BAB II SISTEM KOMUNIKASI NIRKABEL. Sistem komunikasi nirkabel adalah sistem komunikasi tanpa kabel

BAB II SISTEM KOMUNIKASI NIRKABEL

2.1 Pendahuluan Sistem komunikasi nirkabel adalah sistem komunikasi tanpa kabel. Merupakan sistem komunikasi yang berkembang dengan pesat seiring dengan permintaan pelanggan. Akses untuk sistem komunikasi ini ada dua yaitu fixed dan mobile. Masing-masing memiliki teknologi tersendiri seperti untuk fixed : infrared, LMDS, MMDS, DCS1800 dan untuk mobile: GSM, CDMA, dan AMPS dan masih banyak teknologi yang lainnya. Sistem komunikasi ini menggunakan media udara untuk pentransmisiannya sehingga tidak terlepas dari teknik propagasi. Sistem komunikasi ini memiliki dua arsitektur yaitu point-to-point (PTP) dan point-to-multipoint (PTMP). Point-to-point (PTP) dikenal juga dengan nama leased lines, yaitu merupakan komunikasi antara dua lokasi misalnya komunikasi antar sebuah kantor cabang dengan kantor perwakilan dalam satu daerah seperti terlihat dalam Gambar 2.1 :

(a)

(b)

Gambar 2.1 (a) Arsitektur Point-to-Point (b) Point –to- Multipoint

Point-to-Multipoint (PTMP) sering disebut sebagai access point (AP) atau nirkabel access point (WAP). Merupakan komunikasi antara satu sumber dengan banyak pelanggan, misalnya sebuah Internet Service Provider (ISP) yang mengirimkan akses internet keberbagai warung internet.

Rudianto Harianja/TE/Telekomunikasi/USU/[email protected]

2.1.1

Evolusi Sistem Nirkabel Seiring dengan meningkatnya permintaan terhadap layanan sistem

komunikasi yang baru dan berbeda sangat membutuhkan spektrum frekwensi radio pada frekwensi yang lebih tinggi. Dengan alasan tersebut maka muncullah beberapa layanan yang menggunakan band frekwensi seperti Very High Frequency (VHF) (30–300 MHz), Ultra High Frequency (UHF) (300–3,000 MHz), and Super High Frequency (SHF) (3–30 GHz). Adapun jenis-jenis band frekuensi komunikasi nirkabel adalah seperti yang terdapat dalam Tabel 2.1 : Tabel 2.1 Band Frekwensi Nirkabel Band Frekuensi Extremely Low Frekwensi(ELF)

Range Frekuensi

Range Panjang Gelombang

< 30 kHz

> 100.000 m

3 – 30 kHz

100.000 – 10.000 m

30 – 300 kHz

10.000 – 1.000 m

300 – 3000 kHz

1.000 – 100 m

3 – 30 MHz

100 – 10 m

Very High Frekwensi (VHF)

30 – 300 MHz

10 – 1 m

Ultra High Frekwensi (UHF)

300 – 3000 MHz

1 – 0.1 m

Super High Frekwensi (SHF)

3 – 30 GHz

10 – 1 cm

Extra High Frekwensi (EHF)

30 – 300 GHz

1 – 0.1 cm

Very Low Frekwensi (VLF) Low Frekwensi (LF) Mediumwave Frekwensi (MF) High Frekwensi (HF)

Frekuensi rendah dan frekuensi tinggi berbeda dalam hal propagasi. Untuk frekuensi rendah dan medium dipancarkan dengan gelombang elektro magnetik melalui

permukaan bumi sampai ke lapisan atmosfer sehingga disebut

gelombang tanah. Sementara pada HF dan frekuensi yang lebih tinggi juga tetap menggunakan gelombang tanah namun atenuasinya sangat besar sehingga untuk jarak jauh sangat tidak memungkinkan. Mekanisme propagasi pada frekuensi ini


lebih didominasi oleh gelombang langit atau gelombang yang dipropagasikan melalui atmosfer.

2.1.2

Diagram Blok Sistem Komunikasi Nirkabel Proses perancangan untuk sistem komunikasi pita lebar nirkabel

membutuhkan suatu perencanaan yang rumit dan perhitungan untuk memprediksi kinerja dari sistem itu sendiri sebelum dibangun. Diagram blok ini mungkin dapat digunakan sebagai dasar pengukuran yang akurat, sebagai contoh dalam pengukuran radiasi directional pada antena yang digunakan, atau prediksi level dan karakteristik lain yang sampai kepada penerima. Semua sistem komunikasi nirkabel dapat digambarkan melalui diagram blok dasar yang ditunjukkan oleh Gambar 2.2.

Gambar 2.2 Diagram Blok Dasar Sistem Komunikasi Nirkabel Pada gambar dapat dilihat bahwa komunikasi dimulai dengan adanya sumber informasi yang dapat berupa suara, video, e-mail, gambar, maupun data dalam berbagai bentuk. Perangkat transmitter mengubah informasi menjadi format signaling ( Coding dan Modulasi ) dan amplifier untuk menaikkan level daya yang dibutuhkan untuk mencapai penerima dengan baik. Antena transmisi mengubah daya yang keluar dari transmitter menjadi gelombang elektromagnetik


yang dipropagasikan ke arah yang di orientasikan oleh antena. Kanal propagasi bukanlah sebuah kanal fisik tetapi hanya mempresentasikan atenuasi, variasi, dan distorsi

lain

yang

mempengaruhi

gelombang

elektromagnetik

selama

dipropagasikan melalui antena transmisi sampai kepada antena penerima. Pada waktu pengiriman informasi dari antena pemancar ke antena penerima, pasti terjadi interferensi yang dapat mengurangi kualitas transmisi. Interferensi bisa saja diakibatkan oleh pengaruh gelombang elektromagnetik, pengaruh frekuensi yang berdekatan dengan sistem itu sendiri dan juga pengaruh penggunaan kanal frekuensi bersama. Antena penerima akan menerima informasi yang dipancarkan namun tidak sebaik yang dipancarkan oleh pengirim informasi karena pengaruh interferensi tersebut. Antena penerima akan meneruskan ke perangkat penerima, tetapi sinyal itu masih mengandung noise yang diakibatkan oleh interferensi sinyal dan juga noise yang terjadi karena pengaruh temperatur. Sinyal yang masuk ke perangkat penerima masih mengandung noise. Untung mengurangi pengaruh noise maka perlu dilakukan penguatan dan pemfilteran. Setelah melalui proses tersebut maka sinyal akan didemodulasi. Sinyal informasi yang telah didemodulasi akan diteruskan kepada penerima informasi melalui perangkat tertentu, bisa saja berupa speaker atau monitor. Akhirnya penerima informasi akan menerima informasi yang dikirimkan dengan kualitas yang baik.

2.2 Standar Sistem Komunikasi Nirkabel Banyak sistem komunikasi nirkabel broadband, khususnya sistem Private Microwave Point-to-Point menggunakan teknologi dan metode keteknikan sangat sedikit yang mematuhi aturan yang ditetapkan oleh ITU. Padahal aturan


pemakaiannya sudah dibuat untuk menertibkan persaingan komersil mereka. Standar-standar yang ditetapkan tersebut adalah :

2.2.1

Standar IEEE 802.11 IEEE 802.11 working group adalah adalah bagian dari IEEE 802

LAN/MAN Standards Committee (LMSC), yang beroperasi dibawah naungan IEEE, yaitu perusahaan profesional terbesar di dunia. Standard asli IEEE 802.11 disediakan untuk jaringan nirkabel pada band ISM yang menyediakan kecepatan data 1-2 Mbps. Kecepatan ini tentunya kurang dari jaringan ethernet yang biasanya bekerja pada 10 sampai 100 Mbps dan dapat dikembangkan dengan biaya peralatan yang murah. Untuk mengembangkan kemampuan jaringan nirkabel ini maka dimulailah dua proyek tambahan. Proyek IEEE 802.11b tepatnya dimulai sebelum 1997 setelah proyek 802.11a. Standard ini selesai dan diterbitkan pada tahun 1999 yang menyediakan jaringan nirkabel beroperasi pada kecepatan 11 Mbps menggunakan band 2,4 GHz ISM. Dengan hadirnya standard ini maka band yang 2,4 GHz tersebut dibagi menjadi enam kanal, masing-masing 15 MHz. Level daya dari standar ini dibatasi sampai mW, dan menggunakan teknologi spread spektrum diijinkan untuk mengurangi interferensi berbahaya kapada pemakai lain. Untuk magatur akses oleh pemakaian yang sangat banyak, disediakan pendekatan collision sense multiple access (CSMA) untuk berbagi kanal. Standard IEEE 802.11a juga diselesaikan dan di terbitkan pada tahun yang sama. Standar ini menyediakan operasi pada 5 GHz dengan menggunakan modulasi OFDM. Menggunakan kanal 20 MHz, dan kecepatan sampai 54 Mbps serta memakai teknologi multiple acces CSMA. Standar yang terbaru dari komite


ini adalah 802.11g, dimana kecepatan datanya lebih baik dari 802.11b tetapi masih menggunakan band 2,4 GHz.

2.2.2

Standard IEEE 802.16 Standard ini disediakan untuk layanan Broadband Wireless Access(BWA)

dan juga masih merupakan bagian dari 802 LMSC. Awalnya diorganisasikan untuk layanan sistem fixed broadband yang beroperasi pada 11 GHz, 24 GHz DEMS (digital electronic messaging service), 28 GHz LMDS dan 38 GHz. Tujuannya adalah peningkatan kecepatan dari sistem sepanjang masih menguntungkan dari sisi standard marketing. Setelah itu muncul kembali standar 802.16a Wireless MAN yang juga merupakan standard Air Interface for Fixed Wireless Access System dan mencakup band pada 10 sampai 66 GHz. Standard ini dipublikasikan pada akhir tahun 2001. Untuk

standard

eropa

dikeluarkan

oleh

ETSI

(European

Telecommunications Standards Institute) yang mana pengalokasian band frekwensinya hampir sama dengan standard IEEE hanya saja berbeda dalam hal penamaan.

2.3 Teknik Modulasi Sistem Komunikasi Nirkabel Sinyal yang ditransmisikan memiliki tiga karakteristik yang paling mendasar yaitu frekuensi, amplitudo dan phasa. Karakteristik ini dapat diubahubah dengan sendirinya atau melalui kombinasi respon dari informasi yang akan ditransmisikan. Pada sistem komunikasi nirkabel lebih cocok digunakan teknik modulasi digital untuk memodifikasi frekuensi, phasa, dan amplitudo informasi yang dikirimkan. Menurut terminologi sistem digital sekarang ini (telegraph dan


radio mores code), prosesnya dinamakan ”keying” sehingga tipe modulasinya dapat di kumpulkan sebagai : a. ASK : Amplitudo Shift Keying, dimana amplitudo sinyal diubah sepanjang level amplitudo sinyal pembawa untuk menyatakan pola bit. Ini meliputi bentuk paling sederhana, on-off keying (OOK), yang mana sinyal dihidup-matikan (dari amplitudo maksimum sampai amplitudo nol) sebagai respon pola bit. OOK ini biasanya digunakan oleh sistem free space optic. b. FSK: Frekwensi Shift Keying, yang mana frekuensi sinyal informasi diubah menurut frekuensi pembawa sebagai pola bit. c. PSK: Phase Shift Keying, dimana phasa dari sinyal informasi diubah menurut phasa pembawa untuk menyatakan pola bit. Banyak variasi metode modulasi yang diperoleh dari bentuk dasar diatas. Sebanyak jumlah level amplitudo, frekuensi, dan phasa yang diperoleh dari gelombang pembawa bertambah, lebih banyak lagi jumlah bit informasi yang dapat kita sampaikan dengan satu state bentuk gelombang. Hal ini dapat dinyatakan dengan persamaan : n = log2 (M) atau M= 2n dimana M adalah jumlah state sinyal satu buah simbol dan n adalah jumlah bit informasi yang dapat kita kirimkan. Pita lebar nirkabel menggunakan teknik modulasi seperti sistem nirkabel umumnya ( cellular dan aplikasi radio mobile lainnya) yaitu menggunakan teknik modulasi BPSK, QPSK, /4-DQPSK, 16QAM, 64QAM, 256QAM dan OFDM.


2.3.1

BPSK, QPSK dan

/4-DQPSK

Dua metode modulasi yang paling sederhana dan sempurna adalah binary phase shift keying dan quadrature phase shift keying. Sesuai dengan namanya, BPSK menyatukan antara dua state phasa untuk menyampaikan pola bit, sedangkan QPSK menyatukan empat state phasa. Kontalasi sinyal dari kedua tipe ini akan ditunjukkan oleh Gambar 2.3 .

Gambar 2.3 (a) Konstalasi Sinyal BPSK (b) Konstalasi Sinyal QPSK BPSK dapat mengalami perubahan state phasa pada nilai 0o dan 180o . QPSK dapat memiliki perubahan state phasa pada nilai 45o, 135o, 225o dan 315o. Karena masing-masing state phasa untuk QPSK membawa dua bit informasi, data yang dipakai dengan QPSK dapat dikodekan sehingga phasa yang bersebelahan berbeda satu bit seperti yang ditunjukkan oleh Gambar 2.3 (b). Sangat memungkinkan adanya deteksi kesalahan dihasilkan pada phasa yang bersebelahan (tidak dua state phasanya), pendekatan encoding ini berarti bahwa sebuah simbol mengalami kesalahan dihasilkan pada satu bit kesalahan bukannya dua bit. Tipe pengkodean ini dinamakan Gray coding. Dari Gambar 2.3 (b) jelas bahwa pola bit transisi akan menyebabkan vektor sinyal menuju nol (contohnya: 00 ke 11), akan menyebabkan amplitudo pembawa menuju nol. Transisi amplitudo pembawa yang menuju nol akan menyebabkan interferensi kanal pada state yang bersebelahan. Untuk mengatasi hal ini, tipe QPSK yang disebut

/4-


DQPSK digunakan pada pola 2-bit disampaikan oleh transisi phasa antara delapan state phasa (dengan perbedaan phasa

/4). Bit yang ditransmisikan

dideteksi oleh phasa yang berbeda dari satu simbol ke simbol berikutnya sehingga disebut diffrential QPSK atau DQPSK. Urutan bit yang menyatakan perubahan phasa ditunjukkan oleh Tabel 2.2 : Tabel 2.2 Urutan Pola Bit DQPSK[11] Pola Bit

2.3.2

Transisi Phasa

00

/4

01

/4

10

/4

11

+3 /4

Modulasi 16QAM, 64QAM, 256QAM Jumlah bit setiap simbol yang ditransmisikan oleh BPSK dan QPSK

tidaklah peka terhadap bandwidth yang diberikan. Untuk meningkatkan kecepatan data, simbol yang mengirimkan lebih banyak bit informasi dengan state konstalasi sinyal yang lebih banyak sangat dibutuhkan. Tipe modulasi yang dikenal sebagai quadrature amplitude modulation (QAM) biasanya dipilih untuk memancarkan simbol yang memiliki efisiensi yang lebih tinggi. Gambar 2.4 mengilustrasikan konstalasi sinyal untuk keluarga QAM ini yaitu 16QAM, 64QAM. Konstalasi sinyal untuk 256QAM sama dengan 64QAM.

Gambar 2.4 Konstalasi sinyal (a) 16QAM (b) 64QAM


Dari konstalasi tersebut dapat dilihat bahwa adanya hubungan antar QPSK dan QAM. QPSK dapat dikatakan adalah anggota dari kelompok QAM dan disebut dengan 4QAM karena bisa dibangkitkan menggunakan modulator yang sama dengan modulator QAM yaitu in-phase/quadrature (I/Q) modulator. Keempat konstalasi simetris ini memiliki efisiensi pentransmisian simbol antara 2 bit/simbol sampai 8 bit/simbol.

2.3.3

OFDM (Orthogonal Frekwensi Division Multiplexing) OFDM adalah metode modulasi multicarrier yang menggunakan sejumlah

pembawa ( subcarrier), yang masing-masing bekerja dengan kecepatan data yang rendah[9]. Bekerja bersamaan, komposisi data pada semua subcarrier dapat dibandingkan dengan kecepatan data sebenarnya menggunakan modulasi dasar yang sama pada kecepatan data yang lebih tinggi tetapi dengan pembawa tunggal pada kanal bandwidth yang sama. Keuntungan utama dari OFDM ini adalah bahwa durasi simbol dapat lebih lama sehingga dapat mengurangi kesalahan dari pengaruh intersymbol interferensi (ISI) dan juga dapat mengurangi waktu dispersi multipath. Spektrum Gelombang OFDM ditunjukkan oleh Gambar 2.5:

Gambar 2.6 Spektrum Gelombang OFDM


Gambar diatas adalah bentuk spektrum OFDM dengan

jumlah 16

subcarrier. Jumlah subcarrier ditentukan oleh total kecepatan data yang dibutuhkan dan delay maksimum tersebar yang akan dialami oleh kanal. Setiap subcarrier dapat dimodulasi menggunakan PSK atau QAM. Kesalahan kinerja dari sebagian subcarrier dapat diabaikan sepanjang subcarrier tetap dalam posisi orthogonal dan tidak ada interferensi antar subcarrier. OFDM juga sangat sensitif terhadap kesalahan frekuensi pembawa yang menggeser ke-orthogonalan antara subcarrier.

2.4 Teknik Akses Jamak (Multiple-access) Spektrum sistem komunikasi nirkabel

kira-kira mulai dari 150 kHz

sampai 100 GHz disegmentasikan dalam beberapa band yang dapat di rancang sesuai dengan jenis dari layanan nirkabel. Perancangan ini telah ditetapkan oleh International Telecommunication Union (ITU) dan berlaku untuk setiap basis yang ada di dunia ini. Pembagian spektrum frekwensi menjadi beberapa blok memungkinkan pemakaian secara serentak dan akses yang secara simultan dapat menyebabkan konflik antar pengguna sehingga mengakibatkan kualitas informasi yang diterima kurang baik. Namun dengan adanya teknik Frekwensi Division Multiple Access (FDMA) hal ini dapat diatasi tanpa adanya konflik frekuensi. Akses jamak maksudnya akses secara simultan terhadap frekuensi yang sama atau kanal yang sama dalam daerah yang sama oleh beberapa pengguna. Simultan maksudnya sistem digunakan secara terus menerus dan dalam waktu yang sesegera mungkin. Sistem yang tidak mengalami kinerja yang simultan dianggap memiliki QoS yang rendah ( Low Quality of Service)[4].


2.4.1

Duplexing Duplexing adalah metode yang digunakan untuk melengkapi komunikasi

dua arah antara terminal point-to-point atau antara jaringan Hub dengan sebuah terminal pengontrol[4]. Dua metode yang digunakan pada nirkabel pita lebar adalah Frequency Division Duplexing (FDD) dan Time Division Duplexing (TDD). FDD sekarang ini lebih luas digunakan pada fixed broadband Wireless. Dengan FDD beberapa frekuensi bekerja untuk mengontrol komunikasi antara downlik dan uplink. FDD digunakan pada semua komunikasi 1G, 2G, dan 3G sistem mobile. TDD menggunakan frekuensi yang sama untuk downlink dan uplink dalam komunikasi antara hub dan terminal pengontrol. TDD bisa dikatakan transmisi yang sangat sederhana karena operator mengirimkan pesan dan harus menunggu responnya tetapi sudah sangat lama digunakan yaitu sejak adanya telegraph sekitar 150 tahun yang lalu. TDD ini masih banyak digunakan pada komunikasi antara pesawat dengan bandara pada frekuensi yang sama untuk mengirimkan dan menerima pesan suara.

2.4.2

Frequency Division Multiple Access (FDMA) Melalui teknik akses jamak FDMA, spektrum yang diperoleh operator

sistem disegmentasikan kedalam kanal frekuensi. Sebuah kanal frekuensi atau yang dalam fisiknya kanal slot yang dikenal melalui frekuensi utamanya dan bandwidthnya. Ketika terminal pengontrol dibangun, atau inisialisasi komunikasi, kanal frekuensi bekerja untuk mendukung komunikasi antara hub dan terminal itu. Jika sistem menggunakan FDD, baik kanal uplink maupun downlink telah


bekerja. Tetapi jika menggunakan TDD, hanya kanal tunggal yang bekerja yaitu uplink saja atau downlink saja. Bandwidth slot frekuensi bisa seragam dan bisa juga bervariasi. Kanal FDMA ditunjukkan oleh Gambar 2.6

Gambar 2.6 Kanal FDMA dengan bandwidth yang berbeda FDMA adalah suatu metode akses jamak yang berdasarkan pembagian frekuensi. Teknologi FDMA membagi alokasi lebar pita spektrum frekuensi yang tersedia menjadi bagian-bagian kecil spektrum yang dialokasikan pada setiap penggunaannya sebagai sebuah kanal komunikasi. Dalam FDMA setiap pengguna yang sama hanya satu pengguna yang dapat memanfaatkan kanal frekuensi tersebut. Pada metode akses jamak ini, lebar pita sistem dibagi menjadi kanal-kanal dengan lebar pita tertentu. Pada sistem analog, biasanya 25 atau 30 KHz. Setiap satu kanal, menggunakan satu buah frekuensi pembawa yang dapat dipakai selama waktu pembicaraan. Teknologi FDMA digunakan pada sistem analog seperti AMPS, NAMPS, TACS. Sebagai contoh dalam AMPS menggunakan lebar kanal separasi 30 KHz, NAMPS 10 KHz, dan sistem TACS menggunakan 25 KHz.

2.4.3

Time Division Multiple Access (TDMA) TDMA adalah suatu metode akses jamak yang berdasarkan pada

pembagian waktu yang berbeda-beda, tetapi frekuensi yang sama. Pada metode


akses ini, tiap pemakai mengirim sinyal dalam waktu yang berbeda-beda, tetapi pada frekuensi yang sama. Seperti pada FDMA jika kapasitas maksimum telah tercapai maka pemakai lain tidak dapat mengakses sistem. Dalam TDMA setiap pengguna diberikan alokasi time slot tertentu sebagai sebuah kanal komunikasi pada potongan spektrum frekuensi yang telah dialokasikan sehingga aliran informasi tidak kontinu biasa. Teknologi TDMA tidak mengizinkan pengguna melakukan akses pada slot waktu yang telah diberikan pada pengguna lain sampai proses percakapannya selesai. Sebagai contoh sistem GSM membagi pembawa 200 KHz ke dalam slot waktu atau kanal. Pada saat ini sistem GSM memakai metode akses TDMA. Pemilihan TDMA didasarkan pada beberapa hal antara lain : 1. TDMA lebih mudah beradaptasi dengan transmisi data 2. TDMA dapat dipakai untuksel piko, mikro dan makro sel. Skematik slot waktu dtunjukkan oleh Gambar 2.7 :

Gambar 2.7 TDMA dengan Skematik Time Slot (TS) Jumlah kanal tergantung dari bandwidth per-kanal dan besar frekuensinya. Setiap kanal dibagi besar frekuensinya dengan range tertentu. Data yang dikirimkan dapat dibuat menjadi beberapa time slot (TS) dan setiap TS memiliki nilai waktu yang bebbeda untuk setiap kanal.


2.4.4

Code Division Multiple Access CDMA adalah suatu metode akses jamak yang berdasarkan pada

pembagian waktu yang berbeda-beda dibandingkan TDMA dan FDMA karena pemanfaatan kode-kode digital untuk membedakan satu pengguna dengan pengguna lainnya. CDMA adalah suatu metode akses jamak yang berdasar pada pembagian kode. Kode-kode digital ini dikenal dengan pseudorandom code sequence. Setiap kanal memiliki kode yang berbeda dan frekunsi yang berbeda. Hubungan antara kode, kanal dan frekuensi ditunjukkan oleh Gambar 2.8 : Kode

Kanal 3

f

Kanal 2 Kanal 1

t

Gambar 2.8 Code Division Multiple Access (CDMA) Pada CDMA kanal-kanal trafik dihasilkan melalui penandaan tiap pengguna dengan sebuah kode dalam sinyal pembawanya. Setiap kode ini yang menandai setiap pengguna kemudian dihamparkan satu sama lain dan secara simultan dikirimkan melalui sinyal pembawa. Pada akses jamak ini, setiap pemakai tidak dibatasi frekuensi ataupun slot waktu. Setiap pemakai mempunyai lebar pita yang sama dengan lebar pita sistem tersebut, sehingga setiap pemakai dapat mengakses sistem dalam waktu yang bersamaan. Caranya adalah dengan memberikan kode-kode ini sehingga setiap mobile station dengan mobile station yang lain dapat dibedakan.

2.5 Teknologi Sistem Komunikasi Nirkabel Sistem komunikasi nirkabel memiliki banyak teknologi yang berkembang sesuai dengan pertambahan waktu dan permintaan pelanggan yang menginginkan


suatu teknologi yang terbaru, terbaik, lebih efisien dan efektif. Adapun teknologi sistem komunikasi wireless akan dijelaskan seperti dibawah ini.

2.5.1

Bluetooth Bluetooth adalah sebuah teknologi komunikasi nirkabel (tanpa kabel) yang

beroperasi dalam pita frekuensi 2,4 GHz, unlicensed ISM (Industrial, Scientific and Medical) dengan menggunakan sebuah frequency hopping tranceiver yang mampu menyediakan layanan komunikasi data dan suara secara real-time antara host-host bluetooth dengan jarak jangkauan layanan yang terbatas[4]. Protokol bluetooth menggunakan sebuah kombinasi antara circuit switching dan packet switching. Bluetooth dapat mendukung sebuah kanal data asinkron, tiga kanal suara sinkron simultan atau sebuah kanal dimana secara bersamaan mendukung layanan data asinkron dan suara sinkron. Setiap kanal suara mendukung sebuah kanal suara sinkron 64 kb/s. Kanal asinkron dapat mendukung kecepatan maksimal 723,2 kb/s asimetris, dimana untuk arah sebaliknya dapat mendukung sampai dengan kecepatan 57,6 kb/s. Sedangkan untuk mode simetris dapat mendukung sampai dengan kecepatan 433,9 kb/s. Sebuah perangkat yang memiliki teknologi bluetooth nirkabel akan mempunyai kemampuan untuk melakukan pertukaran informasi dengan jarak jangkauan sampai dengan 10 meter (~30 feet), bahkan untuk daya kelas 1 bisa sampai pada jarak 100 meter. Sistem bluetooth terdiri dari sebuah radio transceiver, baseband link Management dan Control, Baseband (processor core, SRAM, UART, PCM USB Interface), flash dan voice code. sebuah link manager. Baseband link controller menghubungkan perangkat keras radio ke baseband processing dan layer


protokol fisik. Link manager melakukan aktivitas-aktivitas protokol tingkat tinggi seperti melakukan link setup, autentikasi dan konfigurasi. Sistem Bluetooth bekerja pada frekuensi 2.402GHz sampai 2.480GHz, dengan 79 kanal RF yang masing-masing mempunyai spasi kanal selebar 1 MHz, menggunakan sistem TDD (Time-Division Duplex). Secara global alokasi frekuensi bluetooth telah tersedia, namun untuk berbagai negara pengalokasian frekuensi secara tepat dan lebar pita frekuensi yang digunakan berbeda. Penggunaan spektrum frekuensi 2.4 GHz secara global belum diatur.

2.5.2

Infrared Teknologi infrared adalah teknologi pertama dan paling memasyarakat,

sudah sangat umum yang terdapat pada pengendali yang beredar di pasaran, misalnya remote televisi. Prinsip kerjanya sangat sederhana, processor kecil pada remote akan menterjemahkan penekanan tombol menjadi intruksi bahasa mesin (bilangan biner) yang dikirimkan melalui infrared ke TV. Dan data diubah kembali menjadi instruksi yg dikenal TV. Konsorsium yang mengatur dan megurusi infrared adalah IrDA (Infrared Data Associate), memiliki panjang gelombang sekitar 875 nm. Sinar yang dihasilkan dan dipancarkan didapatkan dari sebuah lampu LED biasa yang dapat diproduksi dengan sangat murah. Ada dua versi yaitu versi 1.0 memiliki kecepatan dari 0,576 hingga 115,2 kbps, sementara versi 2.0 memiliki kecepatan 0,576 hingga 1,152 Mbps.

2.5.3

Home Radio Frekuensi (HRF) Singkatan dari Home Radio Frequency. Didesain sebagai nirkabel LAN

yang digunakan khusus untuk di rumah. Hal ini berbeda dengan IEEE 802.11


yang didesain untuk bisnis. Salah satu keunggulan homeRF yang utama adalah masalah biaya. HomeRF lebih murah dari 802.11 dan standar-standar lainnya. Protokol ini berbasiskan frequency hopping dan mempergunakan gelombang radio untuk transmisi data. Protokol yang digunakan dalam HomeRF adalah SWAP (Shared Wireless Access Protocol). Di luar semua protokol yang disebutkan, sebagian dari pengguna komputer dan perangkat komunikasi lain banyak pula yang berpendapat bahwa bluetooth merupakan, salah satu standar nirkabel LAN. Sebenarnya tidaklah demikian. Bluetooth merupakan teknologi pengganti kabel yang dipromosikan oleh Ericsson, dengan bantuan dari Intel, Nokia, IBM, dan Toshiba. Standar ini menawarkan link point to point, namun tidak menawarkan dukungan native untuk IP. Dalam beberapa kasus seperti transfer data antar divais bergerak, bluetooth cocok digunakan, namun tidak sebagai WLAN.

2.5.4

WiFi (WirelesFidelity) Wireless Fidelity, teknologi ini pada awalnya untuk menghilangkan

keruwetan kabel dalam membangun sebuah jaringan computer, Wi-Fi bekerja pada frekuensi sama dengan Bluetooth yaitu pada 2,4 Ghz, namun bedanya Bluetooth menggunakan spread spectrum frequency hopping (SSFH), sedangkan Wi-Fi menggunakan direct sequence spread spectrum (DSSS), Intinya spread pada Wi-Fi akan lebih stabil dan tentunya lebih cepat dibandingkan dengan Bluetooth[5]. Wi-Fi memiliki kelemahan yang sangat mengangu seperti masalah keamanan yang dapat dibajak ditengah jalan, dan rentan terhadap konflik dengan perangkat lain dalam waktu yang bersamaan. Wi-Fi, dikenal dengan standar IEEE 802.11b, mulai luas dioperasikan dan beberapa operator di Amerika Serikat


mengope-rasikannya secara hot spot di berbagai lokasi seperti Bandar udara, kampus, hotel, coffee shop dll.

2.5.5

GPRS (General Packet Radio Service) Di dunia industri komunikasi bergerak (mobile), data bergerak dan

multimedia kini menjadi fokus pengembangan, dan GPRS ('General Packet Radio Service') menjadi kunci yang memungkinkan untuk meraih sukses di pasar. Alasannya adalah melalui GPRS, ledakan pertumbuhan layanan internet melalui jaringan kabel (telepon), sekarang dimungkinkan penyalurannya melalui komunikasi bergerak. Nortel Networks, Ericsson, Siemens, Nokia dan banyak industri telekomunikasi lainnya dalam publikasinya menyatakan telah mampu mengawinkan Web dengan telepon bergerak menggunakan teknologi GPRS yang kini mulai gencar ditawarkan kepada para operator GSM dan TDMA yang berminat memasarkan layanan internet nirkabel. GPRS merupakan sistem transmisi berbasis paket untuk GSM yang menggunakan prinsip 'tunnelling'. Ia menawarkan laju data yang lebih tinggi. Laju datanya secara kasar sampai 160 kbps dibandingkan dengan 9,6kbps yang dapat disediakan oleh rangkaian tersakelar GSM. Kanal-kanal radio ganda dapat dialokasikan bagi seorang pengguna dan kanal yang sama dapat pula digunakan secara berbagi (sharing) di antara beberapa pengguna sehingga menjadi sangat efisien. GPRS yang menggunakan teknologi tersakelar paket (packet switching) memungkinkan semua pengguna dalam sebuah sel dapat berbagi sumber-sumber yang sama; dengan kata lain para pelanggan menggunakan spektrum radio hanya ketika benar-benar mentransmisikan data. Efisiensi penggunaan spektrum pada akhirnya berarti kinerja yang lebih baik dan biaya yang lebih rendah. GPRS dapat


menawarkan laju data sampai 115 kbps atau lebih, dengan menggabungkan kanal-kanal dan menggunakan teknologi penyandian yang baru.

2.5.6

Fixed Wireless Access Teknologi nirkabel tetap merupakan sistem berbasis radio yang

memungkinkan kita untuk mengakses transmisi sinyal data melalui udara tanpa harus mempunyai koneksi fisik seperti kabel metal atau kabel fiber optik. Jaringan nirkabel dibangun dengan menempatkan sebuah base station pada beberapa tempat yang sesuai. Base station ini memungkinkan perusahaan fixed nirkabel menggunakan frekuensi microwave untuk menerima sinyal radio broadband melalui jaringan nirkabel. Radio gelombang mikro, dengan range frekuensi sekitar 1 Gigahertz (GHz) sampai 40 GHz, yang dipasangkan pada bagian base station dan pada bagian pelanggan. Konfigurasi jaringan akses nirkabel tetap terdapat pada Gambar 2.9 :

Gambar 2.9 Konfigurasi Fixed Wireless 2 Pelanggan Pada jaringan nirkabel tetap informasinya bisa berasal dari jaringan internet ataupun jaringan LAN/MAN/WAN yang dimanajemen di modul koneksi internet. Dari modul internet ini akan dihubungkan dengan sebuah pemancar melalui kabel koaksial atau serat optik, informasi yang dipancarkan akan dapat


diakeses oleh pelanggan yang membutuhkan. Sesama pelanggan juga dapat berhubungan satu sama lain.

2.5.7

Local Multipoint Distribution Service (LMDS) Local Multipoint Distribution Service (LMDS) adalah sistem komunikasi

Wireless broadband point-to-multipoint communication yang beroperasi sekitar 28 GHz sampai 31 GHz (tetapi di eropa bisa mencapai 40 GHz)yang dapat membawa informasi video, suara dan data dengan pemanfaatan lebar pita frekwensi sekitar 1GHz[10]. LMDS merupakan sistem komunikasi point to multipoint berbasis sel yang beroperasi pada rentang 28 GHz sampai 31 GHz atau bergantung lisensi di suatu negara dengan bandwidth yang tersedia sebesar 1GHz hingga 3 GHz. LMDS dapat menyediakan layanan suara, data, internet, dan video secara bidirectional. Sebagai akibat dari propagasi sinyal pada frekuensi tersebut maka sistem LMDS menggunakan arsitektur konfigurasi sel dengan memakai teknologi digital dan pengulangan frekuensi. Pengiriman sinyal gelombang milimeter serta alokasi spektrum yang besar dari sistem LMDS dapat menyediakan layanan pita lebar, data rate yang tinggi pada radius sel yang kecil berdiameter 1 km sampai 5 km yang line of sight, baik secara point to multipoint atau point to point.

2.5.8

Multi-Channel Multipoint Distribution Service Multi-channel Multipoint Distribution Service (MMDS) adalah sistem

komunikasi nirkabel pita lebar. Biasanya digunakan dan dikembangkan untuk komunikasi melalui televisi broadcast. MMDS lebih dikenal dengan “wireless cable”. Layanan MMDS diperoleh pada bandwith 2.5 GHz – 2.7 GHz dan


memiliki jangkauan jarak frekwensi yang lebih besar dari LMDS, yaitu sekitar 30 – 50 mil namun memiliki kecepatan yang lebih rendah karena hanya memiliki datatrate sekitar 0.5-3 Mbps. Teknik modulasi yang digunakan hampir sama dengan LMDS tetapi pada sistem ini bisa menggunakan teknik modulasi OFDM. Layanan ini banyak dikembangkan di Amerika, Amerika latin Asia dan beberapa negara di eropa.

2.5.9

Laser Transmission Teknologi ini sering disebut dengan ”free space optic” , beroperasi pada

jarak yang dekat seperti infrared dan memiliki spektrum cahaya. Repeater Serat optik digunakan untuk menghubungkan LAN dengan unit laser. Koneksi ke- dan dari laser dibuat menggunakan standard serat optik, melindungi data dari iterferensi frekuensi radio dan elektromagnetik. Monitor dapat dipasangkan di dalam unit laser untuk mengetahui status operasional. Namun produk ini tidak terlalu banyak di aplikasi bisnis karena transmisinya dipengaruhi oleh kondisi atmosfir. Laser biasanya memiliki panjang gelombang 1550 nanometer (nm) dan memiliki bandwidth sekitar 1 Gbps. Laser tidak dapat ditransmisikan pada jarak jauh, praktisnya hanya dapat mencapai link sepanjang 500 meter.

2.5.10 Komunikasi Satelit Ide menggunakan satelit sebagai stasiun relay untuk sistem radio telepon gelombang mikro dimulai pada tahun 1945 ketika Arthur C. Clarke mengajukan skema pada sebuah Jurnal Inggris. Amerika serikat meluncurkan satelit komunikasi pertama diawal tahun 1960 yaitu Echo1 dan Echo2. Gambar 2.10


diatas menunjukkan bagai mana hubungan antara layanan komunikasi yang ada dengan satelit.

Gambar 2.10 Sistem Komunikasi Satelit Layanan PSTN menggunakan perantara yang dinamakan gateway. Dari gateway tersebut dapat mengirimkan dan menerima komunikasi yang terjadi dan tentunya dua arah. Setiap divais menerima sebuah sinyal radio pada sebuah frekuensi dan mengubahnya kedalam bentuk transmisi yang lain. Transmisi yang lain maksudnya dapat berupa kabel, serat optik maupun transmisi nirkabel lainnya. Untuk komunikasi satelit, frekuensi uplink dan downlink dipisahkan untuk mengurangi interferensi antara sinyal transmisi dengan sinyal terima. Komunikasi satelit sangat cocok untuk transmisi data. Bit error rate untuk kanal satelit memiliki 1 kesalahan dari 1 juta bit yang ditransmisikan. Namun ada juga kesalahan yanga sangat potensial dalam komunikasi ini, yaitu delay. Teknologi komunikasi satelit yang sangat banyak digunakan saat ini adalah VSAT (very small aperture terminal) yang digunakan untuk layanan tetap seperti PSTN. Untuk teknologi yang bergerak (mobile) menggunakan

mobile satelit

communication seperti Inmarsat dan Intelsat.


2.6 Komunikasi Pita Lebar Akses internet antara penyedia layanan internet (ISP) dan konsumen di negara berkembang sedang melakukan perubahan akses dari modem dial-up dengan kecepatan rendah (sekitar 56 kbps) menjadi akses broadband yang memiliki range dari ratusan kbps sampai beberapa Mbps. Sistem komunikasi broadband adalah menggambarkan link komunikasi yang memiliki bandwidth transmisi yang besar. Link komunikasi kecepatan tinggi ini berada diatas 128 kbps[8]. Teknologi broadband dapat ditransmisikan melalui wireline maupun secara nirkabel. Teknologi nirkabel sering dikatakan dengan Broadband Wireless Access (BWA). Berikut ini akan dijelaskan teknologi broadband :

1. Integrated Services Digital Network (ISDN) ISDN dikenal juga sebagai Basic Rate Interface (BRI). Menyediakan seluruh alternatif digital kepada layanan telepon digital melalui kanal 2x64 kbps untuk suara dan data. Pengguna mengakses layanan ini melalui sebuah switch pada perusahaan telepon. ISDN menggunakan peralatan khusus yaitu terminal adapter atau Router ISDN. 2. Digital Subscriber Line (DSL) DSL adalah teknologi terbaru seperti ISDN yang mampu untuk menerima suara, data dan video melalui line telepon tunggal. Teknologi ini telah banyak digunakan di rumah, perusahaan maupun kampus. DSL bekerja menggunakan pemrosesan sinyal digital untuk mengatasi noise dan atenuasi pada jaringan telepon. Sistem ini memiliki kemampuan mendownload data sampai kepada kecepatan 2 Mbps.


3. Televisi Kabel (CTV) Awalnya dikembangkan untuk pengiriman siaran televisi, namun sekarang ini CTV telah dikembangkan sebagai alternatif dalam pengiriman data lewat internet melaui kabel koaksial. Kanal ini dimulai dengan banwidth transmisi sekitar 6 MHz sampai 50MHz untuk siaran televisi. Sementara untuk penumpangan data lewat internet memiliki banwidth yang tinggi yaitu sekitar 30 Mbps perkanal. Standard untuk internet melalui kabel fisik ada dalam bentuk Data Over Cable Service Interface Specification (DOCSIS). Jika pelanggan telah memiliki televisi kabel maka fasilitasnya dibatasi hanya sebatas e-mail. Intenet ini ditumpangkan dengan menggunakan kabel modem pada serat optiknya. 4. Satelit Banyak pelanggan telah menerima siaran televisi melalui satelit, seperti televisi kabel, sistem ini menggunakan sistem broadcast analog. Satelit berbasis internet telah lama digunakan sebagai backbone internet misalnya backbone untuk daerah atlantik. 5. Cellular Generasi pertama (1G) jaringan telepon sellular dalah masih analog. Banyak negara di dunia yang memiliki jaringan sellular masih menggunakan generasi kedua (2G) dimana sudah hampir seluruhnya berbasis digital dan beberapa memakai gabungan keduanya analog-digital. Jaringan 2G menyediakan layanan mobile voice communication dan juga mendukung komunikasi data tetapi hanya dibatasi sebatas akses melalui nirkabel Aplication Protocol (WAP). Beberapa negara juga sudah menggunakan 3G yang sudah memakai teknologi paket switching seperti komunikasi internet, memiliki kemampuan kecepatan data


sampai 2 Mbps. Teknologi masa depan 4G sedang dikembangkan dan diperkirakan akan mampu mencapai kecepatan sampai 100 Mbps. 6. Teknologi broadband lainnya Selain teknologi yang telah dijelaskan diatas, teknologi broadband lainnya adalah LMDS dan MMDS seperti yang dijelaskan bada bagian sebelumnya.


BAB II SISTEM KOMUNIKASI NIRKABEL. Sistem komunikasi nirkabel adalah sistem komunikasi tanpa kabel

Recommend Documents