Pages

analog dan digital


Teknologi  Pengendali Berbasis Analog dan Digital

Sebelumnya apakah itu analog?
Analog adalah sinyal data dalam bentuk gelombang yang continue, yang membawa informasi dengan mengubah karakteristik gelombang. Dua parameter/karakteristik terpenting yang dimiliki oleh isyarat analog adalah amplitude dan frekuensi. Gelombang pada sinyal analog yang umumnya berbentuk gelombang sinus memiliki tiga variable dasar, yaitu amplitude, frekuensi, dann phase.
-          Amplitude
  Amplitude merupakan ukuran tinggi rendahnya tegangan sinyal analog.
-          Frekuensi
  Frekuensi adalah jumlah gelombang sinyal analog dalam satuan detik.
-         Phase
   Phase adalah besar sudut dari sinyal analog pada saat tertentu.

Analog disebarluaskan melalui gelombang elektromagnnetik (gelombang radio) secara terus menerus, yang banyak dipengaruhi oleh factor “penggangu”. Analog merupakan bentuk komunikasi elektromagnetik yang merupakan proses pengiriman sinyal pada gelombang elektromagnetik dan bersifat variable yang berurutan. Jadi system analog merupakan suatu bentuk komunikasi elektromagentik yang menggatungkan proses pengiriman sinyalnya pada gelombang elektromagnetik.
Misalnya ketika seseorang berkkomunikasi dengan menggunakan telepon, maka suara yang dikirim melalui jaringan telepon tersebut dilewatkan melalui gelombang. Dan kemudian, ketika gelombang ini diterima, maka gelombang tersebutlah yang diterjemahkan kembali ke dalam bentuk suara, sehingga si penerima dapat mendengar apa yang disampaikan oleh pembicara lainnya dari kamunikasi tersebut.
Sinyal analog merupakan pemanfaatan gelombang elektronik. Proses pengiriman suara, misalnya pada teknologi telepon, dilewatkan melaului gelombang elektronmagnetik ini, yang bersifat variable dan berkelanjutan. Satu komplit gelombang dimulai dari voltase nol kemudia menuju voltase tertinggi dan turun hingga voltase terendah dan kemali ke voltase nol. Kecepatan dari gelombang ini disebut dengan hertz (Hz) yang diukur dalam satuan detik.
Misalnya dalam satu detik, gelombang dikirimkan sebanyak 10,  maka disebut dengan 10 Hz. Contohnya sinyal gambar televise, atau suara radio yang dikirimkan secara  berkesinambungan.
Pelayanan dengan menggunakan sinyal ini agak lambat dan gampang eror dibandingkan dengan data dalam bentuk digital. Gelombang analog ini disebut dengan baud. Baud adalah sinyal atau gelombang listrik analog. Satu gelombang analog sama dengan satu baud.
Kelemmahan dari system ini adalah tidak bias mengukur suatu dengan cukup teliti. Karena hal ini disebabkan kemampuan mereka untuk secara konsisten terus menurus merekam perubahan yang terus menerus terjadi,, dalam setiap pengukuran yang dilakukan oleh system analog ini ada peluang keragu-raguan akaan hasil yang dicapai, dalam sebuah system yang membutuhkan ketepatan kordinasi dan ketepatan angka-angka yang benar dan pas, kesalahan kecil akibat kesalahan menghitung akan berdampak besar dalam hasil akhir. System ini butuh ketepatan dan ketelitian yang akurat, salah satu bentuknya adalah otak kita.
Contoh saja telepon yang berbasis analog, telepon yang pada awalnya ditemukan pada tahun 1876, diniatkan sebagai media untuk mengirimkan suara, dan salah satu penerapan konsep analog. Sampai pada tahun 1960-an. Penerapan analog ini masih tetap bertahan. Setelah itu mulai mengarah kepada teknologi digital. Begitu juga dengan televisi analog yang menerjemahkan sinyal menggunakan gelombang radio. Pemancar televise mengirim gambar dan suara melalui gelombang radio, diterima oleh antenna rumah dan diterjemahkan menjadi gambar yang kita tonton.


Berbagai contoh system analog :
·           Perekam pita magnetic;
·           Penguat audio;
·    Computer analog : computer yang digunakan untuk mengelola data, kualitatif, karena computer ini digunakan untuk memproses data secara terus menerus dan mengenal data sebagai besaran fisik yang diukur secara terus menerus kelluaran dari computer jenis ini adalah dalam bentuk dial dan grafik. Contoh : besaran arus listrik.

Dan apakah sistem digital itu?

       Digital merupakan sinyal data dalam bentuk pulsa yang dapat mengalami perubahan yang tiba-tiba dan mempunyai besaran 0 dan 1. Sinyal digital hanya memiliki dua keadaan, yaitu 0 dan 1, sehingga tidak mudah terpengaruh oleh derau, tetapi tranmisi dengan sinyal digital hanya mencapai jarak jangkau pengirim data yang relative dekat. Biasanya sinyal ini juga dikenal dengan sinyal diskret. Sinyal yang mempunyai dua keadaan ini biasa disebut dengan bit. Bit merupakan istilah khas pada sinyal digital. Sebuah bit dapat berupa nol (0) atau satu (1). Kemungkinan nillai untuk sebuah bit adalah 2 buah (21). Kemungkinan nilai untuk 2 bit adalah sebanyak 4 (22), berupa 00,01,10, dan 11. Secara umum, jumlah kemungkinan nilai yang terbentuk oleh kombinasi n bit adalah sebesar 2n buah. Teknologi digital memiliki beberapa keistimewaan unik yang tidak dapat ditemukan pada teknologi analog, seperti :
-    Mampu mengirim informasi dengan kecepatan cahaya yang mengakibatkan innformasi dapat dikirim dengan kecepatan tinggi.
-  Penggunaan yang berulang-ulang terhadap informasi tidak mempengaruhi kwalitas dan kuantitas informasi itu sendiri.
- Informasi dapat dengan mudah diproses dan dimodifikasi ke dalam berbagai bentuk.
-Dapat memproses informasi dalam jumlah yang sangat besar dan mengirimkannya secara interaktif.
Pemahaman yang mudah tentang analog dan digital adalah pada pita kaset lagu dan file mp3. Jia meng-copy (menyalin) atau merekam pita kaset, tentu hasilnya banyak ditentukan oleh alat perekamnya, kebersihannya “head” rekamnya, dan sebagainya, semakin banyak merekam ke tempat lain, kualitas suaranya akan berubah. Tapi dengan meng-copy file mp3, akan mendapatkan salinannya sama persis dengan aslinya, berapapun banyaknya kamu menggandakannya. Kini ada juga yang menyalin lagu-lagu dari pita kaset menjadi file, atau yang sering disebut “mendigital-isasi”. Namun dalam bidang audio ini, system analog masih memiliki beberapa “keunggulan” dibanding system digital, yang menyebabkan masih ada beberapa penggemar fanatic yang lebih menyukai rekaman analog.
Perbedaan kamera analog (manual) dan kamera digital hanya terletak pada media penyimpanannya, kalau kamera sebelumnya “menyimpan” data gambar dalam bentuk film yang kamu proses dulu untuk mendapatkan “foto”nya, sementara kamera digital menyimpan data gambarnya dalam bentuk data “digital” yang bias  langsung dilihat saat setelah “terfoto”.
Dalam bidang telekomunikasi, perbedaan telepon analog dan digital bukan berdasarkan jenis pesawat teleponnya, namun pada “sistem” di sentral teleponnya, walaupun untuk mendukung system sentral yang digital, diperlukan pesawat telepon khusus. Begitu juga dengan siaran televise analog dan televise digital. Siaran analog kadang – kadang terganggu dengan kendala cuaca, letak bangunan, dan penyebab lainnya, sementara siaran digital memilii kualitas suara dan gambar yang lebih bagus, karena “data”nya tidak mengalami “gangguan” saat dikirim ke TV Penerimanya.
Kelebihan informasi digital adalah kompresi dan kemudahan untuk ditransfer ke media elektronik lain. Kelebihan ini dimanfaatkan secara optimal oleh teknologi internet, misalnya dengna menaruhnya ke suatu website atau umumnya disbut dengan meng-upload. Cara seperti ini disebut online di dunia cyber.
System tranmisi digital menyediakan :
v  Tingkat pengiriman informasi yang lebih tinggi;
v  Perpindahan informasi yang lebih banyak;
v  Tingkat kesalah yang lebih rendah dibandingkan system analog;
v  Peningkatan ekonomi.
Contoh saja computer, computer mengolah data yang ada secara digital, melaui sinyal listrik yang diterimanya atau  dikirimkannya. Pada prinsipnya computer hanya mengenal dua arus, yaitu on dan off, atau dengan istlah dalam angkanya sering juga dikenal dengan 1 (satu) atau nol (0). Kombinasi dari arus on atau ogg inilah yang membuat computer melakukan banyak hal, baik dalam mengenal huruf, gambar, suara, bahkan film.
v  Film yang menarik yang akan kita tonton dalam format digital. Perkembangan tekonologi digital dari computer dapat mengakibatkan dampak positif  dari segala pihak yang dapat memanfaatkannya. Contohnya saja untuk menerbitkan buku atau tulisan dapat secara online. Penjualan buku atau tulisan dapat dilakukan melalui internet tanpa melalui penjualan seperti di pasar. Pengguna dapat membaca abstraksi sebuah buku atau tulisan dan sebuah buku utuh di took buku ini. Media digital seperti ini dapat hadir dengan membuat tulisan atau buku.
v  Buku yang memabg dari format computer atau dengan mengkonversikan buku-buku yang teklah lama dicetak dulu dalam format online. Metode seperti ini membutuhka  software peranti lunak yang bernama optical character recognition (OCR). Software ini kemudian akan mengkoversikan kalimat – kalimat yang tercetak dalam karakter-karakter yang dapat dibaca computer.
Begitu juga dengan televise digital, televise digital adalah standar baru transmisi gambar dan suata untuk menggantikan system analog yang ada sekarang. Selain keunggulan kualitas gambar/ suara, televise digital juga menjanjikan penghematan yang luar biasa dalam hal lebar bandwidth sinyal siaran, krisis keterbatasan alokasi frekuensi akan hilang sehingga akan lebih bantak channel yang bias ditawarkan ke pemirsa. Tidak hanya itu, stasiun pemancar atau stasiun televise juga bias menggunakan beberapa sinyal dalam satu lebar gelombang yang sama, memungkinkan untuk melakukan siaran atau menambahkan isi atau informasi tembahan dalam sinyal televise digital. Untuk yang memanfaatkan televise kabel/ satelit, bias memanfaatkannya untuk melihat jadwal atau informasi tambahan dalam bentuk teks dalam sebuah program/channel tertentu.
  

Contoh system digital saat ini (sebelum system analog)
·          Audio recording (CDs, DAT, mp3,) Phone system  swithing;
·         Automobile engine control ;
·         Kawalan automasi (mesin dan robot dalam pembuatan sesuatu produk dan lif);
·         Movie effect, still dan video camera;
·         Pengiraan (Computing).


Dari penjelasan tersebut kita dapat mengetahui perbedaan antara analog dan digital, diantaranya:
Perbedaan system analog dan digital telah dibagi atas beberapa perbedaan yang mana setiap definisi perbedaan itu berbeda-beda, yaitu :
NO
ANALOG
DIGITAL
1
Teknologi lama
Teknologi baru
2
Dirancang untuk voice
Dirancang untuk voice dan opsi – opsi pengujian yang lengkap
3
Tidak efisien untuk data
Informasi discreate level
4
Permasalahan noisy dan rentang eros
Kecepatan lebih tinggi
5
Kecepatan lebih rendah
Overhead rendah
6
Overhead tinggi
Setiap signal digital dapat dikonversikan ke analog

C.1.           PERBEDAAN ANALOG DAN DIGITAL MENURUT KARAKTERISTIK.
Karakteristik system digital adalah bahwa ia bersifat diskrit,sedangkan system analogbersifat continue sehingga pengukuran yang didapat sebenarnya lebih tepat dari system digital hanya saja banyak keuntungan yang lain yang dimiliki oleh system digital. Masing – masing system tersebut mempunyai kelebihan dan kekurangan sendiri tergantung dari untuk kasus apa system tersebut digunakan.
Beberapa keunggulan dari system digital adalah :
·         Teknologi digital menawarkan biaya lebih rendah, keandalan (reability) lebih baik, pemakaian ruangan yang lebih kecil dan konsumsi daya yang lebih rendah;
·         Teknologi digital membuat kualitas komunikasi tidak tergantung pada jarak;
·         Teknologi digital lebih bergantung pada noise;
·         Jaringan digital ideal untuk komunikasi data yang semakin berkembang;
·         Teknologi digital memungkinkan pengenalan layanan-layanan baru;
·         Teknologi digital menyediakan kapasitas tranmisi yang besar;
·         Teknologi digital menawarkan fleksebilitas.

C.2.           MENURUT PESAN ATAU MESSAGE

Pesan analog adalah kuantitas fisik yang bervariasi terhadap waktu dan dalam bentuk continue. Contoh sinyal analog adalah tekanan akustik yang dihasilkan ketika kita berbicara dan arus voice pada saluran telepon konvensional. Karena informasi terkandung pada gelombang yang selalu berubah terhadap waktu, maka system komunikasi analog harus dapat mentransmisikan gelombang ini pada tingkat fidelitas tertentu. Fidelitas dapat diartikan seberapa mirip sinyal yang telah dikonvermasikan dibandingkan dengan sinyal sumber asal atau sinyal sebelumnya. Semakin mirip sinyal tersebut dengan sinyal sebelum konversi maka fodelitasnya semakin baik.
Pesan digital adalah deratan symbol yang merepresentasikan informasi. Karena informasi terkandung dalam symbol-simbol, maka system komunikasi digital harus dapat mengangkut symbol-simbol tersebut dengan tingkat akurasi tertentu. Yang menjadi pertimbangan utama dalam disain system adalah menjaga agar symbol tidak berubah.

C.3.           PERBEDAAN MENURUT CARA KERJA

System digital merupakan bentuk sampling dari system analog. Digital pada dasarnya di code-kan dalam bentuk bilangan biner (Hexa). Besarnya nilai suatu system digital dibatasi oleh lebarnya/ jumlah bit (bendwidth). Jumlah bit juga sangat mempengaruhi nilai akurasi system digital. Contoh kasus ada system digital dengan lebar 1 byte (8 bit).
Pada system analog, terdapat amplifier di sepanjang jalur tranmisi. Setiap amplifier menghasilkan penguatan (gain), baik menguatkan sinyal pesan maupun noise tambahan yang menyertai di sepanjang jalur tranmisi tersebut. Pada siste digital, amplifier digantikan regenerative repeater. Fungsi repeater selain menguatkan sinyal, juga “membersihkan” sinyal tersebut dari noise. Pada sinyal “unipolar baseband”, sinyal input hanya mempunyai dua nilai – 0 atau 1. Jadi repeater harus memutuskan, maka dari kedua kemungkinan tersebut yang boleh ditampilkan pada interval waktu tertentu, untuk menjadi nilai sesungguhnya di sisi terima.
Keuntungan kedua dari system komunikasi digital adalah bahwa ktia berhubungan dengan nilai-nilai, bukan dengan bentuk gelombang. Nilai-nilai bisa dimanipulasi dengan rangkaian-rangkaian logika, atau jika perlu, dengan mikroprosesor. Operasi-operasi matematika yang rumit bias secara mudah ditampilkan untuk mendapat fungsi-fungsi pemrosesan sinyal atau keamanan dalam tranmisi sinyal. Keuntungan ketiga berhubungan dengan range dinamis. Kita dapat mengilustrasikan hubungan ini dalam sebuah contoh. Perekaman disk piringan hitam analog mempunyia masalah terhadap range dinamik yang terbatas. Suara-suara yang sangat keras memerlukan variasi alur yang ekstrim, dan sulit bagi jarum perekam untuk mengikuti variasi – variasi tersebut. Sementara perekam secara digital tidak mengalami masalah karena semua nilai amplitude-nya, baik yang sangat tinggi maupun yang sangat rendah, ditranmisikan menggunakan urutan sinyal terbatas yang sama. Namun di dunia ini tidak ada yang ideal. Demikian pula hallnya dengan system komunikasi digital. Kerugian system digital dibandingkan dengan system analog adalah, bahwa system digital memerlukan bandwidth yang besar. Sebagai contoh, sebuah kanal suara tunggal dapat ditranmisikan menggunakan single-sideband AM dengan bandwidth yang kurang dari 5 kHz. Dengan menggunakan system digital, untuk mentransmisikan sinyal yang sama, diperlukan bandwidth hingga empat kali dari system analog. Kerugian yang lain adalah selalu harus tersedia sinkronisasi. Ini penting bagi system untuk mengetahui kapan setiap symbol yang terkirim mmullai dan kapan berakhir, dan perlu meyakinkan apakah setiap symbol sudah terkirim dengan benar.
Secara mudahnya, digital itu adalah 0 dan 1, atau logika biner, atau diskrit, sedang analog adalah continous. Digital bisa dilihat sebagai analog yang dicuplik/disampling, kalau samplingnya semakin sering atau deltanya makin kecil, katakana mendekati nol, maka sinyal digital bias terlihat menjadi analog kembali. Menghitung sinyal digital lebih gampang karena diskrit, sedang analog anda harus menggunakan diferensial integral.
Kalau alat-alat yang digital, itu yang dibuat dan bekerja didasarkan pada prisip digital, ini lebih gampang dari analog, tapi sekarang ini analog menjadi trend lagi, karena digital dengan clock yang semakin kecil Giga Herzt atau lebih, perilakunya sudah menjadi seperti rangkaian analog, jadi diperlukan ahli-ahli rangakaian analog. Kalau untuk telekomunikasi, mau tidak mau maksih melibatkan system analog, karena harus menggunakan sinyal pembawa (carrier), komunikasi digitalpun hanya datanya di digitalkan (digital (0-1) dimudulasikan dengan carrier sinyal analog) di akhirnya harus diubah lagi jadi analog. Kalau contoh komponen yang bekerja dengan prinsip analog : transistor, tabung TV, IC-IC TTL, IC Catu Daya. Digital : IC Logika,microcontroller, FPGA. Rangkaian analog adalah kebutuhan dasar yang tak tergantikan di banyak system yang kompleks, dan  menuntut kenerja yang tinggi.


Namun ada juga kelebihan yang dimiliki oleh sistem analog

Dibalik system analog yang tergolong klasik ini teradat beberapa kelebihan – kelebihannya, yaitu :
1.      Pemrosesan sinyal dari alam secara alamiah, sinyal yang dihasilkan alam itu adalah berbentuk analog. Misalnya sinyal suara dari mikrofon, seismograph dsb, walaupun kemudian bias diproses dalam domain digital, sehingga banyak alat yang mempunyai bagian ADC dan DAC. Pembuatan ADC dan DAC dengan presisi dan kecepatan tinggi, komunikasi daya rendah itu  sangat sulit, ini memerlukan orang-orang analog;
2.      Komunikasi digital untuk mengirim sinyal melalui kabel yang panjang biasanya juga harus diubah dulu menjadi sinyal analog, memerlukan juga perancangan ADC dan DAC;
3.      Disk Drive Electronics Data Storage → binary (digital) dibaca oleh “magnetic head” → ANALOG (small, fewmili Volt, high noise) disini sinyal perlu di “amplified,filtered, and digitized”;
4.      Penerimaan nirkabel (wireless) sinyal yang diambil/ diterima oleh antenna penerima RF adalah ANALOG (fewmili volt, high noise);
5.      Penerima optis menerima data kecepatan tinggi melalui jalur fiber optic yang panjang data harus diubah menjadi bentuk cahaya (light) = ANALOG perlu perencanaan rangkaian kecepatan tinggi, dan pita lebar (broad band) oleh orang analog. (saat ini kecepatan receiver 10-40 Gb/s);
6.      Sensor Video Camera → citra/image diubah menjadi arus menggunakan larik fotodioda system ultrasonic → menggunakan sensor akustik untuk menghasilkan tegangan yang propesional dengan amplitude accelerometer → mengaktifkan kantong udara ketika kendaraan  menabrak sesuatu, maka perubahan kecepatan diukaran sebagai akselerasi itu adalah kerjaan Analog;
7.      Mikroprosessor dan Memory walaupun sesungguhnya DIGITAL, tapi pada kecepatan tinggi (high speed digital design), perilakunya mirip sinyal analog → perlu pengertian tentang system analog;


Contoh Penerarapan Teknologi  Pengendali Berbasis Analog dan Digital
ZigBee
ZigBee adalah spesifikasi untuk jaringan protokol komunikasi tingkat tinggi, menggunakan radio digital berukuran kecil dengan daya rendah, dan berbasis pada standar IEEE 802.15.4-2003 untuk jaringan personal nirkabel tingkat rendah, seperti saklar lampu nirkabel dengan lampu, alat pengukur listrik dengan inovasi In-Home Display (IHD), serta perangkat-perangkat elektronik konsumen lainnya yang menggunakan jaringan radio jarak dekat dengan daya transfer data tingkat rendah.
Teknologi yang memenuhi spesifikasi dari ZigBee adalah perangkat dengan pengoperasian yang mudah, sederhana, membutuhkan daya sangat rendah serta biaya yang murah jika dibandingkan dengan WPANs lainnya, yakni Bluetooth. ZigBee fokus pada aplikasi Radio Frequency (RF) yang membutuhkan data tingkat rendah, baterai tahan lama, serta jaringan yang aman.
Tinjauan Teknis
ZigBee adalah standar jaringan mesh nirkabel dengan daya rendah dan biaya yang murah. Pertama, biayanya yang murah memungkinkan teknologi ini banyak digunakan sebagai pengendali jaringan nirkabel dan aplikasi pemantauan. Kedua, penggunaannya dengan daya yang rendah membuatnya dapat bertahan lama bahkan dengan baterai berukuran lebih kecil. Ketiga, jaringan mesh memberikan realibilitas yang tinggi serta jangkauan yang lebih luas. Namun ZigBee tidak memiliki kemampuan seperti pada jaringan kabel listrik meskipun elemen-elemen lain dari rangkaian standar OpenHAN telah didukung oleh OpenAMI] dan UtilityAMI yang dapat langsung menghubungkannya dengan stopkontak arus bolak-balik (AC). Dengan kata lain, ZigBee memang tidak ditujukan untuk dapat mendukung jaringan kabel listrik, namun lebih lebih ditujukan untuk pengukuran cerdas dan aplikasi cerdas. Akan tetapi, Penn Energy tengah merencanakan ZigBee untuk kembali beroperasi melalui standar OpenHAN.
Aliansi dan Merek Dagang
Aliansi ZigBee adalah sebuah asosiasi perusahaan yang bekerja sama untuk melakukan pemantauan yang handal dan hemat biaya dengan menggunakan jaringan nirkabel daya rendah, serta melakukan pemantauan pada produk berdasarkan standar global secara terbuka. Aliansi ZigBee adalah sekelompok perusahaan yang mempertahankan dan mempublikasikan standar dari ZigBee. Istilah ZigBee bukan hanya sekedar standar teknis saja, melainkan telah menjadi merek dagang yang telah terdaftar. Peran utama dari masing-masing bagian dari ZigBee ini adalah yang menstandarisasi keseluruhan tubuh yang mendefinisikan apakah ZigBee itu, dan juga mempublikasikan profil-profil aplikasi yang memungkinkan sejumlah vendor OEM untuk merancang produk yang dioperasikan.
Hubungan antara IEEE 802.15.4 dengan ZigBee adalah serupa dengan antara IEEE 802.11 dengan aliansi Wi-Fi. ZigBee 1.0 telah disahkan pada tanggal 14 Desember 2004 dan telah tersedia untuk para anggota dari ZigBee. Tiga tahun setelah itu, hadir ZigBee 2007 yang diposting tepatnya pada tanggal 30 Desember 2007. Profil Aplikasi ZigBee yang pertama, yakni home-automation, diperkenalkan pada tanggal 2 November 2007. Sebagaimana telah diberlakukan oleh NIST, spesifikasi Smart Energy Profile 2.0 akan menghapus ketergantungannya dengan IEEE 802.15.4. Para produsen alat dan perangkat dimungkinkan untuk dapat mengimplementasikan MAC/PHY, seperti IEEE 802.15.4(x) dan IEEE P1901, dibawah lapisan IP yang berbasis pada 6LoWPAN.
ZigBee beroperasi pada pita radio industri, ilmiah, dan medis, yakni sebesar 868 MHz di Eropa, 915 MHz di Amerika Serikat dan Australia, dan 2,4 GHz pada beberapa wilayah di seluruh dunia. Teknologi ini ditujukan untuk menghadirkan penggunaan yang lebih sederhana dan lebih murah dari WPANs lainnya seperti Bluetooth. Vendor-vendor chip ZigBee biasanya menjual radio terintergrasi beserta pengontrol mikro dengan memori kilat dengan besar antara 60 KB dan 256 KB.
Vendor-vendor Chip dan Perangkat
Radio merupakan komponen yang dapat berdiri sendiri untuk digunakan pada semua jenis prosesor atau pengontrol mikro. Pada umumnya ZigBee dijual secara terpisah dan dapat bediri sendiri, namun para vendor chip seringkali menawarkan perangkat lunak ZigBee yang telah tersusun. Dikarenakan ZigBee dapat diaktivasi (dari modus padam ke modus aktif) dalam waktu kurang dari 30 mdet, lama delay data dikirimkan bisa sangat rendah dan perangkat bisa jadi sangat responsif, terutama jika dibandingkan dengan wake-up delays dari Bluetooth yang biasanya berlangsung selama kurang lebih tiga detik. Dikarenakan ZigBee lebih banyak menghabiskan waktu dalam keadaan padam, rata-rata daya konsumsinya bisa jadi sangat rendah, sehingga menyebabkan baterai dapat bertahan lebih lama.
Susunan perangkat ZigBee yang pertama dirilis dinamakan dengan ZigBee 2004. Susunan yang kedua dirilis, dinamakan ZigBee 2006, menggantikan struktur MSG/KVP yang digunakan pada tahun 2004 dengan pengelompokkan pustaka. ZigBee 2007, yang kemudian setelah itu dirilis, mengandung dua susunan profil, yakni susunan profil 1 (hanya disebut dengan ZigBee yang menawarkan ruang jaringan yang sangat kecil pada Memori RAM dan memori kilat, yang digunakan untuk urusan rumah tangga dan komersil ringan, dan susunan profil 2 (disebut dengan ZigBee Pro) yang menawarkan lebih banyak fitur, yakni di antaranya multi-casting, dan many-to-one-routing and high security dengan Symmetric-Key Key Exchange (SKKE). Meskipun begitu, kedua susunan profil ZigBee ini, baik profil 1 dan profil 2, sama-sama dapat bekerja dengan segala aplikasi ZigBee.
ZigBee 2007sepenuhnya kompatibel dengan perangkat ZigBee 2006. Perangkat ZigBee 2007 dimungkinkan untuk bergabung dan beroperasi pada jaringan ZigBee 2006 begitu pula sebaliknya. Oleh karena terdapatnya perbedaan pada pilihan routing, maka dari itu perangkat ZigBee Pro harus diubah terlebih dahulu menjadi non-routing ZigBee End-Devices (ZEDs) pada jaringan ZigBee 2006, begitu pula pada perangkat ZigBee 2006 pada jaringan ZigBee 2007 juga harus diubah menjadi ZEDs terlebih dahulu pada jaringan ZigBee Pro. Aplikasi-aplikasi yang terdapat pada perangkat-perangkat tersebut bekerja sama persis, terlepas dari susunan profil mereka masing-masing.
Lisensi
Spesifikasi dari ZigBee tersedia secara gratis untuk masyarakat umum untuk tujuan non-komersil. Adopter (Keanggotaan tingkat awal dalam Aliansi ZigBee) menyediakan akses ke spesifikasi dan izin yang belum dipublikasikan untuk menciptakan produk-produk agar spesfikasi dan izin tersebut dapat digunakan oleh pasar.
Klik yang dilakukan melalui lisensi pada spesifikasi dari ZigBee membutuhkan seorang pengembang komersil untuk bergabung dalam Aliansi ZigBee. Hal ini kemudian menjadi masalah bagi pengembang opensource karena konflik pada biaya tahunan dengan GPU Lisensi Publik Umum (GPL). Dikarenakan GPL tidak membuat perbedaan antara penggunaan komersil dan non-komersil, mustahil untuk menerapkan susunan ZigBee berlisensi GPL, ataupun menggabungkan sebuah implementasi ZigBee dengan kode berlisensi GPL. Persyaratan untuk para pengembang, untuk bergabung dengan Aliansi ZigBee ini juga menimbulkan konflik dengan lisensi-lisensi perangkat lunak gratis.
Kegunaan
Protokol ZigBee ditujukan untuk digunakan dalam aplikasi yang membutuhkan kecepatan data dan konsumsi daya yang rendah. Fokus ZigBee beberapa tahun terakhir adalah untuk menetapkan tujuan umum dari jaringan mesh, yang murah dan dapat dengan sendirinya terorganisir, yang kemudian dapat digunakan untuk pengawasan dalam bidang industri, penginderaan, pengumpulan data dalam bidang medis, alarm peringatan kebakaran (asap) dan penyusup, building automation, home automation, dan lain sebagainya. Jaringan yang dihasilkan kemudian ini nantinya hanya membutuhkan daya yang rendah. Berikut merupakan beberapa area untuk aplikasi ZigBee:
Jenis-jenis Alat/Perangkat
Terdapat tiga jenis perangkat ZigBee:
  1. ZigBee Coordinator (ZC): Perangkat yang paling ulung, dimana koordinatornya membentuk pangkal dari jaringan yang menjembataninya ke jaringan-jaringan lain. Tepatnya terdapat satu koordinator ZigBee pada tiap jaringan, karena alat ini adalah alat yang menjalankan jaringan dari awal. Alat ini juga dapat menyimpan informasi mengenai jaringan, termasuk di antaranya pula bertindak sebagai trust center dan respositori untuk kunci keamanan.
  2. ZigBee Router (ZR): Selain dari menjalankan fungsi aplikasi, Router juga dapat bertindak sebagai perantara, yang dapat menyampaikan data dari perangkat yang satu ke perangkat yang lain.
  3. ZigBee End Device (ZED): Memiliki fungsi untuk menyampaikan pada parent node (baik koordinator maupun router), yang mana, alat ini tidak dapat merelay data dari perangkat atau lainnya. Hubungan ini memungkinkan simpul untuk berada dalam keadaan padam dalam waktu yang cukup lama, sehingga menghasilkan daya baterai yang lebih tahan lama. ZED hanya membutuhkan memori dalam jumlah kecil, oleh karena itu produksinya dapat lebih murah dibandingkan dengan ZC dan ZR.
Protokol
Protokol membangun riset algoritma terbaru (Ad hoc On-Demand Distance Vector, neuRFon) untuk mengkonstruksikan simpul jaringan ad hoc dengan kecepatan rendah secara otomatis. Pada beberapa contoh jaringan besar, umumnya jaringan tersebut terbagi menjadi kelompok-kelompok kecil. Selain itu, jaringan ini juga membentuk sirat, ataupun kelompok tunggal. Profil aplikasi yang ada umumnya berasal dari protokol ZigBee yang mendukung jaringan suar dan non-suar.
Jaringan non-suar menggunakan mekanisme akses saluran tanpa celah CSMA/CA. Pada tipe jaringan ini, router ZigBee umumnya memiliki penerima yang cenderung akif sehingga membutuhkan catu daya yang lebih kuat. Namun, hal ini menyebabkan jaringan-jaringan yang heterogen diterima oleh beberapa alat atau perangkat secara terus-menerus sementara yang lain melakukan transmisi hanya ketika stimulus eksternal telah terdeteksi. Contoh umum dari jaringan heterogen yakni saklar lampu nirkabel. Simpul ZigBee yang terpasang pada lampu dapat melakukan penerimaan secara terus-menerus karena terhubung langsung ke listrik dari sumber pusatnya (PLN, di Indonesia), sementara saklar lampu bertenaga baterai akan tetap dalam keadaan padam hingga saklar tersebut ditekan. Saklar kemudian menyala, menyampaikan perintah kepada lampu, menerima balasan, dan kemudian kembali ke keadaan padam.
Pada jaringan suar, jaringan khusus yang disebut dengan ZigBee Routers mentrasmisikan suar periodik untuk mengkonfirmasi kehadiran mereka kepada simpul-simpul jaringan lainnya. Simpul dimungkinkan berada dalam keadaan padam di antara suar-suar yang ada, yang mana hal ini dapat menyebabkan turunnya siklus-kerja mereka serta memperpanjang daya tahan baterai mereka. Interval dari dari suar-suar tersebut dapat berkisar antara 15.36 milidetik hingga 15.36 mdet * 214 = 251.65824 detik pada 250 kbit/s, dari 24 milidetik hingga 24 mdet * 214 = 393.216 detik pada 40 kbit/s dan dari 48 milidetik hingga 48 mdet * 214 = 786.432 pada 20 kbit/s. Meskipun begitu, operasi dari siklus kerja rendah membutuhkan waktu yang signifikan, yang dapat menimbulkan konflik dengan biaya produk yang rendah.
Pada umumnya, protokol ZigBee dapat meminimalisir waktu aktif radio dalam rangka menghemat daya. Dalam jaringan suar, simpul hanya perlu berada dalam keadaan aktif ketika suar sedang ditransmisikan. Pada jaringan non-suar, konsumsi daya bersifat asimetris, beberapa alat selalu aktif, sementara yang lain menghabiskan sebagian besar waktu dalam keadaan padam.
ZigBee RF4CE
Pada tanggal 3 Maret 2009, RF4CE (Radio Frequency for Consumer Electronics) Consortium setuju untuk bekerja dengan Aliansi ZigBee untuk bersama-sama memberikan standar spesfikasi pada radio pengendali jauh berbasis frekuensi. ZigBee RF4CE dirancang untuk digunakan dalam berbagai macam produk-produk elektronik dengan pengendali jarak jauh audio/visual, seperti televisi dan boks set-top. ZigBee RF4CE ini menyediakan multi-vendor pengendali jarak jauh interoperable sebagai solusi pada elektronik konsumen, yakni jaringan komunikasi nirkabel dua arah dengan konektivitas yang kuat, murah, dan sederhana.
Tidak seperti banyaknya pengendali jarak jauh RF yang ada pada masa kini, yang memerlukan penggunaan perantara base-station dalam penerimaannya, ZigBee RF4CE dirancang untuk dibangun di dalam perangkat elektronik konsumen. Ini merupakan teknologi yang ideal untuk komunikasi dua arah antara alat dan pengendali jarak jauh. Standar ZigBee RF4CE menyediakan lapisan jaringan yang sederhana serta standar profil aplikasi yang dapat digunakan sebagai solusi multi-vendor interoperabel untuk digunakan di rumah.
Terdapat beberapa karakteristik dari ZigBee RF4CE, yakni beroperasi pada pita frekuensi 2.4 GHz menurut IEEE 802.15.4, merupakan solusi operasi frekuensi pada tiga saluran, menggunakan mekanisme hemat-daya untuk pengendali jarak jauh dan perangkat CE, memiliki mekanisme penemuan dalam konfirmasi aplikasi sepenuhnya, keamanan melalui skema standar industri AES-128, memiliki mekanisme keamanan kunci generasi, memilki profil pengendali jarak jauh sederhana untuk produk-produk CE, serta dapat bekerja dengan segala vendor baik yang standar maupun yang spesifik.
Perangkat Lunak dan Perangkat Keras
Perangkat lunak dirancang agar mudah untuk dikembangkan pada mikroprosesor yang kecil dan murah. Desain radio yang digunakan oleh ZigBee telah dioptimalkan secara seksama dengan biaya yang rendah dalam produksi skala besar. Perangkat ini memiliki beberapa tahap analog dan sedapat mungkin menggunakan sirkuit digital. Meskipun radio sendiri tidak mahal, proses kualifikasi dari ZigBee melibatkan validasi penuh dalam persyaratan lapisan fisik. Jumlah lapisan fisik ini menghasilkan beberapa keuntungan karena pada dasarnya semua radio berasal dari semikonduktor yang menggunakan karakteristik RF yang sama. Di sisi lain, kegagalan fungsi lapisan fisik yang tanpa disertai sertifikasi dapat melumpuhkan daya tahan baterai pada perangkat-perangkat lainnya dalam jaringan ZigBee. Ketika protokol-protokol lain dapat menutupi sensitivitas yang buruk ataupun masalah-masalah esoterik lainnya, radio ZigBee memiliki hambatan teknis yang sangat ketat, yakni daya dan lebar pita yang dibatasi. Dengan demikian, radio-radio yang ada diuji dengan standar ISO 17025 berdasarkan panduan yang dikeluarkan oleh Clause 6 dari standar 802.15.4-2006. Kebanyakan vendor berencana untuk mengintegrasikan radio dan pengendali mikro dalam chip tunggal yang menggunakan perangkat yang lebih kecil.
Sejarah
  • Jaringan ZigBee-style mulai dipahami pada sekitar tahun 1998, yakni pada waktu ketika banyak pemasang mulai menyadari bahwa Wi-Fi dan Bluetooth akan menjadi kurang dapat kompatibel dengan banyak aplikasi. Terutama para insinyur melihat adanya kebutuhan akan jaringan ad hoc self-organizing radio digital.
  • Standar IEEE 802.15.4-2003 disempurnakan pada Mei 2003 yang kemudian digantikan oleh publikasi IEEE 802.15.4-2006
  • Pada musim panas tahun 2003, Philips Semiconductors, pendukung utama jaringan mesh, berhenti berinvestasi. Namun, Philips Lighting terus melanjutkan partisipasinya dan tetap menjadi anggota promoter dari Direksi Aliansi ZigBee.
  • Aliansi ZigBee mengumumkan bahwa keanggotaannya telah berjumlah mencapai lebih dari dua kali lipat pada tahun sebelumnya dan telah berkembang menjadi lebih dari 100 perusahaan anggota, yang tersebar pada 22 negara pada bulan Oktober 2004. Kemudian pada April 2005, keanggotaannya berkembang lagi menjadi lebih dari 150 perusahaan, dan setelah itu pada Desember 2005 keanggotaannya mencapai hingga 200 perusahaan.
  • Spesifikasi ZigBee disahkan pada 14 Desember 2004
  • Aliansi ZigBee mengumumkan mengenai ketersedian spesifikasi 1.0 untuk masyarakat umum yakni pada 13 Juni 2005, yang pada waktu itu lebih dikenal dengan spesifikasi ZigBee 2004.
  • Aliansi ZigBee mengumumkan mengenai penyempurnaan dan ketersediaan anggota langsung dari standar ZigBee pada versi yang telah ditingkatkan pada September 2006, yang pada saat itu dikenal sebagai spesifikasi ZigBee 2006.
  • Pada akhir tahun 2007, ZigBee Pro tengah disempurnakan dan diselesaikan.
Asal-usul Nama ZigBee
ZigBee merupakan padanan dari kata Zig, yang berarti gerakan zig-zag, dan Bee, yang berarti lebah madu. Hal ini dikarenakan Zigbee memiliki sifat komunikasi yang mirip dengan lebah madu, yakni melakukan gerakan-gerakan tidak menentu dalam menyampaikan informasi dari lebah madu yang satu kepada lebah madu yang lainnya.
Sumber :


0 komentar:

Poskan Komentar