Ridha Muldina

IEEE 802.11ah

Saat ini di prodi S1 Teknik Telekomunikasi sedang dilaksanakan riset tugas akhir oleh beberapa mahasiswa terkait standard IEEE 802 11.ah. Yuk kita sama-sama belajar mengenal standar ini… ^_^

 

Kebutuhan masyarakat global di era informasi saat ini sangat tinggi. Masyarakat menginginkan hal – hal yang serba mudah, praktis dan efisien namun tidak mengurangi kualitasnya. Jaringan ad hoc merupakan salah satu teknologi yang menawarkan kemudahan tersebut. Jaringan ad hoc merupakan sebuah teknologi dalam wireless LAN yang tidak memerlukan adanya sebuah infrastruktur jaringan karena setiap node dalam jaringannya akan selalu bergerak (mobile) sehingga membentuk topologi jaringan yang berubah – ubah. Suatu node pada jaringan ad hoc dapat berupa peralatan telekomunikasi dimana sering sekali sangat terbatas pada resource seperti luasnya jangkauan transmisi, daya baterai, dan bandwidth. Standar IEEE 802.11ah diciptakan untuk menjawab tantangan tersebut karena mendukung skenario jaringan wireless seperti mengatur banyaknya device, luasnya jangkauan dan mekanisme konsumsi daya untuk energi yang terbatas.[13]

IEEE 802.11 dikembangkan untuk mendukung pertumbuhan jaringan wireless yang terus berkembang di masa depan. IEEE 802.11ah merupakan pengembangan dari IEEE 802.11 untuk memenuhi kebutuhan Wireless Sensor Network (WSN) dan Machine to Machine (M2M) [3]. IEEE 802.11ah menawarkan solusi cerdas untuk Smart Metering, plan automation, eHealth, dan juga intelligent transport system. IEEE 802.11ah mampu mengelola station (STA) dalam jumlah banyak karena memiliki hirarki signaling dan adanya menejemen penghematan daya [2]. IEEE 802.11ah dapat dioperasikan oleh vendor [11].

IEEE 802.11ah adalah protokol jaringan nirkabel (wireless) yang merupakan perubahan dari standar jaringan nirkabel IEEE 802.11 – 2007. Standar protokol ini menggunakan bands sub 1 GHz [8] untuk menyediakan tambahan jangkauan jaringan Wi-Fi, dibandingkan dengan jaringan Wi-Fi konvensional yang beroperasi menggunakan bands 2,4 GHz dan 5GHz. Hal ini juga bermanfaat dalam membuat konsumsi energi yang cukup rendah, dengan memungkinkan membuat sekumpulan station atau sensor untuk saling berbagi sinyal, dimana hal tersebut mendukung konsep Internet of Things (IoT) [11]. Konsumsi daya yang rendah juga dikarenakan terdapat beberapa perubahan pada protocol MAC seperti format frame yang lebih kecil, prioritas sensor traffic, mode beaconless paging [11]. Standar ini diharapkan dapat diselesaikan pada tahun 2016 dengan chips dan sistem berdasarkan 802.11ah yang masuk ke pasaran pada awal 2015 [10]. Pada [8], kebutuhan fungsional dan metodologi untuk 802.11ah telah dijelaskan dimana kebutuhan utama nya dapat diringkas menjadi seperti berikut:

  • Cakupan transmisi mencapai 1 km
  • Data rates > 100 kbps
  • Mempertahankan sensasi penggunaan 802.11 WLAN untuk aplikasi fixed, outdoor, dan point to multi point.

Seperti yang dapat dilihat pada poin pertama, kisaran target relatif cukup tinggi bila dibandingkan dengan teknologi sebelumnya yang juga mempertimbangkan aplikasi rendah energi seperti ZigBee, Bluetooth, Ultra-Wide Band (UWB) [12][7][9], dll. Tabel 2.2 menunjukkan contoh rentang dari tiap teknologi tersebut. Kemudian data rate yang diperlukan masih relatif kecil, sebagai fokus utama disini adalah penggunaannya yang mempertimbangkan kecepatan transfer data yang relatif rendah. Pada poin ke tiga menyatakan bahwa 802.11ah harus menjaga kompatibilitas dengan standar IEEE 802.11 yang sebelumnya, seperti 802.11ac. Hal ini menandakan bahwa lapis PHY dan lapis MAC pada 802.11ah mungkin tidak terlalu berbeda dengan standar 802.11ac [4].

zigbee

Tabel 2.2 – Jangkauan dari beberapa teknologi rendah energi [4]

IEEE 802.11 ah dirancang untuk bekerja pada frekuensi band sub 1 GHZ [19], dengan range transmisi sampai 1 Km [2][3], memiliki data rate diatas 100 Kbps, konsumsi daya yang kecil, serta mampu melayani sampai 8191 Station (STA) [1][2]. IEEE 802.11ah memiliki topologi one hop network serta transmisi data yang pendek dan tidak terlalu sering (paket data ~100 bytes) [2]. Desain 802.11ah meningkatkan link budget jika dibandingkan dengan teknologi Wi – Fi 2,4 GHz. IEEE 802.11ah mendukung pengoperasian bandwidth 1 dan 2 MHz serta mendukung bandwidth 4, 8, dan 16 MHz untuk penggunaan aplikasi dengan  data rate yang tinggi [11].

Manfaat dari 802.11ah adalah dengan memperluas jangkuan, sehingga berguna untuk komunikasi di daerah yang sulit dijangkau dibandingkan teknologi WiMAX [5] dan untuk offloading pada lalulintas menara telepon seluler [10]. Tujuan lain dari protokol ini adalah untuk memungkinkan spektrum sub-gigahertz menggunakan akses low rate dari stasiun nirkabel 802.11 [11]. Protocol IEEE 802.11ah adalah salah satu teknologi 802.11 yang paling berbeda dari model LAN lainnya, terutama menyangkut media akses contention. Aspek yang menonjol dari 802.11ah adalah perilaku statiun – statiun nya yang dibuat berkelompok untuk meminimalkan terjadinya contention pada media udara, menggunakan relay untuk memperluas jangkauannya, menggunakan daya yang sedikit karena periode bangun/tidur yang telah ditetapkan, mampu mengirim data dengan kecepatan tinggi dengan kondisi yang berbeda, dan menggunakan antena sektoral. 802.11ah menggunakan spesifikasi 802.11 a/g untuk menyediakan 26 kanal dimana masing – masing mampu menyediakan throughput sekitar 100 kbps. Standar 802.11ah juga dapat menjangkau area sampai 1 km dimana tiap access point (AP) dapat memberikan konektivitas untuk ribuan perangkat dengan melakukan efisiensi pada paging dan system pentransmisian yang periodik. Protocol IEEE 802.11ah mendukung konsep Mechine to Machine (M2M) seperti smart metering [3].

Tujuan utama dari Task Group 802.11ah (TGah) selain menyediakan standar yang memenuhi maksud perancangannya, adalah untuk meminimalkan perubahan terhadap IEEE 802.11 yang telah banyak digunakan [2]. Oleh karena itu layer PHY dan MAC 802.11 ah berdasarkan peningkatan modifikasi pada 802.11ac [6].

 

 

referensi :

  1. Adame, T., Bel, A., Bellalta, B., Barcelo, J., & Oliver, M. (2014). IEEE 802.11 ah: the WiFi approach for M2M communications. Wireless Communications, IEEE, 21(6).
  2. Adame, T., Bel, A., Bellalta, B., Barceló, J., Gonzalez, J., & Oliver, M. (2013). Capacity analysis of IEEE 802.11 ah WLANs for M2M communications. In Multiple Access Communcations. Springer International Publishing.
  3. Aust, S., Prasad, R. V., & Niemegeers, I. G. (2012, June). IEEE 802.11 ah: Advantages in standards and further challenges for sub 1 GHz Wi-Fi. In Communications (ICC), 2012 IEEE International Conference on. IEEE.
  4. Hazmi, A., Rinne, J., & Valkama, M. (2012, December). Feasibility study of IΕΕΕ 802.11 ah radio technology for IoT and M2M use cases. In Globecom Workshops (GC Wkshps), 2012 IEEE. IEEE.
  5. IEEE LAN/MAN Standards Committee. (2004). IEEE Standard for local and metropolitan area networks part 16: Air interface for fixed broadband wireless access systems. IEEE Std 802.16TM-2004.
  6. IEEE P802.11ac. (2011). Specification framework for TGac. IEEE 802.11-09/0992r21. Didapat dari : https://mentor.ieee.org/802.11/dcn/09/11-09-0992-21-00ac-proposed-specification-framework-for-tgac.doc.
  7. IEEE Std. 802.15.4. Wireless MAC and PHY Specifications for Low-Rate WPANs. 8 Sept., 2006.
  8. Sub 1 GHz license-exempt PAR and 5C. Didapat dari : https://mentor.ieee.org/802.11/dcn/10/11-10-0001-13-0wng900mhz-par-and-5c.doc.
  9. Morrow, R. (2002). Bluetooth : Operation and Use. NewYork. McGraw-Hill.
  10. Parker, Tammy. (2013). Wi-Fi preps for 900 MHz with 802.11ah. www.fierceWirelessTech.com/tech/story/wi-fi-preps-900-mhz-80211ah/2013-09-02. Diambil 2015-09-26.
  11. Wi-Fi Advanced 802.11ah. Didapat dari : www.Qualcomm.com/Invention/research/projects/wi-fi-evolution/80211ah. Diambil 2015-09-26.
  12. Tsang, T. K., & El-Gamal, M. N. (2005, June). Ultra-wideband (UWB) communications systems: an overview. In IEEE-NEWCAS Conference, 2005. The 3rd International. IEEE.
  13. M. Irfan Denatama, Energy Consumption And Performance Analysis Of DSDV and OLSR Routing Protocol On IEEE Standard 802.11ah, Universitas Telkom, 2016.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *