BAB II DASAR TEORI 2.1 Teknik Komunikasi Wireless · 2020. 3. 9. · Gambar 2.5 Antena Omni...
Transcript of BAB II DASAR TEORI 2.1 Teknik Komunikasi Wireless · 2020. 3. 9. · Gambar 2.5 Antena Omni...
BAB II
DASAR TEORI
2.1 Teknik Komunikasi Wireless
Wireless merupakan penghubung dua perangkat yang tidak menggunakan
media kabel (nirkabel). Teknologi wireless merupakan teknologi tanpa kabel,
dalam melakukan hubungan telekomunikasi tidak lagi menggunakan media atau
sarana kabel tetapi dengan menggunakan gelobang elektromagnetik sebagai
pengganti kabel. Saat ini perkembangan teknologi wireless tumbuh dan
berkembang dengan pesat, dimana setiap saat kita selalu membutuhkan sarana
telekomunikasi, hal ini dapat terbukti dengan semakin banyaknya pemakaian
telepon selular, selain itu berkembang pula teknologi wireless yang digunakan
untuk akses internet :
1. Infrared (IR)
2. Wireless Wide Area Network (Bluetooth)
3. Radio Frequency (RF)
4. Wireless Personal Area Network / Telepon Seluler
(GSM/CDMA)
5. Wireless LAN (802.11)
Contoh Teknologi Wireless:
1. Frekuensi Radio, merupakan salah satu perintis wireless, yang
sekarang sudah banyak digunakan dalam teknologi selanjutnya
seperti ponsel, bluetooth dan lainnya.
2. Sinar Infra Merah atau Infra Red, sebelum dipakai di ponsel
sebagai alat transmisi data, sudah dipakai dalam remote TV atau
berbagai remote lainnya.
3. Bluetooth, merupakan modifikasi dari frekuensi radio, berbeda
dengan Infra Red yang menggunakan medium cahaya. Bluetooth
ini merupakan teknologi wireless standard pada ponsel yang
berfungsi untuk pertukaran data dari jarak dekat menggunakan
frekuensi radio sebesar 2,4 Ghz. (Rendi M, 2012)
2.2 Wireless Local Area Network ( WLAN )
Wireless LAN menjadi teknologi alternatif yang relatif murah untuk
diimplementasikan di Indonesia. Kondisi ini terjadi karena masalahnya infra
struktur kabel telepon. Wireless LAN Frekuensi 2,4 GHz memiliki beberapa kanal
(chanel) yang dapat digunakan sebanyak 11 chanel (standar USA dan Canada) dan
13 chanel (non-USA), sebagai tambahan frekuensi 2467 untuk chanel 12 dan
frekuensi 2472 pada chanel 13 yang masing-masing kanal dipisahkan spasi
sebesar 5 MHz. Wireless LAN 2,4 GHz pada umumnya menggunakan modulasi
DSSS yang memiliki bandwith per chanel sebesar 22 MHz, sehingga pada
perangkat WLAN 2,4 GHz hanya terdapat 3 chanel yang tidak saling overlap
(USA dan Canada) dan 4 Chanel pada non-USA.(Maeja, 2007)
Ada empat komponen utama dalam membangun jaringan Wireless Local
Area Network (WLAN) yaitu Access point , Wireless Local Area Network
Interface , Mobile / Desktop PC dan Antena.
2.2.1 Access Point
Access point adalah suatu perangkat jaringan komputer yang dapat
menghubungkan peranti nirkabel dengan jaringan lokal dengan
menggunakan teknologi seperti wifi, bluetooth, wireless, dan lain – lain.
Biasanya access point menggunakan router, hub, atau switch sebagai
perangkat keras untuk menghubungkan peranti nirkabel dengan jaringan
lokal yang telah dibuat oleh administrator.
Perangkat access point ini memiliki antena dan transceiver yang
digunakan sebagai penerima dan penyebar sinyal untuk dihubungkan
dengan peranti yang terhubung. Untuk dapat terhubung, pemilik perangkat
biasanya diharuskan untuk memasukkan password yang telah dibuat oleh
admin.
Gambar 2.1 Access Point untuk WiFi (Siregar, 2012)
Fungsi Access Point
Secara umum fungsi dari access point adalah sebagai perantara lalu
lintas data dari client (perangkat yang terhubung seperti laptop, smartphone,
komputer, dan lain – lain ) dengan jaringan lokal yang telah dibuat (wifi,
wireles, dan lain – lain). Adapun fungsi lainnya seperti berikut:
1. Sebagai penyebar sinyal internet melalui gelombang radio kepada
perangkat yang terhubung.
2. Sebagai penghubung antara jaringan lokal yang memakai kabel dengan
jaringan nirkabel ( wifi, wireless, bluetooth).
3. Sebagai alat untuk mengatur IP Address secara otomatis terhadap
perangkat yang terhubung, fungsi ini mirip dengan fungsi DHCP atau
dynamic host configuration protocol.
4. Sebagai pengaman dengan menerapkan fitur keamanan WEP atau WAP
yang biasanya disebut dengan Shared Key-Autenthication ( akses wifi
dengan password tertentu ). (Siregar, 2012)
2.2.2 Wireless Local Area Network Interface
Merupakan device yang dipasang di Acces Point atau mobile /
Desktop PC , device yang dikembangkan secara masal adalah dalam bentuk
PCMCIA (Personal Computer Memory Card International Association)
card. Wireless Local Area Network sebenarnya hampir sama dengan
jaringan LAN, akan tetapi setiap node pada WLAN menggunakan wireless
device untuk berhubungan dengan jaringan. Node pada WLAN
menggunakan channel frekuensi yang sama dan SSID yang menunjukkan
identitas dari wireless device. Tidak seperti jaringan kabel, jaringan wireless
memiliki dua mode yang dapat digunakan yaitu Mode infrastruktur dan
Mode Ad-Hoc. Konfigurasi infrastruktur adalah komunikasi antar masing-
masing PC melalui sebuah access point pada WLAN atau LAN. Komunikasi
Ad-Hoc adalah komunikasi secara langsung antara masing-masing computer
dengan menggunakan piranti wireless. Penggunaan kedua mode ini
tergantung dari kebutuhan untuk berbagi data atau kebutuhan yang lain
dengan jaringan berkabel. (Doni, 2015)
Gambar 2.2 Mode Jaringan Wireless (Doni, 2015)
2.2.3 Mobile / Desktop PC
Merupakan perangkat keras untuk pelanggan, mobile PC pada
umumnya sudah terpasang port PCMCIA sedangkan desktop PC harus
ditambahkan card PCMCIA dalam bentuk ISA (Industry Standard
Architecture) atau PCI (Peripheral Component Interconnect) card.
Perangkat mobile adalah istilah umum untuk semua jenis komputer
yang dapat digenggam. Perangkat ini dirancang untuk mudah dibawa
kemanapun (portabel) dan dapat digenggam dengan tangan. Beberapa jenis
perangkat mobile seperti tablet, e-reader (alat baca buku elektronik), dan
smartphone sudah sangat mampu mengerjakan tugas-tugas yang umumnya
dikerjakan di laptop atau komputer desktop.
Berkat penggunaan WLAN notebook kini tidak lagi statis hotspot
menghubungkan perangkat ini ke internet dan jaringan kantor serta dapat
diakses dimana saja. Mobile Computer sudah berkembang pesat, hal itu
dapat dilihat dari jenis mobile computer yang begitu beragam dan begitu
canggih. Walaupun teknologi ini sudah maju, namun mobile computer tentu
memiliki kelebihan dan kekurangan. Adapun beberapa kelebihan mobile
computer antara lain :
· Extreme Personalization
1. Ponsel diantara dompet dan kunci motor.
2. Tempat menyimpan segala informasi pribadi.
Artinya, mobile computer telah menjadi barang yang sifatnya sangat
penting bagi beberapa orang. Hal itu diumpamakan dengan kalimat ponsel
diantara dompet dan kunci motor, dimana berarti ponsel yang termasuk
mobile computer sama pentingnya dengan dompet dan kunci motor. Karena
pentingnya itu, mobile computer kerap dipakai untuk menyimpan segala
informasi pribadi. Pengaksesan Informasi setiap saat dan dimanapun.
Memungkinkan kita untuk bekerja, belanja atau bermain tanpa batasan
waktu dan tempat.
Dengan sifatnya yang portable atau dapat dibawa kemana-mana dan
bila didukung dengan koneksi internet, mobile computer dapat digunakan
untuk bekerja, atau berbelanja secara online, maupun bermain di mana saja
dan kapan saja. Tentu hal ini sangat memanjakan pengguna mobile
computer.
Mobilitas tinggi tanpa kerumitan kabel (W-LAN) & Instalasi jaringan
yang cepat. Hal ini berarti mobile computer sangatlah praktis dimana tidak
membutuhkan kabel yang rumit, dan instalasi jaringan yang cepat.
Kompatible yang tinggi dengan teknologi lain.
Dengan kecanggihan yang dimiliki, mobile computer compatible
dengan teknologi lain, sehingga mobile computer dapat memanfaatkan
teknologi lain demi kemudahan sang pemakai.
Mobile Komputer dapat dikategorikan menjadi 4 berdasarkan fungsi
dan spesifikasinya, yaitu:
1.Note Book
2.Tablet PC
3.PDA
4.Smart Phone
Dari beberapa definisi dari beberapa sumber tersebut, dapat
disimpulkan bahwa mobile computing atau mobile computer satupun
portable computer adalah teknologi tanpa kabel, biasanya berukuran kecil,
portabel/dapat dibawa kemana-mana, dan mendukung komunikasi. (Digg,
2013)
2.2.4 Antena
Antena External digunakan untuk memperkuat daya pancar dari
WLAN yang dipancarkan. Dalam teknologi WLAN ada 2 antena yaitu
sebagai pemancar dan sebagai penerima. Definisi dan jenis-jenis antena yg
digunakan untuk jaringan tanpa kabel (Wireless).
Antena adalah alat untuk mengirim dan menerima gelombang
elektromagnetik, bergantung kepada pemakaian dan penggunaan
frekuensinya, antena bisa berwujud berbagai bentuk, mulai dari seutas
kabel, dipole, ataupun yagi, dsb.
Antena adalah alat pasif tanpa catu daya (power), yang tidak bisa
meningkatkan kekuatan sinyal radio, dia seperti reflektor pada lampu senter,
membantu mengkonsentrasi dan memfokuskan sinyal. Kekuatan dalam
mengkonsentrasi dan memfokuskan sinyal radio, satuan ukurnya adalah dB.
Jadi ketika dB bertambah, maka jangkauan jarak yang bisa ditempuhpun
bertambah. Jenis antena yang akan dipasang harus sesuai dengan sistem
yang akan kita bangun, juga disesuaikan dengan kebutuhan penyebaran
sinyalnya.
Jenis-Jenis Antena
1. Grid Antenna
Antena Grid Wifi 2,4 GHz dengan Gain 21 Db, sangat
cocok digunakan untuk Antena Wifi Anda. Bisa digunakan untuk
Point to Point atau Klien dari Akses Point Anda. Sangat cocok
digunakan untuk antena Klien RT-RE Net Anda sehingga bisa
menekan biaya Investasi awal. Antena grid memiliki kekuatan
sinyal hingga 24 dB, sementara antena parabolic hingga 18 dB.
menambah gain antena, namun akan membuat pola pengarahan
antena menjadi lebih sempit.
Gambar 2.3 Antenna Grid (Baktikominfo, 2018)
2. Yagi Antenna
Antena Yagi adalah jenis antena radio atau televisi yang
diciptakan oleh Hidetsugu Yagi. Antena ini dilengkapi dengan
pengarah dan pemantul yang berbentuk batang. Antenna Yagi
terdiri dari tiga bagian, yaitu:
Driven adalah titik catu dari kabel antenna, biasanya
panjang fisik driven adalah setengah panjang gelombang dari
frekuensi radio yang dipancarkan atau diterima.
Reflektor adalah bagian belakang antenna yang berfungsi
sebagai pemantul sinyal,dengan panjang fisik lebih panjang
daripada driven.
Director adalah bagian pengarah antena, ukurannya sedikit
lebih pendek daripada driven.
Gambar 2.4 Antena Yagi Uda (Andi H , 2013)
3. Antenna Omni directional
Fungsi utama antena wireless adalah memperluas area
coverage, bukan untuk memperkuat sinyal, fungsi penguat sinyal
adalah pada radio atau access point, jadi antena wifi hanya
mempunyai kekuatan penguat pasif, kekuatan antena adalah pada
pemfokusan gelombang radio, dan semakin besar dBi dari antenna
maka semakin luas atau jauh area coverage yang bisa dijangkau.
Umumnya kualitas dari antena dilihat dari kualitas dari bahan
pembuatnya, semakin bagus kualitas elemen yang ada di dalam
antenna, maka semakin jauh pula jangkauannya dan konon bahkan
bisa mereduksi dari noise atau interferensi yang timbul di
sekitarnya. Makanya umumnya semakin mahal harga antena
wireless semakin jauh pula jangkauannya. Ada berbagai type dari
antena wifi, ada antena grid yang biasanya digunakan untuk mode
station atau keperluan koneksi point to point, kemudian antena
Omni yang biasanya digunakan sebagai antena transmitter atau
hotspot, dan sebenarnya masih banyak lagi dari type antena, ada
sectoral waveguide, sectoral array, panel, kentongan, wajan bolic
dan lain-lain. Semua type antena yang anda pilih tergantung dari
kebutuhannya.
Gambar 2.5 Antena Omni (Fikriawan, 2017)
4. Antenna Sectoral
Antena Sectoral hampir mirip dengan antena omni
directional. Yang juga digunakan untuk Access Point to serve a
Point-to-Multi-Point (P2MP) links. Beberapa antenna sectoral
dibuat tegak lurus , dan ada juga yang horizontal. Antena sectoral
mempunyai gain jauh lebih tinggi dibanding omni directional
antena di sekitar 10-19 dBi. Yang bekerja pada jarak atau area 6-8
km. Sudut pancaran antenna ini adalah 45-180 derajat dan tingkat
ketinggian pemasangannya harus diperhatikan agar tidak terdapat
kerugian dalam penangkapan sinyal. Pola pancaran yang horisontal
kebanyakan memancar ke arah mana antenna ini di arahkan sesuai
dengan jangkauan dari derajat pancarannya, sedangkan pada
bagian belakang antenna tidak memiliki sinyal pancaran.
Antenna sectoral ini jika di pasang lebih tinggi akan
menguntungkan penerimaan yang baik pada suatu sector atau
wilayah pancaran yang telah di tentukan.
Gambar 2.6 Antena Sectoral (Faris H, 2014)
5. Antenna Parabolik
Antena Parabolik Dipakai untuk jarak menengah atau jarak
jauh dan Gain-nya bisa antara 18 sampai 28 dBi. (Green, 2014)
Gambar 2.7 Antena Parabolik (Rizqi, 2017)
2.3 Topologi WLAN
Topologi WLAN berbeda dengan topologi kabel LAN, WLAN menggunakan
teknologi wireless ( IEEE 802.11) sedangkan jaringan kabel LAN menggunakan
teknologi Ethernet ( IEEE 802.3 ).
Ada tiga jenis topologi wireless LAN:
1. Independent Basic Service Sets (IBSSs)
2. Basic Service Sets (BSSs)
3. Extended Service Sets (ESSs)
Apa itu service set ? Service set adalah pengelompokan perangkat WLAN
secara logika bukan secara fisik. Ketika pemancar atau transmitter mengirimkan
gelombang elektromagnet berupa Radio Frequency dan diterima oleh penerima,
setelah itu pemancar akan memberikan semacam salam atau sapaan kepada
penerima berupa Service Set Identifier atau SSID.
SSID seperti salam pembuka atau kata sandi yang mesti diucapkan oleh
pemancar agar bisa dikenali oleh penerima. Bagi penerima, SSID juga berfungsi
untuk menyeleksi pemancar mana yang boleh berkomunikasi dengannya. Jadi
tidak asal terima begitu saja. Jadi tugas SSID menentukan identitas sebuah
kelompok perangkat WLAN tanpa peduli jenis hardware-nya.
1. Independent Basic Service Sets (IBSSs)
IBSS atau Ad-hock adalah topologi WLAN yang menghubungkan
antara beberapa klien dari wireless tanpa menggunakan Access Point.
Beberapa klien wireless yang berkomunikasi dengan model IBSS memiliki
beberapa kelemahan. Jika semakin banyak kliennya maka prosesnya akan
menjadi lambat yang disebabkan oleh keterbatasaan dari perangkat wireless
client.
Topologi IBSS mirip dengan model point to point dan juga point to
multipoint pada jaringan kabel LAN namun bedanya tidak adanya sebuah
terminal (access point) seperti hal nya switch pada LAN yang berfungsi
untuk membuat perangkat-perangkat wireless klien saling terhubung.
Kelemahan lain adalah karena tidak adanya Access point maka
wireless client tidak bisa mengatur prioritas dari perangkat mana yang harus
didahulukan. Hal ini menyebabkan tabrakan atau collusion yang tentu dapat
membuat komunikasi jadi lambat.
2. Basic Service Sets (BSSs)
BSS adalah kumpulan dari perangkat wireless yang terhubung satu
sama lain dengan perantaraan sebuah perangkat access point. Perangkat
access point berfungsi sebagai terminal pusat, semua klien wireless harus
terhubung dahulu dengan access point sebelum berkomunikasi dengan klien
yang lain
Pada klien WLAN harus beroperasi menggunakan mode Infrastructure
Basic Service Set, jika tidak maka tidak bisa berkomunikasi dengan Access
Point. BSS lebih bagus dari topologi IBSS.
3. Extended Service Sets (ESSs)
Extended Service Sets (ESSs) adalah kumpulan dari beberapa topologi
BSS. Pada topologi ESS terdapat lebih dari satu Access Point(AP), Access
Point – Access Point dalam topologi ESS terhubung satu sama lain melalui
port uplink. Alasan utama dipakainnya model topologi ini adalah untuk
memperluas daya jangkau access point dan juga karena meningkatnya
beban yang mesti dilayani oleh satu access point.
Beberapa hal yang mesti diperhatikan adalah dalam sebuah topologi
ESS, AP-AP yang ada harus beroperasi dengan channel yang berbeda agar
tidak saling meng- interferensi dan harus tetap menggunakan SSID yang
sama. (Ekhadeqiel, 2015)
2.4 Teknologi WLAN
Teknologi WLAN selalu mengalami perkembangan, Teknologi yang
berkembang antara lain Bluethooth , Shared Wireless Acces Protocol (SWAP),
Wireless Fidelity (WiFi) dan Worldwide Interoperability for Micriwave Acces
(WiMAX).
2.4.1 Bluethoot
Bluetooth adalah suatu peralatan media komunikasi yang dapat
digunakan untuk menghubungkan sebuah perangkat komunikasi dengan
perangkat komunikasi lainnya, bluetooth umumnya digunakan di
handphone, komputer atau pc, tablet, dan lain-lain. Fungsi bluetooth yaitu
untuk mempermudah berbagi atau sharing file, audio, menggantikan
penggunaan kabel dan lain-lain. Saat ini sudah banyak sekali perangkat
yang menggunakan bluetooth. Penjelasan lainnya tentang bluetooth atau
definisi bluetooth yang lainnya adalah sebuah teknologi komunikasi
wireless atau tanpa kabel yang beroperasi dalam pita frekuensi 2,4 GHz
(antara 2.402 GHz s/d 2.480 GHz) dengan menggunakan sebuah frequency
hopping tranceiver yang mapu menyediakan layanan komunikasi data dan
juga suara secara real-time antara host-host bluetooth dengan jarak
jangkauan layanan yang terbatas.
Pada dasarnya teknologi bluetooth ini diciptakan bukan hanya untuk
menggantikan atau menghilangkan penggunaan media kabel dalam
melakukan pertukaran data atau informasi, tetapi juga mampu menawarkan
fitur yang bagus atau baik untuk teknologi mobile wireless atau tanpa kabel,
dengan biaya yang relatif rendah, konsumsi daya rendah, interoperability
yang sangat menjanjikan, mudah dalam pengoperasiannya dan juga mampu
menyediakan berbagai macam layanan. Cara kerja bluetooth atau prinsip
kerjanya sistem bluetooth terdiri atas: sebuah radio transceiver, baseband
link Management dan Control, Baseband (processor core, SRAM, UART,
PCM USB Interface), flash dan voice codec.
1. Baseband link controller menghubungkan hardware atau
perangkat keras radio ke baseband processing dan juga layer
protokol fisik.
2. Link manager melakukan aktivitas protokol tingkat tinggi, yaitu
seperti melakukan link setup, autentikasi dan juga konfigurasi.
Gambar 2.8 Bluethooth (Sora, 2015)
Kelebihan Dan Kekurangan Bluetooth
Kelebihan:
1. Bisa menembus rintangan, misalnya seperti dinding, kotak, dan
sebagainya. Walaupun jarak transmisinya hanya 10 M.
2. Tidak memerlukan media kabel ataupun kawat.
3. Dapat mensingkronisasi data dari Handphone ke Komputer atau laptop.
4. Dapat dipakai sebagai perantara modem.
5. Praktis dan tidk ribet dalam penggunaanya.
Kekurangan:
1. Memakai frekuensi yang sama dengan gelombang WiFi.
2. Kalau terlalu banyak koneksi bluetooth didalam satu ruangan, akan sulit
untuk menemukan penerima yang dituju.
3. Sering beredar virus-virus yang disebarkan melalui bluetooth,
khususnya dari handphone.
4. Cukup banyak mekanisme keamanan yang harus diperhatikan untuk
mencegah kegagalan pengiriman data atau penerimaan data maupun
informasi.
5. Kecepatan dalam transfer data tidak tetap, tergantung dari perangkat
yang dipakai untuk mengirim dan yang menerima data maupun
informasi. (Sora, 2015)
2.4.2 Shared Wireless Acces Protocol (SWAP)
SWAP adalah spesifikasi industri yang memungkinkan PC , periferal
cordles telephone, dan piranti lain berkomunikasi voice dan data tanpa
menggunakan kabel. SWAP mirip dengan protocol CSMA/CA (Carrier
Sense Multiple Access with Collision Avoidance) dari IEEE 802.11 tetapi
dengan ekstansi ke trafic voice. Sistem SWAP dapat bekerja baik sebagai
jaringan infrastruktur dibawah kendali dari suatu titik koneksi. Suatu titik
koneksi dalam jaringan infrastruktur diperlukan untuk mengkoordinasikan
sistem, dan memberikan gateway ke PTSN (Public Switched Telephone
Network). Jaringan ini kokoh dan handal serta dapat meminimalkan
interfensi radio.
SWAP bekerja pada rentang 2,45 GHz dari bidang ISM yang tidak
berlisensi. Teknologi ini dapat mendukung layanan TDMA (Time Division
Multiple Access) untuk memberikan pengiriman suara interaktif dan layanan
CSMA/CA untuk pengiriman paket data laju tinggi. Jangkuan dapat
mencapai 150 feet dengan daya transmisi 100 mili Watt. (Binus, 2011)
2.4.3 Wireless Fidelity (WiFi)
WiFi adalah singkatan dari Wireless Fidelity yaitu suatu teknologi
komunikasi nirkabel yang memanfaatkan gelombang radio untuk
menghubungkan dua perangkat atau lebih untuk dapat saling bertukar
informasi. WiFi ini pertama kali ditemukan oleh perusahaan NCR
Corporation dan AT&T pada tahun 1991 untuk sistem kasir. Namun Saat
ini, teknologi WiFi ini telah banyak digunakan pada perangkat mobile
seperti Smartphone dan Laptop hingga ke perangkat elektronik lainnya
seperti Televisi, DVD Player, Digital Kamera, Printer, Konsol Game dan
bahkan lebih luas lagi hingga ke perangkat rumah tangga lainnya seperti
Lampu, Kulkas dan Pengatur Suhu (AC).
Teknologi WiFi ini merupakan teknologi yang berbasis pada standar
IEEE 802.11. Pemegang merek dagang WiFi yaitu WiFi Alliance
mendefinisikan WiFi sebagai produk jaringan wilayah lokal nirkabel
(WLAN) apapun yang didasarkan pada standar Institute of Electrical and
Electronics Engineers (IEEE) 802.11. Karena kemampuannya yang
memperbolehkan Jaringan Area Lokal (Local Area Network atau LAN)
untuk beroperasi tanpa memerlukan kabel (nirkabel), Teknologi WiFi ini
menjadi semakin populer dan menjadi pilihan praktis bagi sebagian besar
jaringan bisnis ataupun rumah tangga.
WiFi adalah Jaringan Area Lokal atau LAN (Local Area Network)
yang tidak memerlukan kabel dengan koneksi kecepatan yang tinggi. WiFi
sering disebut juga dengan WLAN atau Wireless Local Area Network.
Sinyal Radio adalah kunci yang memungkinan komunikasi dalam jaringan
WiFi. Teknologi WiFi ini menggunakan dua frekuensi gelombang radio
dalam mengirimkan dan menerima sinyal Radio. Kedua Frekuensi
gelombang radio tersebut adalah Frekuensi 2,4GHz dan 5GHz.
Gambar 2.9 WiFi dengan router (Aam, 2011)
Router menerima data dari internet akan menerjemahkannya menjadi
Sinyal Radio yang kemudian ditransmisikan dari antena WiFi ke perangkat
penerima WiFi seperti ponsel pintar dan laptop yang dilengkapi dengan
rangkaian WiFi. Komputer atau ponsel pintar menerima sinyal WiFi ini akan
segera membacanya dan menerjemahkannya menjadi data yang dapat
dimengerti oleh perangkat-perangkat tersebut. Dengan demikian terjadilah
koneksi diantara pengguna dan jaringan. Demikian pula dengan pengiriman
informasi dari komputer atau ponsel, perangkat tersebut akan
menerjemahkan data menjadi sinyal radio dan mentransmisikannya
menggunakan antena. Router nirkabel menerima sinyal tersebut dan
menerjemahkannya. Router kemudian mengirimkan informasi ke Internet
menggunakan koneksi Ethernet kabel fisik.
Jarak jangkauan sebuah router WiFi atau Hotspot WiFi dalam ruangan
adalah sekitar 30 meter namun dapat lebih luas lagi apabila di luar ruangan.
Pada umumnya, kecepatan koneksi juga sangat tergantung pada kedekatan
perangkat penerima dengan sumber sinyal radionya. Koneksi WiFi akan
meningkat apabila perangkat pengguna berada di dekat router atau titik
hotspotnya. Sebaliknya, koneksi sinyal WiFi akan semakin lambat apabila
berada di wilayah yang jauh dari sumber sinyalnya.(Dikshon, 2017)
2.4.4 Worlwide Interoperability for Microwave Access (WiMAX)
Pengertian WiMAX merupakan singkatan dari Worldwide
Interoperability for Microwave Access. WiMAX adalah sebuah teknologi
akses nirkabel pita lebar yang memiliki kecepatan akses tinggi dengan
memiliki jangkauan yang luas. WiMAX merupakan evolusi dari teknologi
sebelumnya yaitu BWA atau broadband wireless access dengan
ditambahkan fitur-fitur yang menarik. Disamping kecepatan data tinggi
yang dimiliki WiMAX, WiMAX juga merupakan sebuah teknologi dengan
open standar. Dengan kecepatan data yang besar, WiMAX dapat
diaplikasikan sebagai koneksi broadband ‘last mile’ ataupun backhaul.
2.5 Pengertian WiMAX
Worldwide Interoperability for Microwave Access (WiMAX) merupakan
standar industri yang bertugas menginterkoneksikan berbagai standar teknis yang
bersifat global menjadi satu kesatuan. WiMAX dan WiFi dibedakan berdasarkan
standar teknik yang bergabung d idalamnya. WiFi menggabungkan standar IEEE
802.11 dengan ETSI HiperLAN yang merupakan standar teknis yang cocok untuk
keperluan WLAN, sedangkan WiMAX merupakan penggabungan antara standar
IEEE 802.16 dengan ETSI HiperMAN.
Standar keluaran IEEE banyak digunakan secara luas di daerah asalnya,
yaitu Eropa dan sekitarnya. Untuk dapat membuat teknologi ini digunakan secara
global, maka diciptakan WiMAX. Standar global yang dipakai di dunia dapat
digambarkan sebagai berikut.(Risna, 2013)
Gambar 2.10 Standar-standar spesifikasi komunikasi sampai tingkat MAN
disatukan dengan standar WiMAX (Risna,2013)
WiMAX merupakan salah satu media telekomunikasi yang berkembang
dengan cepat. Di Indonesia, WiMAX belum banyak dikenal masyarakat mengingat
masih belum meluasnya implementasi teknologi tersebut. Namun di luar negeri,
WiMAX mulai dilirik sebagai pengganti kabel telepon untuk menyediakan layanan
Internet berkecepatan tinggi, khususnya di daerah-daerah yang luas dan tersebar
(seperti di pedesaan atau perkotaan).
WiMAX dibangun berdasarkan standar yang dibuat oleh IEEE (Institute of
Electrical and Electronics Engineers). Dirancang untuk memenuhi kebutuhan
akan akses nirkabel berkecepatan tinggi, WiMAX memungkinkan akses terhadap
aneka aplikasi multimedia via koneksi nirkabel. WiMAX merupakan sistem
komunikasi digital tanpa kabel yang biasa digunakan untuk area network
metropolitan. WiMAX dapat menyediakan broadband wireless access hingga 50
km untuk fixed stasiun dan 5 – 15 km untuk mobile stasiun.(Yulia, 2017)
Gambar 2.11 Standar WiMAX base station (Yulia, 2017)
Kedua standar yang disatukan ini merupakan spesifikasi yang sangat cocok
untuk menyediakan koneksi berjenis broadband lewat media wireless atau
broadband wireless acces (BWA). Pada masa mendatang, segala sesuatu yang
berhubungan dengan teknologi BWA kemungkinan akan bersertifikat WiMAX.
Standar WiMAX dibentuk oleh gabungan-gabungan beberapa industri perangkat
wireless dan chip-chip komputer.
2.5.1 Standar Jaringan WiMAX
Terobosan jaringan internet wireless sebentar lagi akan menjadi
kenyataan. Dengan tower yang dipasang dipusat akses internet (hot spot) di
tengah kota metropolitan, seorang pemakai laptop, komputer, handphone,
hingga personal digital assistant (PDA), dengan wireless card bisa koneksi
dengan internet, bahkan di tengah sawah atau pedesaan yang masih dalam
cakupan area 50 kilometer. Hal ini dapat terjadi karena teknologi WiMAX
yang menggunakan standar baru IEEE 802.16. Saat ini WiFi menggunakan
standar komunikasi IEEE 802.11. Yang paling banyak dipakai adalah IEEE
802.11b dengan kecepatan 11 Mbps, hanya mencapai cakupan area tidak
lebih dari ratusan meter saja. WiMAX merupakan saluran komunikasi radio
yang memungkinkan terjadinya jalur
Internet dua arah dari jarak puluhan kilometer. Dengan memanfaatkan
gelombang radio, teknologi ini bisa dipakai dengan frekuensi berbeda,
sesuai dengan kondisi dan peraturan pemakaian frekuensi di negara user.
Pada awalnya standard IEEE 802.16 beroperasi ada frekuensi 10-66
GHz dan memerlukan tower line of sight, tetapi pengembangan IEEE
802.16a yang disahkan pada bulan Maret 2004, menggunakan frekuensi
yang lebih rendah yaitu sebesar 2-11 GHz, sehingga mudah diatur, dan tidak
memerlukan line-of-sight. Cakupan area yang dapat dicoverage sekitar 50
km dan kecepatan transfer data sebesar 70 Mbps. Pengguna tidak akan
kesulitan dalam mengulur berbagai macam kabel, apalagi WiMAX mampu
menangani sampai ribuan pengguna sekaligus. Pada perkembangannya
pengguna WiMAX masih tertinggal jauh dari pengguna LTE atau jaringan
internet yang berbayar di proveder. Berikut adalah gambaran pengguna
jaringan LTE dan WiMAX di tahun 2009 sampai 2014.
Gambar 2.12 IHS Tecnology Research, Januari 2011
Intel akan mulai memasang antena luar ruangan WiMAX sebagai tahap
pengembangan WiFi. Teknologi WiFi dan WiMAX akan saling melengkapi.
WiFi untuk jangkauan jarak dekat di seputar kampus atau kantor sedangkan
WiMAX untuk memfasilitasi sebuah kota dengan akses wireless internet.
Pada akhirnya, diperkirakan hampir semua laptop, PDA, dan piranti
lain.(Sumber: http://www.scribd.com/doc/47849388/Wimax)
2.5.2 Konfigurasi Umum Jaringan WiMAX
Konfigurasi jaringan akses WiMAX terdiri dari BS (Base Station),
Subscriber Station dan transport site. Base Station dihubungkan secara
point-to multipoint untuk melayani pelanggan sampai radius beberapa puluh
kilometer tergantung pada frekuensi, daya pancar dan sensitivitas penerima.
Base Station biasanya biasanya satu lokasi dengan jaringan operator
(jaringan IP / internet atau jaringan TDM/PSTN). Sedangkan Subscriber
Station terdapat di pelanggan berupa fixed, portable maupun mobile.
Gambar 2.13 Konfigurasi Umum WiMAX
Keterangan :
AP : Access Point
SSs : Subscriber station
BS : Base Station
PMP : Point to Multipoint
PtP : Point to Point
Konfigurasi jaringan WiMAX untuk jenis pelanggan yang fixed atau
tidak bergerak maupun bergerak tetapi dengan pergerakan yang terbatas
atau limited mobility.
Elemen jaringan WiMAX terdiri atas :
1. SSs (Subscriber Station)
Subscriber Station atau customer premise equipment (CPE)
merupakan perangkat yang berada di pelanggan dan terdiri dari tiga
bagian utama yaitu : modem, radio dan antena. Modem merupakan
antarmuka antara jaringan pelanggan dan broadband access
network. Sedangkan radio merupakan antarmuka antara modem
dan antena. Ketiga bagian tersebut dapat terpisah, terintregasi per
bagian atau terintegrasi penuh dalam satu atau dua perangkat. SSs
(Subscriber Station) dapat berupa : pelanggan bisnis, perkantoran,
dan perumahan yang merupakan layanan first mile untuk public
network.
2. BS (Base Station) equipment
BS merupakan perangkat transceiver yang berhubungan dari atau
ke pelanggan. Base Station terdiri dari satu atau lebih radio
transceiver, dimana setiap radio transceiver terhubung ke beberapa
CPE didalam area sektorisasi. Radio modem terhubung dengan
multiplexer , contohnya adalah switch, dimana pada switch terjadi
pengumpulan trafik dari berbagai sektor dan meneruskan trafik
tersebut ke router yang menyediakan koneksi ke jaringan ISP.
Untuk aplikasi MAN, topologi jaringan yang digunakan adalah
gabungan dari topologi Point to Point, Point to Multipoint maupun mesh.
Jumlah base station lebih dari satu buah untuk mencover wilayah MAN
dengan jumlah subscriber station ratusan. Topologi Point to Point
digunakan untuk menghubungkan base station dengan base station sebagai
backhaul. Sedangkan topologi Point to Multipoint digunakan untuk
menghubungkan base station dengan pelanggan.
Proses hubungan antara BS dan SSs WiMAX adalah sebagai berikut:
1. Pelanggan atau SSs (subscriber station) mengirimkan data dengan
kecepatan maksimal sampai 75Mbps ke BS (base station) .
2. Base station akan menerima sinyal dari pelanggan dan
mengirimkan sinyal tersebut ke switching center dengan protokol
IEEE 802.16d melalui jaringan wireless atau kabel.
3. Switching center akan mengirimkan pesan ke internet service
provider (ISP) atau public switched telephone network (PSTN).
Sedangkan konfigurasi jaringan WiMAX untuk aplikasi MAN
(Metropolitan Area Network) adalah sebagai berikut :
Gambar 2.14 Metropolitan Area Network (Firman, 2015)
2.5.3 Fitur Jaringan WiMAX
1. Teknologi Smart antena
Teknologi smart antena yang didukung meliputi :
Beamforming
Sistem menggunakan banyak antena untuk
mengirim sinyal, untuk memperbaiki kapaitas dan
jangkuan sistem dan mengurangi kemungkinan
outage.
Space Time Code (STC)
Deversitas pengiriman seperti kode alamouti
dipakai untuk menyediakan diversitas spesial dan
mengurangi fade margin.
Spatial Multiplexing (SM)
Untuk memperoleh kecepatan puncak lebih tinggi
dan trouhput yang meningkat.
2. Fractional Frequency Reuse
Contohnya jika semua cell beroperasi pada frekuensi yang sama
untuk memaksimalkan efisiensi spektrum.
3. Multicast dan Broadcast service
Menggabungkan fitur terbaik dari DVB-H , media FLO dan 3
GPP E-Ultra serta memenuhi persyaratan.
Kecepatan tinggi dan jangkuan luas dengan
menggunakan SFN (Single Frequency Network).
Alokasi spektrum radio yang fleksibel.
Konsumsi daya SM yang rendah.
Waktu switching kanal yang cepat.
2.5.4 Tipe-Tipe User WiMAX
Faktor jenis aplikasi user yang dipakai selama melakukan koneksi
akan menentukan perkiraan bit rate yang dialokasikan dalam satu luasan sel
dimana pola pemakaian akan berbeda-beda untuk setiap tempat/lokasi. Hal
yang perlu diperhatikan adalah besar bit rate yang dibutuhkan untuk
melayani pengguna dengan pemakaian aplikasi tersebut, dengan kapasitas
yang cukup untuk mendapatkan performa maksimal.
Berikut ini adalah beberapa ilustrasi dari implementasi jaringan akan
dibangun dibeberapa jenis lokasi area pelayanan, yang dipengaruhi oleh
jumlah dan tipe-tipe pengguna.
1. Perumahan / Residensial
Perumahan dengan tingkat ekonomi yang tinggi akan masuk
dalam calon pelanggan untuk penentuan tingkat perekonomian
ini akan didasarkan pada data yang didapatkan. Untuk kebutuhan
bandwith kebanyakan biasanya hanya membutuhkan yang kecil.
Karena pemakaian aplikasi hanya web surfing , e-mail , chatting
online , download dan game online. Bit rate 32 Kbps
kemungkinan sudah bisa untuk mencakup pengguna,
2. Instansi Pemerintah
Untuk instalasi pemerintah, aplikasi dipakai biasanya pada web
surfing , e-goverment , e-mail , download dan akses internet
kantor lainnya. Dengan asumsi setiap komputer menggunakan 10
Kbps cukup untuk meng-cover kebutuhan akses internet.
3. Sekolah
Pelanggan dengan tipe sekolah yang terpenting dapat
dikoneksikan ke banyak komputer. Karena banyak kebutuhan
akses, 64 Kbps kemungkinan dapat menjadi bit rate yang
dibutuhkan.
4. Sarana Kesehatan
Untuk sarana kesehatan akan dibagi menjadi dua, Rumah sakit
dan puskesmas. Layanan yang digunakan pada sarana kesehatan
adalah web surfing , e-goverment , e-mail , download.
5. Sarana Hiburan / Tempat Wisata
Untuk pelanggan pada sarana hiburan memerlukan banyak bit
rate karena setiap waktu liburan akan banyak
wisatawan/pengguna akses internet. 64 Kbps memungkinkan
untuk user tersebut.
2.5.5 Keuntungan WiMAX
Ada beberapa keuntungan dengan adanya WiMAX, jika
dibandingkan dengan WiFi antara lain sebagai berikut.
1. Para produsen mikrolektronik akan mendapatkan lahan baru untuk
dikerjakan, dengan membuat chip-chip yang lebih general yang
dapat dipakai oleh banyak produsen perangkat wireless untuk
membuat BWA-nya. Para produsen perangkat wireless tidak perlu
mengembangkan solusi end-to-end bagi penggunanya, karena
sudah tersedia standar yang jelas.
2. Operator telekomunikasi dapat menghemat investasi perangkat,
karena kemampuan WiMAX dapat melayani pelanggannya dengan
area yang lebih luas dan dengan kompatibilitas yang lebih tinggi.
3. Pengguna akhir akan mendapatkan banyak pilihan dalam
berinternet. WiMAX merupakan salah satu teknologi yang dapat
memudahkan kita untuk koneksi dengan internet secara mudah dan
berkualitas.
4. Memiliki banyak fitur yang selama ini belum ada pada teknologi
WiFi dengan standar IEEE 802.11. Standar IEEE 802.16
digabungkan dengan ETSI HiperMAN, maka dapat melayani
pangsa pasar yang lebih luas.
5. Dari segi coverage-nya saja yang mencapai 50 kilometer maksimal,
WiMAX sudah memberikan kontribusi yang sangat besar bagi
keberadaan wireless MAN. Kemampuan untuk menghantarkan data
dengan transfer rate yang tinggi dalam jarak jauh dan akan
menutup semua celah broadband yang tidak dapat terjangkau oleh
teknologi kabel dan digital subscriber line (DSL).
6. Dapat melayani para subscriber, baik yang berada pada posisi line
of sight (LOS) maupun yang memungkinkan untuk tidak line of
sight (NLOS).
7. Kapasitas tinggi , satu station dapat melayani ratusan pengguna,
jarak pengguna mencapai 50km dengan laju transmisi lebih dari
100 Mbps.
8. Kualitas layanan WiMAX bertanggung jawab atas QoS ujung ke
ujung dengan menggunakan sub kanalisasi, Qos dapat ditingkatkan.
9. Skalabilitas, dapat menjangkau akses internet di daerah pedesaan.
WiMAX memang dirancang untuk melayani baik para pengguna yang
memakai antenna tetap (fixed wireless) maupun untuk yang sering
berpindah-pindah tempat (nomadic). WiMAX tidak hanya hanya dapat
melayani para pengguna dengan antena tetap saja misalnya pada gedung-
gedung diperkantoran, rumah tinggal, tokotoko dan sebagainya. Bagi para
pengguna antenna indoor, notebook, PDA, PC yang sering berpindah tempat
dan banyak lagi perangkat mobile lainnya memang telah kompatibel dengan
dengan standar-standar yang dimilik WiMAX.
Perangkat WiMAX juga mempunyai ukuran kanal yang bersifat
fleksibel, sehingga sebuah BTS dapat melayani lebih banyak pengguna
dengan range spektrum frekuensi yang berbeda-beda. Dengan ukuran kanal
spektrum yang dapat bervariasi ini, sebuah perangkat BTS dapat lebih
fleksibel dalam melayani pengguna. Range spektrum teknologi WiMAX
termasuk lebar, dengan didukung dengan pengaturan kanal yang fleksibel,
maka para pengguna tetap dapat terkoneksi dengan BTS selama mereka
berada dalam range operasi dari BTS. Fasilitas quality of service (QOS) juga
diberikan oleh teknologi WiMAX ini. Sistem kerja media access control
pada data link layer yang connection oriented memungkinkan digunakan
untuk komunikasi video dan suara. Pemilik internet service provider (ISP)
juga dapat membuat berbagai macam produk yang dapat dijual dengan
memanfaatkan fasilitas ini, seperti membedakan kualitas servis antara
pengguna rumahan dengan pengguna tingkat perusahaan, membuat
bandwidth yang bervariasi, fasilitas tambahan dan masih banyak lagi.
2.6 Kualitas Sistem WiMAX
Terdapat beberapa faktor yang mempengaruhi suatu sistem digital. Faktor
ini juga yang dapat mempengaruhi pada jaringan WiMAX. Beberapa faktor
tersebut adalah kapasitas kanal, Efisiensi Bandwith, Efesiensi Daya, Bit Error
Rate (BER), Pengkodean Kanal (Channel Coding)
1.6.1 Kapasitas Kanal
Kapasitas Chanel Transmisi adalah suatu kapasitas atau ukuran
suatu data yang dapat dikirimkan melalui media transmisi. Dalam
kapasitas pengiriman data dinyatakan dalam bps (byte per second).
Misal 1 bps, maka setiap detik besar data yang dikirimkan yaitu 1
byte. Selain itu juga ada Kbps (kilobytes per second), Mbps
(Megabytes per second), Gbps (Gygabytes per second), dst. Jumlah
kanal maksimum yang dapat terlayani oleh semua BS. Untuk mencari
kapasitas kanal juga akan dilakukan perhitungan trafik total. Rumus
perhitungan kanal menggunakan data trafik, total operator, dan acuan
tabel erlang B dengan GOS 2%, yaitu :
Atotal = Auser x ∑ pelanggan mobile WiMAX
Keterangan : Atotal = trafik total yang dibutuhkan
Auser = trafik tiap pelanggan (60 merlang) = 0.06 Erlang
Chanel transmisi bisa diibaratkan sebagai sebuah pipa yang
digunakan untuk mengirimkan data. Besar pipa tersebut biasanya
disebut dengan istilah bandwith. Bandwith adalah kemampuan
maksimum dari suatu media untuk menyalurkan informasi dalam
satuan waktu detik (ps). Bandwith sendiri berbeda dengan kecepatan.
Jika dalam kecepatan, maka dalam setiap detik yang dilihat adalah
jaraknya. Namun dalam bandwith, dalam setiap detik maka yang
dilihat adalah besar kapasitas datanya.
Misal, kecepatan suatu kendaraan misalnya 60 Km/jam. Maka
dalam setiap jam, mobil tersebut mencapai jarak 60 Km. di Dalam
bandwith tidak begitu. Misal, suatu Personal Computer terhubung
dengan modem ke jaringan intenet dengan bandwith 100Mbps. Maka
dalam setiap detik, data yang dapat dikirim sebesar 100 Megabytes,
tanpa memperdulikan seberapa jauh antara sumber data dengan
penerima data. Cara kerja bandwith ini bisa juga diibaratkan seperti
kuota pada ―Telkom Speedy‖.
NarrowBand
Narrowband bisa diibaratkan pita dengan saluran sempit dan
kemampuan yang relatif kecil.
Tabel 2.1 Kapasitas Norrowband
Kapasitas Transmisi 50 -300 bps
Biaya Total Rendah
(Sumber : Robi Maulana, 2009)
Definisi narrowband sendiri berbeda – beda pada setiap
industri. Contoh teknologi yang tergolong narrowband ini :
Jalur telepon analog pada 3000 Hz, pada POTS (Plain
Old Telephone Service), atau infrastruktur telepon
biasa. Untuk memanfaatkan data digital pada teknologi
ini ditambahkan perangkat modem, yang berfungsi
untuk membawa data dari komputer digital.
BRI ISDN pada 144 kbps. Dua jalur untuk suara dan
data, masing-masing pada 64 kbps. Satu jalur untk
sinyal 16 kbps.
Voiceband
Voiceband merupakan sebuah referensi range frekwensi suara
manusia yang disalurkan pada jaringan telepon. Range frekwensi suara
ini berkisar pada 200Hz – 12Khz. Chanel transmisi ini mempunyai
bandwith yang lebih besar jika dibandingkan dengan narrowband
chanel. Yaitu mencakup antara 300 – 500 bps. Contoh dari voiceband
ini yaitu saluran telepon.
Biaya Rata-Rata Tinggi
Tingkat Kesalahan Tinggi
Tabel 2.2 Kapasitas Voiceband
Kapasitas Transmisi 300-500 bps
Biaya Total Sedang
Biaya Rata-Rata Sedang
Tingkat Kesalahan Sedang
(Sumber : Robi Maulana, 2009)
Broadband / Wideband
Chanel ini mempunyai Frekuensi jalur lebar yang mampu
memindahkan lebih banyak data dan lebih tinggi dibandingkan dengan
frekuensi yang lebih sempit (narrowband / voiceband). Kapasitas
chanel ini mencapai 1 juta bps (satu juta bytes per second). Contoh
teknologi yang tergolong dalam wideband dan broadband ini adalah :
Pemancar layanan TV secara broadcast, menggunakan
6 MHz pada setiap saluran.
Cable TV (CATV), atau TV Kabel dan Televisi pada
700MHz. Pemancaran siaran televisi dan TV Satelit.
Juga termasuk untuk komunikasi data dan akses dari
internet.
ATM—sampai 13,22 Gbps. Layanan yang memiliki
kemampuan besar untuk melakukan transfer data,
video dan suara.
SONET—sampai 13,22 Gbps, melalui layanan media
fiber optic multiplexing berkecepatan tinggi.
T-3 pada 44,7 Mbps, yang ekuivalen dengan rangkaian
28 T-1, melalui serat optik atau mikro digital.(Robi,
2009)
Tabel 2.3 Kapasitas Broadband
Kapasitas Kanal Bisa lebih dari 1 juta bps
Biaya Total Tinggi
Biaya Rata-Rata Sedang
Tingkat Kesalahan Sedang
(Sumber : Robi Maulana, 2009)
1.6.2 Bit Error Rate
BER (Bit Error Rate atau Bit error ratio) merupakan sejumlah
bit digital bernilai tinggi pada jaringan transmisi yang ditafsirkan
sebagai keadaan rendah atau sebaliknya, kemudian dibagi dengan
sejumlah bit yang diterima atau dikirim atau diproses selama beberapa
periode yang telah ditetapkan.
Latar Belakang Error Rate
Pada transmisi digital, jumlah kesalahan bit adalah jumlah bit
yang diterima dari aliran data melalui saluran komunikasi yang telah
berubah karena noise, gangguan distorsi, atau kesalahan bit
sinkronisasi.
Sebagai contoh, diasumsikan berikut ini urutan bit yang
ditransmisikan:
0 1 1 0 0 0 1 0 1 1,
dan pada alat penerima akan menterjemahkan urutan bit sebagai
berikut:
0 0 1 0 1 0 1 0 0 1,
Maka BER pada kasus ini ada 3 kesalahan penafsiran bit (yang
digaris bawah) kemudian sebagai nilai BER yang dihasilkan adalah
nilai kesalahan ini dibagi dengan sejumlah bit yang kirim yaitu 10 bit,
sehingga didapatkan 0.3 atau 30%.
Packet Error Rate (PER) adalah jumlah paket data yang salah
ditransfer, dan lain-lain, dibagi dengan jumlah paket yang ditransfer.
Nilai kemungkinan PER yang dilambangkan paket kesalahan pp
probabilitas, yang untuk panjang paket data bit N dapat dinyatakan
sebagai:
pp = 1 - (1 - pe) N
Faktor-faktor
kebisingan saluran transmisi
gangguan
distorsi
masalah sinkronisasi bit
redaman
multipath fading nirkabel
Analisa BER
BER mungkin dianalisa dengan menggunakan simulasi
komputer stokastik. Jika saluran transmisi model sederhana dan model
sumber data diasumsikan, BER juga dapat dihitung secara analitik.
Sebagai contoh dari model sumber data adalah sumber Bernoulli.
Contoh model saluran sederhana adalah:
Biner simetris channel (Binary symmetric channel: digunakan
dalam analisis probabilitas decoding kesalahan jika terjadi kesalahan
bit non-bursty pada saluran transmisi) Aditif noise gaussian putih
(Additive white gaussian noise: AWGN) channel tanpa fading.
Gambar 2.15 Bit Error Rate (Wikipedia)
Bit Rate merupakan kecepatan pengiriman informasi melalui
media transmisi. Untuk penentuan bit rate berdasarkan WiMAX forum
tahun 2006, mobile WiMAX (802.16e) menggunakan modulasi QPSK,
16-QAM, 64-QAM. Dalam perumusan bit rate perumusan umum dapat
diperoleh.
R = Bw kanal x
Keterangan : R = Bit Rate (bps)
Bw = Bandwith kanal yang digunakan (Hz)
ᶮ = nilai menyesuaikan modulasi
2.7 Teknik Modulasi
Modulasi digital merupakan proses penumpangan sinyal digital (bit stream)
ke dalam sinyal carrier. Modulasi digital sebetulnya adalah proses mengubah-
ubah karakteristik dan sifat gelombang pembawa (carrier) sedemikian rupa
sehingga bentuk hasilnya (modulated carrier) memeiliki ciri-ciri dari bit-bit (0
atau 1) yang dikandungnya. Berarti dengan mengamati modulated carriernya, kita
bisa mengetahui urutan bitnya disertai clock (timing, sinkronisasi). Melalui proses
modulasi digital sinyal-sinyal digital setiap tingkatan dapat dikirim ke penerima
dengan baik. Untuk pengiriman ini dapat digunakan media transmisi fisik (logam
atau optik) atau non fisik (gelombang-gelombang radio). Pada dasarnya dikenal 3
prinsip atau sistem modulasi digital yaitu: ASK, FSK, dan PSK.
Gambar 2.16 Modulasi Digital (teori elektro, 2011)
Amplitude Shift Keying (ASK)
Amplitude Shift Keying (ASK) atau pengiriman sinyal berdasarkan
pergeseran amplitude, merupakan suatu metoda modulasi dengan mengubah-ubah
amplitude. Dalam proses modulasi ini kemunculan frekuensi gelombang
pembawa tergantung pada ada atau tidak adanya sinyal informasi digital.
Keuntungan yang diperoleh dari metode ini adalah bit per baud (kecepatan
digital) lebih besar. Sedangkan kesulitannya adalah dalam menentukan level
acuan yang dimilikinya, yakni setiap sinyal yang diteruskan melalui saluran
transmisi jarak jauh selalu dipengaruhi oleh redaman dan distorsi lainnya. Oleh
sebab itu meoda ASK hanya menguntungkan bila dipakai untuk hubungan jarak
dekat saja. Dalam hal ini faktor derau harus diperhitungkan dengan teliti, seperti
juga pada sistem modulasi AM. Derau menindih puncak bentuk-bentuk
gelombang yang berlevel banyak dan membuat mereka sukar mendeteksi dengan
tepat menjadi level ambangnya.
Frequncy Shift Keying (FSK)
Frequency Shift Keying (FSK) atau pengiriman sinyal melalui penggeseran
frekuensi. Metoda ini merupakan suatu bentuk modulasi yang memungkinkan
gelombang modulasi menggeser frekuensi output gelombang pembawa.
Pergeseran ini terjadi antara harga-harga yang telah ditentukan semula dengan
gelombang output ang tidak mempunyai fasa terputus-putus. Dalam proses
modulasi ini besarnya frekuensi gelombang pembawa berubah-ubah sesuai
dengan perubahan ada atau tidak adanya sinyal informasi digital. FSK merupakan
metode modulasi yang paling populer. Dalam proses ini gelombang pembawa
digeser ke atas dan ke bawah untuk memperoleh bit 1 dan bit 0. Kondisi ini
masing-masing disebut space dan mark. Keduanya merupakan standar transmisi
data yang sesuai dengan rekomendasi CCITT. FSK juga tidak tergantung pada
teknik on-off pemancar, seperti yang telah ditentukan sejak semula. Kehadiran
gelombang pembawa dideteksi untuk menunjukkan bahwa pemancar telah siap.
Dalam hal penggunaan banyak pemancar (multi transmitter), masing-
masingnya dapat dikenal dengan frekuensinya. Prinsip pendeteksian gelombang
pembawa umumnya dipakai untuk mendeteksi kegagalan sistem bekerja. Bentuk
dari modulated Carrier FSK mirip dengan hasil modulasi FM. Secara konsep,
modulasi FSK adalah modulasi FM, hanya disini tidak ada bermacam-macam
variasi /deviasi ataupun frekuensi, yang ada hanya 2 kemungkinan saja, yaitu
More atau Less (High atau Low, Mark atau Space). Tentunya untuk deteksi
(pengambilan kembali dari kandungan Carrier atau proses demodulasinya) akan
lebih mudah, kemungkinan kesalahan (error rate) sangat minim/kecil. Umumnya
tipe modulasi FSK dipergunakan untuk komunikasi data dengan Bit Rate
(kecepatan transmisi) yang relative rendah, seperti untuk Telex dan Modem-Data
dengan bit rate yang tidak lebih dari 2400 bps (2.4 kbps).
Phase Shift Keying (PSK)
Phase Shift Keying (PSK) atau pengiriman sinyal melalui pergeseran fasa.
Metoda ini merupakan suatu bentuk modulasi fasa yang memungkinkan fungsi
pemodulasi fasa gelombang termodulasi di antara nilai-nilai diskrit yang telah
ditetapkan sebelumnya. Dalam proses modulasi ini fasa dari frekuensi gelombang
pembawa berubah-ubah sesuai denganperubahan status sinyal informasi digital.
Sudut fasa harus mempunyai acuan kepada pemancar dan penerima. Akibatnya,
sangat diperlukan stabilitas frekuensi pada pesawat penerima.Guna memudahkan
untuk memperoleh stabilitas pada penerima, kadang-kadang dipakai suatu teknik
yang koheren dengan PSK yang berbeda-beda. Hubungan antara dua sudut fasa
yang dikirim digunakan untuk memelihara stabilitas. Dalam keadaan seperti ini ,
fasa yang ada dapat dideteksi bila fasa sebelumnya telah diketahui. Hasil dari
perbandingan ini dipakai sebagai patokan (referensi).
2.6.1 Teknik Modulasi Jaringan WiMAX
Untuk teknik modulasi dalam jaringan WiMAX cara yang
digunakan untuk menumpangkan sinyal info dalam parameter-parameter
sinyal pembawa (carrier). Berdasarkan standart IEEE 802.16a dalam
sistem jaringan WiMAX modulasi yang digunakan adalah BPSK , QPSK ,
16 QAM atau 64 QAM.Untuk transmisi Data atau sinyal Digital dengan
kecepatan tinggi, lebih efisien dipilih system modulasi PSK.
2.6.2 Binary Phase Shift Keying (BPSK)
BPSK adalah format yang paling sederhana dari PSK.
Menggunakan dua yang tahap yang dipisahkan sebesar 180° dan sering
juga disebut 2-PSK. Modulasi ini paling sempurna dari semua bentuk
modulasi PSK. Akan tetapi bentuk modulasi ini hanya mampu
memodulasi 1 bit/simbol dan dengan demikian maka modulasi ini tidak
cocok untuk aplikasi data-rate yang tinggi dimana bandwidthnya
dibatasi.
2.6.3 Quadrature Phase Shift Keying (QPSK)
Kadang-Kadang dikenal sebagai quarternary atau quadriphase
PSK atau 4-PSK, QPSK menggunakan empat titik pada diagram
konstilasi, terletak di sekitar suatu lingkaran. Dengan empat tahap, QPSK
dapat mendekode dua bit per simbol. Hal ini berarti dua kali dari BPSK.
Analisa menunjukkan bahwa ini mungkin digunakan untuk
menggandakan data rate jika dibandingkan dengan sistem BPSK.
Walaupun QPSK dapat dipandang sebagai sebagai suatu modulasi
quaternary, lebih mudah untuk melihatnya sebagai dua quadrature
carriers yang termodulasi tersendiri. Dengan penafsiran ini, maka bit
yang digunakan untuk mengatur komponen phase pada sinyal carrier
ketika digunakan untuk mengatur komponen quadrature-phase dari
sinyal carrier tersebut. BPSK digunakan pada kedua carrier dan dapat
dimodulasi dengan bebas.
2.6.4 Quadrature Amplitude Modulation (QAM)
Dalam modulasi QAM , amplitudo dari 2 sinyal yang memiliki
beda fase 90 satu dengan lainnya dirubah untuk merepresentasikan sinyal
data. Modulasi amplitudo untuk 2 sinyal carrier dapat dianggap sebagai
modulasi amplitudo dan modulasi fase pada carrier tunggal. Pada
modulasi QAM, titik-titik konstelsi (constellation points) dibuat dalam
bentuk kotak dengan jarak vertical dan horizontal yang sama. Modulasi
16 QAM merupakan modulasi yang menggunakan inputan 4 bit dengan
16 kondisi logika. Sedangkan modulasi 64 QAM merupakan modulasi
yang menggunakan inputan 4 bit dengan 64 kondisi logika.
2.8 MATLAB R2013a
MATLAB adalah kependekan dari MATrix LABoratory dikarenakan setiap
data pada MATLAB menggunakan dasar matriks. MATLAB adalah bahasa
pemrograman tinggi, tertutup, dan case sensitive dalam lingkungan komputasi
numerik yang dikembangkan oleh MathWorks. Salah satu kelebihannya yang
paling populer adalah kemampuan membuat grafik dengan visualisasi terbaik.
MATLAB mempunyai banyak tools yang dapat membantu berbagai disiplin ilmu.
Ini merupakan salah satu penyebab industri menggunakan MATLAB. Selain itu
MATLAB mempunyai banyak library yang sangat membantu untuk
menyelesaikan permasalahan matematika seperti membuat simulasi fungsi,
pemodelan matematika dan perancangan GUI.
MATLAB sudah dikenal oleh banyak kalangan, terutama kalangan pemikir-
pemikir rumus alias orang matematika. bagaimana dengan sahabat? sudah kenal
belum dengan MATLAB? kalau belum silahkan simak penjelasan tentang
MATLAB dibawah ini. MATLAB adalah sebuah singkatan dari matrix
laboratory. Secara garis besar MATLAB adalah software matematika yang
berfungsi untuk membantu pengerjaan-pengerjaan matematika. menurut
Wikipedia.org MATLAB adalah sebuah lingkungan komputasi numerikal dan
bahasa pemrograman komputer generasi keempat. Dikembangkan oleh The
MathWorks, MATLAB memungkinkan manipulasi matriks, pem-plot-an fungsi
dan data, implementasi algoritma, pembuatan antarmuka pengguna, dan peng-
antarmuka-an dengan program dalam bahasa lainnya.
Meskipun hanya bernuansa numerik, sebuah kotak kakas (toolbox) yang
menggunakan mesin simbolik MuPAD, memungkinkan akses terhadap
kemampuan aljabar komputer. Sebuah paket tambahan, Simulink, menambahkan
simulasi grafis multiranah dan Desain Berdasar-Model untuk sistem terlekat dan
dinamik. Pada tahun 2004, MathWorks mengklaim bahwa MATLAB telah
dimanfaatkan oleh lebih dari satu juta pengguna di dunia pendidikan dan industri.
MATLAB digunakan oleh kalangan pelajar, teknisi, peneliti di Universitas,
Institusi Penelitian maupun Industri untuk melakukan komputasi matematis dalam
berbagai keperluan. MATLAB biasanya digunakan untuk penelitian,
pengembangan sistem dan desain sistem. Berbeda dengan bahasa pemrograman
lainnya, MATLAB merupakan bahasa pemrograman tertutup. Untuk kompilasi
program anda harus menggunakan software dari MathWorks sendiri. Berikut
pengertian MATLAB dan kegunaannya. Pada simulasi ini menggunakan
MATLAB r2013a dengan 64 bit.
Gambar 2.16 Tampilan MATLAB simulasi.
2.8.1 MATLAB SIMULINK
Simulink adalah salah satu bagian dari MatLab. Simulink
dapat digunakan untuk mensimulasi sistem artinya mengamati
dan menganalisa perilaku dari TIRUAN sistem. Tiruan sistem
diharapkan mempunyai perilaku yang sangat mirip dengan sistem
fisik. Jika digunakan dengan benar, simulasi akan membantu
proses analisis dan desain sistem.
Simulink mendukung simulasi sistem linier, sistem kontrol,
sistem yang menggunakan logika kabur, jaringan syaraf tiruan,
komunikasi, dan lain-lain. Lampiran ini memperkenalkan cara
menggunakan MatLab/Simulink pada MatLab versi 5.3. Pertama
kali jalankan program MatLab. Pada window program MatLab,
pilih menu File -> New -> Model maka akan terbuka dua buah
window seperti terlihat pada gambar L4.1 dan gambar L4.2.
Window pertama adalah "Simulink Library Browser" yang berisi
daftar komponen yang dapat digunakan dalam simulasi. Window
kedua adalah window model yang masih kosong dan berjudul
"untitled".
Gambar 2.17 Simulink Labrary Browser
Pada gambar diatas adalah memilih icon simulink yang
akan digunakan. Untuk membuat lembar kerja baru terletak paa
file new.