08 - Dasar Sistem Media Microwave dan WLAN
Microwave atau gelombang mikro merupakan bentuk gelombang radio yang beroperasi pada frekuensi tinggi yang meliputi kawasan UHF, SHF dan EHF.
Gelombang mikro banyak digunakan pada sistem jaringan luas sehingga pembahasan akan dikaitkan dengan jaringan komputer nirkabel, yang berada pada jaringan Metropolitan Area Network (MAN) dan Wide Area Network (WAN).
Jaringan nirkabel merupakan salah satu teknologi atau model komunikasi data yang berkaitan dengan komunikasi antar sistem komuputer tanpa menggunakan kabel.
Jaringan nirkabel ini sering dipakai untuk jaringan komputer, baik pada jarak yang dekat (memakai alat/pemancar bluetooth) maupun pada jarak jauh (WAN). Jenis jaringan nirkabel ini meliputi jaringan lokal (WLAN) dan WiFi.
Berikut penjelasan dari jaringan WAN, MAN, dan WLAN yang sama-sama menggunakan media gelombang elektromagnetik.
Topologi Interkoneksi Media Gelombang Mikro
Topologi interkoneksi menggunakan media gelombang mikro terbagi menjadi dua yaitu topologi point to point dan topologi point to multi point.
Topologi Point to Point - adalah topologi wireless yang menghubungkan antar BTS atau antar access point. Frekuensi yang digunakan adalah 2.5 GHz, 5 GHz, 10 GHz, 15 GHz dan seterusnya.
Teknologi ini harus memenuhi kriteria LOS = Line of Sight, yaitu suatu kondisi di antara pemancar dan penerima terlihat tanpa ada penghalang.
Boleh ada penghalang di antaranya tetapi tidak boleh masuk dalam area jari-jari pertama Fresnel Zone (Fresnel Zone 1). Daya yang digunakan untuk perangkat wireless juga harus di sesuaikan, harus ada cadangan power jika terjadi hujan dan redaman atmosfer.
Cadangan power untuk mengantisipasi redaman disebut Fading Margin. Fading margin merupakan ukuran level daya yang harus dicadangkan yang besarnya merupakan selisih antara daya rata-rata yang sampai di penerima dan level sensitivitas penerima.
Perhitungan daya yang dibutuhkan antara 2 titik dengan jarak tertentu disebut link budget. Berikut gambaran topologi point to point:
Perhitungan link budget merupakan perhitungan level daya yang dilakukan untuk memastikan bahwa level daya penerimaan lebih besar atau sama dengan level daya threshold (RSL ≥ Rth).
Tujuannya untuk menjaga keseimbangan gain dan loss guna mencapai SNR yang diinginkan di receiver. Sehingga jarak maksimum antara transmitter dan receiver dapat bekerja dengan baik dapat ditentukan.
Formula sederhana perhitungan budget adalah sebagai berikut, Daya yang diterima (dB) = Daya yang dipancarkan (dBm) + Penguatan (dB) – daya yang hilang (dB) Link Budget dari sistem radio secara rinci dengan rumus
RxP = TxP + TxG –TxL – FSL –ML + RxG –RxL,
dengan keterangan :
TxP = Daya dari pesawat pemancar;
TxG = Penguatan Daya yang dipancarkan;
TxL = Pengurangan Daya;
FSL = Pengurangan daya di dalam jalur yang melalui ruang udara;
ML = Pengurangan Daya yang diakibatkan factor lain (pemantulan, polarisasi yang kurang tepat, dll) = 5 dB;
RxG = Penguatan daya oleh antenna penerima;
RXL = Pengurangan daya di perangkat penerima (kabel, konektor, dll).
Contoh perhitungan misalkan data teknis:
Perhitungan Link Budget:
- Transmit Power (TxP) = (EIRP - Antena Gain + Transmit Cable Loss) = (48 - 7 - 0) = 41 dB.
- Transmit Gain (TxG) = (Antena Gain + Reflector Gain) = (7 + 18) = 25 dB;
- Receive Gain (RxG) = (Antena Gain + Reflector Gain) = 7 + 18 = 25 dB.
Topologi Point to Multipoint - adalah topologi jaringan nirkabel yang menghubungkan satu Access point (AP) atau BTS ke banyak titik (node) perangkat wireless (WiFi). Topologi ini biasanya digunakan untuk jarak jangkauan yang relatif dekat.
Secara garis besar, frekuensi dan perhitungan power jaringan point-to-multipoint mampu membentuk jaringan yang baik walaupun diantaranya terdapat penghalang NLOS (Not Line of Sight).
Untuk coverage area jaringan point-to-multipoint bergantung pada besar kecilnya daya pancar BTS pada saat pengaturan awal (commissioning).
Secara garis besar hubungan antara jarak (coverage), Frekuensi, Kecepatan (Bandwidth) dan Harga (Cost) dari teknologi jaringan nirkabel adalah semakin tinggi frekuensi maka bandwidth semakin besar, harga semakin mahal dan coverage area semakin kecil dan semakin rendah frekuensi maka bandwidth semakin kecil, harga lebih murah.
Pemancaran dan Penerimaan Gelombang Mikro
Pemancaran dan penerimaan gelombang elektromagnetis melalui antena. Cara kerja antena sebagai pemancar dan penerima yaitu dengan prinsip resonansi.
Pada resonator terbuka, jika bertugas mengirimkan energi frekuensi tinggi disebut antena pemancar Jika untuk menerima energi frekuensi tinggi disebut antena penerima.
Antena diberi energi frekuensi tinggi melalui pemindah energi, sesuai dengan keadaan getaran energi, dalam antena mengalir arus atau terdapat tegangan antara ujung-ujung antena.
Arus akan membangkitkan medan magnit berbentuk ring disekitar antena. Tegangan membangkitkan medan listrik antara ujung-ujung antena. Kedua medan akan dipancarkan ke udara.
Medan berganti-ganti magnetis dan listrik satu sama lain mempunyai sudut 90° dan keduanya membentuk pemancaran elektromagnetis dari antena. Medan magnetis yang berjalan disebut gelombang elektromagnetis. Berikut gambarannya:
Medan magnet dan medan listrik dipancarkan, satu sama lain membentuk sudut 90°. Medan listrik membangkitkan tegangan pada antena batang , medan magnet membangkitkan tegangan pada kumparan.
Prinsip Kerja Jaringan Media Gelombang Mikro
Prinsip kerja jaringan menggunakan gelombang radio, seperti ponsel, televisi, dan radio. Bahkan, komunikasi melalui jaringan wireless sangat mirip dengan komunikasi radio dua arah. Wireless internet adalah layanan internet yang dapat diakses tanpa koneksi kabel fisik ke komputer menggunakan internet.
Layanan internet wireless umumnya disediakan oleh penyedia layanan internet melalui router wireless, atau secara lokal melalui penggunaan router wireless yang terhubung ke kabel atau modem DSL di rumah atau di kantor.
Jaringan wireless terdapat tiga buah komponen yang dibutuhkan untuk mengirim dan menerima data, yaitu sebagai berikut:
- Sinyal radio (radio signal).
- Format data (data format).
- Struktur jaringan (network structure)
Topologi ad-hoc - merupakan jaringan nirkabel sederhana dimana komunikasi yang terjadi antara dua atau lebih komputer dilakukan secara langsung tanpa melalui perantara berupa wireless access point. Topologi Ad-Hoc dapat pula dikatakan sebagai koneksi peer-to-peer karena koneksi jaringan dilakukan langsung antar komputer.
Kelemahan topologi ini adalah tidak bisa berkomunikasi dengan komputer yang menggunakan kabel serta jangkauan antarkomputer yang terbatas. Topologi Ad-Hoc dikenal pula dengan nama IBSS (Independent Basic Service Set)
Topologi infrastruktur, merupakan jaringan nirkabel dimana komunikasi yang terjadi antara dua atau lebih komputer menggunakan perantara berupa wireless access point. Access point bertidak seperti hub atau switch pada jaringan kabel dan menjadi pusat jaringan nirkabel.
Pada topologi infrastruktur, perangkat wireless komputer berkomunikasi melalui access point, tidak langsung ke perangkat wireless komputer yang lain.
Selain sebagai pusat jaringan nirkabel pada topologi infrasturktur, access point juga dapat dihubungkan dengan koneksi jaringan kabel LAN. Topologi infrastruktur dikenal pula dengan nama BSS (Basic Service Set).
Topologi infrastruktur - merupakan jaringan nirkabel dimana komunikasi yang terjadi antara dua atau lebih komputer menggunakan perantara berupa wireless access point.
Access point bertidak seperti hub atau switch pada jaringan kabel dan menjadi pusat jaringan nirkabel. Pada topologi infrastruktur, perangkat wireless komputer berkomunikasi melalui access point, tidak langsung ke perangkat wireless komputer yang lain.
Selain sebagai pusat jaringan nirkabel pada topologi infrasturktur, access point juga dapat dihubungkan dengan koneksi jaringan kabel LAN. Topologi infrastruktur dikenal pula dengan nama BSS (Basic Service Set).
Sifat Jaringan Nirkabel
Ketika gelombang elektromagnetik mengenai atau menabrak atmosfer akan terjadi suatu interaksi tertentu. Bentuk interaksi tersebut dapat berupa pematulan (Reflection), penyerapan (Absorption), atau pemendaran (Scattering).
Interaksi tersebut disebabkan adanya tempaan antara gelombang elektromagnetik yang terpancar dengan partikel-partikel yang terdapat di atmosfer bumi. Berikut penjelasannya:
Free Path Loss - dimana sebuah sinyal yang menjauhi sumbernya makin lama akan menghilang. Ilustrasinya seperti saat anda menjatuhkan batu secara vertikal ke sebuah kolam air, akan terbentuk gelombang yang menjauhi titk batu dijatuhkan dan semakin jauh semakin menghilang, namun tidak berhenti, hanya menghilang.
Pemecahan sinyal (scattering) - adalah gejala hamburan ke segala arah yang disebabkan oleh benda atau objek yang sama besar atau lebih kecil dari panjang gelombang.
Gelombang – gelombang yang terpancar dihasilkan oleh permukaan-permukaan yang kasar atau objek lain yang menyebabkan ketidakaturan dalam hal jalur lintasan gelombang.
Di dalam pratiknya, daun-daun, pepohonan, tanda-tanda petunjuk jalan raya, dan lampu rambu lalu lintas pun menyebabkan terjadinya pemancaran gelombang.
Penyebaran terjadi ketika medium dimana gelombang merambat mengandung objek yang kecil dibandingkan dengan panjang sinyal gelombang, dan jumlah objek perunit volume sangat besar. Berikut gambaran terkait scattering sinyal.
Absorption - dimana semakin besar Amplitudo gelombang (Power) semakin jauh sinyal dapat memancar. Ini baik karena dapat menghemat acess point dan menjangkau lebih luas. Dengan mengurangi besar amplitudo (power) suatu sinyal, maka jarak jangkauan sinyal tersebut akan berkurang.
Faktor yang mempengaruhi transmisi wireless dengan mengurangi Amplitudo (power) disebut Absorption (Penyerapan sinyal). Efek dari Penyerapan adalah panas, masalah yang dapat dihadapi ketika signal di serap seluruhnya adalah, sinyal berhenti.
Namun efek ini tidak mempengaruhi/ merubah panjang gelombang dan frekuensi dari sinyal tersebut. Contoh benda yang dapat menyeram/meredam sinyal: tembok, tubuh manusia, dan karpet.
Reflection sinyal - dimana sinyal radio bisa memantul bila menemui cermin/kaca. Biasanya banyak terjadi pada ruangan kantor yang di sekat. Pemantulanpun tergantung dari frekuensi sinyalnya. Ada beberapa frekuensi yang tidak terpengaruh sebanyak frekuensi yang lainnya.
Salah satu efek dari pemantulan sinyal ini adalah terjadinya Multipath. Multipath artinya signal datang dari 2 (dua) arah yang berbeda.
Karakteristiknya adalah penerima kemungkinan menerima signal yang sama beberapa kali dari arah yang berbeda. Ini tergantung dari panjang gelombang dan posisi penerima.
Karakteristik lainnya adalah Multipath dapat menyebabkan sinyal yang diterima sama dengan nol, artinya saling membatalkan, atau dikenal dengan istilah Out of Phase signal.
Pembelokan sinyal (Refraction) - adalah perubahan arah, atau pembelokan dari sinyal di saat sinyal melewati sesuatu yang beda masanya. Sebagai contoh sinyal yang melewati segelas air. Sinyal ada yang di pantulkan dan ada yang dibelokkan.
Line of Sight (LOS) - artinya suatu kondisi dimana 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 sinyal, pemantulan sinyal, pemecahan sinyal. Bahkan dalam jarak yang lebih jauh bumi menjadi sebuah halangan, seperti kontur bumi, gunung, pohon, dan halangan lingkungan lainnya.
0 Response to "08 - Dasar Sistem Media Microwave dan WLAN"
Post a Comment