Wifi dan Microwave Bagian 1

Frekuensi Radio:
Satuan frekuensi radio adalah Hertz disingkat Hz. (Huruf besar karena nama orang)
1 Kilo Hertz (KHz) = 1000 Hz.
1 Mega Hertz (MHz) = 1000 KHz.
1 Giga Hertz (GHz) = 1000 MHz.
Satu Hertz adalah satu periode sinus, yang memiliki panjang “t”, memiliki satu polaritas positip dan satu polaritas negatip yang dinamakan phase seperti gambar 1. Gelombang ini disebut gelombang elektromagnetik dan memiliki kecepatan seperti kecepatan cahaya (300.000.Km/detik).

 

Gambar 1. Gelombang Sinus untuk menggambarkan Gelombang Radio

Sayangnya satuan getaran ini dipakai untuk menyatakan kecepatan mikroprosesor oleh para IT-wan sehingga kalau tidak jelas menjadi rancu pengertiannya. Tidak berbeda dengan setiap pompa air listrik namanya Sanyo.
Frekuensi radio yang di-alokasikan untuk Industrial Scientific and Medical Band (ISM Band) berada di ranah microwave. Frekuensi ini di mayoritas negara di-dunia dapat digunakan tanpa harus memiliki ijin konsesi pemakaian frekuensi radio. ISM Band ini memayungi pemakaian Wireless LAN, namun patut di-ingat sebelum ISM Band diratifikasi, frekuensi ISM Band juga sudah digunakan untuk alat memasak yang dinamakan Oven Microwave dengan tenaga yang cukup besar. Microwave sendiri saat awal digunakan untuk RADAR (Radio Detecting and Ranging), sampai sekarang RADAR tetap menggunakan microwave.

Sifat microwave.
Gelombang radio dibagi sesuai dengan sifat propagasi-nya:
-Gelombang yang menjalar diatas tanah untuk Propagasi Medium Frequency (MF).
-Gelombang yang dipantulkan diangkasa dan di bumi untuk Propagasi High Frequency (HF).
-Gelombang yang memancar lurus untuk Very High Frequency (VHF), Ultra High Frequency (UHF)
dan Microwave.
Gelombang memancar lurus disebut juga dengan istilah Line of Sight atau LOS.
LOS harus terjadi antara pemancar dan penerimanya, apabila antara pemancar dan penerima tidak dalam kondisi LOS maka penerimaan signal tidak maksimum.
Karena LOS, maka microwave juga tidak bisa mengikuti lengkungan bumi, maka dari itu antene pemancar LOS selalu diletakkan ditempat yang tinggi.

Gambar 2. Pancaran microwave dari Pemancar (Tx) ke Penerima (Rx)

 

Gambar 3a. Setting dan Pointing antene AP untuk mendapatkan hubungan LOS

antara Kampus Lidah dan Kampus Ketintang yg. berjarak LOS 7Km. 

 Gambar 3b. Tower di Kampus Ketintang dengan antena mengarah ke kampus Lidah.

Dari Gambar 3. Untuk menghubungkan Kampus Lidah dengan Kampus Ketintang, dipasang antene yang mengarah lurus ke-arah Kampus Ketintang yang diletakkan di lantai 10 Gedung PPG Lidah. Sedangkan di Kampus Ketintang, antene yang sama dipasang pada ketinggian 35 meter. AP yang digunakan adalah Motorola Canopy berbasis protokol 802.11a dengan kecepatan 20 Mbps.

Karena LOS berjalan lurus dan tidak mengikuti lengkung bumi, maka microwave juga digunakan untuk jaringan komputer yang memanfaatkan satelit sebagai perangkat wireless LAN-nya.

 Gambar 4. VSAT atau Very Small Aperture Terminal yang berfungsi sebagai sebagai
wireless LAN banyak digunakan untuk komputer ATM untuk jaringan LAN dengan server pusat.

Microwave saat mengenai benda yang bersifat konduktif akan mengalami:
-Redaman (attenuation), tenaga microwave menjadi sangat berkurang.
-Hamburan (scattering), tenaga microwave menjadi terhambur.
-Pantulan sempurna (reflecting), tenaga microwave dipantulkan.

Gambar 5a. Gelombang datang, dipantulkan dan diteruskan dengan redaman.

 Gambar 5b. Gelombang datang dihamburkan saat proses pemantulan.

Akibat adanya redaman, maka signal yang sampai ke-penerima akan menjadi lemah.
Akibat dari adanya hamburan, penerima dapat menerima signal meskipun tidak dalam kondisi LOS.
Gambar 2 menunjukkan kalau penerima (Rx) menerima daya dari LOS dan dari pantulan puncak gedung dan pantulan dari pesawat terbang. Atau penerima akan menerima daya LOS + daya pantulan gedung + daya pantulan pesawat terbang. Karena kecepatan gelombang elektromagnit yang sama dengan kecepatan cahaya, maka LOS dan pantulan akan datang di Rx dalam waktu yang bersamaan meskipun jaraknya tidak sama. Jarak tempuh yang tidak sama ini yang akan membuat dalam waktu yang sama phase daya LOS + phase daya pantulan puncak gedung + phase daya pantulan pesawat terbang saling menjumlah secara aljabar dengan hasil:
(daya LOS + daya pantulan puncak gedung + daya pantulan pesawat terbang) > (daya LOS) bila semua dalam keadaan se-phase.

Contoh:
Perhatikan Gambar 1 dan Gambar 2.
Di Rx pada waktu = t
Dari LOS diterima A(t) = Am Sin 0
Dari Pantulan Pesawat Terbang diterima A(t) = A1 Sin 0
Dari Pantulan Puncak Gedung diterima A(t) = A2 Sin 0
Maka kalau dijumlah akan didapat hasil yang lebih besar karena se-phase.

(daya LOS + daya pantulan puncak gedung + daya pantulan pesawat terbang)< (daya LOS) bila daya yang datang tidak se-phase. Kondisi seperti ini dapat berakibat didalam satu area tertutup ada bagian yang merupakan blank spot.

Contoh:
Di Rx pada waktu = t
Dari LOS diterima A(t) = Am Sin 0
Dari Pantulan Pesawat Terbang diterima A(t) = A1 Sin 190 (phase negatip)
Dari Pantulan Puncak Gedung diterima A(t) = A2 Sin 290 (phase negatip)
Maka kalau dijumlah akan didapat hasil yang lebih kecil karena berbeda phase.

Spektrum Microwave.
Wifi menggunakan pembagian frekuensi terhadap Kanal (Chanel) seperti pada Gambar 6. Pembahasan setiap Kanal ditampilkan seperti Gambar 7.
Setiap pemancar (Tx) akan memancarkan carrier atau gelombang pembawa yang bekerja pada frekuensi tertentu, yang disebut Center Carrier atau disingkat “fo”. Center Carrier inilah yang memiliki daya paling besar dan dipancarkan. Karena ditumpangi oleh informasi (data) maka Carrier akan membengkak ke-arah kanan (disebut frekuensi Upper Side Band atau fUSB) dan ke-arah kiri (disebut frekuensi Lower Side Band atau fLSB). Jarak antara kanan dan kiri disebut Carrier Bandwidth atau ∆f.

 

 Gambar 6. Spektrum Wireless LAN ISM Band 2,4 GHz.

Gambar 7. Spektrum untuk satu Kanal. Contoh Kanal 1.

Dari tampilan Gambar 7 didapat
Center Carrier atau disingkat “fo” = 2,412 GHz.
Upper Side Band atau fUSB) = 2,423 GHz.
Lower Side Band atau fLSB) = 2,401 GHz.
Carrier Bandwidth atau ∆f = 2,423 – 2,401 = 0,021 GHz. atau biasa disebut ∆f = 20 MHz.
Ditempat yang hanya selebar ini di-upayakan dengan berbagai cara di-tumpangkan (dimodulasikan) data digital se-banyak-banyaknya.

Contoh:
Wifi Unifi Enterprise dengan standar 802.11 b/g/n mampu mendukung jenis modulasi:
DSSS, OFDM dan MIMO-OFDM
Sebagai catatan penting:
Yang menumpang tidak dapat mempengaruhi sifat-sifat dasar yang ditumpangi.

Contoh (supaya tidak di-tipu oleh iklan):
Microwave bersifat Line of Sight.
Karena sistim modulasi maka gelombang Wifi dapat dibelokan.
Ini adalah pendapat yang sangat menentang kaidah fisika, jadi tidak benar.

Spektrum microwe yang dipancarkan oleh Wireless LAN, Wifi atau AP saat ini dapat dilihat keberadaannya disuatu lokasi dengan menggunakan aplikasi yang berjalan pada Smartphone atau Tablet.Umpamanya Aplikasi Wifi Analyzer yang dapat di-unduh gratis di Google. Aplikasi tersebut apabila dijalankan akan menampilkan (se-olah2) spektrum frekuensi yang digunakan oleh perangkat Wireless LAN.

Gambar 8. Aplikasi Wifi Analyzer yang digunakan pada Smartphone.

Aplikasi ini digunakan ditujukan untuk para Tehnisi lapangan guna memonitor Kanal-kanal aktif dilingkungan yang sedang di-survey. Predikat “analyzer” sebenarnya sangat dangkal untuk dipakai sebagai sebuah alat ukur. Namun untuk melihat Kanal yang sedsng aktif digunakan, besarnya signal yang ditangkap, kemungkinan interferensi yang ada, fluktuasi signal setiap saat, aplikasi sederhana ini cukup memadai.
Berbeda dengan software Acrylic Wifi Home, yang hanya berjalan di komputer, aplikasi ini lebih baik dan hampir mendekati kebenaran.

Gambar 9. Tampilan Aplikasi Acrylic di Laptop

Gambar 9. Menunjukan tampilan pengukuran yang dilakukan oleh aplikasi yang lebih baik Acrylic Wifi Home. Dengan menggunakan aplikasi Acrylic ini dapat ditemukan adanya customize setting dua buah Wifi yang menggunakan sampai 2 kanal sekali gus untuk transmisinya. Apabila dianalisa lanjut dapat diperbesar seperti pada Gambar 10a dan 10b.

 

Gambar 10a. Wifi yang menempati Kanal 2 dan 6

 

Gambar 10b. Wifi yang menempati Kanal 7 dan 11.