Abstrak —Konsep vehicle-to-vehicle communication (V2V) pada Intelligent  Transportation  Systems (ITS)  merupakan  suatu konsep  teknologi  dimana  antar  kendaraan  dapat  berinteraksi satu  sama  lainnya.  Salah  satu  komunikasi  yang  dapat menghubungkan  V2V  ini  yaitu Vehicular  Ad-Hoc  Networks (VANETs).  Pada  VANET,  mobil  bertindak  sebagai node dan terus  bergerak  sehingga  membuat  topologi  jaringan  berubah. Perubahan  topologi  jaringan  ini  mengakibatkan  pengiriman data  yang  tidak  maksimal  seperti delay yang  besar  ataupun kegagalan  dalam  pengiriman  data.  Untuk  itu  upaya  optimasi routing  pada  VANET  ini  perlu  dikembangkan.  Studi  ini membahas  optimasi cross  layer untuk dynamic  source  routing (DSR)  pada  VANET  dengan  mengintegrasikan network  layer dan  MAC  layer .  Pada MAC  layer dilakukan  proses  kepadatan trafik  untuk  mengetahui  ketersediaan  kanal  menggunakan channel  free  time dan  mengetahui  perubahan  jarak  antar kendaraan menggunakan mobility prediction method . Hasil dari kedua  metode  ini  diteruskan  ke network  layer untuk menentukan  rute  terbaik.  Optimasi  dilakukan  dengan melakukan  simulasi  menggunakan  NS-2  yang  kemudian divalidasi antara perbandingan routing tipe DSR pada VANET sebelum dan sesudah menggunakan optimasi cross layer . Hasil yang  didapat  adalah  berupa  pengurangan  end-to-end  delay pada  skenario  jumlah  pasangan  koneksi  1,  4,  dan  8  dengan pengurangan sebesar 0.01 detik, 0.015 detik, dan 0.00824 detik. Selain itu juga dapat mengurangi  nilai  persentase  packet  loss  sebesar  1.3%,  0.53%, dan 0.46% pada skenario jumlah pasangan koneksi 1, 4, dan 8.
Kata Kunci — Dynamic Source Routing, Intelligent
Transportation System , Optimasi Cross Layer, Vehicular Ad-Hoc Networks.

## I. P ENDAHULUAN
ONSEP Vehicle-to-Vehicle Communicatio n merupakan sistem  komunikasi  dimana  saling  kendaraan  dapat saling  berhubungan  satu  sama  lainnya.  Tiap-tiap  kendaraan ini  dapat  bertukar  informasi  seperti  kecepatan,  posisi,  dan arah satu sama lainnya. Konsep ini memang ditujukan untuk mencegah  terjadinya  tabrakan  antar  kendaraan,  dimana disinyalir  dari  World  Health  Organization  (WHO),  bahwa kecelakaan lalu lintas ini mengakibatkan kematian sekitar 1.2 juta  manusia  setiap  tahunnya  ditambah  sekitar  50  juta manusia  mengalami  luka  dari  kecelakaan  lalu  lintas  ini.  Di Indonesia  sendiri  angka  kecelakaan  mencapai  120  jiwa perharinya.
Salah satu sistem komunikasi yang mendukung terciptanya V2V  ini  adalah Vehicular  Ad-Hoc  Networks (VANETs). VANET merupakan salah satu bidang pada Mobile Ad-Hoc Networks (MANETs),  namun  perbedaannya  bahwa  tiap kendaraan  bertindak  sebagai node .  VANET  memang dikembangkan  untuk  keamanan  dan  pencegahan  tabrakan
antar kendaraan, sedangkan MANET banyak dikembangkan pada bidang militer, pertanian, dan penanganan bencana.
Menurut Ratwani et. Al [1], routing pada VANET masih perlu  dikembangkan,  mengingat  karakteristik  dari  VANET seperti  topologi  yang  berubah,  koneksi  yang  akan  sering terputus,  mobilitas modeling , delay ,  dan  identifikasi  lokasi. Protokol routing yang  digunakan  pada  MANET  tidak seluruhnya dapat digunakan untuk VANET, untuk itu teknik routing pada VANET perlu dikembangkan lebih dalam. Salah satu protokol routing yang umum digunakan adalah Dynamic source routing (DSR), dimana protokol ini bekerja berdasarkan routing dari node sebelumnya.  DSR  tergolong kedalam protokol routing reactive yang hanya memilih jalur atau melakukan update jalur hanya ketika terdapat rute baru atau  ketika  suatu  rute  terputus.  DSR  dapat  mengurangi bandwidth overhead dan menghindari update routing dengan ukuran  yang  besar.  Akan  tetapi,  karena  mobil-mobil  yang bertindak sebagai node terus bergerak dan membuat topologi jaringan  berubah,  DSR  membutuhkan  waktu  lebih  untuk pencarian  jalur  sehingga  nilai  dari delay dan packet  loss menjadi besar.
Studi  ini  menerapkan  pendekatan cross  layer untuk mengoptimasi routing tipe  DSR  pada  VANET.  Dengan melakukan pendekatan cross layer tersebut dapat mengurangi nilai end-to-end delay dan packet loss.

## II. T EORI P ENUNJANG

## A. Vehicular Ad-Hoc Networks (VANETs)
Vehicle  to  Vehicle  Communication (V2V) adalah  konsep dimana  tiap  kendaraan  dapat  saling  berkomunikasi  untuk memberikan  data  berupa  kecepatan,  arah,  dan  posisi  untuk mengurangi  jumlah  terjadinya  kecelakaan  kendaraan.  Tiap kendaraan  dihubungkan  melalui  jaringan  yang  disebut Vehicular  Ad-Hoc  Network  (VANETs) ,  yang  dimana komunikasi ini dapat  menghubungkan banyak titik nirkabel dengan  mobil  bertindak  sebagai node [2].  VANET  bekerja pada spektrum frekuensi 5.9 GHz dengan bandwidth 75 MHz dan jarak 1000 m [2].
Sesuai  dengan  arsitektur  jaringannya,  VANET  dapat dibagi menjadi tiga kategori. Pertama adalah Wireless Wide Area  Network (WWAN),  dimana  akses  poin  dari  gerbang seluler bersifat tetap agar dapat terhubung antara kendaraan dengan  akses  poin.  Selanjutnya  adalah Hybrid  Wireless Architecture dimana  akses  poin  pada  WWAN  digunakan pada titik tertentu. Komunikasi antara akses poin satu dengan lainnya menggunakan komunikasi ad-hoc. Kategori terakhir yaitu Vehicle-to-Vehicle  Communication yang tidak memerlukan  akses  poin  tetap  dalam  hal  komunikasi  antar kendaraan.  Komunikasi  dapat  terjadi  karena  pada  tiap
Optimasi Cross Layer Untuk Protokol Dynamic Source Routing Pada Komunikasi Antar Kendaraan Berbasis Vehicular Ad-Hoc Networks (VANETs)
Kevianda Kamarullah, Endroyono, dan Wirawan Departemen Teknik Elektro, Fakultas Teknologi Elektro, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS)
E-mail : endroyono@ee.its.ac.id
K
kendaraan  terdapat  suatu  unit  yang  dapat  melakukan komunikasi  dengan  jaringan  yang  digunakan  berbasis  Ad- Hoc.
VANET  dapat  dibedakan  berdasarkan  tipe  jalan,  seperti pada jalan  tol  dimana  mobil  berjalan  dengan  kecepatan  80- 120  km/jam  dan  memiliki  tingkat  kepadatan  yang  kecil. Bentuk  jalan  lain  yaitu  pada  jalanan  di  kota-kota  besar dimana  mobil  berjalan  dengan  kecepatan  20-60  km/jam sehingga menambah tingkat kepadatan jaringan.
Gambar 1. Blok Diagram Vehicle to Vehicle Communication

## B. Protokol dan Penggunaan Kanal pada VANET
VANET  menggunakan  protokol  MAC  802.11  dan  IEEE 1609  yang  ummumnya  diketahui  dengan Wireless  Acess  in Vehicular Environments (WAVE). Protokol ini menggunakan  dua  tipe  kanal: Control  Channel (CCH)  dan Service Channels (SCH). CCH digunakan untuk penyebaran yang berkaitan dengan pengendalian informasi dan keamanan data. Sedangkan SCH digunakan untuk penyebaran informasi lainnya seperti video streaming [2].
IEEE  802  merupakan  protokol  yang  menjadi  dasar  cara kerja  dari Local  Area  Networks (LAN)  dan Metropolitan Area  Networks (MAN).  Protokol  802  memiliki logical  link control (LLC) yang di standardisasi pada 802.2. Pada bagian atas dari LLC ini yaitu network layer yang umumnya berisi protokol routin g seperti Ad-Hoc On Demand Distance Vector (AODV) dan Dynamic source routing (DSR) untuk VANET ataupun MANET. Gambar 2. dibawah ini merupakan urutan lapisan sesuai dengan penjelasan diatas.
Gambar 2. ISO/OSI Layer Model [3]
Pada  bagian  bawah  dari  LLC  yaitu  MAC layer dan Physical  layer ,  dimana  kedua  lapisan  ini  memiliki  standar yang sama yaitu IEEE 802.11. Untuk lebih jelasnya protokol dari tiap – tiap standar terdapat pada gambar 3.
Gambar 3. 802 LLC, MAC, & PHY [3]
Protokol IEEE 1609 digunakan untuk Wireless Access in Vehicular  Environments (WAVE).  Fokus  dari  protokol  ini yaitu  arsitektur,  model  komunikasi,  struktur  manajemen, mekanisme  keamanan,  dan  akses  fisik  dengan  kecepatan tinggi  (27  Mb/s  &  1000  m).  IEEE  1609  juga  membahas aplikasi  yang  digunakan  pada  WAVE,  diantaranya  yaitu IEEE  1609.0  untuk  manajemen  aktivitas  dari jaringan  yang didapat  dari  IEEE  P1609.1.  Untuk  keamanan  jaringan terdapat  pada  IEEE  P1609.2  dan  protokol  untuk network layer pada IEEE P1609.3.

## C. Dynamic Source Routing
Dynamic Source Routing Protocol (DSR) adalah salah satu protokol routing yang terdapat pada VANET yang tergolong kedalam reactive routing protokol karena bekerja berdasarkan routing dari node sebelumnya. Tiap Node harus memiliki  tabel routing dan  entri  pada  tabel routing akan diupdate berdasarkan perubahan topologi yang terjadi.
Protokol  DSR  sendiri  terdiri  dari  dua  tahapan: route discovery dan route  maintenance . Route  discovery adalah ketika  sebuah node akan  mengirim  paket  ke node tujuan, node pengirim  melihat  tabel routing miliknya.  Jika  rute tujuan  tidak  ada  pada  tabel routing miliknya,  maka node pengirim  ini  melakukan broadcast  packet  route  request . Packet  route  request ini  berisi  alamat  tujuan,  alamat node sumber  dan  ID. Node lain  yang  menerima packet  route request ini kemudian melihat tabel routing yang dimilikinya. Jika node perantara tidak mengetahui node tujuan, maka node tersebut akan  menambahkan  alamat node perantara tersebut kedalam  paket  dan  kemudian  meneruskannya. Route  reply dibangkitkan ketika rute yang diminta mencapai node tujuan atau node perantara yang mempunyai informasi node tujuan pada  tabel routing nya. Node tersebut  akan  menyampaikan packet route reply ke node selanjutnya hingga sampai ke node sumbernya. Route maintenance dicapai dengan packet route error dan acknowledgement (ack).
Ketika paket yang dikirim terdapat kerusakan atau bahkan datanya hilang, maka route maintenance akan bekerja. Pada level  ini,  jika MAC  Layer memberikan  laporan  berupa kegagalan transmisi, maka node penerima akan mengirimkan packet route error kepada node pengirim pertama [4].
Gambar 4. Dynamic Source Routing Protocol

## D. Optimasi Cross Layer
Pada  model  OSI layer ,  terdapat  batasan  antar  lapisan sehingga  informasi  disimpan  secara  aman  pada  tiap lapisannya. Akan tetapi hal ini justru berbeda dengan konsep cross  layer ,  karena  konsep  ini  justru  tidak  memikirkan batasan  tersebut  untuk  membuat  antar  lapisan  dapat  saling berinteraksi satu sama lainnya. Karena itulah informasi yang terdapat  pada  satu  lapisan  dapat  dikirimkan  ke  lapisan lainnya. Optimasi cross layer ini dapat memperbaiki quality of  service (QoS)  dari  sebuah  jaringan  dengan  operasi  dan kondisi tertentu.
Cross  layer yang  akan  digunakan  pada  studi  ini  adalah mengintegrasikan network layer dan MAC layer . Pada MAC layer akan  terjadi  proses  estimasi  kepadatan  trafik  data berdasarkan metode channel free time ( CFT ) [5]. Selanjutnya yaitu  metode mobility  prediction untuk  memprediksi mobilitas  dari node berdasarkan  informasi  dari node-node lainnya yang berdekatan dengan node pengirim informasi [6]. Pada network  layer ,  kedua  metode  ini  digunakan  dalam pemilihan  rute  terbaik  untuk  mengirimkan route  request forwarding berdasarkan  rute  dengan delay yang  kecil  dan route error yang kecil.
Channel  Free  Time (CFT)  yang  merupakan  perhitungan metric  yang  berlangsung  pada MAC  layer .  Perhitungan  ini dapat  dijadikan  acuan  dalam  pengambilan  keputusan  untuk routing di network  layer sehingga  membantu  dalam pemilihan rute agar terhindar dari daerah yang padat. Utilisasi dari MAC  layer berisi  1  (padat)  dan  0  ( idle )  [5].  Pada algoritma  ini,  terdapat  parameter 𝑇 𝑏𝑢𝑠𝑦 yaitu  ketika  media sedang dalam kondisi yang sibuk terhadap 𝑇 𝑚𝑎𝑐 yaitu waktu penggunaan  media  nirkabel  disekitar node .  Untuk  lebih jelasnya dapat dilihat pada persamaan dibawah [5]:
CFT  =  1 − ∑ 𝑇𝑏𝑢𝑠𝑦 𝑇𝑚𝑎𝑐 ,   𝑇 𝑏𝑢𝑠𝑦 ⊆ 𝑇 𝑚𝑎𝑐 (1) Status dari tingkat kepadatan/congestion (Cs) mengindikasikan  dua  keadaan,  yaitu forward dan drop . Forward berarti  paket request (RREQ)  dapat  diproses  dan disebarkan  kepada node tetangga.  Sedangkan drop berarti tidak ada cara untuk memproses dan menyebarluaskan paket ke node tetangga.  Lebih  jelas  lagi, threshold merupakan parameter  yang  diatur  untuk  membantu  performa  dari jaringan dan bernilai pada jangkauan 0 – 1.
Pada  bagian Mobility  Prediction ,  diperlukan  jarak  antar kendaraan sebagai fungsi waktu terhadap rata-rata perubahan jarak. Untuk menemukan jarak, kuat sinyal pada paket yang
diterima  oleh node digunakan.  Pengunaan Hello  Packet sebagai paket kontrol pada protokol DSR untuk mengetahui informasi node yang  berdekatan  dan  menggunakan two-ray ground reflection model [6] sesuai rumus
𝑃  = 𝑃𝑡𝐺𝑡𝐺𝑟(ℎ𝑡 2ℎ𝑟2) 𝑑4 (2)
𝑑  =   √(𝐺 𝑡 𝐺 𝑟 ℎ 𝑡 2 ℎ 𝑟 2 ) 𝑃𝑡 𝑃 4 (3)
dimana:
P = kuat sinyal dari paket yang dikirim
𝑃 𝑡 = kuat sinyal dari antena pemancar 𝐺 𝑡 = gain antena pemancar 𝐺 𝑟 = gain antena penerima ℎ 𝑡 = tinggi antena pemancar ℎ 𝑟 = tinggi antenna penerima 𝑑 = jarak antar antena pemancar dan penerima
Dari rumus diatas, akan didapat kuat sinyal dari paket yang dikirim dan waktu antar kedatangan dari paket. Selanjutnya yaitu  dapat  menghitung  perubahan  jarak  [6]  berdasarkan rumus
𝐷𝑖𝑠𝑡𝑎𝑛𝑐𝑒 𝑐ℎ𝑎𝑛𝑔𝑒  = | 𝑑𝑝𝑘𝑡1−𝑑𝑝𝑘𝑡2 𝑡𝑝𝑘𝑡1−𝑡𝑝𝑘𝑡2 | (4)
Jika  tidak  ada  paket  yang  diterima  dari node yang berdekatan  dalam  rentang  waktu  frame  tertentu,  dapat diasumsikan bahwa tidak ada node yang berada pada daerah pengiriman  sehingga  dapat  dihilangkan  dari  perhitungan jarak antar node . 𝑑 𝑝𝑘𝑡1 dan 𝑑 𝑝𝑘𝑡2 adalah jarak yang didapat dari  paket  yang  diterima,  sedangkan 𝑡 𝑝𝑘𝑡1 dan 𝑡 𝑝𝑘𝑡2 adalah waktu  yang  didapat  ketika  paket  sudah  terima.  Ketika  nilai dari  perubahan  jarak  ini  besar,  maka node lain  yang berdekatan  sedang  bergerak  menjauh  ataupun  mendekat dalam kecepatan tinggi. Ketika nilai dari perubahan jarak ini kecil,  maka node lain  yang  berdekatan  sedang  dalam  jalur yang  sama  berada  antara  dibelakang  atau  didepan.  Dapat dikatan bahwa, route lifetime akan bernilai kecil jika nilai dari perubahan jarak besar begitupun sebaliknya. Pemilihan route lifetime dengan  nilai  yang  besar  dapat  mengurangi delay jaringan dan route error . Pada network  layer akan  terjadi  pemilihan  rute  untuk meneruskan  paket  RREQ  atau  tidak.  Gambar  2.9  dibawah menjelaskan  proses  yang  terjadi  di  dalam network  layer . Node penerima  akan  melihat  hasil  dari  Cs  dan  rata-rata perubahan  jarak  untuk  menentukan  paket  akan  diteruskan atau  dihentikan.  Hasil  Cs  ini  didapatkan  dari  perhitungan proses  channel  free  time  pada  lapisan  dibawahnya  yaitu lapisan MAC [5].
Adapun terdapat dua skenario terhadap hasil Cs yang telah dihitung pada lapisan sebelumnya. Jika hasil dari Cs memiliki nilai  melebihi  batas  yang  telah  ditentukan  dan  rata-rata perubahan jarak memiliki nilai kurang dari batas yang telah ditentukan,  maka  paket  akan  diteruskan  ke node yang berdekatan.  Sedangkan  jika  hasil  dari  Cs  justru  kurang  dari batas  yang  telah  ditentukan  begitupun  dengan  rata  –  rata perubahan jaraknya, maka paket tidak akan dikirimkan.
Gambar 5. Diagram Proses RREQ pada Network Layer [6]

## E. Parameter Kinerja dari Vehicular Ad-Hoc Networks
Quality  of  Service (QoS)  adalah  kemampuan  suatu jaringan untuk mencapai kinerja maksimum yang ditentukan oleh  parameter  –  parameter  tertentu.  Secara  khusus  pada sebuah  jaringan,  bahwa  kemampuan  untuk  mengatasi permasalahan  seperti  kepadatan  trafik,  waktu  pengiriman yang  besar,  dan  permasalahan  lainnya  agar  suatu  informasi dapat dikirimkan dari pengirim ke penerima.
Sesuai  dengan  standar  IEEE  802.11  bahwa  parameter untuk mengukur kinerja jaringan terdapat pada MAC Layer . Parameter  tersebut  tidak  jauh  berbeda  dengan  parameter pengukuran  pada  jaringan  ad-hoc  secara  umum.  Parameter yang diperlukan antara lain yaitu latency , efisiensi lebar pita, dan rasio paket yang dikirim [7].
1) Latency
Latency adalah  durasi  waktu  antara  mengirim  informasi dari  pengirim  sampai  ke  diterima  oleh  penerima. Latency dipengaruhi  oleh  kecepatan  dari  media  transmisi  (kabel koaksial,  fiber  optik,  gelombang  radio)  dan delay transmisi oleh  komponen  jaringan  seperti  router,  modem,  hub,  dan lainnya. Latency dan throughput adalah  dasar  dari pengukuran kinerja suatu jaringan. Latency mengukur waktu yang  dibutuhkan  dari  mulai  pengiriman  sampai  selesai, sedangkan throughput adalah waktu keseluruhan dari seluruh proses yang dalam waktu tertentu [7].
𝑇ℎ𝑟𝑜𝑢𝑔ℎ𝑝𝑢𝑡 = jumlah paket yang dikirim waktu yang digunakan untuk pengiriman paket (5)
Pengiriman data dengan paket berukuran besar mengakibatkan  nilai throughput yang  besar  dibandingkan pengiriman data dengan paket berukuran kecil karena latency bernilai besar. Jika data dikirim secara kontinyu, nilai latency memiliki dampak yang kecil terhadap nilai throughput . Akan tetapi  jika  pengirim  menunggu acknowledgment (ack) sebelum  paket  berikutnya  dikirim,  maka  tingginya  nilai latency dapat menurunkan nilai throughput .

## 2) Efisiensi Lebar Pita
Estimasi  dari  penggunaan  lebar  pita  memiliki  pengaruh yang cukup signifikan terhadap performansi dari sistem. Jika estimasi dari lebar pita lebih rendah daripada kapasitas dari suatu jaringan, maka ketersediaan lebar pita menjadi dibawah perkiraan.  Begitupun  jika  estimasi  lebar  pita  lebih  tinggi
daripada  kapasitas  suatu  jaringan,  maka  ketersediaan  lebar pita  menjadi  melebihi  atau  berlebihan.  Dampaknya  yaitu performansi sistem menjadi tidak maksimal karena estimasi lebar pita yang tidak sesuai.
Pada  VANET,  penggunaan  lebar  pita  lebih  banyak daripada  jaringan  nirkabel  lainnya  mengingat node selalu bergerak dengan mobilitas tinggi. Untuk itu salah satu faktor yang  perlu  diperhatikan  dalam  merancang  VANET  adalah kemampuan  kendaraan  atau node untuk  bekerja  sesuai dengan bentuk jaringannya [7].

## 3) Rasio Pengiriman Paket
Rasio  pengiriman  paket  (PDR)  merupakan  perbandingan jumlah paket yang diterima oleh node tujuan dengan jumlah paket  yang  dikirim  oleh node pengirim.  Nilai  dari  rasio  ini dipengaruhi oleh beberapa faktor seperti ukuran paket, jarak pengiriman,  dan  mobilitas  dari node .  Jika  paket  terkirim sempurna  mengindikasikan  bahwa  penerima  menerima seluruh paket sebelum waktu periode habis. Sebaliknya jika paket  tidak  terkirim  sempurna  mengindikasikan  bahwa terdapat paket yang hilang.
PDR = paket yang diterima paket yang dikirim (6)
Hal  mendasar  dari  perhitungan  rasio  pengiriman  paket yaitu memilih rute yang benar. Rute tersebut membutuhkan lifetime yang lebih lama dan sedikit hop. Akan lebih baik jika node pengirim  memiliki  informasi  tentang  rute  yang  akan dipilih daripada menggunakan rute terpendek. Hal ini karena rute  terpendek  tersebut  pasti  banyak  digunakan  sehingga menyebabkan routing overhead [7].

## III. P ARAMETER S IMULASI
Pada file Tcl  yang  dibuat,  penulisan  parameter  ini  ditulis pertama  kali  baru  kemudian  mendefinisikan node – node yang  akan  digunakan  untuk  simulasi.  Pemilihan  kanal  pada simulator NS-2  yaitu  kanal  nirkabel karena jaringan ad-hoc berbasis nirkabel dengan model propagasi yaitu TwoRayGround .  Selain  itu,  simulasi  ini  juga  menggunakan model antena omni. Simulasi dilakukan dengan tipe jaringan antarmuka  pada  lapisan  fisik  dengan  menggunakan  IEEE MAC Layer 802.11. Model antrian antarmuka menggunakan CMUPriQueue  yang  memang  khusus  digunakan  untuk protokol routing DSR. Protokol routing yang disimulasikan adalah Dynamic  source  routing dengan  menggunakan  50 node dengan  luas  daerah  topografi  simulasi  seluas  1500  x 300.  Koneksi  antara node sumber  dan  tujuan  berupa  TCP serta  diberikan  trafik  berupa  Constant  Bit  Rate  (CBR). Ukuran paket CBR sebesar 500 Mb dengan interval 0.5 dan data rate 1 Mb.  Kecepatan dari pergerakan node ditentukan bervariasi dalam jangkauan kecepatan mobil pada jalan raya, yaitu 20 m/s – 80 m/s, dimana mobilitas node menggunakan model random mobility waypoint dengan pause time sebesar 0  detik  yang  membuat  topologi  jaringan  ini  selalu  berubah. Simulasi berjalan selama 800 detik dengan mengubah – ubah nomor pasangan koneksi dari 1, 5, 8, 10, 12, dan 14 koneksi. Setelah  itu  simulasi  dengan  skenario  yang  sama  namun dengan menggunakan optimasi cross layer.

## IV. P ENGUJIAN DAN A NALISA

## A. Analisa Seluruh Skenario Sebelum Optimasi Cross Layer
Dari seluruh skenario simulasi protokol routing DSR pada VANET ini, dapat dibandingkan satu sama lainnya nilai dari end-to-end  delay  dan  juga  packet  loss  ratio.  Secara  umum seluruh skenario ini menunjukkan performa yang cukup baik dari  segi  delay,  namun  jika  dilihat  dari  persentase  packet lossnya masih berada dikisaran 3 – 5 %.
Gambar  6  dibawah  adalah  grafik  rata-  rata  delay  dari seluruh  simulasi  yang  dijalankan.  Terjadi  lonjakan  di  awal pasangan  koneksi  saat  simulasi  menggunakan  satu  koneksi dengan delay mencapai 0.067 detik atau 6.7 milidetik. Selain itu, terlihat juga bertambahnya jumlah koneksi ternyata tidak selalu  membuat  delay  nya  juga  bertambah.  Hal  ini  terlihat saat  simulasi  dengan  empat  koneksi  memiliki  delay  yang lebih  kecil  daripada  simulasi  dengan  satu  dan  dua  koneksi. Hal ini dapat terjadi karena letak dari node – node sumber dan tujuannya.  Jika  pada  empat  koneksi node sumber mengirimkan data kepada node tujuannya melalui salah satu lintasan, maka pada simulasi menggunakan satu ataupun dua koneksi  mungkin  pertukaran  data  menggunakan  lintasan yang tidak terlalu padat. Hal ini dapat berdampak pada nilai delay dan juga packet loss.  Namun jika dilihat, kinerja dari jaringan  ini  cukup  baik  dari  sisi  delaynya  karena  kalau dihitung  rata  –  rata  keseluruhannya  bernilai  0.0347  detik. Angka  ini  menunjukkan  bahwa  kinerja  jaringan  sudah  baik karena masih berada di bawah nilai 0.05 detik namun masih harus  diperbaiki  dan  harus  ditekan  seminimum  mungkin mengingat  pentingnya  pertukaran  data  pada  jaringan VANET.
Jika  dilihat  dari  persentase  packet  loss,  juga  terjadi lonjakan  yang  cukup  signifikan  pada  penggunaan  satu koneksi lalu turun kembali ke kisaran nilai 2.5  - 3 %. Perlu diketahui  semakin  besar  jumlah  koneksinya  maka  semakin besar  juga  paket  yang  dibangkitkan.  Selain  itu  jika  dilihat pada  tabel  –  tabel  hasil  simulasi,  bertambahnya  koneksi  ini juga  meningkatkan  jumlah  packet  loss.  Hanya  saja, persentase packet loss dengan paket terkirimnya tidak selalu naik. Artinya, mobilitas node dan protokol routing ini bekerja cukup baik karena dapat menjaga persentase packet loss ini.
Hal  inilah  yang  perlu  dioptimasi  karena  jika  pada  saat pertukaran data di jalan raya ini tidak sampai atau bahkan data tersebut hilang, maka tujuan dari VANET untuk mengurangi kecelakaan justru tidak dapat tercapai.
Gambar 6. Kinerja Delay dari Keenam Skenario Simulasi
Gambar 7. Packet Loss Ratio dari Seluruh Skenario Simulasi
B. Analisa  Seluruh  Skenario  Setelah  Penerapan  Optimasi Cross Layer
Metode  Metode  optimasi cross  layer ini  ditambahkan  ke file mac  802.11  yang  berada  pada  perpustakaan  NS-2. List program  yang  sudah  ada  ditambahkan  perhitungan channel free time (CFT) yang hasilnya digunakan pada network layer saat  proses routing berjalan.  Ketika node sumber mengirimkan  paket request (RREQ),  maka  hasil  dari perhitungan  CFT  ini  akan  mencegah  pengiriman  paket kedalam  kanal  yang  kondisinya  sedang  padat.  Karena pencegahan ini jumlah packet loss dapat berkurang dan juga dapat mengurangi nilai end-to-end delay .
Jika dikaitkan dengan teori pada referensi – referesi yang ada, hasil yang diharapkan dengan penambahan algoritma ini dapat mengurangi nilai end-to-delay sampai dengan 0.5 detik. Namun  pengurangan  ini  memang  karena  pada  referensi terkait,  delay  yang  didapat  dari  setiap  pasang  koneksi memang  lebih  besar  dibandingkan  dengan  nilai  delay  pada studi ini yaitu berada pada kisaran 0.1  – 1 detik.  Selain itu jumlah  paket  yang  hilang  juga  dapat  dikurangi  karena memang metode ini tidak akan mengirimkan paket kedalam kanal  yang  sedang  sibuk  sehingga  paket  –  paket  yang  akan dikirimkan berada pada kondisi menunggu ( buffer ).
Tabel 1 di bawah ini adalah hasil seluruh skenario simulasi dalam penggunaan file 802.11 baru yang setelah ditambahkan metode  cross  layer.  Tabel  ini  langsung  menunjukkan perbandingan  kinerja  DSR  pada  VANET  sebelum  dan sesudah  penerapan  metode  cross  layer  ini  dilihat  dari  nilai end-to-end delay dan rasio packet loss.
Terlihat  bahwa  penerapan  metode  cross  layer  ini  belum berdampak  signifikan  terhadap  nilai  end-to-end  delay. Namun, terdapat tiga skenario dengan penurunan delay yang cukup  baik  yaitu  pada  skenario  simulasi  dengan  pasangan koneksi  berjumlah  1,  4,  dan  8.  Pada  jumlah  pasangan  1 koneksi pengurangan berjumlah 0.01 detik. Pada 4 pasangan koneksi  pengurangan  berjumlah  0.015  detik  dan  pada  8 pasang  koneksi  pengurangan  sebesar  0.00824  detik.  Selain dari  ketiga  pasangan  koneksi  ini,  penurunan  delay  tidak terlalu signifikan dan justru memiliki nilai yang tidak terlalu jauh dari sistem sebelum ditambahkan metode optimasi cross layer. Hal ini dapat terjadi karena beberapa hal, yang pertama adalah  sesuai  referensi  [5]  mengatakan  bahwa  metode  ini digunakan untuk protokol routing AODV.
0 0,01 0,02 0,03 0,04 0,05 0,06 0,07 0,08 1 2 4 6 8 10 12 14 asd asd asd End -to -End
D elay (se c) Jumlah Pasangan Koneksi
0 1 2 3 4 5 6 7 1 2 4 6 8 10 12 14 Jumlah Pasangan Koneksi Pack et Loss R at io (% )
Tabel 1.
Perbandingan Hasil Simulasi Sistem Sebelum dan Sesudah Penerapan Optimasi Cross Layer
Comparison of Simulation Information Pairs End-to-End Delay Before Cross Layer Optimization End-to-End Delay After Cross Layer Optimization Packet Loss Before Cross Layer Optimization (%) Packet Loss After Cross Layer Optimization (%) 1 0.0667 sec 0.0567 sec 6 4.7 2 0.04016 sec 0.04 sec 3.87 3.85 4 0.0288 sec 0.01357 sec 3.07 2.56 6 0.01707 sec 0.01707 sec 2.5 2.5 8 0.01874 sec 0.0105 sec 2.76 2.3 10 0.047383 sec 0.04589 sec 3.4 3.3 12 0.03349 sec 0.0305 sec 4 3.8 14 0.02587 sec 0.0359 sec 3.9 3.7
=
Gambar  8.  Perbandingan  End-to-End  Delay  Sebelum  dan  Sesudah Penerapan Optimasi Cross Layer
Gambar 8 dan 9 menunjukkan representasi berupa diagram batang  yang  menunjukkan  perbandingan  end-to-end  delay dan  packet  loss  sebelum  dan  sesudah  penerapan  optimasi cross layer pada sistem. Hal yang sama juga terlihat dari rasio packet  loss.  Terdapat  pengurangan  sebesar  pada  pasangan koneksi saat berjumlah 1, 4, dan 8.  Seharusnya sesuai dengan referensi – referensi yang ada dan juga hipotesa penulis, rasio packet loss dapat dikurangi lebih baik lagi.
Gambar  9.  Perbandingan  Packet  Loss  Ratio  Sebelum  dan  Sesudah Penggunaan Optimasi Cross Layer

## V. K ESIMPULAN
Dari  hasil  penelitian  yang  telah  dilakukan  maka  dapat ditarik beberapa kesimpulan, diantaranya:
1. Metode Optimasi Cross Layer pada  Studi ini dapat mengurangi end-to-end delay pada skenario jumlah pasangan  koneksi  1,  4,  dan  8  dengan  pengurangan sebesar 0.01 detik, 0.015 detik, dan 0.00824 detik.
2. Metode  Optimasi  Cross  Layer  pada  Studi  dapat mengurangi  nilai  persentase  packet  loss  sebesar 1.3%,  0.53%,  dan  0.46%  pada  skenario  jumlah pasangan koneksi 1,4, dan 8.
3. Bertambahnya jumlah koneksi pada sistem VANET dan mengatur parameter lainnya bernilai tetap tidak selalu  membuat  nilai  end-to-end  delay  dan  packet loss bertambah juga.
4. Rata  –  rata  selisih  perbedaan  end-to-end  delay sebelum dan sesudah penggunaan cross layer adalah 0.012473 detik.
5. Rata  –  rata  selisih  perbedaan  rasio  packet  loss sebelum dan sesudah penggunaan cross layer adalah 0.35%.
6. Besarnya  nilai  end-to-end  delay  dan  packet  loss dipengaruhi  oleh  mobilitas node ,  kepadatan jaringan, dan topologi jaringan yang selalu berubah.

## D AFTAR P USTAKA
[1] A.  S.  V.  Ratwani,  “Network  Coding  and  Cross-Layer  Approach for  Reliability  and  Optimization  of  Routing  in  VANET:  A Survey,” Int. J. Comput. Appl. , vol. 113, p. 13, 2015.
[2] L.  Armstrong,  “Dedicated  Short  Range  Communications (DSRC),” 2012. .
[3] R.  Baumann,  “Vehicular  Ad  hoc  Networks  (VANET),”  ETH Zurich, 2004.
[4] K.  K.  D.  B  Jagannadha  Rao,  K.  Sreenu,  “A  Study  on  Dynamic Source Routing Protocol for Wireless Ad Hoc Networks,” Int. J. Adv. Res. Comput. Commun. Eng. , 2012.
[5] C.  S.  P.  Wannawilai,  “AODV  with  Sufficient  Intermediary Bandwidth  Aware,”  in International  Confrence  On  Electrical Engineering/Electronics  Computer  Telecommunications  and Information Technology , 2010.
[6] P.  K.  N.  Yawan,  “AODV  Improvement  for  Vehicular  Networks with  Cross  Layer  Technique  and  Mobility  Prediction,”  in International  Symposium  on  Intelligent  Signal  Processing  and Communication Systems , 2011.
[7] K.  K.  &  Rakesh,  “VANET  Parameters  and  Applications :  A Review,” Glob. J. Comput. Sci. Technol. , 2010. 0 0,01 0,02 0,03 0,04 0,05 0,06 0,07 0,08 1 2 4 6 8 10 12 14 Sebelum Optimasi Cross Layer Setelah Optimasi Cross Layer Jumlah Pasangan Koneksi E n d -to -E n d Dela y ( sec ) 0 1 2 3 4 5 6 7 1 2 4 6 8 10 12 14 Sebelum Optimasi Cross Layer Setelah Optimasi Cross Layer Jumlah Pasangan Koneksi P acke t Lo ss Ratio (% )