Your SlideShare is downloading. ×
Wireless Technology and Its Characteristics
Upcoming SlideShare
Loading in...5
×

Thanks for flagging this SlideShare!

Oops! An error has occurred.

×
Saving this for later? Get the SlideShare app to save on your phone or tablet. Read anywhere, anytime – even offline.
Text the download link to your phone
Standard text messaging rates apply

Wireless Technology and Its Characteristics

2,334

Published on

this articles describes all about wireless technology such as swicthing, classification, math calculation, and antenna.

this articles describes all about wireless technology such as swicthing, classification, math calculation, and antenna.

Published in: Education
0 Comments
0 Likes
Statistics
Notes
  • Be the first to comment

  • Be the first to like this

No Downloads
Views
Total Views
2,334
On Slideshare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
0
Actions
Shares
0
Downloads
143
Comments
0
Likes
0
Embeds 0
No embeds

Report content
Flagged as inappropriate Flag as inappropriate
Flag as inappropriate

Select your reason for flagging this presentation as inappropriate.

Cancel
No notes for slide

Transcript

  • 1. Teknologi Wireless dan Karakteristiknya Ir. S.N.M.P. Simamora, MT. sns@politekniktelkom.ac.id Program studi Teknik Komputer Jurusan Teknologi Informasi Bandung 2008 Abstraksi Komunikasi Data saat ini tidak terbatas hanya dapat ditransmisikan melalui kanal fisik saja; menggunakan media nirkabel saat ini sudah menjadi trend di kalangan end-user untuk akses data ke suatu back-bone Jaringan IP (Internet Protocol), terlebih di tempat pengunjung plaza, mall, ataupun di lingkungan sekolah dan institusi pendidikan. Bahkan saat ini setiap notebook atau netbook harus standar fitur yang dimiliki adalah WiFi card. Belum lagi akses internet melalui teknologi komunikasi bergerak yang disediakan oleh provider-provider telekomunikasi bergerak dengan teknologi GPRS (General Packets Radio Services), WAP (Wireless Application Protocol), 3G, atau HSDPA (High-Speed Downlink Packets Access). Teknologi Wireless saat ini sudah menjadi pilihan media transmisi untuk mereduksi biaya operasi dan pemeliharaan dimana sangat tinggi pada media transmisi kabel tetap (fixed-cable). Walaupun di balik kelebihannya tersebut, tetap memiliki kelemahan seperti sifatnya connectionless, rentan terhadap noise dan gangguan cuaca, serta keterbatasan coverage-area; dan pembangunan base-station atau cell-station yang baru untuk memperluas jangkauan akses sentral ke end-user. Namun dengan peningkatan teknik akses jamak serta modulasi-demodulasi yang lebih baik lagi, dimungkinkan QoS dapat terus ditingkatkan. Kata kunci: wireless, protocol, komunikasi data, gelombang, sentral. I. Pendahuluan kategori Jaringan Lokal Akses Radio (JARLOKAR). Media transmisi gelombang Pada prinsipnya yang dimaksud dengan radio dibangun antara sentral ke terminal Teknologi Wireless adalah sebuah kemajuan pelanggan. Terminal pelanggan masih generasi mutahir dalam mekanisme, teknik, memiliki mobilitas yang lebih dibandingkan rekayasa, dan keilmuan dalam suatu perangkat jenis fixed-phone pada teknologi telepon yang difungsikan untuk mengirimkan suatu tetap, namun dengan keterbatasan sepanjang sinyal informasi ataupun data melalui media dalam coverage area network cell-station transmisi gelombang radio atau gelombang terhadap terminal pelanggan. mikro. Dengan demikian suatu Teknologi Wireless akan menggunakan gelombang radio dalam pengiriman dan penerimaan data atau sinyal antara pengirim (transmitter) dan penerima (receiver). Klasifikasi Teknologi Wireless saat ini, dapat disebutkan sebagai berikut: Gambar 1.1 Perangkat Cordless-Telephone a. Cordless-Telephone, teknologi wireless ini pengembangan dari Jaringan PSTN (Public Switched Telephone Network), untuk
  • 2. Komputer Nirkabel; artinya terminal b. Mobile-Communications, pada teknologi pelanggan merupakan perangkat wireless ini dimana setiap terminal mikroelektronika berbasiskan sistem pelanggan (mobile-station, MS) dapat saling komputer. membangun dan menerima panggilan saat terjadi pergerakan. Ini disebabkan, MS selalu dalam coverage-area base-station (BS) provider yang digunakan. Misalkan: AMPS (Analog Mobile Phone Systems), GSM (Global System for Mobile- communications), CDMA (Code Division Multiple Access). Gambar 1.5 Model Komunikasi Jaringan Wireless Gambar 1.2 Skema interkoneksi antara Jaringan PLMN dengan Jaringan PSTN II. Karakteristik Gelombang Radio c. Satellite, teknologi wireless ini memiliki titik orbit yang paling luas dibandingkan lain Sinyal informasi yang dipancarkan oleh sebuah disebabkan tidak menggunakan daya transceiver (transmitter-receiver) dalam bentuk jangkauan sistem komunikasi radio gelombang elektromagnetik. Seperti telah terrestrial (stasiun bumi). diketahui dalam suatu gelombang elektromagnetik, direpresentasikan dalam tiga parameter utama, yakni: Amplitudo (amplitude), Frekuensi (frequency), dan Fasa atau sudut (phase). Amplitudo adalah tinggi (maksimal atau minimal) sebuah gelombang elektromagnetik. Bila amplitudo bernilai positif maksimal, maka Gambar 1.3 Skema Orbit-Pancar suatu Satelit ke gelombang berada di puncak; sebaliknya bila Stasiun Bumi amplitudo bernilai negatif minimal, maka gelombang berada pada lembah. Salah satu contoh perangkat yang merepresentasikan teknologi satelit ini sine adalah VSAT (Very Small Aperture Terminal). A cosine ωt A λ Gambar 1.4 Skema Arsitektur Jaringan VSAT λ d. Wireless Network, teknologi wireless ini Gambar 2.1 Gelombang Sinusoidal dan lebih umum digolongkan pada Jaringan Cosinusoidal
  • 3. Amplitudo merepresentasikan keras/lemahnya bunyi atau tinggi-rendahnya gelombang; satuannya dinyatakan dalam decibels (dB). Bunyi yang dapat merusak telinga manusia jika volumenya di atas 85dB, sedangkan untuk level menghancurkan gendang telinga bila sudah menembus batas 130dB. Frekuensi adalah jumlah getaran yang terjadi dalam periode waktu satu detik. Frekuensi dan Gambar 2.2 Spektrum Gelombang waktu (t) adalah berbanding terbalik; dengan Elektromagnetik demikian jika t semakin rendah (nilai semakin kecil), maka frekuensi semakin tinggi, sehingga Dalam memperhitungkan propagasi gelombang rambatan gelombang semakin cepat. Rentang radio, harus memperhatikan parameter-parameter frekuensi pendengaran manusia berada pada berikut: interval: 20Hz s.d 20KHz, sedangkan speech- a) Kanal propagasi, sifatnya ‘un-controlled’, spectrum berada pada rentang 300-3400Hz. sehingga harus dimodelkan terlebih dahulu Jika suatu suara volumenya ditinggikan atau seperti: pemilihan perangkat radio, dipelankan, itu sama saja dengan meningkatkan algoritma DSP (Digital Signals Processing), atau menurunkan nilai amplitudo-nya tanpa perhitungan path-loss, dan QoS (Quality of mengubah nilai frekuensi-nya. Services). b) Kanal multipath, kanal yang terbentuk Fasa adalah sudut yang terbentuk pada akibat lintasan jamak dari setiap propagasi gelombang elektromagnetik saat rambatan gelombang radio. terjadi. Akibat fasa yang terbentuk, maka c) Spektrum frekuensi, penggunaan dan Postulat Trigonometri berlaku, yaitu: pemilihan kanal transmisi sebagai saluran Sin(α+β) = Sinα.Cosβ + Cosα.Sinβ ……..(2.1) sinyal informasi up-link dan down-link. Sin(α-β) = Sinα.Cosβ - Cosα.Sinβ ….…..(2.2) d) Efek Fading, implikasi dari fading harus Cos(α+β) = Cosα.Cosβ - Sinα.Sinβ ……..(2.3) diperhitungkan agar kuat-sinyal terima di Cos(α-β) = Cosα.Cosβ + Sinα.Sinβ ……..(2.4) receiver tetap dapat dipertahankan. Fading adalah fluktuasi daya sinyal terima akibat Dari Pers.(2.1) dan (2.2): adanya proses propagasi dari gelombang Sin (α+β) Sinα.Cosβ Cosα.Sinβ radio. Munculnya fading menyebabkan Sin (α - β) Sinα.Cosβ Cosα.Sinβ lintasan jamak yang disebut multipath- Sin (α+β) Sin (α - β) 2 Sinα.Cosβ fading, yakni fenomena lintasan jamak dari transmitter (Tx) ke receiver (Rx) akibat Didapatkan: tidak ada lintasan gelombang langsung sehingga sinyal terima merupakan Sin(α+β) + Sin(α-β) = 2.Sinα.Cosβ ……..(2.5) superposisi gelombang terima dari sifat Jika: alamiah propagasi gelombang radio yaitu (α+β) = C, dan reflection, diffraction, dan scattering. (α-β) = D, maka: (α+β)+(α-β) = C + D 2α = C + D , III. Teknik Multiplexing Sehingga didapatkan: Teknik Multiplexing adalah mengirimkan sebuah 1 α = C + D…………………………(2.6) 2 sinyal informasi berbeda menggunakan sebuah kanal yang sama dengan tujuan untuk efisiensi Dari Pers.(2.5) dan (2.6): penggunaan bandwidth kanal transmisi. Nama [ Sin ( + ) Sin ( - ) ] lainnya disebut sebagai Multiple-Access atau Sin .Cos 2 Akses Jamak. Sin C + Cos D) 2 Sin [ 1 ( + ) ] Cos [ 1 ( - ) ] …………(2.7) 2 2 Klasifikasi Teknik Multiplexing berdasar Level dan klasifikasi gelombang elektromagnetik parameter yang diseragamkan untuk dikirimkan dapat diperlihatkan pada gambar berikut ini: yaitu:
  • 4. 3.1 Frequency Division Multiplexing (FDM) dimana antara pelanggan diberi time-slot tertentu Teknik FDM adalah mengirimkan secara sehingga sinyal informasi dapat dikirimkan bersamaan dengan menggabungkan sejumlah secara bersama-sama. sinyal informasi menjadi satu kanal transmisi berdasarkan frekuensinya masing-masing; dengan demikian total bandwith dari keseluruhan kanal dibagi menjadi sub-sub kanal oleh frekuensi. Dengan demikian setiap sinyal informasi akan dimodulasi dengan carrier-wave yang berbeda. Contohnya Layanan koneksi internet melalui Jaringan Telepon Tetap yang sekaligus melayani layanan komunikasi voice telephony, dengan skemanya sebagai berikut: Gambar 3.3 Teknik TDM 3.3 Code Division Multiplexing (CDM) Teknik Multiplexing ini didefinisikan sinyal informasi didudukan pada kanal yang sama pada waktu bersamaan dengan frekuensi sama, namun setiap sinyal informasi dibedakan dalam kode- kode yang unik, yang disebut Pseudo-random Number. Teknik CDM disebut juga dengan Code Gambar 3.1 Arsitektur Teknik FDM Division Multiple Access (CDMA), yang umumnya digunakan pada Teknologi Komunikasi Bergerak. Kunci pada Teknik CDM adalah spektral tersebar, yang artinya sebuah komunikasi dengan karakteristik sebagai berikut: setiap informasi yang dibawa di-transmisi- kan dengan bandwidth melebihi batas bandwidth minimal yang dibutuhkan untuk mengirimkan informasi. bandwidth dinaikkan dengan menggunakan kode spreading yang saling independen dengan informasi. di sisi Rx, kode spreading akan di-recover Gambar 3.2 Skema Teknik FDM kembali untuk mendapatkan sinyal informasi yang sebenarnya. Dari Gambar 3.2 diperlihatkan bahwa Teknik Frequency Division Multiplexing (FDM) Ilustrasinya sebagai berikut: merupakan gabungan banyak kanal input menjadi sebuah kanal output berdasarkan frekuensi; setiap sinyal di-modulasi-kan ke dalam frekuensi carrier yang berbeda dan frekuensi carrier tersebut terpisah dan perlu diingat bahwa bandwidth dari sinyal-sinyal tersebut tidak boleh overlap. Contoh lain yang menggunakan Tekni Multiplexing FDM adalah teknologi komunikasi bergerak AMPS (Advance Gambar 3.4 Teknik CDM atau CDMA Mobile Phone Systems), siaran radio dan televisi kabel. Secara garis besar Teknik Akses Jamak dapat dikelompokan sebagai berikut berdasar contoh layanannya: 3.2 Time Division Multiplexing (TDM) • FDM: cable, cell-phones, broadband Teknik Multiplexing ini diartikan sebagai • TDM: ISDN, optical-fiber, LAN pendudukan kanal transmisi secara bergantian, • CDM: cell phones
  • 5. IV. Antena dan Karakteristiknya atas, yakni vertikal). Bila digabungkan, Antena (antenna) bukanlah merupakan alat akan terbentuk pola radiasi secara 3- telekomunikasi, melainkan salah satu elemen Dimensi. dalam sebuah alat telekomunikasi yang berperan sebagai transmitter (Tx) dan/atau receiver (Rx). Sebuah antena dibutuhkan, bila media-transmisi yang digunakan adalah gelombang elektromagnetik. Klasifikasi gelombang elektromagnetik: Gambar 4.1 Bentuk Radiasi Antena Gambar 4.2 Bentuk 3-D Radiasi Antena Tabel 4.1 Level frekuensi dan wavelength Oleh sebab menggunakan gelombang • Power Gain: Ratio power output antena elektromagnetik sebagai media-transmisinya, terhadap power input antena, yang diukur maka ada daya keterbatasan jangkauan; sehingga dalam dBi (ukuran logaritma gain terhadap sinyal informasi yang diterima oleh antena perlu antena isotropic). untuk dikuatkan kembali sesuai dengan standar • Directivity: mengukur konsentrasi power sinyal terima dengan menggunakan kemampuan radiasi dalam satu bagian tertentu, yang gain. Setiap antena memiliki gain yang dimungkinkan mendeskripsikan kemampuan besarannya dihitung dalam satuan dB (decibel). antena menerima power radiasi langsung pada posisi tertentu. Dalam prakteknya, ada beberapa aspek yang • Polarization: berorientasi kepada jangkauan perlu diperhatikan dalam memilih sebuah antena gelombang elektromagnetik dari sumber sesuai dengan kebutuhan, dan bisa digunakan pancar. Beberapa tipe polarisasi antena sebagai karakteristik sebuah antena, yaitu: seperti: Linear, Vertical, Horizontal, • Antenna radiation patterns: model geometri Circular, Elliptical. Polarisasi menjadi hal sebaran yang memproyeksikan kekuatan terpenting apabila menginginkan sinyal transmisi pancar atau terima pada performansi antena lebih. Untuk itu harus sebuah antena, pada satu frekuensi, satu sinkronisasi antara antena pemancar, dan polarisasi, dan satu state kondisi. antena penerima. Besarannya diukur dalam dB. Bentuk radiasi antena biasanya dimodelkan Antena Isotropic adalah antena dengan radiasi dalam dua bentuk, yakni: bentuk elevasi medan elektromagnetik merata ke segala arah. (menggambarkan radiasi energi antenna dari Seperti terlihat pada model geometri 3-Dimensi sisi, yakni horizontal), dan bentuk azimuth berikut ini: (menggambarkan radiasi energi antena dari
  • 6. Pn (θ , φ )iso = 1 5.2 Circuit Switching Karakteristiknya sebagai berikut: • Data bersifat real-time • Koneksi via sentral atau stasiun pemancar • Tidak mengenal session • Contoh: komunikasi telephony, dan siaran Radio / TV broadcast. • Sinyal informasi menduduki kanal voice • Sinyal informasi dikirimkan melalui sentral atau stasiun pemancar, dan melewati beberapa repeater untuk menguatkan sinyal yang diteruskan. time spent hunting for Gambar 4.3 Model 3-D Geometri an outgoing trunk Antena Isotropic user creates calling t V. Teknik Switching disconnected- Setiap sentral identik dengan fungsi switching signals dan signaling; switching digunakan untuk melakukan teknik propagasi dan routing agar propagation delay sinyal informasi yang dikirimkan dapat melalui node-node terdekat, sedangkan signaling disconnected- digunakan untuk memberikan kode/tanda signals sebagai maksud/pemberitahuan bagaimana status sinyal informasi yang telah melakukan fungsi A B C D switching tersebut. A, B, C, D adalah sentral Klasifikasi Teknik Switching: Gambar 5.2 Skema Circuit Switching 5.1 Message Switching Disconnected-signal dibangkitkan jika kondisi: Karakteristiknya: • Terminal subscriber tujuan tetap kondisi ON- • Data bersifat non real-time (setiap data yang HOOK dalam waktu lama. dikirimkan, tidak serta-merta mendapat • Terminal subscriber tujuan beralih dari balasan langsung dari penerima) kondisi OFF-HOOK menjadi ON-HOOK. • Selalu berhubungan dengan koneksi internet • Trafik kanal sibuk. atau intranet dan dengan basis data • Mengenal session Kondisi ON-HOOK / OFF-HOOK dijelaskan • Contoh: e-mail sebagai berikut: • Sinyal informasi menduduki kanal data, yang ON-HOOK, jika hand-set perangkat telepon dikirimkan 1 blok data penuh (seperti: email tidak diangkat (sinyal listrik dari sentral ke yang terdiri dari header dan body; dimana terminal subscriber tetap ON). header merujuk kepada pihak yang dituju serta pengirim, sedangkan body merujuk kepada isi OFF-HOOK, jika hand-set perangkat telepon dari message tersebut) diangkat (sinyal listrik dari sentral ke queueing delay terminal subscriber menjadi OFF/terputus). user sends email message t 5.3 Packet Switching message Karakteristiknya sebagai berikut: • Data bisa bersifat non real-time atau real-time • Sinyal informasi yang ditransmisikan dalam message propagation delay bentuk data digital. • Biasanya dilakukan pada sistem A B C D telekomunikasi untuk Jaringan Komunikasi A, B, C, D adalah router / gateway Data. Gambar 5.1 Skema Message Switching
  • 7. • Oleh disebabkan sinyal informasi dibentuk VI. Referensi: dalam format pem-packet-an, maka 1 packet 1. Saadawi, T.N. and Ammar, M.H., data bisa terjalin/terdiri dari beberapa data “Fundamentals of Telecommunication yang berbeda. Networks”, John Wiley and Sons, NY, 1994. • Mengenal session dan pipelining-process. 2. Simamora, S.N.M.P., “Dasar • Sinyal informasi menduduki kanal data. Telekomunikasi”, Departemen Sistem Komputer, Fak.Teknik, ITHB, Bandung, Teknik Packet Switching terbagi atas dua, yaitu: 2002. Datagram Packet Switching 3. Simamora, S.N.M.P., “Jaringan Komputer”, Karakteristiknya sebagai berikut: Jurusan Ilmu Komputer, F-MIPA, UNAI, • Data bersifat non real-time, karena Bandung, 2006 mengenal on-line / off-line. • Contohnya: layangan chatting Virtual Packet Switching Tentang Penulis: • Merupakan kombinasi antara Teknik Minat dalam bidang Telekomunikasi dan Circuit Switching dengan Datagram Komunikasi Jaringan, khususnya dalam Packet Switching. perangkat keras, optimasi kanal sinyal informasi, • Terbagi atas dua berdasar pada dan pemrograman anta-muka end-user. Sarjana Teknik dan Magister Teknik di bidang kemutahiran sinyal informasi yang Telekomunikasi dari Departemen Elektroteknik, dikirimkan, yaitu: Non Real-time, contohnya SMS (Simple Institut Teknologi Bandung; selain aktif menulis dan meneliti, juga mengajar di beberapa Message Services), oleh karena perguruan tinggi di Jakarta dan Bandung. Salah melibatkan basis data untuk menangani status message yang dikirimkan dengan satu aktivis penggerak “IT Masuk Kampoeng”, dan berusaha terus memprovokasi lulusan- kondisi ‘pending’. lulusan Sekolah Lanjutan Atas untuk ‘melek’ Real-time, contohnya Bluetooth dan VoIP, yang digunakan untuk layanan dan menyenangi bidang Teknologi Komunikasi dan Informasi. komunikasi voice. queueing user sends packets delay Pa ket t -1 source Pa ket -2 Pa ket -1 Pa ket -3 Pa ket -2 Pa ket Pa -1 ket -3 Pa ket -2 Pa propagation ket -3 delay destination A B C D A, B, C, D bisa sentral atau router / gateway Gambar 5.3 Skema Packet Switching

×