## Protokol Routing pada VANET: Taksonomi dan Analisis Perbandingan antara DSR, AODV, dan TORA
Rosida Nur Aziza 1 , Puji Catur Siswipraptini 2 , Rizqia Cahyaningtyas 3
123 Jurusan Teknik Informatika  STT-PLN Jakarta Jl. Lingkar Luar, Duri, Kosambi, Cengkareng, Jakarta Barat 11750 e-mail : 1 rosida@sttpln.ac.id

## ABSTRAK
VANET  yang  merupakan  bagian  dari  MANET    adalah  teknologi  yang  memungkinkan  komunikasi nirkabel antar berbagai kendaraan yang bergerak atau antara kendaraan dengan unit komunikasi yang terdapat  di  sepanjang    jalan.    VANET  dikembangkan  untuk  mendukung  ITS    dalam  meningkatkan keselamatandi    jalan  raya  dan  efisiensi  lalu  lntas.    Jaringan  ad-hoc  ini  juga  dirancang  untuk memungkinkan pertukaran pesan-pesan peringatan antar kendaraan untuk meningkatkan keselamatan penumpang dan informasi-informasi lain terkait dengan aplkasi dan layanan VANET. Untuk mewujudkan hal  tersebut,  ada  beberapa  hal  yang  perlu  dipertimbangkan  supaya  VANET  dapat  beroperasi denganbaik.  Hal-hal  tersebut  antara  lain    masalah  keterbatasan  bandwidth,  keamanan,  skalabilitas, protokol  kendali  akses  media  (MAC)  dan  mekanisme  routing.  Ada beberapa  karakteristik  khusus  dari VANET yang perlu diperhatikan oleh protokol routing, antara lain :  mobilitas node yang tinggi, jumlah dan kepadatana node yang tidak tetap, dan topologi jaringan yang terus berubah.  Diperlukan protokol routing tertentu untuk  mewujudkan komunikasi yang handal, kontinyu dan tanpa batas antar node pada VANET.    Secara  garis  besar,  protokol    routing  pada  VANET  dikelompokkan  menjadi  dua:  kelompok protokol  yang  berdasarkan  posisi  kendaraan  dan  kelompok  yang  berdasar  pada  topologi  jaringan. Tulisan ini akan membahas mengenai protokol routing DSR, AODV, TORA dan menjelaskan bagaimana ketiga protokol reaktif ini menjalankan mekanisme routing pada VANET. Kelebihan dan kekurangan dari ketiga  protokol  tersebut  juga  akan  dianalisis  dengan  didukung  oleh  beberapa  hasil  simulasi  dari penelitian-penelitian yang telah dilakukan sebelumnya.
Kata kunci: VANET, protokol routing untuk VANET, DSR, AODV, TORA.

## 1. PENDAHULUAN
Jaringan Ad-hoc Vehicular atau VANET ( Vehicular Ad-hoc Network ) adalah jaringan dengan node-node berupa kendaraan-kendaraan  yang mobile .  Kendaraan  tersebut  dapat  berkomunikasi  dengan  kendaraan  lainnya,  maupun dengan berbagai piranti komunikasi yang ada di sepanjang jalan raya.  VANET ini merupakan bagian dari MANET ( Mobile AD-hoc Network ), namun node-node pada VANET memiliki tingkat mobilitas yang lebih tinggi. VANET, secara garis besar, tersusun dari dua bagian yaitu bagian yang mobile dan bagian yang tetap. Kelompok yang  pertama  meliputi  kendaraan  dan  berbagai  alat  komunikasi mobile, termasuk  piranti  navigasi.  Bagian  kedua adalah piranti-piranti pendukung komunikasi VANET, yang dapat berupa titik akses, gateaway, dan lain sebagainya. Titik akses pada VANET dikenal dengan istilah Road Side Unit (RSU).  RSU ditempatkan di lokasi-lokasi strategis di sepanjang jalan, misalkan di persimpangan jalan atau pada lampu lalu lintas. Berdasarkan referensi dari C2C-CC ( Car2Car-Communication Contortium),  setiap  kendaraan  yang  menjadi  bagian  atau node dari  VANET  dilengkapi dengan teknologi  khusus  yang dikenal sebagai On Board Unit (OBU) dan Application Unit (AU). OBU bertindak sebagai  terminal  sekaligus  router wireless .  Dalam  jaringan  vehicular  ini,  OBU  dapat  dianggap  sebagai node yang bergerak  dan  RSU  adalah node yang  diam  (Liang  et  al,  2015).  Adapun  contoh  arsitektur  dari  VANET  menurut referensi C2C-CC (Car-2-Car Communication Consortium) ditunjukkan pada Gambar 1.
Ada  beberapa  karakteristik  VANET  yang  mempengaruhi  perancangan  protokol-protokol  yang  sesuai  untuk VANET, yaitu  (Almalag et al., 2013), (Daas et al., 2012), (Rana et al, 2014):

## a. Jumlah Node
Jumlah dan kepadatan node pada VANET bervariasi. Jumlah node bisa sangat besar di daerah perkotaan pada jam sibuk . Namun jumlah node VANET bisa sangat sedikit di daerah pedesaan dengan jumlah mobil yang dilengkapi kemampuan komunikasi sangat terbatas. Protokol MAC harus mampu bekerja dengan baik pada kedua keadaan tersebut.
b. Mobilitas node yang tinggi
Kendaraan sebagai node dari VANET dapat bergerak dengan kecepatan tinggi, lebih dari 100 km/jam. Hal ini  sering  menyebabkan  diskoneksi  antar node .  Jika,  dimisalkan,  suatu  kendaraan  yang  melaju  kencang berkomunikasi dengan kendaraan yang berjalan lambat, maka link komunikasi yang terbentuk akan berumur pendek. Hubungan akan terputus karena jarak yang memisahkan kedua node tersebut semakin besar. Protokol MAC harus dapat bekerja baik dengan umur link komunikasi yang singkat.
c. Topologi jaringan yang berubah-ubah Karena node-node VANET memiliki mobilitas tinggi, maka topologi jaringan VANET yang terbentuk juga terus-menerus mengalami perubahan.
d. Topologi jaringan yang dapat diprediksi Walaupun node-node VANET banyak bergerak, namun pergerakannya dibatasi oleh topologi jalan raya yang dilaluinya.
e. Ketersediaan informasi lokasi
Informasi  lokasi  dari node yang  diberikan  oleh  GPS  dapat  mengurangi  waktu  pengiriman  data  dan meningkatkan throughput jaringan. Selain itu, informasi posisi dan kecepatan node-node melaju juga dapat membantu memperkirakan pola mobilitas dari node-node tersebut.
f. Metode komunikasi
Metode yang digunakan untuk pengiriman pesan dari pengirim ke penerima adalah broadcast .
g. Lingkungan komunikasi yang berbeda
VANET  memiliki  dua  tipe  lingkungan  komunikasi  yang  berbeda,  yaitu:  lingkungan  trafik  jalan  raya ( highway ) dan lingkungan trafik perkotaan. Tipe yang pertama lebih sederhana dibandingankan tipe trafik di perkotaan.
h. Tidak memiliki pusat pengendali Node- node  pada  VANET  dapat  saling  terhubung  dan  berkomunikasi  tanpa  adanya  pengendalian  yang terpusat.
i. Sumber tenaga/batere yang tak terbatas Dibandingkan node-node MANET yang memiliki daya listrik terbatas, node VANET memiliki daya yang tidak  terbatas.  Batere  dari  kendaraan  yang  melaju  mampu  menyediakan  daya  terus-menerus  untuk mengaktifkan peralatan komunikasi node tersebut.
Berdasarkan karakteristik-karakteristik  di  atas,  maka  diperlukan  mekanisme routing tertentu  yang  sesuai  untuk lingkungan  VANET.  Terdapat tiga  protokol routing untuk  VANET  yang  akan dibahas  dan dianalisis  pada  tulisan ini. Studi perbandingan dilakukan berdasarkan hasil-hasil simulasi dan penelitian sebelumnya.

## 2. LANDASAN TEORI

## 2.1 Arsitektur VANET
Arsitektur VANET tidak seragam. Contoh arsitektur yang ditunjukkan pada Gambar 1 merupakan referensi dari C2C-CC,  yaitu  kelompok  utama  penggagas  komunikasi  vehicular  di  benua  Eropa.    Bab  ini  akan  membahas  lebih lanjut mengenai arsitektur VANET.

## 2.2 Komponen Utama
Menurut draft dari C2C-CC, komponen penyusun VANET terdiri dari 3 domain berbeda, yaitu: in-vehicle , ad- hoc, dan infrastruktur. Domain in-vehicle meliputi komponen yang terletak di dalam kendaraan, yaitu on-board unit (OBU) dan application unit (AU).  Jumlah AU dalam suatu kendaraan bisa lebih dari satu. AU dapat berupa bagian dari kendaraan yang secara permanen terhubung ke OBU atau berupa laptop, PDA, atau game pad yang terhubung dengan OBU secara dinamis. Koneksi antara AU dan OBU dapat melalui kabel, bluetooth , WUSB, maupun UWB. Domain kedua adalah domain ad-hoc. Domain ini terdiri dari kendaraan-kendaraan yang telah dilengkapi dengan OBU dan unit-unit komunikasi pendukung di sepanjang jalan (RSU). Tugas utama dari RSU adalah sebagai berikut:
1) Memperluas  rentang  komunikasi  dari  jaringan  dengan  mengirimkan  kembali  informasi  ke  OBU-OBU  yang berada dalam wilayahnya.
Gambar 2 RSU memperluas penyebaran informasi
2) Bisa  menjalankan aplikasi-aplikasi pendukung keselamatan di jalan raya,  pengendali persimpangan jalan, lampu lalu lintas virtual, sekaligus bertindak sebagai sumber dan penerima informasi.

## Gambar 3 RSU sebagai sumber informasi
3) Menyediakan hubungan ke internet bagi OBU-OBU,

## Gambar 4 RSU sebagai penyedia akses Internet
4) Bekerja  sama  dengan RSU-RSU lain untuk  meneruskan informasi  yang terkait  dengan  keselamatan jalan raya.
OBU dari beberapa kendaraan akan membentuk jaringan nirkabel ad-hoc (MANET). OBU-OBU yang terhubung secara  nirkabel  akan  langsung  dapat  saling  berkomunikasi  tanpa  adanya  koordinasi  secara  terpusat.  Jika  tidak  ada koneksi langsung, protokol routing untuk VANET memungkinkan komunikasi secara multi-hop , yaitu data diteruskan dari satu OBU ke OBU lainnya hingga ke tujuan. OBU dan RSU dapat dianggap sebagai node-node dari VANET. RSU dapat terhubung dengan jaringan infrastruktur komunikasi sehingga RSU dapat terhubung dengan Internet. Hal ini memungkinkan berbagai AU yang terhubung pada suatu OBU untuk berkomunikasi dengan host-host di Internet. Seperti ditunjukkan pada Gb.1, OBU dapat juga terhubung ke Internet melalui Hot Spot (HS).  Apabila tidak tersedia RSU dan HS, OBU dapat memanfaatkan teknologi komunikasi lain untuk aplikasi yang tidak berhubungan dengan keselamatan lalu lintas, misalnya menggunakan GSM, GPRS, UMTS, 4G, dan lain sebagainya.
Domain infrastruktur pada VANET mengacu pada berbagai piranti pendukung terlaksananya komunikasi lainnya yang ada di sepanjang jalan.

## 2.3 Arsitektur Komunikasi
Ada empat tipe komunikasi pada VANET, yaitu  komunikasi In-vehicle , Vehicle-to-vehicle (V2V), Vehicle-to- road infrastructure (V2I atau V2R), dan Vehicle-to-broadband (V2B) (Liang et al., 2015).  Komunikasi In-vehicle menyediakan berbagai informasi yang berhubungan dengan kejadian di dalam suatu kendaraan, misalnya:  kecepatan dan posisi kendaraan, informasi apakah pengendara mengantuk atau mengalami kelelahan.
Komunikasi  V2V  mengatur  bagaimana  kendaraan-kendaraan  dapat  saling  bertukar  informasi  dan  pesan peringatan yang berhubungan dengan lalu lintas.
Komunikasi  V2I  menghubungkan  kendaraan  dengan  berbagai  perangkat  infrastruktur,  termasuk  RSU.  V2I memungkinkan pengendara menerima informasi tentang kondisi lalu lintas, cuaca, dan informasi lain dari sensor yang tergabung dalam VANET secara real time .
Tipe  komunikasi  V2B  menghubungkan  kendaran  dengan  jaringan wireless broadband ,  seperti  3G/4G.    Dari gambar 1 di atas, dapat diketahui bahwa komunikasi V2V dilaksanakan menggunakan standar wireless atau protocol yang khusus dikembangkan untuk VANET, seperti IEEE 802.11p.  Sedangkan, komunikasi dari kendaraan ke RSU atau ke perangkat infrastruktur jaringan yang lain dapat dilakukan menggunakan berbagai teknologi wireless lain yang tersedia saat ini.

## 2.4 Arsitektur Protokol pada VANET
Arsitektur protokol untuk komunikasi di VANET, menurut usulan C2C-CC, ditunjukkan pada Gb.5. Sisi kanan menunjukkan tumpukan protokol komunikasi dengan standar TCP/IP. Tumpukan sisi kiri adalah protokol-protokol C2C  untuk  pengiriman  data  atau  informasi  khusus  untuk  VANET.  Lapisan  C2C Trasport bertugas  menyediakan transfer data yang handal dari pengirim ke penerima. Lapisan C2C Network bertanggung jawab untuk melaksanakan fungsi routing , yaitu menentukan rute yang harus dilewati suatu data atau informasi melewati lebih dari satu jaringan. Lapisan network ini menyediakan komunikasi nirkabel multihop berdasarkan pengalamatan geografis dan routing .

## Gambar 5 Arsitektur Protokol VANET menurut C2C
Aplikasi  yang  didukung  oleh  VANET  dapat  dikelompokkan  menjadi  aplikasi  terkait  keselamatan  lalu  lintas ( safety  applications ) dan  aplikasi  lainnya  ( non-safety  apllications). Data  dari  aplikasi  yang  tidak  terkait  dengan keselamatan lalu lintas dikirimkan melalui set protokol yang ada di sisi kanan, yaitu melalui protokol TCP/UDP dan Ipv6. Lapisan MAC dan fisik yang digunakan untuk data dari aplikasi ini adalah standar WLAN IEEE 802.11 a, b, dan g.
Data dari aplikasi yang terkait dengan keselamatan dikirimkan melalui tumpukan lapisan protokol di sebelah kiri. Lapisan  C2C transport melaksanakan  beberapa  tugas,  antara  lain data  multiplexing/  demultiplexing ,  menyediakan hubungan connection-oriented berbasis unicast ,  pengiriman  data  yang  handal  yang  sesuai  untuk  pengiriman  data terkait  keselamatan  lalu  lintas,  dan  menggabungkan  data  dari  aplikasi  yang  berbeda  dalam  satu  paket  tunggal  dan mengirimkannya  ke  sisi  tujuan.  Untuk  lapisan  MAC  dan  fisik,  pengiriman  data  dari  aplikasi  terkait  keselamatan menggunakan protokol IEEE 802.11p.  Dari gambar 5, dapat dilihat bahwa aplikasi keselamatan yang tidak kritis juga dapat menerima dan mengirimkan data melalui IEEE 802.11 a/b/g atau teknologi komunikasi nirkabel lainnya, misal UMTS.    Terakhir,  module  IC  ( Information  Connector )  berfungsi  menyediakan  mekanisme  pertukaran  data  dari berbagai lapisan pada tumpukan protokol yang ada.
Standar  IEEE  802.11p,  seperti  disebutkan  pada  paragraf  di  atas,  dikembangkan  oleh  grup  IEEE  802.11  untuk komunikasi antar kendaraan yang bergerak (V2V), maupun kendaraan dengan infrastruktur (V2I) dan beroperasi pada daerah frekuensi 5.850-5.925 MHz (US).  Spektrum tersebut dibagi menjadi 8 kanal, 1 kanal 5 MHZ untuk guard band dan 7 kanal untuk transmisi masing-masing sebesar 10 MHz . Dari ketujuh kanal tersebut, 1 kanal difungsikan sebagai kanal kendali ( Control Channel , CCH) dan 6 kanal untuk kanal servis ( Service Channel, SCH).  CCH atau kanal 178, seperti ditunjukkan pada Gambar 3, digunakan untuk mengirim pesan-pesan kendali. Kanal 172,174, 176, 180,182,184  digunakan  sebagai  kanal  SCH.    Kanal  nomor  172  dan  184  digunakan  untuk  pengiriman  pesan-pesan penting  yang  berhu-bungan  dengan  keselamatan.  Pasangan  kanal  174-176  dan  180-182  dapat  digunakan  bersama sebagai kanal berukuran 20 MHz, yaitu kanal nomor 175 dan kanal 181 (Teixeira, 2014). Pembagian frekuensi yang digunakan untuk standar ini ditunjukkan pada Gambar 6.

## 3. HASIL DAN PEMBAHASAN

## 3.1 Protokol Routing untuk Jaringan Ad-Hoc
Mekanisme routing pada jaringan vehicular bertanggung jawab menjaga supaya pertukaran informasi, mengenai topologi jaringan dan kondisi tiap jalur (link state), antar node yang sebagian besar mobile dapat berlangsung terus- menerus.  Informasi  tersebut  diperlukan  untuk  menentukan  rute  terbaik  dan  memelihara  jalur  komunikasi  yang terbentuk antar sepasang node pada jaringan. Jadi, protokol routing di VANET merupakan kunci untuk terbentuknya komunikasi antar kendaraan yang handal, kontinyu, dan aman.
Ada beberapa tantangan yang dihadapi oleh protokol routing di lingkungan VANET. Tantangan tersebut muncul karena beberapa karakteristik khusus yang dimiliki oleh jaringan vehicular ini. Tantangan pertama adalah kerusakah jalur  komunikasi  akibat  ¬node-node  yang  terus  bergerak  keluar  masuk  jaringan.  Adanya  kesulitan  untuk mempertahankan suatu rute karena perubahan topologi dan kepadatan kendaraan yang berubah-ubah. Hal ini dapat mengakibatkan throughput  yang rendah dan routing overhead yang lebih tinggi.  Adanya  masalah  hidden terminal, yaitu problem yang muncul jika terdapat terminal atau node yang di luar jangkauan beberapa node yang lain. Hidden terminal dapat menyebabkan pesat penerimaan paket data yang rendah.  Gedung-gedung tinggi di daerah perkotaan juga dapat menimbulkan interferensi, seperti routing loop dan pengiriman data ke arah yang salah, sehingga dapat memperbesar  delay  (Venkatesh,  2014).  Selain  itu,  protokol  routing  juga  harus  memperhatikan  jenis  aplikasi  pada VANET. Aplikasi yang menyangkut keselamatan berlalu-lintas memerlukan protokol routing yang mampu menjamin waktu pengiriman yang tepat (strict time delay).
Bedasarkan  penjelasan  di  atas,  maka  protokol  routing  yang  dikembangkan  untuk  lingkungan  VANET  perlu memiliki kemampuan-kemampuan sebagai berikut:
1)  mampu membentuk rute secara dinamis dan mempertahankan rute selama proses komunikasi,
2)  mampu menemukan rute alternatif jika ada jalur yang putus,
3)  mampu menentukan jalur optimal untuk mengurangi waktu untuk perutean,
4)  mampu menyediakan banyak jalur dalam suatu jaringan untuk menghindari kemacetan data (congestion),
5)  mampu bekerja dengan baik di lingkungan jalan raya (highway) dan perkotaan (urban) dengan kondisi trafik yang padat, maupun sepi.

## 3.2 Taksonomi Routing pada VANET
Protokol routing untuk VANET dibagi menjadi beberapa kelompok. Pengelompokkan tersebut tidak seragam. Gaikwad et al., Seliem, dan Erritali mem-bagi protokol routing untuk VANET menjadi dua kelompok, yaitu: protokol yang  berdasarkan  topologi  jaringan  dan  protokol  berdasarkan  posisi  dari  kendaraan.    Venkatesh  et  al. mengelompokkan  protokol routing untuk  jaringan  vehicular  ini  menjadi  4  bagian,  sedangkan  S.  Rana  et  al. membaginya menjadi 5 kelompok, yaitu: kelompok protokol berdasarkan topologi jaringan, posisi kendaraan, geo- cast , cluster , dan broadcast .
Salah satu taksonomi atau pengelompokkan protokol routing menjadi dua bagian dapat ditunjukkan pada Gambar 7.  Protokol routing berdasarkan topologi menggunakan informasi link yang terdapat pada tabel routing di jaringan untuk  meneruskan  paket  dari  pengirim  ke  penerima.  Kelompok  ini  dibagi  menjadi  protocol routing proaktif  dan reaktif. Node dengan protokol routing yang reaktif menggunakan tabel routing untuk menyimpan informasi routing dan informasi lain mengenai node-node yang terhubung dengannya. Apabila terdapat perubahan topologi jaringan, setiap node yang terhubung ke jaringan tersebut harus memperbaharui tabel routing -nya. Protokol proaktif sebagian besar menggunakan algoritma jalur terpendek untuk menentukan rute yang dipilih (S. Rana et al, 2014). Contoh dari protokol routing proaktif adalah protokol FSR ( Fisheye State Routing ) dan OLSR ( Optimized Link State Routing).
Kelompok protokol yang reaktif merupakan protokol on-demand , yaitu protokol akan memulai proses perncarian rute jika permintaan dari suatu node untuk berkomunikasi dengan node lainnya. Dibandingakan dengan kelompok proaktif, protokol ini menghasilkan lebih sedikit overhead karena rute yang dipertahankan hanya rute yang sedang digunakan untuk pengiriman data. Contoh protokol yang masuk kelompok ini adalah AODV ( Ad Hoc On Demand Distance Vector ), DSR ( Dynamic Source Routing ), dan TORA ( Temporally Ordered Routing Algorithm Protocol ) (Erritali& Ouahidi, 2013). Kelompok protokol routing geografis  melakukan  mekanisme routing berdasarkan posisi geografis node-node . Untuk melaksanakan mekanisme routing secara geografis, tiap node harus dilengkapi dengan piranti penentu lokasi, seperti GPS. Asumsi yang berlaku adalah bahwa setiap node mengetahui posisinya, posisi dari node-node tetangga, dan  posisi  dari node yang  dituju  (Gaikwad  et.al.,  2016).    Lokasi  geografis  dari node-node diketahui  berdasarkan informasi-informasi pendek ( beacon ) yang dikirimkan oleh node-node tersebut pada interval waktu tertentu. Pada  protokol  GPSR  ( Greedy  Perimeter  Stateless  Routing ),  tiap node mengirimkan  secara  periodis  pesan ( beacon ) yang berisi alamat dan lokasi (x, y) masing-masing ke node-node di sekitarnya (Kakarla et al, 2011). Apabila suatu node tidak menerima pesan beacon dalam jangka waktu tertentu dari salah satu node tetangganya, maka router GPSR  akan  menganggap node tetangga  tersebut  di  luar  jangkauan  dan  akan  menghapusnya  dari  tabel routing . Algoritma Greedy diperlukan untuk menentukan node-node tetangga dalam suatu jaringan. Node pada protokol ini menggunakan algoritma Greedy dan meneruskan ( forward ) paket data ke node tetangga yang paling dekat dengan tujuan.
Kelompok protokol routing geografis yang lain mendasarkan keputusan routing –nya pada keadaan jalan sesuai peta  ( road  mapping ).  Contoh  dari  protokol  ini  adalah  GSR  ( Geographic  Source  Routing )  dan  GPCR  ( Greedy, Perimeter  Coordinator  Routing ).  GSR  beroperasi  berdasarkan  pada  posisi  geografis  dan  informasi  topologi  jalan. Jadi, node sumber yang akan mengirimkan data ke suatu kendaraan akan menghitung jalur routing terpendek ke tujuan menggunakan informasi geografis yang diperoleh dari peta jalan.  GPCR adalah protokol yang merupakan kombinasi dari GPSR dan penggunaan peta digital.  Selain berdasarkan peta, terdapat protokol-protokol routing yang berbasis kondisi trafik, seperti pada protokol A-STAR. Protokol ini melakukan routing berdasarkan trafik dan karakteristik dari jalan. Pembobotan dilakukan berdasarkan kapasitas dari jalan.
Pada pengelompokkan protokol routing yang lain, terdapat kelompok protokol berbasis cluster dan protokol berbasis broadcast .    Pada  protokol  berbasis cluster ,  jaringan  dibagi  menjadi  beberapa  kelompok  ( cluster ).  Tiap kelompok  terdiri  dari  beberapa node yang  memiliki  karakter  sama,  misalnya  persamaan  kecepatan  gerak  dan persamaan arah. Tiap kelompok memiliki kepala yang bertanggung jawab mengatur komunikasi di dalam dan keluar dari cluster .    Contoh  dari  protokol  ini  adalah  CBR  ( Cluster  Baser  Routing )  dan  CBLR  ( Cluster  Based  Location Routing ).  Selanjutnya  adalah  protokol-protokol  yang  menggunakan  metode  pengiriman broadcast .    Metode pengiriman ini menggunakan mekanisme flooding untuk menyebarkan informasi ke semua node pada suatu jaringan. Contoh dari kelompok ini adalah protokol SRB ( Secure Ring Broadcast ) dan BROADCOMM (S. Rana et al., 2014). Beberapa  persamaan  dan  perbedaan  dari  protokol-protokol routing untuk  VANET  dari  berbagai  kelompok ditunjukkan oleh tabel 1 dan tabel 2 berikut.  Protokol-protokol yang mewakili kelompok protokol routing VANET yang berbeda dibandingkan menurut mekanisme routing dan forwarding yang dilakukan, skenario, besarnya overhead untuk pengendalian, kebutuhan akan peta digital, pemberitahuan posisi node , dan pengelompokkan dalam jaringan ( clustering ).
Tabel 1 Perbadingan Protokol-protokol Routing (Mekanisme Routing, Mekanisme Forwarding,
Skenario, Overhead) Protocol Routing Mechanism Forwarding Strategy Scenario Control Overhead FSR Unicast Multi-hop Urban High OLSR Broadcast Multi-hop Urban High AODV Unicast Multicast Store & Forwarding Urban Low DSR Unicast Multi-hop Urban Low TORA Unicast Multicast Multi-hop Urban GPSR Unicast Greedy Both Medium GSR Unicast Greedy Urban Medium GPCR Unicast Greedy Urban Medium
A- STAR Unicast Greedy Urban - CBLR Cluster Based Multi-hop Urban Low SRB Broadcast Store & forwarding Highway High Tabel 2 Perbadingan Protokol-protokol Routing (Kebutuhan akan Peta Digital, Posisi, dan Clustering) Protocol Digital Map Required Position Verification Clustering FSR No No No OLSR No No No AODV No No No DSR No No No TORA No No No GPSR Yes Yes No GSR Yes Yes No GPCR Yes Yes No A- STAR Yes Yes No CBLR Yes - Yes SRB No No No

## 3.3 Protokol AODV, DSR, dan TORA
Protokol  AODV,  DSR  dan  TORA  adalah  protokol routing yang  berbasis  topologi  dan  bersifat  reaktif.  Ketiga protokol ini, pada bab 6 akan dibandingkan kinerjanya dan dianalisis manakah yang memberikan kinerja yang lebih baik di lingkungan VANET. Bab ini akan menjelaskan secara singkat ketiga protokol tersebut.

## 3.4 DSR ( Dynamic Source Routing )
Protokol  ini  merupakan  protokol routing yang  memiliki overhead yang  rendah,  tapi  mampu  menyesuaikan dengan  perubahan  yang  terjadi  pada  jaringan.  DSR  menentukan  dan  membentuk  rute  jika  ada  permintaan  dan dirancang untuk bekerja pada jaringan ad-hoc multihop tanpa adanya kendali terpusat. Protokol ini tidak memerlukan pesan routing yang  periodik,  penginderaan  status  jalur  komunikasi,  paket  untuk  mendeteksi node-node tetangga, sehingga dapat mengurangi kebutuhan bandwith untuk overhead , menghindari proses perbaruan routing yang besar, dan lebih menghemat daya baterai (Khandakar, 2012). DSR menggunakan source routing dengan informasi rute atau urutan node lengkap yang tercantum pada overhead.
Protokol  DSR  terdiri  dari  dua  mekanisme  utama,  yaitu  mekanisme  pencarian  rute  ( route discovery)  dan mekanisme untuk memelihara rute ( route maintenance) (Johnson et al, 2003).  Kedua mekanisme tersebut beroperasi dengan  mode “on  demand”. Mekanisme  pencarian  rute  dilakukan  apabila  terdapat  suatu node (S)  yang  akan mengirimkan  data  ke node tujuan  (D)  dan  S  belum  memiliki  rute  dasar  ( source  route) ke  D.    Sedangkan route maintenance adalah mekanisme yang memungkinkan node S mendeteksi adanya perubahan pada topologi jaringan ketika menggunakan rute dasar ke D. Apabila terdapat suatu jalur pada rute ke D yang tidak sapat digunakan, maka route maintenance akan menyimpulkan bahwa rute dasar menuju ke D terputus dan S dapat menggunakan rute lain menuju D, atau mengaktifkan mekanisme pencarian rute untuk menentukan rute baru ke D.

## 3.5 AODV ( Ad-hoc On-demand Distance Vector )
AODV  adalah  protokol routing reaktif  yang  dapat  digunakan  untuk  mendukung  komunikasi  unicast  atau multicast.   Protokol ini tidak menyimpan infromasi rute yang lengkap, melainkan hanya informasi node yang harus dituju  pada  lompatan  berikutnya.    Sama  dengan  DSR,  protokol  ini  juga  terdiri  dari  dua  mekanisme  utama,  yaitu: mekanisme pencarian rute dan pemeliharaan rute.  Pesan RREQ ( Route Request) dan RREP ( Route Reply ) digunakan untuk pencarian rute. Node yang akan mengirimkan data akan menyebarkan paket RREP ke node-node di sekitarnya untuk menemukan node tujuan. Jadi, paket RREQ digunakan untuk mengawali pembentukan rute menuju tujuan. Terdapat beberapa informasi yang ada paket paket RREQ, antara lain: alamat node sumber/pengirim dan alamat node penerima, pencacah hop , souce sequence number, destination sequence number, dan broadcast ID.  Pencacah hop atau lompatan berfungsi sebagi pencatat jumlah lompatan setiap dilakukan pengiriman paket RREQ. Broadcast ID  adalah  identitas  dari  paket  RREQ.  Nilai  ID  ini  akan  bertambah  setiap  kali node sumber  mengirimkan  RREQ. Langkah-langkah pencarian rute pada AODV yang lengkap adalah sebagai berikut (Pradana et.al., 2017):
1) Jika suatu node sumber (S) membutuhkan suatu rute menuju node tujuan (D), tahap awal yang dilakukan oleh node sumber  adalah  menyebarkan  paket route  request  (RREQ) menuju node tetangganya,  seperti ditunjukkan pada Gambar 8.

## Gambar 8 Contoh Penyebaran Pesan RREQ
2) Apabila node yang menerima RREQ memiliki informasi rute menuju D, maka node tersebut akan mengirim paket RREP kembali menuju node sumber melalui reverse path yang diciptakan RREQ setiap kali flooding dilakukan.  Namun,  jika node tersebut  tidak  memiliki  informasi  rute  menuju  D,  maka node tersebut  akan menyiarkan ulang pesan RREQ ke node di sekitarnya.
3) Node yang menerima RREQ dengan nilai alamat sumber dan nilai broadcast ID yang sama dengan RREQ yang diterima sebelumnya, akan mempertahankan RREQ yang sudah diterima di awal dan membuang RREQ baru.
4) Ketika  sebuah node yang  memiliki  informasi  rute  menuju  D  menerima RREQ ,  maka node tersebut  akan melakukan  perbandingan  antara  nilai destination  sequence  number yang  telah  dimiliki  dengan sequence number yang ada pada RREQ. Jika sequence number pada node lebih besar atau sama dengan yang ada di RREQ, maka node akan mengirim paket RREP menuju S. Jika sequence number pada RREQ lebih kecil, maka pesan RREQ akan diteruskan ke node lain.
5) Jika terdeteksi adanya kerusakan rute , mekanisme route maintenance akan mengirimkan paket route error ( RERR ) menuju S dan node sumber akan kembali menyebarkan paket RREQ.
6) Informasi masa aktif rute akan diberikan oleh node antara yang menerima RREQ. Informasi untuk perutean dari sumber (S) ke D akan dihapus jika waktu aktifnya telah habis.

## 3.6 TORA ( Temporally Ordered Routing Algorithm )
Protokol  TORA  bekerja  menggunakan  algoritma  yang  berusaha  membangun  DAG  ( Directed  Acylic  Graphs ) yang  berorientasi  tujuan.  Protokol  ini  termasuk  kelompok  algoritma link  reversal .    Pada  dasarnya,  TORA melaksanakan 3 tugas sebagai berikut: pembentukan rute dari sumber ke tujuan, pemeliharaan rute, dan penghapusan rute yang tidak terpakai.  Ketiga tugas tersebut terlaksanan dengan penggunaan paket QRY, UPD, dan CLR.
Pertama-tama, DAG dibentuk antara node sumber dan node tujuan. Jika ada jalur yang putus, maka diperlukan perhitungan ulang DAG untuk menentukan rute yang baru. Jika jaringan terbagi, maka diperlukan penghapusan rute. DAG adalah graf berarah tanpa siklus.  DAG pada TORA berakar pada tujuan ( destination oriented) . Semua jalur yang ada pada graf tersebut berujung pada tujuan sehingga akan dihasilkan banyak rute ke tujuan.

## 3.7 Perbandingan
Pada bab ini, kinerja dari protokol AODV, DSR, dan TORA akan dibandingkan berdasarkan penelitian-penelitian yang telah dilakukan oleh Saeed et al. (2017), Pradana dkk. (2017), Erritali & Ouahidi (2013), dan Khandakar (2012). Pembandingan antar protokol dilakukan dengan menggunakan bantuan perangkat lunak Network Simulator . Model pergerakan node yang  dipilih  adalah random/  random  waypoint untuk  mewakili  lingkungan  yang  menyerupai VANET. Jumlah node dan kecepatan gerak node diubah-ubah untuk melihat kinerja masing-masing protokol pada kondisi yang berbeda-beda.
Perbandingan antar protokol tersebut dilihat dari hasil pengamatan terhadap packet delivery ratio (PDR) , end to end delay, routing load, packet loss percentage (PLP), dan debit . PDR adalah rasio jumlah paket yang diterima dengan
jumlah paket yang dikirimkan. E nd to end delay adalah waktu yang diperlukan suatu paket data melintasi jaringan dari sumber ke tujuan. PLP adalah perbandingan antara paket yang gagal sampai tujuan per jumlah paket yang dikirim oleh suatu node (dalam persen) dan routing load. Debit mengacu pada pesat transfer data pada suatu saat tertentu dalam bit per detik atau bps (Erritali, 2013).
Grafik-grafik pada gambar 9,10,11,12 mengacu pada penelitian oleh Erritali dan Ouahidi. Beberapa protokol yang dirancang  untuk  jaringan ad-hoc dibandingkan  berdasarkan routing  traffic ,  pesat  transfer  data  pada  suatu  waktu (debit), dan delay . Sumbu x pada grafik menunjukkan waktu dalam menit. Jumlah node dalam pelaksanaan simulasi bervariasi, yaitu: 5, 20, 40 dengan kecepatan node 10 m/det (36 km/jam) dan 28 m/det (100,8 km/jam).  Jumlah node 5 mewaakili jaringan dengan kepadatan rendah, 20 untuk kepadatan sedang, dan 40 untuk kepadatan tinggi.
Gambar 9 Grafik Delay dengan 5 Node dan Kecepatan 10 m/s (Satuan mdetik)
Gambar 10 Grafik Delay dengan 20 Node dan Kecepatan 28 m/s (Satuan mdetik)
Berdasarkan  grafik  pada  gambar  9,  terlihat  bahwa  waktu  pengiriman  paket  ( delay )  untuk  jaringan  dengan kepadatan rendah dan mobilitas rendah bernilai stabil untuk protokol DSR, TORA, dan AODV.  DSR memerlukan delay tertinggi, yaitu sekitar 3,5 mdetik. Protokol TORA menunjukkan kinerja yang lebih baik dibandingkan AODV dan DSR, dengan nilai delay di bawah 1.5 mdetik.  Nilai delay yang dihasilkan protokol TORA menjadi di jaringan yang lebih padat dengan mobilitas tinggi.
Gambar 12 Grafik Debit dengan 20 Node dan Kecepatan 10 m/s (Satuan bit/det)
Dari  gambar  11  dapat  dilihat  bahwa  untuk  jumlah node =5  dan  kecepatan=10  m/det,  pesat  trasnfer  yang  bisa dicapai DSR lebih tinggi dibandingkan protokol TORA. Debit dari DSR dapat mencapai 4700 bps. Namun nilai debit yang dihasilkan oleh DSR menjadi rendah seiring dengan kenaikan kepadatan jaringan. Pada gambar 12, nilai pesat transfer tertinggi yang dicapai oleh DSR adalah 10000 bps, sedangkan TORA dan AODV masing-masing memiliki pesat atau debit sampai sekitar 20000 bps dan 30000 bps.
Gambar 13 Grafik Average End to End Delay (ms) vs Density & Average Speed (Mobility) – AODV
Gambar 14 Grafik Average End to End Delay (ms) vs Density & Average Speed (Mobility) – DSR
Gambar 15 Grafik Packet Loss Percentage vs Density & Average Speed (Mobility)
Gambar 16 Grafik Packet Delivery Ratio vs Density & Average Speed (Mobility)

## 4. KESIMPULAN
Di simpulkan penelitian ini yaitu:
1. VANET  sebagai  jaringan  ad-hoc  nirkabel  dengan node yang  memiliki  mobilitas  tinggi  dan  berbagai karakteristik khusus lainnya memerlukan mekanisme routing tertentu yang mampu bekerja mempertahankan komunikasi antar node dengan baik.
2. Protokol DSR, AODV dan TORA adalah protokol yang akan membentuk koneksi hanya jika ada node yang akan  mengirimkan  data.  Ketiganya  merupakan  protokol  yang  berbasis  topologi,  jadi  isi  tabel routing mengikuti perubahan topologi dalam jaringan.
3. Berdasarkan penelitian, protokol TORA pada jaringan dengan jumlah node sedikit dan kecepatan gerak yang rendah menghasilkan delay yang paling sedikit. Untuk kondisi jaringan yang padat dan kecepatan tinggi, delay dari protokol TORA menjadi lebih besar dibandingkan DSR dan AODV.
4. Dari sisi pesat transfer atau debit, protokol DSR menghasilkan kinerja yang terbaik pada jaringan dengan jumlah node sedikit. Kinerja tersebut menurun seiring dengan kepadatan jaringan yang bertambah.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] Almalag, M.S., M.C. Weigle, S. Olariu. (2013). MAC Protocols for VANET. Mobile Ad-hoc Net-working: Cutting Edge Directions , 2 nd ed. New Jersey: IEEE Press. pp 599-618.
[2] Bijan, P., M. Ibrahim, dan M.A.N. Bikas. (2011). VANET Routing Protocols: Pros and Cons . International Journal of Computer Applications, Vol. 20, No.3, April 2011:  28-34.
[3] CAR-2-CAR  Communication  Consortium  Manifesto.  (2017).  http://elib.dlr.de/48380/1/C2C-CC  manifesto v1.1.pdf
[4] Dass, R., R. Sangwan, I. Girhdar. (2012). Vehicular Ad Hoc Networks . International Journal of Advanced Trends in Computer Science and Engineering, Vol. 1, No.4, September - October 2012: 121-129.
[5] Erritali, M. dan B.E. Ouahidi. (2013). Performance Evaluation of Ad-hoc Routing Protocols in VANETs. IJACSA Special Issue on Selected Papers from Third International Syamposium on Automatic Amazigh Procesing: 33- 38 .
[6] Gaikwad, S.K., A.R. Deshmukh, S.S. Dorle. (2016). A Survey of Routing Protocols for Vehicular Ad-hoc Networks. International Journal of Computer Applications, Vol. 139, No.1, April 2016: 34 – 37 .
[7] Johnson,  D.,  D. A.  Maltz,  and Y.  C.  Hu.  (2003). The  Dynamic  Source  Routing  Protocol  for  Mobile Ad  Hoc Networks (DSR) .  IETF Internet Draft, work in progress, April 2003.
[8] Kakarla, J.,  S.S. Sathya,  B.G. Laxmi,  Ramesh  B.B.  (2011).  A  Survey  on  Routing  Protocols  and  Its  Issues  in VANETs. International Journal of Computer Applications, Vol.28, No.4, August 2011: 38 – 44 .
[9] Khandakar,  A.  (2012). Step  by  Step  Procedural  Comparison  of  DSR,  AODV,  and  DSDV  Routing  Protocol. International  Conference  on  Computer  Engineering  and  Technology  (ICCET  2012),  IPCSIT  Vol.40:    36. Singapor: IACSIT Press.
[10] Liang, W., Z. Li, H. Zhang, S. Wang, R. Bie. (2015). Vehicular Ad Hoc Networks: Architectures, Research Issues, Methodologies, Challenges, and Trends. International Journal of Distributed Sensor Networks, Vol. 2015, Article ID 475303.
[11] Pradana, P.D., R. M. Negara, F. Dewanta. (2017). Evaluasi Performnsi Protokol Routing DSR dan AODV pada  Simulasi  Jaringan  VANET  untuk  Keselamatan  Transportasi  dengan  Studi  Kasus  Mobil  Perkotaan. E- Proceeding of Engineering, Vol. 4, No.2, Agustus 2017: 1996-2004.
[12] Rana, S., S. Rana, dan K.C. Purohit. (2014). A Review of Various Routing Protocols in VANET . International Journal of Computer Applications, Vol.96, No. 18, June 2014: 28.
[13] Raw,  R.S.,  M.  Kumar,  N.  Singh.  (2013). Security  Challenges,  Issues,  and  Their  Solutions  for  VANET, International Journal of Network Security & Its Applications (IJNSA), Vol.5, No.5, September 2013: 96-105.
[14] Saeed, N., R.U. Amin, A.S. Malik, M.K. Kasi, dan B. Kasi. (2017). Performance Evaluation of AODV, DSDV and DSR Routing Protocols in Unplanned Areas. Technical Journal University of Engineering and Technology Taxila, Vol. 22, No. I-2017:  143-150.
[15] Seliem,  H.M.  (2014). Ad-Hoc  on  Demand  Distance  Vector  (AODV)  Routing  Protocol  for  V2V Communication . Thesis submitted for the Degree of Master of Science in  Computer and Information Sciences Ain Shams University.
[16] Stallings , W. (2011). Komunikasi Data dan Komputer . Jakarta: Penerbit Salemba Infotek.
[17] Teixeira , F.A., V.F. e Silva,, J.L.Leoni, J.F. Mace-do, J.M.S.Nogueira. (2014). Vehicular Networks Using IEEE 802.11p Standard: An Experimental Analysis. Vehicular Communications 1 (2014):  91-96.
[18] Toutoh J., J.G. Nietoo, dan E. Alba. (2012). Intelligent OLSR Routing Protocol Optimization for VANETs . IEEE Transactions on Vehicular Technology.
[19] Venkatesh, A. Indra, dan R. Murali. (2014). Routing Protocols for Vehicular Adhoc Networks (VANETs): A Review. Journal of Emerging Trends in Computing and Information Sciences, Vol.5, No.1, Januari 2014: 25.