.

MAC Frame

Gambar 14.8a menunjukkan format frame 802.11

Format umum ini dipakai untuk semua data & control frame, tapi tidak semua

field dipakai pada setiap keadaan.

Frame control : mengindikasikan tipe frame & menyediakan info kontrol.

Duration/connection ID : jika digunakan sebagai field durasi menunjukkan waktu

(dalam microdetik) dimana channel digunakan untuk transmisi yang sukses dari

MAC frame. Pada beberapa control frame, field ini mengandung sebuah

association, or connection, identifier.

Addresses : nomor & kegunaan dari address field bergantung pada konteks. Tipe

address termasuk source, destination, transmitting, receiving station.

Sequence control : mempunyai 4 bit fragment number subfield, digunakan untuk

fragmentation & reassembly, & 12 bit sequence number dipakai untuk memberi

nomor frame yang dikirim antara transmitter & receiver.

Frame body : mempunyai MSDU/fragment dari sebuah MSDU. MSDU adalah

sebuah LLC protocol data unit/MAC control information.

Frame check sequence : sebuah pengecekan dengan dengan 32 bit cyclic

redundancy.

Frame control field yang digambarkan di gambar 14.8b, terdiri dari field :

- Protocol version : versi 802.11, yang ada versi 0

- Type : mengidentifikasi frame sebagai control, management/data

- Subtype : mengidentifikasi lebih jauh fungsi frame. Table 14.3 menyediakan

kombinasi yang benar antara type & subtype

- To DS : MAC coordination menset bit ini ke 1 dalam sebuah frame yang

menuju ke distribution system

- From DS : MAC coordination menset bit ini ke 1 dalam sebuah frame yang

meninggalkan distribution system.

- Retry : diset ke 1 jika ada retransmisi dari frame sebelumnya.

- More fragment : diset ke 1 jika lebih banyak frame mengikuti yang satu ini

- Power management : diset ke 1 jika station yang sedang transmisi lagi dalam

sleep mode.

- More data : menunjukkan bahwa sebuah station punya data tambahan untuk

dikirim. Setiap blok dari data boleh dikirim sebagai 1 frame/sebuah grup

fragment dalam banyak frame.

- WEP : diset ke 1 jika optional wired seimbang dengan protocol di–

implementasikan. Digunakan dalam pertukaran encryption keys untuk

pertukaran data secara aman.

- Order : diset ke 1 jika sembarang data frame dikirim menggunakan strictly

ordered service. Juga yang memberitahu receiving station bahwa frame harus

diproses dalam suatu urutan.

Jenis – Jenis Tipe MAC Frame

Control frame : membantu dalam pengiriman data frame yang dapat diandalkan.

Ada 6 subtype control frame :

1. Power Save poll (PS poll) : frame ini dikirim oleh sembarang station yang

menyertakan AP (Access Point). Tujuannya adalah untuk meminta bahwa

AP transmit frame yang telah di–buffer untuk destination station,

walaupun source station sedang dalam power saving mode.

2. Request To Send (RTS) : station yang kirim pesan ini memberitahu

destination & semua station yang berada dalam jangkuan penerimaan,

bahwa source station ingin kirim data ke destination.

3. Clear To Send (CTS) : dikirim oleh destination station kepada source

station bahwa pengiriman data diijinkan.

4. Acknowledegement (ACK) : berisi pemberitahuan dari destination ke

source bahwa data, management, frame PS poll telah diterima dengan

benar.

5. Contention–Free (CF) end : memberitahukan akhir dari periode contention

free.

6. CF-end + CF ack : menandakan CF end. Frame ini mengakhiri connection

free period dan melepaskan station dari restriction yang berhubungan

dengan period tersebut.

Data Frame

Ada 8 sub-tipe data frame, di organisasikan menjadi dua group. Empat sub-

tipe pertama menunjukkan frame tersebut membawa upper level data dari station

asal ke tujuan. Empat frame yang membawa adalah:

1. data : frame data yang paling sederhana dapat digunakan pada periode

contention dan contention free.

2. data + CF-ack : hanya dapat dikirim dalam peroide contention free.

Sebagai tambahan frame ini membawa ack dari data sebelumnya.

3. data + CF-poll : di gunakan oleh point coordinator untuk mengirimkan

data ke mobile station dan untuk meminta mobile station untuk mengirim

frame data yang telah di buffer.

4. data + CF-ack + CF-poll : menggabungkan fungsi dari yang diatas.

Sisa 4 sub-tipe tidak membawa frame data. Frame null-function tidak membawa

data, pools atau ack. Frame ini hanya membawa power management bit.

Management Frame

Frame management hanya di gunakan untuk manage communication antara

Station dan AP :

1. Association request: di kirim oleh oleh sebuah station ke AP untuk

mengirim request association dengan BSS.

2. Association response : di kirim oleh AP ke station untuk menandakan

apakah request diterima atau tidak.

3. Reassociation request : di kirim dari station ketika pindah dari satu BSS ke

lainnya dan perlu untuk membuat association dengan AP lain.di BSS yang

baru

4. Reassociation response : dikirim oleh AP ke station untuk menandakan

apakah reassociation requset di terima atau tidak.

5. Probe request : di gunakan untuk mendapatkan informasi dari station lain

atau AP.

6. Probe response : response dari probe request

7. Beacon : di transimisi secara periodik agar mobile station dapat melokasi

dan mngidentifikasi sebuah BSS

8. Announcment traffic indication message : memberikan tanda ke mobile

station lainnya yang dalam mode power dalam keadaan low bahwa station

ini menuggu untuk mengirimkan framenya ke frame lain.

9. Dissociation : di gunakan untuk menghilangkan sebuah association

10. Authentication : multiple frame authentication di gunakan untuk bertukar

authentication dengan station lain

11. Deauthentication: di kirim oleh station atau AP untuk menunjukkan bahwa

atation tersebut atau AP sedang menghilangkan komunikasi.

The Wired Equivalent Privacy Algorithm

Berbasiskan pada 802.11 algoritma wired equivalent privacy(wep) yang secara

signifikan mengurangi resiko seorang menyadap network tersebut. Algoritma ini

menjalankan enkripsi dari persen-persen. WEP bekerja pada data link layer (layer

2) dari 7 OSI layer.

Metode enkripsi dari WEP menggunakan algoritma RC4 PRNG berdasarkan :

Suatu 40 bit secret key

Sebuah 24 bit IV yang dikirim bersama dengan data

Termasuk didalam sebuah ICV untuk mengecek integritasnya

Authentication

Karena Wireless lan memiliki keamanan physical yang terbatas untuk

mencegah penyalahgunaan akses, 802.11 mendefinisikan service-service

authentication untuk mengontrol akses lan ke level yang sama dengan yang

terhubung menggunakan media kabel.

IEEE 802.11 menyediakan dua macam tipe Authentication yaitu Open System

dan Shared Key. Open System Authentication menyediakan jalan bagi dua

pemakai untuk menyetujui penukaran data dan menyediakan tanpa keuntungan

penjagaan. Di Open System salah satu pemakai mengirimkan sebuah MAC

control frame, yang diketahui sebagai authentication frame, ke pemakai yang lain.

Yang menerima akan meresponnya dengan Authentication frame miliknya dan

prosesnya selesai. Open System juga menyangkut pertukaran identitas diantara

pemakainya.

Shared key Authentication, dua pemakai yang saling berhubungan

mengharuskan untuk membagi Secret key, bukan ke pemakai yang tidak

berhubungan. Key ini untuk menyakinkan bahwa kedua pemakai saling

Authentication.

Pengiriman untuk Authentication antara A dan B :

1. A mengirimkan MAC authentication frame dengan secret key dan

identitas dari station yang tujuan.

2. B merespon dengan Authentication frame yang mengandung 128-

octet challenge text . Challenge text dihasilkan oleh WEP PRNG.

Key dan IV(Initialization Vektor) di Challenge text tidaklah penting

karena mereka tidak berperan dalam Remainder (sisa) pengiriman.

3. A mentransmisi Authentication frame yang mengandung challenge

text dari B. Semua frame di Encypted menggunakan WEP.

4. B menerima Encypted frame dan me-decrypted menggunakan WEP

dan secret key dibagi dengan A. jika decypted berhasil maka B akan

membandingkan challenge text yang diterima barusan dengan

challege text yang dikirimkan ke A. Lalu B mengirimkan pesan

Authentication dengan status berhasil atau gagal ke A.

14.4 IEEE 802.11 PHYSICAL LAYER

Original IEEE 802.11 Physical layer

Pada standart IEEE 802.11 dibagi menjadi 3 Media layer :

Direct- Sequence spread spectrum beroperasi pada frekuensi 2,4

GHz ISM, di rate data 1 Mbps dan 2Mbps.

Frequency-hoping spread spectrum yang juga beroperasi pada

frekuensi 2,4 GHz ISM, di rate data 1 Mbps dan 2 Mbps.

Infrared di 1 Mbps dan 2 Mbps beroperasi di gelombang antara

850 dan 950 nm.

Direct-Sequence Spread Spectrum dan Frequency-Hopping Spread

Spectrum

Dalam teknologi wireless network biasanya menggunakan Radio

Frequency (RF), sehingga masalah yang dihadapi adalah Radio Signal

interfence, dimana pada teknik modulasi radio konvesional dapat dengan

mudah mengalami interferensi gelombang, dengan alasan tersebut digunakan

teknik modulasi Direct Sequence Spread Spectrum (DSSS) dan juga

Frequency-Hopping Spread Spectrum (FHSS). Semua Produk-produk wireless

network yang ada pada saat ini beroperasi pada frekuensi 2,4 GHz dengan

menggunakan DSSS maupun FHSS. Perbedaan mendasar dari kedua

teknologi modulasi tersebut adalah DSSS beroperasi pada kanal frekuensi

yang fix tetapi pada FHSS beroperasi pada kanal frekuensi yang berubah

setiap 400 millisecond dengan algoritma yang tertentu. Kedua standart IEEE

itu beroperasi secara half duplex.

Teknologi DSSS lebih unggul karena beberapa faktor berikut :

Kebal terhadap interferensi dan jamming.

Kebal terhadap multipath fading (Delay Spread Resistance)

Sangat kecil kemungkinannya untuk disadap

Multiple Access via code division multiple Access (CDMA)

Pada FHSS hanya memiliki bandwidth sebesar 22 MHz per-Hops

sehingga hanya bisa dilalui data dengan bandwidth maximum hanya 2 Mbps

half duplex, lain halnya dengan DSSS yang pada saat ini telah dapat

mencapai data transfer sebesar 11 Mbps half duplex tetapi dalam halnya

kekebalan terhadap interferensi FHSS yang memiliki kekebalan tersendiri

namun hal itu banyak diimplementasikan untuk penggunaannya dalam

ruangan sebab FHSS memiliki daya jangkauan yang lebih pendek

dibandingkan DSSS dan juga memiliki daya latency yang lebih besar

dibandingkan DSSS.

DSSS Spread Sequence

Ide umum dari Direct sequence adalah untuk mendigitalkan spread

baseband data frame (PPDV), dan lalu memodulasikan data yang telah di

spreading menjadi partikel-partikel frekuensi

Transmitter melakukan spreading PPDV dengan mengkombinasi PPDV

dengan sebuah Pseudonoise (PN) code yang berupa chip spreading sequence

melalui binary adder. PN sequence untuk system DS terdiri dari atas sebuah

serial dari penjumlahan dan pengurangan 1. PN code yang spesifik untuk

802.11 DSSS adalah diikuti 11-chip barker sequence, dengan leftmost bit

yang diaplikasikan pada PPDV : +1,-1,+1,+1,-1,+1,+1,+1,-1,-1,-1.

n = 2 + +

n = 3 + + -

n = 4 + + + -

n = 5 + + + - +

n = 7 + + + - - + -

n = 11 + - + + - + + + - - -

n = 13 + + + + + - - + + - + - +

Output di binary adder adalah suatu signal DSSS yang memiliki sebuah

signal rate yang lebih besar daripada data signal aslinya. Sebagai contohnya

Mbps PPDV yang berada pada input, akan menghasilkan 11 Mbps signal

yang dispreading pada output adder. Modulator menerjemah baseband signal

ke dalam sebuah signal analog pada operasi transmisi frekuensi dari kanal

yang dipilih.

Infrared

Skema infrared IEEE 802.11 merupakan omnidirectional daripada point

to point. Rangenya dapat mencapai 20 m. Skema Modulasi untuk 1 Mbps

data rate dikenal sebagai 16-PPM (Pulse Position Modulation). Didalam

skema, setiap group dari 4 data bit di mapped menjadi satu dari 16-PPM

symbols; setiap symbol merupakan 16 bit string. Setiap 16-bit string

mencangkup dari 0 sebanyak 15 dan binary 1 sebanyak sekali. Untuk 2

Mbps data rate, setiap group dari 2 data bit di mapped menjadi satu dari

empat bit sequence. Setiap sequence terdiri dari 0 sebanyak 3 kali dan

binary 1 sebanyak 1. Transmisi yang sebenarnya menggunakan skema

intensity modulation, dimana keberadaan signal correspond ke binary 1 dan

kehadiran dari signal correspond ke binary 0.

IEEE 802.11a

Spesifikasi IEEE 802.11a menggunakan frekuensi 5 GHz. Tidak seperti

yang spesifikasinya 2,4 GHz, IEEE 802.11 tidak menggunakan skema

spread spectrum tetapi menggunakan Orthogonal Frequency Division

Multiplexing (OPDM). OFDM juga disebut Multicarrier Modulation,

menggunakan Multicarrier signal ke frekuensi yang berbeda-beda, mengirim

beberapa bit ke setiap channel. Hal ini sama dengan FDM. Tetapi pada

OPDM, setiap subchannel ditujukan pada single data source.

Kemungkinan data rate untuk IEEE 802.11a adalah

6,9,12,18,24,36,48,dan 54 Mbps. Sistemnya dapat mencapai 52 subcarrier

yang dimodulasi menggunakan BPSK,QPSK,16-QAM atau 64-QAM,

tergantung dari data yang diterima. Jarak frekuensi subcarrier 0.312 MHz.

Convolution code di rate1/2, 2/3, atau 3/4 menyediakan Forward Error

Correction.

IEEE 802.11b

IEEE 802.11b IEEE 802.11a. Skema DS-SS, menyediakan data rate

5,5 dan 11 Mbps. Chipping rate nya 11Mhz, dimana memiliki kesamaan

dengan Skema DS-SS yang original, dan menyediakan bandwidth yang

sama. Untuk mencapai data rate yang lebih tinggi pada bandwidth yang

sama dan pada chipping rate yang sama, skema modulasi yang diketahui

sebagai Complementary Code Keying (CCK) digunakan.

Skema modulasi CCK sangat rumit dan tidak diteliti secara detail. Data

input berada pada 8 blok bit dengan rate 1.375 Mhz ( 8 bit/symbol x 1.375

MHz = 11 Mhz). Enam bit di mapped menjadi 64 code sequence

berdasarkan dari 8 x 8 Walsh Matrix. Output dari mapping, ditambah 2

additional bit, menjadi input ke modulasi QPSK.