PENGERTIAN WPAN (WIRELESS PERSONAL AREA NETWORK)

Wireless Personal Area Network (WPAN) adalah jaringan wireless dengan jangkauan area yang kecil. Contohnya Bluetooth, Infrared, dan ZigBee. Teknologi WPAN membolehkan pengguna untuk membangun suatu jaringan nirkabel (ad hoc) bagi peranti sederhana, seperti PDA, telepon seluler atau laptop. Ini bisa digunakan dalam ruang operasi personal (personal operating space atau POS). Sebuah POS adalah suatu ruang yang ada disekitar orang, dan bisa mencapai jarak sekitar 10 meter. Saat ini, dua teknologi kunci dari WPAN ini adalah Bluetooth dan cahaya infra merah. Bluetooth merupakan teknologi pengganti kabel yang menggunakan gelombang radio untuk mentransmisikan data sampai dengan jarak sekitar 30 feet.

Data Bluetooth dapat ditransmisikan melewati tembok, saku ataupun tas. Teknologi Bluetooth ini digerakkan oleh suatu badan yang bernama Bluetooth Special Interest Group (SIG), yang mana mempublikasikan spesifikasi Bluetooth versi 1.0 pada tahun 1999. Cara alternatif lainnya, untuk menghubungkan peranti dalam jarak sangat dekat (1 meter atau kurang), maka user bisa menggunakan cahaya infra merah.Untuk menstandarisasi pembangunan dari teknologi WPAN, IEEE telah membangun kelompok kerja 802.15 bagi WPAN. Kelompok kerja ini membuat standar WPAN, yang berbasis pada spesifikasi Bluetooth versi 1.0. Tujuan utama dari standarisasi ini adalah untuk mengurangi kompleksitas, konsumsi daya yang rendah, interoperabilitas dan bisa hidup berdampingan dengan jaringan 802.11.
IEEE 802.15
Adalah working group nomor 15 dari IEEE 802 spesial untuk WPAN (Wireless Personal Area Network) Standard.
Terdiri dari 5 sub standard :
  • 802.15.1 tentang WPAN / Bluetooth
  • 802.15.2 tentang Coexistance
  • 802.15.3 High Rate WPAN (11‐55 Mbit/s)
  • 802.15.4 Low Rate WPAN (kecepatan rendah dengan high battere long life misalnya Zigbee 802.15.5 Mesh Networking)
WPAN memiliki kelebihan antara lain :
  • Konsumsi daya rendah
  • Mobilitas (pergerakan) yang tinggi. WPAN memungkinkan pengguna untuk mengakses informasi dimanapun berada selama masih dalam jangkauan wilayah WPAN.
  • Kemudahan dan kecepatan instalasi. Instalasi WPAN mudah karena dan cepat karena bisa dilakukan tanpa harus menarik dan memasang kabel.
  • Fleksibel. Tekonologi WPAN memungkinkan untuk membangun jaringan dimana kabel tidak dapat digunakan atau tidak memungkinkan untuk digunakan.
  • Biaya lebih murah, meskipun biaya instalasi awalnya WPAN lebih mahal dari PAN konvensional tetapi biaya pemeliharaanya lebih murah.
  • Scalabel. WPAN dapat menggunakan berbagai topologi jaringan sesuai dengan kebutuhan.
Kekurangan dari WPAN adalah sebagai berikut :
  • Jarak jangkauannya pendek hanya sekitar ±100 m.
  • Data rate rendah
Wireless Personal Area Networks (WPANs) Teknologi WPAN membolehkan pengguna untuk membangun suatu jaringan nirkabel (ad hoc) bagi peranti sederhana, seperti PDA, telepon seluler atau laptop. Ini bisa digunakan dalam ruang operasi personal (personal operating space atau POS). Sebuah POS adalah suatu ruang yang ada disekitar orang, dan bisa mencapai jarak sekitar 10 meter. Saat ini, dua teknologi kunci dari WPAN ini adalah Bluetooth dan cahaya infra merah. Bluetooth merupakan teknologi pengganti kabel yang menggunakan gelombang radio untuk mentransmisikan data sampai dengan jarak sekitar 30 feet.
Data Bluetooth dapat ditransmisikan melewati tembok, saku ataupun tas. Teknologi Bluetooth ini digerakkan oleh suatu badan yang bernama Bluetooth Special Interest Group (SIG), yang mana mempublikasikan spesifikasi Bluetooth versi 1.0 pada tahun 1999. Cara alternatif lainnya, untuk menghubungkan peranti dalam jarak sangat dekat (1 meter atau kurang), maka user bisa menggunakan cahaya infra merah.Untukmenstandarisasi pembangunan dari teknologi WPAN, IEEE telah membangun kelompok kerja 802.15 bagi WPAN. Kelompok kerja ini membuat standar WPAN, yang berbasis pada spesifikasi Bluetooth versi 1.0. Tujuan utama dari standarisasi ini adalah untuk mengurangi kompleksitas, konsumsi daya yang rendah, interoperabilitas dan bisa hidup berdampingan dengan jaringan 802.11.
CAN – Campus Area Network
mencakup dengan beberapa LAN tetapi lebih kecil dari jaringan area Metropolitan, MAN. Jenis jaringan ini banyak digunakan di universitas relatif besar atau kantor-kantor bisnis lokal dan bangunan.
SAN– Storage Area Network
SAM teknologi digunakan untuk penyimpanan data dan tidak memiliki gunakan untuk sebagian besar organisasi tetapi organisasi data berorientasi. jaringan area Penyimpanan menghubungkan server ke perangkat penyimpanan data dengan menggunakan teknologi saluran Serat.
SAN– Sistem Area Network
SAN, sistem jaringan area juga dikenal sebagai jaringan cluster area dan menghubungkan komputer kinerja tinggi dengan koneksi kecepatan tinggi di cluster konfigurasi

ZigBee (802.15.4)

Mengenal Zigbee
Pada umumnya Wirelss Personal Area Network(WPAN) memiliki jarak komunikasi maksimal 10m saja, lebih pendek dibandingkanWireless Local Area Network (WLAN). Zigbee berada dalm WPAN bersama Bluetooth dan Ultra Wide Band (UWB). Zigbee masuk dalam standart keluarga 802.15 bersama Bluetooth (802.15.1), dan UWB (802.15.3), sedangkan standart untu zigbee sendiri 802.15.4. Dibandingkan dengan blutooth dan UWB, zigbee hanya memiliki kecepatan komunikasi maksimal 250kbps saja. Jarak maksimal komunikasinya pun pendek yaitu 10m-70m saja, kecuali diberi penguuatan daya, maka jarak komunikasinya bisa mencapai 300m-1km (tergantung daya yang digunakan). Zigbee memiliki kelebihan pada pengoperasiannya yang sangat mudah, bentuknya kecil, murah, dan membutuhkan daya yang sangat rendah (low power consumption) dibandingkan dengan bluetooth dan UWB.
ZigBee merupakan padanan kata Zigdan Bee. Zig berarti gerakanzig-zagdan Beeberarti lebah. Zigbee memiliki sifat komunikasi yang mirip dengan komunikasi diantara lebah yang melakukan gerakan-gerakan tidak menentu dalam menyampaikan informasi adanya madu ke lebah yang satu ke lebah yang lainnya . Zigbee merupakan teknologi yang memfokuskan data raterendah, konsumsi daya rendah, biaya rendah, target protokol jaringanwirelessuntuk aplikasi otomasi dan kendali remote.  IEEE 802.15.4 fokus terhadap dua layer protokol bawah, yaitu physicaldan MAC layer. Begitu juga, Zigbee Alliancemengurusi layer protokol teratas (dari Networksampai dengan Application layer) untuk interoperabilitas jaringan data, layanan keamanan, dan cakupan nirkabel home and building control, standar yang berlaku di pasar dan pengembangan ilmiah untuk standar evolusi .
Zigbee menggunakan tiga buah band frekuensi yang digunakan secara berbeda-beda :
  • 2,4 GHz   dengan kecepatan 250 kbps (seluruh dunia)
  • 868 MHz dengan kecepatan 40 kbps (Eropa)
  • 915 MHz dengan kecepatan 20kbps (Amerika)
Dengan kecepatan zigbee yang hanya 250kbps, jauh lebih rendah dibandingkan Bluetooth yang memiliki kecepatan 3 Mbps dan UWB dengaan kecepatan 480 Mbps, tetapi zigbee dapt melakukan komunikasi dengan 65000 node zigbee dalam waktu yng bersamaan engan metode komunikasi multihop ad-hoc tanpa harus melakukan pengaturan apapun padanya. zigbee
Zigbee memang tidak bisa digunakan untuk komunikas-komuinkasi yang membutuhkan kecepatan tinggi seperti untuk transmisi multinedia suara, video, atau data2 yang besar lainnya. Tetapi pada sisi-sisi kehidupan kita sehari-hari lainnya, kita justru lebih sering bersentuhan pada hal-hal yang sifatnya pengontrolan informasi-informasi sensor yang tidak membutuhkan kecepatan pengiriman data yang tinggi, seperti aplikasi sensor, misalnya : sensor suhu, kelembaban, cahaya, tekanan, dll. Komunikasi-komunikasi antar sensor tersebut seperti di dalam pabrik.
Perbedaan Bluetooth, UWB, dan Zigbee
Bluetooth menggunakan frekuensi yang sama dengan salah satu frekuensi yang dipakai zigbee, yaitu 2,4 Ghz. Dalam satu jaringan bluetooth hanya ada 8 node yang dapat terhubung 1 master dan 7 slave. Waktu latency yang dimiliki oleh bluetooth adalah 10detik.Bluetooth menggunakan gelombang radio.
UWB adalah sistem komunikasi ultrawidebandmerupakan sistem komunikasi yang dapat mengirim data dengan data rate 480 Mbps untuk jarak 2meter dan 110Mbps untuk jarak 10meter. Sistem komunikasi pada UWB adalah sistem komunikasi jarak pendek yang mempunyai bandwidthyang sangat leba.
Topologi jaringan yang digunakan pada zigbee adalah topologi jaringan bervariasi, yaitu Star,Mesh(peer topeer), dan Cluster Tree (gabungan dari star dan mesh). Jumlah nodes (perangkat ) yang dapat terhubung dengan local address dalam satu jaringan Zigbee yang sederhana dapat mencapai 6500 node atau lebih. Waktu latency yang dibutuhkan zigbee adalah 30mdetik.
Lapisan Fisik
Standart IEEE 802.15.4 mendefinisikan dua representasi dari lapisan fisik (PHYs) yang memiliki 3 lebar frekuensi tanpa lisensi yaitu 2,4 GHz dengan 16 channel, 902-928MHz dengan 10 channel, dan 868-870 Mhz dengan 1 channel dengan kecepatan data masing-masing 250 kbps, 40kbps, dan 20kbps.
Kedua lapisan frekuensi (868Mhz/915Mhz, dan 2,4Ghz), pada lapian fisik ini menggunakan teknik modulasi Direc Sequence Spectrum(DSSS), tipr Modulasi dalam dalam frekuensi 2,4 GHz menggunakan Quadratutre Phase shift Keying (QPSK).
Lapisan Media Access Control
Lapisan ini didefinisikan oleh standart IEEE 802.15.4 antara lain, mempunyai tugas untuk pengaksesan saluran. Ada dua mekanisme untuk mengakses saluran yaitu mode beacon dan mode non beacon. Mode beacon menggunakan teknik CSMA/CA, sedangkan node non beacon menggunakan teknik non CSMA/CA.
tugas lain dari lapisan ini adalah untuk mendukung jaringan dimana memiliki alamat 64 bit dan setiap node memiliki alamat yang unik, jumlah node bisa mencapai 254 untuk sebuah koordinator ( untuk teknik Master-Slave), sedangkan jumlah node bisa mencapai 65532 jika menggunakan topologi jaringan peer-to-peer (mesh).
Lapisan ini juga menggunakan frame acknowledgement, dengan verifikasi data menggunaan CRC 16bit dan untuk keamanaan manggunakan pilihan enkripsai dan authentifikasi 128 bit AES.
Lapisan Jaringan
Secara umum layanan manajemen jaringan dalam zigbee meliputi : konfigurasi perangkat, penetapan jaringan yang baru, keanggotaan jaringan, pengamalatan jaringan, pememilihan jenis keamanan jaringan, sinkronisasi, jaminan slot waktu, portabilitas, koordinator backup, resolusi konflik pengidentifikasi pada Personal Area Network(PAN), pemilihan saluran secara dinamis dan menghubungkan serta menggabungkan jaringan.
Lapisan jaringan zigbee mendukung tiga topologi jaringan yaitustar, meshdan cluster tree. Topolgi staradalah topologi jaringan yang umum yang menyediakan operasi bertenaga baterei dengan kekuatan lama. Topolologi mesh, atau peer-to-peermemungkinkan keandalan dan skalabilitasas yang sangat baik dengan menyediakan lebih dari satu jalur dalam jaringan untuk beberapa hubungan wireless(nir kabel). Topologi Cluster-Treemenggunakan gabungan topologi stardan topologi mesh,dengan menggabungkan keduanya mempunyai keuntungan keandalan tingkat tinggi dan dukungan node dengan bertenaga baterai.
Perangkat fisik zigbee membedakan perangkat kerasnya yang didasarkan pada definisi standar IEEE 802.15.4 yaitu Reduced Function Device(RFD) dan Full Function Device(FFD). RFD diterapkan dengan menggunakan Random Access Memory(RAM) dan Read Only Memory(ROM) dengan ukuran minimum dan dirancang untuk menjadi node pengirim dan atau penerima yang sederhana dalam sebuah jaringan yang berukuran sangat besar. Dengan ukuran stackyang kecil maka memori yang dibutuhkan sedikit dan harga untuk Integreted Circuit(IC)-nya pun yang diperlukan menjadi lebih murah. Perangkat RFD umumnya bertenaga baterai, RFD dapat mencari jaringan yang tersedia, memindahkan data, menentukan apakah data harus dipending, meminta data dari koordinator jaringan, dan akan sleepuntuk periode waktu yang lama jika tidak ada yang menggunakan hal ini dilakukan untuk mengurangi konsumsi penggunaan baterei.
Lapisan Aplikasi
Lapisan aplikasi pada arsitektur zigbee terdiri dari sub-layer aplikasi (APS), Zigbee Device Object(ZDO) dan definisi pembuat objek aplikasi. Tanggung jawab dari sub-layer APS meliputi memelihara tabel untuk menghubungkan, dimana memiliki kemampuan untuk mencocokan dua perangkat secara bersama-sama yang didasarkan pada layanan dan kebutuhan pengguna, dan menyampaikan pesan antara perangkat yang terkait. Tanggung jawab yang lain dari sub-layer APS adalah melakukan pemulihan (discovery), serta menentukan tanggung-jawab dari ZDO yang meliputi penjelasan tentang aturan dari alat dalam jaringan, menginisialisasi dan atau merespon dan membuat suatu hubungan keamanan diantara perangkat jaringan.
sumber : http://fagram23.blogspot.com/2017/11/pengertian-wpan-wireless-personal-area.html

43 total views, 1 views today