Review : Medium Access Control Protocols for Wireless Sensor Networks Classifications and Cross-Layering

MAC-Layer-Related Sensor Network Properties

Mac Sub-Layer merupakan bagian lapisan dari data link yang di tentukan di dalam protocol komunikasi stack. Mac Sub-Layer menyediakan mekanisme akses ke beberapa perangkat Sharing Device. Pada Wireless Medium yang dibagi dengan beberapa perangkat, jika satu perangkat di transmisi maka perangkat lain akan menerima transmisi tersebut jika berada di dalam jangkauan yang akan menyebabkan gangguan dan tabrakan dari frame ketika transmisi dari dua atau lebih device sampai ke satu titip secara bersamaan. Untuk menghindari hal tersebut, pada Mac Sub-Layer mempunyai kemampuan untuk mengorganisir diri untuk node dan mencoba untuk mengatur singularitas di dalam jaringan dengan membiarkan pengirim dan penerima saling berkomunikasi dalam tabrakan dan bebas dari kesalahan.

Pada Data Link Layer, protocol MAC langsung mengontrol kegiatan radio yang paling memakan daya komponen node sensor. Sehingga pada protocol Mac ini akan menghemat energy pada saat kegiatan radio, menentukan bagaimana node menggunakan radio, Sharing Channel, menghindari terjadinya tabrakan, respon yang tepat waktu, dan bertahan untuk waktu lama.

Pada gambar diatas menjelaskan, user dapat menggunakan aplikasi software/algoritma pada Application Layer. Pada Transport Layer akan membantu menjaga aliran data sensor. LLC Sublayer menyediakan framing, flow control, error control, dan fasilitas manajemen link. Mac Sublayer mengelola tabrakan dan membantu dalam operasi menyadari energy node sensor. Physical Layer mengelola radio, channel, modulasi, transmisi, dan penerimaan bit pada Physical Medium

State of the Art

1 . Medium Access Control Protocols (MAC)

MAC memiliki format frame yang digunakan untuk menyediakan lapisan Data Link dari system Ethernet LAN untuk mengontrol akses melalui saluran komunikasi. Mac digunakan pada Ethernet 3 dan didalam IEEE 802.11

Channel Accessing Chronology : Perangkat hanya dapat mengakses slot channel yang sudah dialokasikan, dan perangkat ini berkomunikasi dengan Central Node dalam metode bebas tabrakan.
Classification of WSN MAC Protocols
- Contention Based MAC Protocols
Pada Proses ini akan dilakukan ketika sebelum Node Senses Carrier mendapatkan awal dengan transmisi data.Jika Carrier sedang idle, maka Node akan memulai transmisinya. jika Node akan menunda transmisi untuk beberapa waktu acak yang biasanya ditentukan oleh Backoff sebuah algoritma.
- Channel Polling Based MAC Protocols
Skema ini dikenal sebagai Preamble Sampling and Low Power Listening(LPL). Pengiriman paket data prefix dengan byte tambahan dengan simbul disebut Preamble. Secara khusus, Node mengirimkan Preamble bersamaan dengan Channel untuk memastikan bahwa Node mendeteksi aktivitas radio.
- Scheduling Based MAC Protocols
Selama fase inisialisasi, skema penjadwalan menetapkan link bebas tabrakan antara node tetangga. Tetapi link dapat dialokasikan sebagai Frequency Division Multiplexing(FDM) bands, Time Division Multiplexing(TDM) slots, atau Code Division Multiple Access(CDMA). Pada Skema TDMA, waktu sistem dibagi menjadi slot. Slot ini kemudian ditugaskan untuk semua Node tetangga. Tetapi kontrol jadwal dengan waktu yang teratur.
- Hybrid MAC Protocols
Protokol Hybrid MAC menggabungkan kekuatan dari dua atau lebih skema MAC. Biasanya Protokol Hybrid MAC menggabungkan skema synchronized dengan skema asynchronous.

2. Cross-layer Protocols

Pada lapisan ini mempromosikan kerjasama di link dan jaringan lapisan yang memanfaatkan sumber daya yang terbatas secara efisien. Protokol ini dapat secara professional digunakan dalam beberapa percobaan yang dilakukan dengan menggunakan dua jenis teknologi radio, IEEE 802.15.4 pada Telos dan B-MAC pada Micas. Beberapa manfaat dalam menggunakan Cross-layer Protocols yaitu, penggunaan jadwal on-off pada Cross-layer dan MAC Framework. Skema MAC ini dirancang dimana node memilih slot waktu yang tepat berdasarkan informasi topologi local. Protokol routing juga memanfaatkan informasi topologi local untuk routing.

Berikut Tabel Perbandingan MAC Protocols :