5
BAB II LANDASAN TEORI
II. 1. Jenis dan Standar dari Wireless Local Area Network Wireless Local Area Network (WLAN) merupakan salah satu teknologi alternatif yang relatif murah dibandingkan dengan menggunakan infrastruktur kabel. Wirelees Fidelity (Wi-Fi) adalah nama yang diberikan oleh Wi-Fi Alliance untuk mendeskripsikan produk Wireless Local Area Network (WLAN) yang berdasarkan standar Institute of Electrical and Electronics Enginerrs (IEEE) 802.11. Tabel 2.1 menjelaskan beberapa jenis-jenis standar IEEE 802.11. Tabel 2.1. Jenis-Jenis Standar IEEE 802.11 Varian 802.11a
Deskripsi WLAN yang beroperasi pada 5 Ghz, data rate 54 Mbps, dipublikasikan tahun 1999.
802.11b
Dikenal juga sebagai Wi-Fi. Beroperasi pada 2.4 GHz, data rate sampai 11 Mbps. Dipublikasikan pada tahun 1999.
802.11c
Ada dokumentasi prosedur MAC 802.11
802.11d
Ada definisi dan kebutuhan dari standar 802.11 untuk dapat beroperasi di negara yang belum ada standarnya
802.11e
Dibuat untuk memperbaiki MAC 802.11 untuk meningkatkan QoS. Perbaikan pada kapabilitas dan efisiensi ditujukan untuk aplikasi seperti suara atau video melalui jaringan wireless 802.11
802.11f
Ada sarana untuk mengimplementasikan konsep 802.11 tentang AP dan distributed system (DS). Meningkatkan kompatibilitas antara peralatan AP dari vendor yang ada
802.11g
Kecepatan lebih tinggi dari standar 802.11b tetapi tetap menjaga kompatibilitas dengan peralatan 802.11b yang sudah ada. Target data rate 20 Mbps.
802.11h
Memperbaiki MAC 802.11 dan 802.11a untuk menyediakan manajemen jaringan dan pengendalian daya dan spektrum pada pita 5 GHz.
802.11i
Meningkatkan mekanisme keamanan dan autentikasi pada standar 802.11
802.1x
Untuk meningkatkan keamanan 802.11
5
6
IEEE 802.11g adalah sebuah standar jaringan nirkabel yang bekerja pada frekuensi 2,45 GHz dan menggunakan modulasi OFDM. Standar ini menggunakan modulasi sinyal OFDM sehingga lebih resistan terhadap interfensi dari pada gelombang lainnya, diantaranya adalah: Direct Interference Direct interference disebabkan oleh perangkat-perangkat 802.11 lain yang beroperasi pada frekuensi atau kanal yang sama dalam satu area. Indirect Interference Indirect Interference disebabkan oleh perangkat-perangkat selain 802.11 tetapi bekerja pada spektrum frekuensi yang sama. Path Interference Path interference dibagi dalam 4 kategori : reflection, refraction, diffraction, dan scattering. Frekuensi radio memiliki kecenderungan yang kuat untuk dipantulkan oleh benda-benda logam, cermin, dan benda keras lainnya. Line of Sight Interference Disebabkan oleh penyerapan sinyal oleh benda-benda yang dilaluinya .
Layer fisik adalah bagian dari IEEE 802.11g yang didefinisikan sebagai penghunbung antara WLAN dengan medium radio. Pada bagian ini akan dibahas mengenai hal-hal yang berkaitan dengan layer fisik sebagaimana yang didefinisikan pada IEEE 802.11g.
II.1.1. Frekuensi Frekuensi yang digunakan oleh WLAN adalah frekuensi ISM (Industrial, Sientific, Medical) unlicensed band, dimana pada frekuensi ini tidak memerlukan izin dari pemerintah sehingga dapat digunakan oleh masyarakat tanpa dikenakan biaya lisensi. IEEE 802.11g bekerja pada rentang frekuensi 2,4 – 2,483 GHz.
7
II.1.2 Channel Frekuensi kerja IEEE 802.11g dibagi menjadi beberapa channel dengan rentang jarak 5 MHz. Setiap channel memiliki lebar bandwidth sebesar 20 MHz. Alokasi frekuensi untuk masing-masing channel berdasarkan regulatori domain dapat terlihat pada table 2.2 berikut ini. Tabel 2.2 High Rate PHY Frequency Channel Plan Channel
Frekuensi
Regulatory domain
Identifier
(MHz)
Amerika
EMEA
Jepang
Lainnya
1
2412
X
X
X
X
2
2417
X
X
X
X
3
2422
X
X
X
X
4
2427
X
X
X
X
5
2432
X
X
X
X
6
2437
X
X
X
X
7
2442
X
X
X
X
8
2447
X
X
X
X
9
2452
X
X
X
X
10
2457
X
X
X
X
11
2462
X
X
X
X
12
2467
-
X
X
X
13
2472
-
X
X
X
14
2484
-
-
X
-
Pada tabel 2.2 terlihat bahwa masing-masing regulatori domain memiliki banyak kesamaan, kecuali pada Amerika sampai 11 channel dan jepang sampai pada channel 14 saja. Untuk menghindari interferensi, khususnya untuk daerahdaerah yang menggunakan banyak channel diperlukan jarak frekuensi tengah minimal 25 MHz.
II.1.3. Modulasi dan Bit Rate Bit Rate yang dimiliki standarisasi IEEE 802.11g adalah 6 Mbps, 9 Mbps, 12 Mbps, 18 Mbps, 24 Mbps, 36 Mbps. 48 Mbps, dan 54 Mbps, untuk
8
melakukan proses tersebut standarisasi IEEE 802.11g menggunakan modulasi Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) pada frekuensi 5 GHz.
II. 2. Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) merupakan teknik mudulasi untuk komunikasi wireless broadband yang bagus karena tahan melawan frekuensi selective fading, interferensi narrowband dan efisien menghadapi multi-path delay spread. Untuk mencapai hal tersebut, OFDM membagi aliran data high-rate mejadi aliran rate yang lebih rendah, yang kemudian dikirimkan secara bersama pada beberapa sub-carrier. OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) merupakan teknik modulasi multicarrier, dimana antar subcarriernya satu dengan yang lain saling ortogonal. Karena sifat ortogonalitas ini, maka antar subcarrier yang berdekatan bisa dibuat overlapping tanpa menimbulkan efek intercarrier interference (ICI). Hal ini akan membuat sistem OFDM mempunyai efisiensi spektrum yang lebih tinggi jika dibandingkan dengan teknik modulasi multicarrier konvensional.
Gambar 2.1. Spektrum OFDM
Konsep dari OFDM adalah membagi data rate sinyal informasi wideband menjadi deretan data paralel dengan data rate yang lebih rendah sehingga akan didapatkan deretan paralel sinyal dengan data rate rendah (narrowband), kemudian data-data paralel tersebut dimodulasi dengan subcarrier yang saling ortogonal. Hal ini merupakan salah satu keuntungan dari penggunaan OFDM, karena kanal yang semula bersifat frequency selective fading akan dirasakan
9
seperti kanal flat fading oleh masing-masing subcarrier, sehingga distorsi sinyal akibat perlakuan kanal multipath fading menjadi berkurang.
II.3. Faktor-faktor Pendukung Perancangan WLAN (Hotspot) Suatu Hotspot merupakan suatu tempat dimana tersedianya koneksi jaringan tanpa kabel (wireless). Para pemakai harus menggunakan perangkat tanpa kabel yang kompatibel untuk melakukan akses internet atau intranet seperti telepon genggam, PDA, Laptop atau notebook, ataupun dengan menggunakan komputer yang dilengkapi dengan WLAN card yang kompatibel maupun perangkat komunikasi lainnya yang mendukung teknologi tersebut.
II.3.1. Komponen Penyusun Hotspot Adapun komponen penyusun hotspot antara lain: •
Mobile Stations
•
Access Point
•
Switch, Router, Network Access Component
•
Web Server
•
AAA Server
•
Internet Service Provider.
II.3.1.1. Mobile Stations Mobile Stations merupakan perangkat pengguna (telepon genggam, PDA, laptop atau notebook, komputer dengan wireless card) yang terhubung pada jaringan hotspot.
II.3.1.2. Access Point Access point merupakan penyedia layanan akses tanpa kabel ke jaringan hotspot yang merupakan hubungan langsung antara jaringan hotspot dengan perangkat pengguna.
10
II.3.1.3. Switch, Router, Network Access Component Switch, Router, Network Access Component merupakan penyedia beberapa ports untuk koneksi dari acces point dan komponen jaringan lainnya ke backhaul hotspot dan perangkatnya ke intranet maupun internet.
II.3.1.4. Web Server Web Server merupakan komponen jaringan yang menyediakan akses ke halaman login hotspot.
II.3.1.5. AAA Server AAA Server merupakan komponen jaringan yang menyediakan layanan dan mengontrol pengguna serta akses perangkat ke hotspot.
II.3.1.6. Internet Service Provider (ISP) Internet Service Provider (ISP) merupakan komponen yang menyediakan koneksi internet. Wireless Internet Service Provider (WISP) merupakan ISP dengan servis tanpa kabel
II.3.2. Lingkungan Hotspot Beberapa faktor yang perlu diperhatikan dalam menentukan tipe dari linkungan hostpot yang akan dibuat, yaitu : luas lokasi, jumlah user secara simultan, dan faktor penghambat jaringan wireless seperti partisi dan lain-lain.
II.3.2.1. Luas lokasi Luas lokasi adalah kunci faktor utama yang perlu diperhatikan. Faktor utama ini menentukan berapa banyak Access Point (AP) yang akan digunakan, selain jumlah user. Sebuah access point biasanya dapat menjangkau 300 kaki kesegala arah. Untuk mencangkup coverage area yang sangat luas sekali dibutuhkan lebih dari satu access point.
11
II.3.2.2. Jumlah User Faktor kedua dalam merancang hotspot adalah jumlah user. Jumlah user akan menentukan seberapa besar bandwidth yang dibutuhkan agar dapat melayani semua user secara maksimal. Misalkan seorang user membutuhkan bandwidth minimal sebesar 100 kbps, dan diperkirakan akan terdapat lima user yang akan melakukan koneksi internet secara bersamaan, makan bandwidth yang dibutuhkan untuk konektivitas hotspot tersebut sebesar 500 kbps. Jumlah user pada suatu coverage area menentukan banyaknya access point yang akan digunakan, hal ini bergantung pada kemampuan access point tersebut. Untuk area yang banyak diakses oleh banyak user. Sebuah access point dapat men-cover 20-25 user dalam suatu coverage area.
II.3.2.3. Faktor Penghalang/Penghambat Faktor ketiga dalam merancang hotspot adalah faktor penghalang jaringan wireless seperti partisi ruangan, furnituture, dan lain-lain.
II.3.3. Perhitungan Jumlah Access Point dan Link Budget II.3.3.1. Perhitungan Jumlah Access Point Untuk menghitung jumlah Access Point dapat dilakukan dengan 2 cara yaitu dari kapasitas dan bandwidth/user yang digunakan dan coverage area yang direncanakan .
Berdasarkan kapasitas dan bandwidth :
N AP =
BWuser xNuser x% Activity % Efficiencyxrateassociation
….. (2.1)
Dimana : NAP
: Jumlah AP yang diperlukan untuk melayani kapasitas yang diperlukan
12
BW user
: Bandwidth yang diperlukan per user
•
Bandwidth tiap user diperoleh dari :
Datarate 2 BW tiap user =
•
∑ user
….. (2.2)
Jumlah User diperoleh dari persamaan berikut :
∑ user
=
Throughputaktual throughputtiapuser
….. (2.3)
N user
: Jumlah user diarea tersebut (keseluruhan)
% Activity
: Jumlah user yang aktif pada saat bersamaan
% Eficiency
: Efisiensi channel yang ditunjukkan sebagai rasio dari rate yang sebernarnya terhadap association rate.
Berdasarkan coverage area yang direncanakan : N AP =
Ctotal CAP
…… (2.4)
Dimana : NAP
: Jumlah Access Point yang diperlukan
C Total
: Total area yang akan di cover
CAP
: Coverage untuk satu AP dengan power maksimum.
II.3.3.2. Perhitungan Link Budget Link budget merupakan metode yang digunakan untuk menghitung parameter suatu link transmisi. Dalam link budget dilibatkan beberapa parameter dan biasanya link budget menghitung loss suatu link transmisi untuk kondisi tertentu.
13
Maximum Allowable Path Loss (MAPL) merupakan batas maksimum redaman yang diperbolehkan agar konektivitas antara user dan access point yang terbentuk masih dalam keadaan baik.
MAPL = Tx power – Rx sensitivity – other losses
…… (2.5)
Sebuah bangunan terbentuk dari atas partisi dan pembatas yang membentuk struktur dalam dan luar bangunan. Pembatas bangunan bisa bermacam-macam bergantung pada jenis bangunan tersebut. Soft partition adalah pembatas ruangan yang dapat dipindah-pindah (removable) dimana bagian atasnya tidak menyentuh langit-langit.
Loss propagation radio antar lantai pada sebuah bangunan ditentukan oleh jenis konstruksi yang menyusun setiap lantai, lingkungan luar disekitar gedung, dan bahan-bahan pembentuk gedung. Partition path loss dapat didefinisikan sebagai berikut:
4πR L (R ) = 20 log + p × AF ( soft − partition ) + q × AF (concrete − wall ) + X σ λ ...... (2.6) dimana : p
= Jumlah soft partition antara transmitter dan receiver
q
= Jumlah concrete wall antara transmitter dan receiver
λ
= Panjang gelombang (m) =0,125
Xσ
= Standar deviasi = 14,1 dB ( in building soft partition )
AF
= 1.39 untuk soft partition
AF
= 2.38 untuk concrete wall
II.3.4. Kualitas Sinyal Data yang didapatkan dari hasil pengukuran berupa kuat sinyal (RSL) sangat dipengaruhi oleh lokasi titik tempat pengukuran dilakukan. Semakin jauh jarak antara Access Point (Tx) dan user (Rx) maka kualitas sinyal akan semakin
14
menurun. Begitu juga semakin banyak dinding/ sekat antara Access Point (Tx) dan user (Rx) maka kualitas sinyal akan semakin menurun, hal ini disebabkan karena redaman/ loss yang terjadi semakin besar. Redaman/ Loss yang terjadi rumuskan sebagai berikut : RSL = EIRP – Lpropagasi + GRX – LRX
…….. (2.7)
dimana : EIRP = Effective Isotropic Radiated Power (dBm) EIRP merupakan besaran yang menyatakan kekuatan daya pancar suatu antena dapat dihitung dengan rumus : EIRP = Ptx + Gtx – Ltx dimana : PTX = daya pancar (dBm) GTX = penguatan antena pemancar (dB) LTX = rugi-rugi pada pemancar (dB) Lpropagasi = rugi-rugi gelombang saat berpropagasi (dB) GRX = penguatan antena penerima (dB) LRX = rugi-rugi saluran penerima (dB)
