Introduction of LR-WPAN

Apa itu LR-WPAN ?
Low Rate Wireless Personal Area Network (LR-WPAN) adalah komunikasi jaringan yang sederhana, ‘harga murah’ yang
memungkinkan sambungan wireless dengan menggunakan tenaga terbatas. Tujuan utama dari LR-WPAN adalah kemudahan instalasi, reliable data transfer, short-range operation, harga yg sangat murah dan daya tahan bateri.

dua tipe device di IEEE 802.15.4 : Full-Function Device (FFD) dan Reduce-Function Device (RFD). FFD dapat beroperasi
dalam tiga mode layanan, sebagai kordinator personal area network (PAN), kordinator atau sebagai device. FFD dapat
berkomunikasi dengan RFD atau FFD yg lain, sedangkan RFD hanya dapat berkomunikasi dengan FFD. Sebuah RFD dipakai untuk aplikasi yang sangat sederhana, contoh : light switch atau passive infrared sensor. RFD tidak perlu mengirim data dalam jumlah yang sangat besar dan hanya boleh berkomunikasi dengan satu FFD dalam waktu yang sama. Sehingga
RFD dapat diimplementasikan dengan kapasitas memori dan resource yang sedikit.

Komponen IEEE 802.15.4 WPAN
sistem yg sesuai dengan standar ini terdiri dari beberapa komponen. komponen yang paling utama adalah device. device
dapat berupa RFD atau FFD. Dua atau lebih device dalam sebuah personal operating space (POS) pada channel physical
yang sama merupakan sebuah WPAN. WPAN harus mengandung paling sedikit satu FFD sebagai kordinator PAN.

Tidak ada sebuah area pasti yang bagus untuk media wireless karena karakteristik propagasi yang dinamis dan tidak pasti. Perubahan posisi sedikit saja dapat merubah kekuatan sinyal dan kualitas link komunikasi.

Topologi Jaringan :
LR-WPAN dapat beroperasi diantara dua topologi : star topology atau peer-to-peer topology. Komunikasi star topology
terbentuk antara devices dan satu kontrol pusat (a single central controller). Dalam komunikasi jaringan,device berhubungan dengan sebuah aplikasi, bisa berupa titik permulaan (initiation point) atau titik akhir (termination point). Kordinator PAN adalah kontrol utama dalam PAN. Contoh aplikasi yang menggunakan star topology : home automation, personal computer (PC) peripherals, toys and games dan personal health care.

peer.jpgstar.jpg

Peer-top-peer topology juga mempunyai kordinator PAN. Berbeda dengan star topology, Setiap device peer-to-peer topology dapat berkomunikasi dengan device lain selama dalam jangkauan area dengan yang lain. contoh aplikasi peer-
to-peer topology : mesh network topology, inventory tracking, intelligent agriculture.

Formasi Star Network :
Setelah FFD diaktifkan, FFD dapat membentuk jaringannya sendiri dan menjadi kordinator PAN.Semua jaringan star
beroperasi secara independen dari jaringan star yang lain. Hal ini dilakukan dengan memilih pengenal/label PAN yang
tidak digunaka oleh jaringan lain. Ketika label PAN dipilih, kordinator PAN membolehkan device yang lain, baik itu
FFD atau RFD, untuk bergabung dengan jaringannya.

Formasi Peer-to-Peer Network :
Setiap device dapat berkomunikasi dengan device yang lain dalam jangkauannya. Satu device dinominasikan sebagai
kordinator PAN, sebagai contoh adalah device yang pertamakali berkomunikasi di channel.
Contoh penggunaan peer-to-peer adalah cluster tree. Cluster tree adalah contoh peer-to-peer yang sebagain besar devices-nya adalah FFD. Sebuah RFD bergabung dengan cluster tree sebagai leaf device dibagian paling akhir karena RFD tidak mengijinkan device lain bergabung dengannya.Beberapa FFD dapat berfungsi sebagai kordinator untuk menyediakan layanan sinkronisasi ke device atau kordinator lain. Hanya satu dari beberapa kordinator itu yang dapat menjadi kordinator PAN, yaitu misalnya yang mempunyai resource komputasi paling besar.
Kordinator PAN membentuk cluster pertama dengan menunjuk label PAN yang tidak dipakai dan mem-broadcast frame beacon ke device tetangga, Contention Resolution mechanism diperlukan jika dua atau lebih FFD secara bersamaan ingin menjadikan dirinya sebagai kordinator PAN. Calon device yang menerima frame beacon dapat mengajukan untuk bergabung dangan jaringan kordinator PAN. Jika kordinator PAN mengijinkan bergabung, kordinator PAN akan menambahkan device baru tersebut sebagai child device didalam neighbor list. Selanjutnya device yang baru bergabung menambahkan kordinator PAN sebagai parent-nya didalam neighbor list dan mulai mengirim beacon secara periodik. Calon device yang lain dapat bergabung dangan jaringan kordinator PAN. Jika calon device tidak bisa bergabung dalam jaringan kordinator PAN, dia akan mencari parent device yang lain.

Bentuk paling sederhana dari jaringan cluster tree adalah cluster single network. jaringan yang lebih besar dapat dibuat dengan membentuk mesh of multiple neighboring cluster.Setelah satu cluster selesai terbentuk, kordinator PAN pertama menunjuk sebuah device menjadi kordinator PAN untuk cluster baru berikutnya. Device yang lain secara berangsur-angsur bergabung dan membentuk struktur jaringan multicluster. Keuntungan dari struktur multicluster adalah meningkatkan coverage area, sedangkan kelemahannya adalah meningkatkan message latency.

Reference :
IEEE Standard for Information technology, Specifications for WPANs 802.15.4

January 22 2008 – Winter Vacation,
Taipei City
High Speed Network Lab

Udin Harun

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s

%d bloggers like this: