11.png)
B. Evaluasi Jaringan Nirkabel
Prinsip dasar sebuah jaringan nirkabel sebenarnya sama dengan jaringan berkartu Jaringan (Ethernet card). Fungsi access point (AP) pada sebuah jaringan nirkabel mirip dengan hub pada jaringan komputer berbasis kabel. Jika tanpa access point, komputer yang memiliki adapter nirkabel dapat berkomunikasi langsung dengan komputer lainnya, dan hal ini sama dengan hubungan komputer ke komputer (peer-to-peer) dengan menggunakan kabel metode kabel silang cross over.
1. Jaringan Nirkabel
Jaringan nirkabel identik dengan teknologi yang menggunakan dua piranti untu bertukar data tanpa media kabel Data dipertukarkan melalui media gelombare cahaya tertentu (seperti teknologi infrared pada remote TV) atau gelombang ra nirkabel biasanya menghubungkan satu sistem komputer dengan sistem yang (seperti bluetooth pada ponsel dan komputer) dengan frekuensi tertentu. Jaringa lain dengan menggunakan beberapa macam media transmisi tanpa kabel, sepen gelombang radio, gelombang mikro, mau pun cahaya infrared.
2. Gelombang Radio
Gelombang radio identik dengan gelombang elektromagnetik yang disebarkan melalui antena. Gelombang radio memiliki frekuensi yang berbeda-beda sehingga memerlukan penyetelan frekuensi tertentu yang cocok pada Radio Receiver (Penerima Radio) untuk mendapatkan sinyal tersebut. Frekuensi Radio (RF) berkisar di antara 3 kHz sampai 300 GHz. Gelombang radio berperan sebagai media transmisi pada jaringan nirkabel. Radio adalah teknologi yang digunakan untuk pengiriman sinyal dengan cara modulasi dan radiasi elektromagnetik (gelombang elektromagnetik). Gelombang ini melintas dan merambat lewat udara dan bisa juga merambat lewat ruang angkasa yang hampa udara, karena gelombang ini tidak memerlukan medium pengangkut (seperti molekul udara).Gelombang radio sebagai salah satu bentuk dari radiasi elektromagnetik yang terbentuk ketika objek bermuatan listrik dimodulasi (dinaikkan frekuensinya) pada frekuensi yang terdapat dalam frekuensi gelombang radio (RF) dalam suatu spektrum elektromagnetik dan radiasi elektromagnetiknya bergerak secara osilasi elektrik mau pun magnetik. Gelombang radio di kelompokkan menurut panjang gelombang atau frekuensinya. Jika panjang gelombang tinggi, maka pasti frekuensinya rendah atau sebaliknya. Frekuensi gelombang radio mulaai dari 30 kHz keatas dan di kelompokkan berdasarkan lebar frekuensinya
3. Polarisasi
Polarisasi antena didefinisikan sebagai arah vektor medan listrik yang diradiasikan oleh antena pada arah propagasi. Jika jalur dari vektor medan listrik maju dan kembali pada suatu garis lurus dikatakan berpolarisasi linier. sebagai contoh medan listrik dari dipole ideal. Jika vektor medan listik konstan dalam panjang tetapi berputar disekitar jalur lingkaran, dikatakan berpolarisasi lingkaran. Sebuah antena dapat memancarkan energi dengan polarisasi yang tidak diinginkan, yang disebut polarisasi silang (cross polarized). Polarisasi silang ini menimbulkan side lobe yang mengurangi gain. Untuk antena polarisasi linier, polarisasi silang tegak lurus dengan polarisasi yang diinginkan dan untuk antena polarisasi lingkaran, polarisasi silang berlawanan dengan arah perputarannya yang diinginkan. Ini biasa yang disebut dengan deviasi dari polarisasi lingkaran sempurna, yang mengakibatkan polarisasinya berubah menjadi polarisasi ellips. Pada umumnya karakteristik polarisasi sebuah antena relatif konstan pada main lobe. Tetapi polarisasi beberapa minor lobe berbeda jauh dengan polarisasi main lobe. Dalam teknik antena, terdapat dua macam polarisasi, yaitu vertikal dan horizontal. Antarantena pemancar dan penerima, sebaiknya digunakan polarisasi yang sama berkaitan dengan bagaimana cara pemasangan kedua antena.
4. Spektrum Elektromagnetik
Spektrum gelombang elektromagnetik identik dengan susunan semua bentuk gelombang elektromagnetik berdasarkan panjang gelombang dan frekuensinya disebut spektrum elektromagnetik. Spectrum elektromagnetik disusun berdasarkan panjang gelombang mencakup kisaran energi yang sangat rendah, panjang gelombang tinggi dan frekuensi rendah seperti gelombang radio sampai ke energi yang sangat tinggi, serta dengan panjang gelombang rendah dan frekuensi tinggi seperti radiasi X-ray dan Gamma Ray.
a. Gelombang Radio
Gelombang radio dikelompokkan menurut panjang gelombang atau frekuensinya. Jika panjang gelombang tinggi, maka pasti frekuensinya rendah atau sebaliknya. Frekuensi gelombang radio mulai dari 30 kHz ke atas dan dikelompokkan berdasarkan lebar frekuensinya. Gelombang radio dihasilkan oleh muatan-muatan listrik yang dipercepat melalui kawat-kawat penghantar. Muatan-muatan ini dibangkitkan oleh rangkaian elektronika yang disebut osilator. Gelombang radio ini dipancarkan dari antena dan diterima oleh antena pula dan tidak dapat mendengar radio secara langsung, tetapi penerima radio akan mengubah terlebih dahulu energi gelombang menjadi energi bunyi.
b. Gelombang Mikro
Gelombang mikro (mikrowaves) adalah gelombang radio dengan frekuensi paling tinggi yaitu diatas 3 GHz. Jika gelombang mikro diserap oleh sebuah benda, maka akan muncul efek pemanasan pada benda itu. Jika makanan menyerap radiasi gelombang mikro, maka makanan menjadi panas dalam selang waktu yang sangat singkat. Proses inilah yang dimanfaatkan dalam microwave oven untuk memasak makanan dengan cepat dan ekonomis. Gelombang mikro juga dimanfaatkan pada pesawat RADAR (Radio Detection and Ranging). RADAR berarti mencari dan menentukan jejak sebuah benda dengan menggunakan gelombang mikro. Pesawat radar memanfaatkan sifat pemantulan gelombang mikro.
C. Sinar Inframerah
Sinar inframerah meliputi daerah frekuensi 1011Hz sampai 1014 Hz atau daerah panjang gelombang 104 cm sampai 101 cm. jika kamu memeriksa spektrum yang dihasilkan oleh sebuah lampu pijar dengan detektor yang dihubungkan pada miliampermeter, maka jarum ampermeter sedikit di atasjung spektrum merah. Sinar yang tidak dilihat tetapi dapat dideteksi di atas spektrum merah itu disebiut radiasi inframerah Sinar infamerah dihasilkan oleh elektron datam molekul-molekul yang bergetar karena benda dilipanaskan. Jadi setiap benda panas pasti memancarkan sinar inframerah Jumlah sinar Inframerah yang dipancarkan bergantung pada suhu dan warna benda
d. Cahaya tampak
Cahaya tampak sebagai radiasi elektromagnetik yang paling dikenal oleh kita dapat didefinisikan sebagai bagian dari spektrum gelombang elektromagnetik yang dapat dideteksi oleh mata manusia. Panjang gelombang tampak nervariasi tergantung warnanya mulai dari panjang gelombang kira-kira 4 x 10 m untuk cahaya violet (ungu) sampai 7x 10 m untuk cahaya merah Kegunaan cahaya salah satunya adlah penggunaan laser dalam serat optik pada bidang telekomunikasi dan kedokteran
e. Sinar ultraviolet
Sinar ultraviolet memiliki frekuensi dalam daerah 1015 Hz sampai 1016 Hz atau dalam daerah panjang gelombang 10 m -10 m. gelombang ini dihasilkan oleh atom dan molekul dalam nyala listrik. Matahari adalah sumber utama yang memancarkan sinar ultraviolet dipermukaan bumi, lapisan ozon yang ada dalam lapisan atas atmosferlah yang berfungsi menyerap sinar ultraviolet dan meneruskan sinar ultraviolet yang tidak membahayakan kehidupan makluk hidup di bumi.
1. Sinar X
Sinar X memiliki frekuensi antara 10 Hz sampai 10 Hz dengan panjang gelombang sangat pendek yaitu 10 cm sampai 10 cm. meskipun seperti itu tapi sinar X memiliki daya tembus kuat, dapat menembus buku tebal, kayu tebal beberapa sentimeter dan pelat aluminium setebal 1 cm.
g. Sinar Gamma
Sinar gamma memiliki frekuensi antara 10 Hz sampai 10 Hz atau panjang gelombang antara 10 cm sampai 10 cm. Daya tembus paling besar, yang menyebabkan efek yang sirius jika diserap oleh jaringan tubuh.
5. Bandwidth
Pemakaian sebuah antena dalam sistem pemacar atau penerima selalu dibatasi oleh daerah frekuensi kerjanya. Pada range frekuensi kerja tersebut antena dituntut harus dapat bekerja dengan efektif agar dapat menerima atau memancarkan gelombang pada band frekuensi tertentu. Pengertian harus dapat bekerja dengan efektif adalah bahwa distribusi arus dan impedansi dari antena pada range frekuensi tersebut benar-benar belum banyak mengalami perubahan yang berarti. Sehingga pola radiasi yang sudah direncanakan serta VSWR yang dihasilkannya masih belum keluar dari batas yang diijinkan. Daerah frekuensi kerja dimana antena masih dapat bekerja dengan baik dinamakan bandwidth antena.
6. Frekuensi dan Kanal
Frekuensi adalah jumlah gelombang yang melalui suatu titik dalam satu satuan waktu. Untuk mencapai suatu jarak tertentu, semakin panjang gelombang. semakin rendah frekuensinya. Sebaliknya, semakin pendek gelombang, semakin tinggi frekuensi yang diperlukan.
Untuk menghitung frekuensi, seseorang menetapkan jarak waktu, menghitung jumlah kejadian peristiwa, dan membagi hitungan ini dengan panjang jarak waktu Frekuensi sebesar 1 Hz menyatakan peristiwa yang terjadi satu kali per detik. f = 1/T
adalah frekuensi (hertz) dan T periode (sekon atau detik). Selain itu frekuensi juga berhubungan dengan jumlah getaran dengan rumusan:
dengan n adalah jumlah getaran dan t adalah waktu.
Untuk mencari frekuensi ketika diketahui panjang gelombang, bagilah kecepatan dengan panjang gelombang.
Diketahui bahwa,
frekuensi (Hz)
cepat rambat cahaya yaitu 3.000.000.000 m/detik
panjang gelombang yaitu jarak yang ditempuh oleh gelombang selama satu kali getar
Kanal komunikasi dapat menggunakan berbagai alat sebagai konduktor (kabel) atau serat optik atau biasa disebut komunikasi on-wire, sedangkan kanal komunikasi yang non fisik disebut komunikasi wireless di mana medianya berupa radio atau gelombang elektromekanik (GEM). Kadang-kadang sebuah kanal dapat membawa informasi secara langsung. Misalnya sinyal audio dapat dipindahkan secara langsung dengan sebuah twisted-pair kabel telepon. Di sisi lain, suatu sambungan /hubungan radio yang putus tidak dapat digunakan untuk menangkap sinyal secara langsung. Sebuah antena yang tinggi dapat dibuat namun itu belum tentu dapat mengirim lebih banyak sinyal yang tanpa gangguan.Ada beberapa kondisi yang membutuhkan pemakaian alat pembawa sinyal yang frekuensinya akan bergerak untuk menyebar pada kanal. Selama proses pengiriman dan penerimaan, sinyal akan mengalami gangguan sebagai akibat dari adanya beberapa distorsi di dalam sistem dan noise yang berupa energi yang tidak diinginkan dan ada selama proses transmisi. Noise bisa berasal dari kanal (noise internal) mau pun dari eksternal. Level sinyal harus lebih besar daripada level noise.
7. Perilaku Gelombang Radio
Secara umum simplifikasi dari perilaku gelombang radio yang dapat digunakan untuk perencanaan jaringan nirkabel adalah sebagai berikut.
a. Semakin panjang panjang gelombang, semakin jauh gelombang radio merambat
b. Semakin panjang panjang gelombang, semakin mudah gelombang radio melalui atau mengitari penghalang.
C Semakin pendek panjang gelombang, semakin banyak data yang dapat di kirim.
8. Line of Sight
Line of sight sebagai suatu kondisi di mana pemancar dapat melihat secara jelas tanpa halangan sebuah penerima. Walaupun terjadi kondisi LOS, belum tentu tidak ada gangguan pada jalur tersebut. Dalam hal ini yang harus diperhitungkan adalah penyerapan, pemantulan, dan pemecahan sinyal. Bahkan dalam jarak yang lebih jauh bumi menjadi sebuah halangan, seperti kontur bumi, gunung, pohon, dan halangan lingkungan lainnya. Salah satu hal yang penting dalam komunikasi radio pada frekuensi tinggi adalah kondisi line of sight antara pemancar dan penerima. Ada dua jenis line of sight, yaitu optical line of sight sebagai kondisi dimana pemancar dapat melihat secara optik posisi penerima dan radio line of sight sebagai, kondisi dimana penerima bisa mendengarkan transmisi dari pemancar. LOS dipengaruhi oleh faktor-faktor sebagai berikut.
Faktor
1. Panjang lintasan
2. Faktor K
3. Kontur bumi
4. Daerah fresnel
Keterangan
Panjang antara Tx dan Rx
Faktor pengali jari-jari bumi. Untuk Indonesia k: 1.33 atau 4/3
Kondisi permukaan dari bumi yang bisa berupa bukit, lembah dan lainnya.
Daerah berupa lintasan elips dalam lintasan propagasi gelombang radio dimana daerah tersebut dibatasi oleh gelombang tak langsung (indirect signal) dan memiliki beda panjang lintasan dengan sinyal langsung sebesar kelipatan A atau 2 kali 12.
5.Tinggi penghalang (obstacle)
Bisa berupa pohon, gedung atau bangunan lainnya.
9. Daya
Pola daya merupakan salah satu jenis umum pola radiasi antena yang menggambarkan normalisasi daya terhadap posisi koordinat spheris (koordinat bola) dan pola medan yang menggambarkan normalisasi medan terhadap posisi koordinat spheris. Pola radiasi antena merupakan sebuah gambar grafik yang melambangkan perangkat radiasi antena sebagai sebuah fungsi posisi pada koordinat spheris. Jenis-jenis medan antena antara lain sebagai berikut.
a. Medan radiasi yang merupakan bagian karakteristik medan antena akibat radiasi gelombang (propagasi) yang melambangkan energi dipancarkan oleh antena.
b. Medan reaktif yang merupakan bagian karakteristik medan antena akibat gelombang berdiri yang melambangkan energi yang tersimpan.
Sedangkan daerah-daerah medan antena antara lain sebagai berikut.
a. Daerah medan jauh fraunhofer merupakan daerah paling terjauh dari antena dimana distribusi medan secara esensial berdiri sendiri dari jarak antena sumber (propagasi gelombang).
b. Daerah medan dekat fresnel yang merupakan daerah antara medan dekat reaktif dan medan jauh dimana radiasi medan sangat dominan dan distribusi medan tergantung jarak dari antena.
C. Daerah medan dekat reaktif yang merupakan daerah yang berada disekitar antena di mana medan raktif sangat dominan (energi tersimpan-gelombang berdiri).
-Definisi-definisi pola radiasi antena antara lain sebagai berikut.
a. Pola isotropis adalah pola sebuah antena didefinisikan sebagai radiasi serba sama ke segala arah, pola ini dibentuk oleh sebuah radiator isotropis (sumber titik, sebuah antena non-fisik yang tidak memiliki arah).
b. Pola keterarahan merupakan sebuah pola dikarakterisasi oleh beberapa radiasi yang efisien dalam satu arah dibandingkan arah lainnya (secara fisik antena yang dapat direalisasikan adalah antena pengarah saja).
Pola omnidirectional merupakan sebuah pola yang serba sama dalam pemberian ruang radiasinya. C.
d. Pola bidang utama yaitu pola bidang E dan bidang H dari sebuah polarisasi linier antena. Bidang E adalah bidang yang terdiri vektor medan elektrik dan arah radiasinya maksimum, sedangkkan bidang H adalah bidang yang terdiri vektor medan magnetik dan arah radiasinya maksimum.
Parameter-parameter pola antena adalah sebagai berikut.
a. Cuping radiasi (radiation lobe) merupakan puncak intensitas radiasi tertinggi
disekitar daerah intensitas radiasi terendah.
b. Cuping utama (main lobe) merupakan cuping radiasi pada arah radiasi maksimum.
c. Cuping minor (minor lobe) merupakan cuping radiasi lainnya dari pada cuping utama.
d. Cuping sisi (side lobe) merupakan sebuah cuping radiasi dalam arah lainnya daripada arah radiasi yang dipusatkan.
e. Cuping belakang (back lobe) merupakan kebalikan daripada cuping radiasi terhadap cuping utama.
f. Half power beamwidth (HPBW) merupakan lebar sudut berkas utama pada titik setengah daya antena.
g. First Null Beamwidth (FNBW) merupakan lebar sudut antara bagian null (kosong) pertama pada sisi lain berkas utama.
h. Jenis-Jenis Teknologi Jaringan Nirkabel Indoor dan Outdoor
Berdasarkan ukuran fisik area yang dapat dicakup, jaringan nirkabel terbagi menjadi beberapa kategori. Beberapa jenis jaringan nirkabel secara umum memiliki karakteristik yang hampir sama dengan jaringan kabel tradisional. Secara logika, jaringan ini sama dengan jaringan kabel tradisional, yang membedakan adalah media yang digunakan. Secara konsep dasar, layering nirkabel sama dengan wired networking, hanya cara komunikasi serta mediasinya yang berlainan.
a. WPAN (Wireless Personal Area Network)
Jaringan personal adalah jaringan nirkabel yang memiliki cakupan area yang sangat sempit, yaitu sekitar 20 m. Jaringan ini hanya dapat digunakan sebagai jaringan personal dalam ruangan kecil karena jaraknya yang sedemikian kecil. Performa jaringan wireless PAN termasuk dalam kategori sedang, di mana data rate-nya mencapai 2 Mbps. Pemanfaatan jaringan personal wireless telah cukup luas, terutama pada peralatan-peralatan mobile seperti PDA, laptop, dan Telepon selular. Beberapa bentuk pemanfaatan jaringan area kecil yang paling umum adalah Aktivitas sinkronisasi antar peralatan gadget dengan PC atau laptop. Bahkan beberapa perangkat mobile tersebut dapat melakukan koneksi ke printer atau peralatan multimedia yang lain, sehingga praktis dapat menggantikan komunikasi kabel tradisional. Beberapa peralatan mobile yang dapat memanfaatkan komunikasi area kecil hanya mengonsumsi daya cukup rendah. Konsumsi daya yang rendah mengakibatkan peralatan
tersebut dapat memiliki kemampuan operasional yang relatif panjang tanpa harus kehilangan daya baterai. Implementasi wireless PAN banyak diterapkan pada peralatan gadget, seperti telepon selular, PDA, atau PDA Phone, audio headset, dan masih banyak lagi. Dengan audio headset contohnya, pengguna gadget akan dengan mudah melakukan pembicaraan dan mendengatkan
musik tanpa terbebani kabel yang membelit peralatannya.
1) Teknologi jaringan wireless PAN
Teknologi jaringan wireless PAN antara lain sebagai berikut.
a) 802.15
Teknologi yang digunakan pada wireless PAN mencakup teknologi pemanfaatan inframerah dan radio frekuensi Bluetooth. Standar IEEE 802.15 telah memfokuskan pada pengembangan jaringan wirelesspersonal dengan koordinasi standar yang lain, seperti standar 802.11 pada jaringan yang lebih luas. Beberapa standar 802.15 antara lain sebagai berikut.
(1) 802.15.1
Task grup 1 telah mengeluarkan standar wireless PAN pada spesifikasi bluetooth versi 1.1 dengan menggunakan frekuensi hopping spread spectrum (FHSS) dan beroperasi hingga 1 Mbps. Standar ini dikeluarkan bulan Juni 2002 untuk memfasilitasi para pengembang yang mendukung bluetooth.
(2) 802.15.2
Task grup 2 ini telah mendefinisikan rekomendasi terhadap 802.15 yang berdampingan dengan standar 502.11 serta beroperasi pada frekuensi yang sama, yaitu 2,4 GHz. Dengan adanya koordinasi dari dua standar ini diharapkan dapat menghilangkan interferensi yang terjadi pada keduanya dan meminimalisir interferensi antarperalatan yang mendukung standar ini.
(3) 802.15.3
Task grup 3 ini telah mengeluarkan draft standar untuk meningkatkan rate pada wireless PAN mejadi lebih tinggi. Data rate yang ditingkatkan adalah 11, 22, 33, 44, dan 55 Mbps. Kombinasi dan data rate ini sangat dibutuhkan untuk aplikasi multimedia, yaitu untuk meningkatkan Quality of Service
(QoS). (4) 802.15.4
Task grup 4 ini telah mendefinisikan standar low data rate yang sangat ekstrim, sehingga menghasilkan peralatan yang memiliki konsumsi daya sangat rendah. Peralatan yang menerapkan standar ini berupa peralatan dengan bentuk yang kecil dan memiliki daya tahan baterai yang sangat panjang dari range bulanan hingga tahunan. Contoh penerapannya adalah sistem peralatan otomatisasi rumah, dan lain-lain.
b) Bluetooth
Bluetooth merupakan spesifikasi industri untuk jaringan wilayah pribadi nirkabel (wpan). Bluetooth menfasilitasi koneksi dan pertukaran informasi diantara alat-alat seperti PDA, ponsel, computer laptop, printer, dan kamera digital melalui frekuensi radio jarak dekat. Nama bluetooth sendiri diambil dari nama seorang raja di Denmark yang bertakhta ada abad ke-10, yakni Raja Harald Bluetooth. Pada masa hidupnya, raja tersebut aktif berdiplomasi memfasilitasi perundingan-perundingan untuk mendamaikan pihak pihak yang bersengketa. Para penemu teknologi bluetooth menganggap nama belakang raja tersebut sesuai dengan sifat teknologi nirkabel itu.
2) Arsitektur WPAN
Pada gambar dibawah. Arsitektur WPAN terdiri dari penerima frekuensi radio yang merupakan pengontrol level bawah yang berada pada lapisan fisik, kemudian diatasnya ada lapisan data link (data link layer) yang didalamnya terdapat sub lapisan MAC yang selain berfungsi untuk menghubungkan dengan lapisan fisik juga berfungsi untuk mengkonfigurasi jaringan. Lapisan diatas lapisan data link adalah lapisan network yang berfungsi mencari jalan untuk pengiriman data (message routing). Lapisan paling atas dalam arsitektur WPAN adalah lapisan aplikasi yang berfungsi untuk perangkat antar muka antara pemakai dan perangkat.
Kom