Sistem Komputer SKS 16.2: March 2017

BAB I

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Dalam kehidupan sehari-hari, kita kadang sering melakukan transfer data, file atau gambar antar perangkat komputer ataupun Handphone. Media transfer yang kita gunakan juga bermacam-macam seperti : Kabel data, LAN, Infra Red, Wifi dan Bluetooth. Pada makalah ini akan dibahas mengenai Bluetooth, mulai dari cara kerja hingga cara transfernya.

Bluetooth adalah suatu teknologi suadh dikenal dan digunakan. Teknologi ini telah memberikan terhadap peralatan elektronik yang kita gunakan sebelumnya. Jika sebelumnya kita menggunakan keyboard, juga halnya dengan printer, mouse, monitor dan lain sebagainya. Semua peralatan itu dihubungkan dengan menggunakan kabel. Sehingga banyak kabel yang dibutuhkan di kantor, rumah atau tempat-tempat lainnya. Kita sering dihadapi masalah susahnya menelusuri kabel jika ada suatu kesalahan atau kerusakan pada perangkat kita. Bluetooth memperbaiki penggunaan teknologi kabel yang cenderung menyulitkan ini dengan cara menghubungkan beberapa peralatan tanpa menggunakan kabel.

B. Rumusan masalah

Berikut rumusan masalah yang akan kita bahas :

1. Bagaimana cara kerja Bluetooth?

2. Apa fungsi Bluetooth Protocol Stack?

3. Bagaimana Struktur Frame Data Bluetooth?

4. Bagaimana cara pengujiannya?

C. Tujuan

Tujuan dari penulisan makalah ini adalah :

1. Bisa mengetahui cara kerja Bluetooth.

2. Bisa mengetahui fungsi dari Bluetooth Protocol Stack.

3. Faham tentang Struktur Frame Data Bluetooth.

4. Bisa menguji kinerja suatu Bluetooth.

BAB II

PEMBAHASAN

A. Pengertian Bluetooth

Bluetooth merupakan sebuah chip radio yang dipasang ke dalam perangkat komputer, printer, handphone dan sebagainya. Chip bluetooth ini dirancang sebagai pengganti kabel. Informasi dengan Bluetooth ditrasmisikan pada frekuensi tertentu kemudian diterima oleh chip Bluetooth kemudian informasi tersebut diterima oleh komputer, handphone dan sebagainya.

Secara lebih rinci, Bluetooth merupakan nama yang diberikan untuk teknologi baru dengan menggunakan short-range radio links sebagai pengganti koneksi kabel portable atau alat elektronik yang sudah pasti. Adanya Bluetooth mengurangi kompleksitas, power serta biaya. Bluetooth diimplementasikan pada tempat-tempat yang tidak mendukung sistem wireless seperti di rumah atau di jalan untuk membentuk Personal Area Networking (PAN), yaitu peralatan yang digunakan secara bersama-sama.

Bluetooth memilki 13 (tiga belas) aplikasi yang spesifik, yaitu :

· Generic Access : merupakan prosedur untuk link management yang menyediakan jalan untuk membangun dan memelihara secure link antara master dan slave.

· Service Discovery : suatu protocol untuk mengetahui servis yang disediakan.

· Serial Port : sebagai pengganti kabel serial port.

· Generic object exchange : sebagai penentu hubungan client-server untuk object movement.

· LAN access : sebagai protocol antara mobile computer dan fixed LAN.

· Dial-up networking : memberikan ijin komputer atau notebook untuk dial/call via mobile phone

· Fax : memberikan ijin mobile fax untuk berbicara lewat mobile phone.

· Cordless telephony : sebagai penghubung antara handset dengan local base station.

· Intercom : digital walkie-talkie.

· Headset : pemberi ijin hands-free voice communication.

· Object push : penyedia jalur pertukaran simple objects.

· File Transfer : penyedia fasilitas transfer file secara lebih general.

· Synchronization : mengijinkan Perangkat untuk sinkronisasi dengan komputer lain.

B. Cara Kerja Bluetooth

Pada Gambar di bawah menunjukkan bahwa Bluetooth device melakukan koneksi ke dalam piconet. Piconet terdiri dari sebuah master device dan active slave devices, jumlah maksimum dari active slaves adalah 7 devices. Kumpulan dari beberapa piconet yang saling berhubungan disebut scatternets.

Gambar 1. Operational State of Bluetooth

Ada 4 (empat) basic states pada Bluetooth devices. Masing-masing basic itu adalah master (sebagai pengontrol sebuah piconet), active slave (terhubung dan secara aktif memonitor Piconet), parked slave (secara logik masih bagian dari piconet tetapi low power), dan standby (tidak terhubung dengan piconet).

Gambar 2. Bluetooth pada Awalnya

Pada awalnya Bluetooth device hanya mengetahui sebatas di sekitar area Bluetooth device saja, pada status ini bluetooth akan berada di mode Standby. Standby adalah suatu mode pasif di mana suatu Bluetooth device sekali-kali menangkap frekuensi jika ada bluetooth device lain yang ingin berkomunikasi, hal ini disebut Inquiry. Proses ini dilakukan selama 10 miliseconds tiap 1.28 detik. Di dalam mode Standby Bluetooth device dapat mengurangi konsumsi kekuatannya atas 98%.

Gambar 3. Proses Inquiry Bluetooth

Inquiry merupakan suatu proses bagaimana Bluetooth device mempelajari tentang identitas bluetooth devices lain yang ada di dalam jangkauannya. Pada Gambar 3, node A mengeluarkan suatu fungsi page pada BT Inquiry ID dan menerima balasan dari devices B, C, E, F, G, I, J, and K. Dari balasan ini, A mengetahui identitas dari devices lain (contohnya, Bluetooth device ID mereka yang unik).

Selama proses inquiry, device A secara terus-menerus melakukan broadcasts Page command dengan menggunakan reserved Inquiry ID. Broadcasts ini tersebar sepanjang pola standard dari 32 Standby radio frequencies dimana semua devices pada mode standby memonitor pada sebuah occasional basis. Kemudian setiap standby device yang berada dalam jangkauannya akan menerima inquiry page. Setelah disetujui, node-node ini akan merespon dengan sebuah standar FHS packet yang menyediakan BT ID-nya yang unik dan clock offset-nya.

Node H pada Gambar 3 menunjukkan bagaimana sebuah Bluetooth device dapat diprogram sebagai anonymous (Undiscoverable).

Gambar 4. Proses Paging Bluetooth

Setelah proses inquiry, akan dilakukan proses paging antar devices. Pada proses ini akan dibangun hubungan antar device (antar master sebagai pemula dengan sebuah slave). Hubungan master/slave pada bluetooth dikenal dengan sebutan piconet.

Untuk menciptakan piconet, device A melakukan suatu broadcasts Page command dengan explicit device ID dari slave target (pada gambar di atas adalah B) yang telah siap. Semua bluetooth devices kecuali B akan mengabaikan perintah ini karena tidak ditujukan pada mereka.

Ketika device B membalas, device A akan mengirimkan sebuah FHS packet kembali dan akan ditetapkan sebagai Active Member Address pada Piconet. Sebagai active slave, device B akan mulai memonitor secara terus-menerus perintah-perintah dari device A.

Sebuah bluetooth master dapat melakukan proses paging ini dengan maksimum 7 (tujuh) active slaves. Ini merupakan batas atas karena hanya disediakan 3 bits pada Bluetooth untuk Active Member Address (AMA) dengan 000 disediakan untuk master dan sisanya untuk slaves. Semua active slaves ke A akan memonitor secara terus-menerus untuk perintah yang ditujukan kepada mereka dalam sinkronisasi dengan device A’s hopping pattern.

Gambar 5. Proses Parking

Parking merupakan mekanisme yang mengijinkan Bluetooth Master untuk berhubungan dengan 256 devices tambahan. 256 adalah batas atas karena Bluetooth hanya menyediakan 8 bits untuk Parked Member Address (PMA).

Untuk memarkirkan sebuah device, Bluetooth Master mengeluarkan Park command terhadap sebuah active slave dan menetapkannya sebagai PMA. Slave ini akan memasuki mode parked dan menyerahkan AMA-nya. Sebagai sebuah parked slave, device akan berubah ke dalam mode passive dan hanya memonitor perintah-perintah pada occasional basis.

Gambar 6. Proses Mengembangkan Piconet

Dengan adanya Active Member Addresses yang dilepaskan oleh sebuah active slaves, maka Bluetooth Master dapat melakukan proses paging dengan device lain untuk menjadi Active Slaves. Pada Gambar 6, device A menambahkan H dan C ke dalam piconet-nya dengan AMAs yang dilepaskan oleh parking nodes B dan J.

Gambar 7. Scatternet

Tiap bluetooth node dapat menjadi bagian dari beberapa piconets sekaligus dalam satu waktu. Hal ini membuat beberapa piconets dapat bergabung membentuk sebuah struktur yang disebut scatternet. Pada Gambar 7, dua piconets bergabung menjadi sebuah scatternet melalui slaves E dan I.

C. Bluetooth Protocol Stack

Tiap sistem Bluetooth terdiri dari sebuah aplikasi berbasis host dan sebuah Bluetooth module. Host dapat berupa apapun, dari sebuah standalone komputer sampai dengan sebuah embedded controller seperti dalam sebuah cell phone.

Gambar 8. Bluetooth Protocol Stack

Pada Gambar 8 menunjukkan pembagian tugas-tugas dari mulai host sampai ke RF dan sebaliknya. Tiap layer melakukan fungsi yang spesifik, sama halnya pada sebuah Ethernet stack. Arsitektur ini akan membuat desain sistem menjadi lebih mudah dan membuat banyak implementasi muncul.

1. L2CAP (Logical Link Control and Adaptation Protocol)

§ Mengatur proses creation dan termination dari virtual connections yang disebut Channels dengan devices lain Negosiasi dan/atau dictates parameters.

§ Termasuk Security dan Quality of Service (QoS) dll.

§ Mengatur aliran data antara host dan Link Manager.

2. Link Manager

§ Secara fisik mengatur creation, configuration, dan termination dari device ke device links.

§ Juga mengatur data flow antar L2CAP and Baseband dengan membangun channel.

3. Baseband

§ Melakukan semua proses operasi data, seperti Speech coding, data whitening, optional encryption/decryption, packetization, header dan payload error detection dan correction.

§ Mengatur dan mengontrol radio interface.

D. Struktur Frame Data Bluetooth

Struktur frame data dari Bluetooth dapat dilihat pada Gambar 9.

Gambar 9. Struktur Frame Data Bluetooth

Channel Access Code (CAC) : mengidentifikasikan sebuah piconet, kode ini digunakan dengan semua traffic exchanged pada sebuah piconet.

Device Access Code (DAC) : Digunakan untuk signaling, seperti paging dan respon terhadap paging.

Inquiry Access Code (IAC) :

§ General Inquiry Access Code (GIAC), umum untuk semua bluetooth devices.

§ Dedicated Inquiry Access Code (DIAC), umum untuk sebuah kelas dari Bluetooth devices.

§ Inquiry process “finds” BT devices dalam range.

Packet Header

AM_ADDR : 3 bit alamat member menunjukkan active members dari sebuah piconet.

Data Type : Menunjukkan bermacam-macam tipe paket dan panjangnya. Memperbolehkan non-addressed slaves untuk menentukan kapan mereka dapat transmit.

Flow Control

Acknowledgement : ACK/NAK field

HEC : header error check, jika error ditemukan, keseluruhan paket dibuang.

E. Aplikasi Bluetooth

1. Aplikasi Bluetooth pada File Transfer

File transfer menggunakan kemampuan model untuk mentransfer data object dari satu alat (seperti, PC, smartphone, or PDA) ke lainnya. Tipe objek termasuk, tetapi tidak dibatasi kepada, .xls, .ppt, .wav,.jpg, and .doc files, keseluruhan directori atau streaming media formats. Penggunaan model menawarkan kemungkinan untuk melakukan browse atau jelajah isi folders pada remote device. Pada gambar 10, digambarkan protocol stack yang dibutuhkan untuk model ini. Gambar ini tidak menampilkan LMP, Baseband, dan Radio layers, meskipun mereka dibutuhkan di bawah.

Gambar 10. Protokol untuk File Transfer

2. Aplikasi Bluetooth pada Internet Bridge

Pada model ini, mobile phone atau cordless modem bertindak sebagai modem ke PC, menyediakan kemampuan dial-up networking tanpa membutuhkan physical connection ke PC. Skenario dial-up networking memerlukan 2-piece protocol stack, dimana tampak pada gambar di 11, AT-commands dibutuhkan untuk mengontrol mobile phone atau modem dan stack lain (seperti, PPP over RFCOMM) untuk transfer payload data.

Gambar 11. Protokol untuk File Transfer

F. UJI COBA

Uji coba akan dilakukan pada tiga peralatan Bluetooth, yaitu : Handphone, PDA dan Notebook. Skenario uji coba secara umum dapat dilihat pada Gambar 12.

Gambar 12. Peralatan untuk Demo Bluetooth

1. Notebook dengan Handphone dan PDA

a. Notebook menjadi Master

b. Notebook melakukan proses inquiry untuk mencari device apa yang ada dalam range-nya

Gambar 13. Proses Pencarian Device

c. Ditemukan beberapa device antara lain 3 handphone dan 1 PDA

Gambar 14. Proses Memasukkan PIN

d. Proses pairing antara notebook dengan handphone dengan nama Adi, di sini proses keamanan juga dilakukan dengan memasukkan no PIN.

e. Pada handphone Adi juga akan melakukan proses memasukkan PIN, dimana nomor PIN yang dimasukkan pada notebook (master) harus sama dengan nomor PIN yang dimasukkan pada handphone Adi (active slave).

f. Dari proses tersebut terbentuk sebuah piconet, dimana Notebook sebagai master dan handphone Adi sebagai active slave.

g. Pemilihan servis, servis tersebut antara lain koneksi internet, browse folder (dengan protocol OBEX), transfer file, transfer business card, dan lain-lain.

Gambar 15. Servis yang disediakan

2. PDA dengan Handphone Bluetooth Discovering

Mulai Bluetooth Manager dari Startup Menu, kemudian pilih Search. Pastikan bahwa phone pada mode discoverable. Contoh pada T39 :

- Menu Extras kemudian Bluetooth kemudian pilih Discoverable.

Gambar 16. Proses Pencarian Devices Lain

- Pilih device found dan tekan ‘Save’.

Gambar 17. Devices Found

Gambar 18. Proses Simpan ke dalam Grup

- Pada device akan tampil main list :

Gambar 19. Tampilan di Peralatan

3. Pairing/Paging Process

Pada phone, pilih mode untuk menerima new paired devices (bond = pairing). Pada T39 :

- Menu Extras|Bluetooth

- Pilih 'Paired devices'

- Pilih 'Add Devices'

Pada IPAD, masuk pada the device found. Ini akan langsung menuju pairing process. Kemudian masukkan PIN Code pada kedua device.

Gambar 20. Proses Pairing Gambar 21. Proses Pincode Requested

Gambar 22. Device Information

4. Creating Serial Port

Sekarang lakukan proses create a serial port. AT commands digunakan untuk SMS dan Dial tidak digunakan untuk Dialup Modem profile: Pilih Connect to Serial Port. (1 or 2):