A. Pengertian Jaringan Nirkabel

   Jaringan nirkabel adalah teknologi yang menggunakan dua piranti untuk bertukar data tanpa media kabel Data dipertukarkan melalui media gelombang cahaya tertentu (seperti teknologi infrared pada remote tv) atau gelombang radio (seperti bluetooth pada ponsel dan komputer) dengan frekuensi tertentu. Jaringan nirkabel biasanya menghubungkan satu sistem komputer dengan sistem yang lain dengan menggunakan beberapa macam media transmisi tanpa kabel, seperti: gelombang radio, gelombang mikro, maupun cahaya infrared.

Jaringan Nirkabel

    Prinsip dasar sebuah jaringan nirkabel sebenarnya sama dengan jaringan berkartu jaringan (Ethernet card). Fungsi access point, sering disingkat AP. pada sebuah jaringan nirkabel mirip dengan hub pada jaringan komputer berbasis kabel. Jika tanpa access point, komputer yang mempunyai adapter nirkabel dapat berkomunikasi langsung dengan komputer lainnya, dan hal ini sama dengan hubungan komputer ke komputer (peer-to-peer) dengan menggunakan kabel metode saling-silang (cross-over).

1. Sejarah Jaringan Nirkabel

    Pada tahun 1970 Norman Abramson, seorang profesor di University of Hawaii, mengembangkan komputer pertama di dunia jaringan komunikasi, ALOHAnet, menggunakan biaya rendah seperti ham-radio. Dengan bi-directional topologi bintang, sistem komputer yang terhubung tujuh ditempatkan lebih dari empat pulau untuk berkomunikasi dengan komputer pusat di Pulau Oahu tanpa menggunakan saluran telepon.

    Pada tahun 1979, FR Gfeller dan U. Bapst menerbitkan makalah di Proceedings IEEE pelaporan percobaan jaringan area lokal nirkabel menggunakan komunikasi infra merah disebarkan. Tak lama kemudian, pada tahun 1980, P. Ferrert melaporkan percobaan penerapan kode satu radio spread spectrum untuk komunikasi di terminal nirkabel IEEE Konferensi Telekomunikasi Nasional. Pada tahun 1984, perbandingan antara infra merah dan CDMA spread spectrum untuk komunikasi jaringan informasi kantor nirkabel diterbitkan oleh IEEE Kaveh Pahlavan di Jaringan Komputer Simposium yang muncul kemudian dalam IEEE Communication Society Magazine. Pada bulan Mei 1985, upaya Marcus memimpin FCC untuk mengumumkan ISM band eksperimental untuk aplikasi komersial teknologi spread spectrum. Belakangan. M. Kavehrad melaporkan percobaan sistem PBX nirkabel kode menggunakan Division Multiple Access. Upaya-upaya ini mendorong kegiatan industri yang signifikan dalam pengembangan dari generasi baru dari jaringan area lokal nirkabel dan diperbarui beberapa lama diskusi di radio portabel dan mobile industri.

    Generasi pertama dari modem data nirkabel dikembangkan pada awal 1980-an oleh operator radio amatir, yang sering disebut sebagai radio paket ini. Mereka menambahkan komunikasi data pita suara modem. dengan kecepatan data di bawah 9.600-bit/s, untuk yang sudah ada sistem radio jarak pendek, biasanya dalam dua meter band amatir Generasi kedua modem nirkabel dikembangkan FCC segera setelah pengumuman di band eksperimental unhik non-militer penggunaan spektrum penyebaran teknologi. Modem ini memiliki kecepatan data yan diberikan atas perintah ratusan kbit/s. Generasi ketiga modem nirkabel ditujukan untuk kompatibilitas dengan LAN yang ada dengan data tingkat atas perintah Mbit/s. Beberapa perusahaan yang mengembangkan produk- produk generasi ketiga dengan kecepatan data di atas 1 Mbit's dan beberapa produk sudah diumumkan oleh waktu pertama IEEE Workshop on Wireless LAN.

2. Keuntungan dan Kerugian Jaringan Nirkabel 

Jaringan nirkabel memiliki keuntungan dan juga kelebihan antara lain sebagai berikut.

a. Keunggulan jaringan nirkabel

1) Tingkat mobilitas tinggi.

Penggunaan jaringan nirkabel memberikan kemudahan terhadap pengguna untuk mengakses informasi di manapun mereka berada selama dapat terjangkau jaringan nirkabel tersebut. Seorang pengguna yang berada di lokasi mana saja di kantor atau di ruang publik (hotspot) selalu dapat tersambung ke internet sehingga komunikasi serta proses mendapatkan data atau informasi bisa dilakukan dengan lebih cepat.

2) Proses instalasinya mudah dan cepat

Instalasi sebuah jaringan nirkabel termasuk mudah dan cepat tanpa harus menarik kabel malalui dinding. Kabel hanya digunakan ketika menghubungkan sebuah access point ke sebuah jaringan (hub/repeater/router), sementara koneksi ke komputer khen dilakukan via gelombang radio dengan medium udara. Berbeda ketika menggunakan jaringan berbasis kabel, tiap komputer yang akan tersambung ke jaringan LAN perlu menarik kabel satu per satu ke hub.

3) Lebih fleksibel

Penggunaan jaringan nirkabel memungkinan kita membangun sebuah jaringan komputer pada tempat-tempat yang tidak mungkin atau sulit dijangkau oleh kahel. Seperti di kota-kota besar, infrastruktur untuk tempat kabel sudah sangat sulit dan tidak mempunyai tempat yang cukup memadai sehingga penggunaan jaringan nirkabel menjadi salah satu alternatif solusi yang tepat.

4) Meningkatkan produktivitas

Karena dapat selalu tersambung ke jaringan intranet atau internet, di manapun pengguna berada selama dalam jangkauan Jaringan, respons pengguna akan lebih cepat. Seperti dalam sebuah perusahaan, ketika karyawan dapat mengakses informasi di lokasi manapun, mereka dapat dengan cepat merespons kebutuhan atau keluhan dari pelanggan sehingga proses pengambilan keputusan dapat segera dilakukan.

b. Kerugian jaringan nirkabel

Selain berbagai keuntungan di atas, penggunaan jaringan nirkabel juga mempunyai beberapa kelemahan jika ditinjau dari beberapa faktor, yaitu:

1) Keamanan

Karena jaringan nirkabel bekerja dengan medium udara. sebenarnya transmisi data dapat ditangkap dan disadap oleh siapa saja sehingga banyak sekali jenis serangan yang terjadi pada jaringan nirkabel. Namun, ada beberapa teknik dan tip optimalisasi jaringan.

2) Faktor kecepatan

Jaringan nirkabel dapat menyediakan transmisi data 11 Mbps hingga 54 Mbps. Kecepatan data dipengaruhi oleh lingkungan sehingga laju data yang didapat menjadi 11 Mbps hingga 24 Mbps. Faktor cunca sangat berpengaruh terhadap kualitas sinyal, mengingat bahwa sistem transmisi yang digunakan adalah medium gelombang radio di udara, sehingga bisa memberikan penundaan kepada pengguna.

3) Faktor biaya (cost)

Harga komponen untuk membuat jaringan nirkabel saat ini masih tergolong mahal sehingga implementasinya membutuhkan perencanaan yang tepat. Walaupun biaya awalnya sangat tinggi, biaya perawatannya masih lebih murah dibandingkan jaringan kabel. Selam itu, jaringan nirkabel sangat cocok untuk lingkungan yang dinamis, maksudnya sering mengalami perpindahan atau rotasi lingkungan kerja. Terlepas dari keuntungan dan kerugian jaringan nirkabel, saat ini pemanfaatan teknologi nirkabel telah banyak digunakan baik di dalam perusahaan (private) maupun di lokasi publik (hotspot). Semakin maraknya penggunaan jaringan nirkabel menunjukkan bahwa keuntungan nirkabel lebih besar dibandingkan dengan kerugiannya.

3. Gelombang Radio

Setelah mengetahui dasar pada jaringan nirkabel, selanjutnya akan membahas gelombang radio yang berperan sebagai media transmisi pada jaringan nirkabel. Radio adalah teknologi yang digunakan untuk pengiriman sinyal dengan cara modulasi dan radiasi elektromagnetik (gelombang elektromagnetik). Gelombang ini melintas dan merambat lewat udara dan bisa juga merambat lewat ruang angkasa yang hampa udara, karena gelombang ini tidak memerlukan medium pengangkut (seperti molekul udara).

Alur Sistem Gelombang Radio

    Gelombang radio adalah satu bentuk dari radiasi elektromagnetik, dan terbentuk ketika objek bermuatan listrik dimodulasi (dinaikkan frekuensinya) pada frekuensi yang terdapat dalam frekuensi gelombang radio (RF) dalam suatu spektrum elektromagnetik dan radiasi elektromagnetiknya bergerak dengan cara osilasi elektrik maupun magnetik. Gelombang radio di kelompokkan menurut panjang gelombang atau frekuensinya. Jika panjang gelombang tinggi, maka pasti frekuensinya rendah atau sebaliknya. Frekuensi gelombang radio mulai dari 30 kHz keatas dan di kelompokkan berdasarkan lebar frekuensinya.

Pengelompokan gelombang radio

Lebar Frekuensi	Panjang Gelombang tertentu	Beberapa penggunaan
Low (LF) 30 kHz300 kHz	Long wave, 1500 meter	Radio gelombang panjang dan komunikasi melalui jarak jauh
Medium (MF) 300 KHz-3 MHz	Medium wave, 300 meter	Gelombang medium local dan radio jarak jauh
High (HF) 3 MHz-30 MHz	Short wave, 30 meter	Radio gelombang pendek dan komunikasi, radio amatir, dan CB
Very High (VHF) 30 MHz – 300 MHz	Very short wave, 3 meter	Radio FM, polisi, dan pelayanan darurat
Ultrahigh (UHF) 300 MHz-3 GHz	Ultra short wave 30 cm	TV
Super High (SHF) Di atas 3 GHz	Microwaves, 3 cm	Radar, komunikasi satelit, telepon, dan saluran TV

 

4. Frekuensi dan Panjang Gelombang

a. Frekuensi

    Frekuensi adalah jumlah gelombang yang melalui suatu titik dalam satu satuan waktu. Untuk mencapai suatu jarak tertentu, semakin panjang gelombang, semakin rendah frekuensinya. Sebaliknya, semakin pendek gelombang, semakin tinggi frekuensi yang diperlukan.

Gelombang Sinusoida dengan beberapa Frekuensi

    Untuk menghitung frekuensi, seseorang menetapkan jarak waktu, menghitung jumlah kejadian peristiwa dan membagi hitungan ini dengan panjang jarak waktu. Frekuensi sebesar 1 Hz menyatakan peristiwa yang terjadi satu kali per detik.

    f  adalah frekuensi (hertz) dan T periode (sekon atau detik). Selain itu frekuensi juga berhubungan dengan jumlah getaran dengan rumusan:

dengan adalah jumlah getaran dan adalah waktu.

    Untuk mencari frekuensi ketika diketahui panjang gelombang, bagilah kecepatan dengan panjang gelombang.

Diketahui bahwa,

f     = frekuensi (Hz)

c     = cepat rambat cahaya yaitu 3.000.000.000 m/detik

λ    = panjang gelombang yaitu jarak yang ditempuh oleh gelombang selama satu kali getar.

Contoh Soal:

Diketahui sebuah panjang gelombang sebesar 10.000 meter. berapakah alokasi frekuensi sebuah radio amatir jika diketahui kecepatan cahaya 300.000.000meter/detik?

Jawab:

F = c/λ

   =300.000.000/10.000

   = 3000 meter

b. Panjang gelombang ( λ)

    Panjang gelombang adalah jarak di antara unit berulang dari gelombang, yang diukur dari satu titik pada gelombang ke titik yang sesuai di unit berikutnya. Sebagai contoh, jarak dari atas disebut puncak satu unit gelombang ke puncak berikutnya adalah satu panjang gelombang. Panjang gelombang berbanding terbalik dengan frekuensi gelombang. Dengan kata lain, semakin pendek panjang gelombang, akan memiliki frekuensi yang besar.

Panjang Gelombang

    Ketika berhadapan dengan radiasi elektromagnetik dalam ruang hampa. kecepatan ini adalah kecepatan cahaya c. untuk sinyal (gelombang) di udara, ini merupakan kecepatan suara di udara. Hubungannya adalah

λ     = panjang gelombang dari sebuah gelombang suara atau gelombang elektromagnetik

c     = kecepatan suara dalam udara = 299,792458 km/d - 300,000 km/d = 300,000,000m/d atau

c     = kecepatan suara dalam udara = 344 m/d pada 20 °C (68°F)

f      = frekuensi gelombang

 

Contoh Soal:

Carilah panjang relombang dari gelombang yang bergerak dengan kecepatan 20 mis pada frekuensi 5 Hz?

Jawab:

λ = c/f

λ = (20 m/s)/5 Hz

λ = 4m

5. Modulasi Analog

    Macam-macam modulasi analog yaitu sebagai berikut.

a. Modulasi AM

1) Pengertian Modulasi AM

Modulasi Amplitudo (Amplitude Mochilation, AM) adalah proses menumpangkan sinyal informasi menuju sinyal pembawa (carrier) sehingga amplitudo gelombang pembawa berubah sesuai dengan perubahan simpangan (tegangan) sinyal informasi. Pada saat sebuah gelombang pembawa dimodulasi oleh gelombang sinyal secara modulasi AM, maka amplitudo gelombang pembawa itu akan berubah sesuai dengan perubahan simpangan (tegangan) gelombang sinyal.

2) Cara kerja

modulasi amplitudo, sinyal pemodulasi atan sinyal informasi mengubah amplitudo sinyal pembawa. Frekuensi sinyal pembawa biasanya jauh lebih tinggi daripada frekuensi sinyal pemodulasi. Frekuensi sinyal pemodulasi biasanya merupakan sinyal pada rentang antara 20 Hz sampai dengan 20 kHz. Sedangkan frekuensi sinyal pembawa biasanya berupa sinyal radio pada rentang frekuensi tengah yaitu antara 300 kHz sampai dengan 3 Mhz.

Sinyal Informasi (pemodulasi), Sinyal Pembawa dan sinyal Termodulasi AM

b. Modulasi FM

1) Pengertian Modulasi FM

 Pada modulasi frekuensi, sinyal pemodulasi atau sinyal informasi mengubah frekuensi sinyal pembawa. Besarnya frekuensi sinyal pembawa akan berbanding lurus dengan amplitudo sinyal pemodulasi. Gambar 2.7 mengilustrasikan modulasi frekuensi sinyal pembawa sinusoidal dengan menggunakan sinyal pemodulasi yang juga berbentuk sinyal sinusoidal.

Sinyal Pembawa, sinyal pemodulasi, sinyal termodulasi FM

2) Cara kerja Frequency Modulation (FM)

Di pemancar radio dengan teknik modulasi FM, frekuensi gelombang carrier akan berubah seiring perubahan sinyal suara atau informasi lainnya. Amplitudo gelombang carrier relatif tetap Setelah dilakukan penguatan daya sinyal (agar bisa dikirim jauh). gelombang yang telah tercampur tadi dipancarkan melalui antena.

c. Modulasi PM

1) Pengertian PM

Phase Modulation (PM) adalah proses modulasi yang mengubah fasa sinyal pembawa sesuai dengan sinyal pemodulasi atau sinyal pemodulasinya. Sehingga dalam modulasi PM amplitudo dan frekuensi yang dimiliki sinyal pembawa tetap, tetapi fasa sinyal pembawa berubah sesuai dengan informasi.

Gelombang Sinyal, Gelombang Pembawa, dan Gelombang Termodulasi PM

PM merupakan bentuk modulasi yang merepresentasikan informasi sebagai variasi fase dari sinyal pembawa. Hampir mirip dengan FM, frekuensi pembawa juga bervariasi karena variasi fase dan tidak merubah amplitudo pembawa. PM perubahan dari sinyal modulasi akan merubah fasa dari gelombang pembawa, PM (Phase Modulation) jarang digunakan karena memerlukan perangkat keras penerima yang lebih kompleks. Dapat menimbulkan ambigu dalam menentukan apakah sinyal mempunyai fase 0". atau 180"

2) Cara kerja PM

PM menggunakan perbedaan sudut fasa dari sinyal analog untuk membedakan kedua keadaan sinyal digital. Pada cara modulasi ini amplitudo dan frekuensinya tetap, sedang fasanya yang berubah- ubah. Cara modulasi ini yang paling baik tetapi juga paling sukar. Biasanya dipergunakan untuk pengiriman data dalam jumlah yang banyak dan dalam kecepatan yang tinggi.

6. Modulasi Digital

    Modulasi digital merupakan proses penumpangan sinyal digital (bit stream) ke dalam sinyal pembawa. Modulasi digital sebenarnya adalah proses mengubah-ubah karakteristik dan sifat gelombang sinyal pembawa sehingga bentuk hasilnya (sinyal pembawa modulasi) memiliki ciri-ciri dari bit-bit (0 atau 1). Berarti dengan mengamati sinyal pembawanya, kita bisa mengetahui urutan bitnya. 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).

a. ASK (Amplitude Shift Keying)

    Modulasi digital Amplitude Shift Keying (ASK) adalah pengiriman sinyal digital berdasarkan pergeseran amplitudo. Sistem modulasi ini merupakan sistem modulasi yang menyatakan sinyal digital I sebagai suatu nilai tegangan dan sinyal digital 0 sebagai suatu nilai tegangan yang bernilai 0 volt.

Sinyal Termodulasi ASK

    Keuntungan yang diperoleh dari metode ini adalah hit per band (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 metode ASK hanya menguntungkan bila dipakai untuk hubungan jarak dekat saja. Dalam hal ini faktor noise atau gangguan juga harus diperhitungkan dengan teliti, seperti juga pada sistem modulasi AM.

b. FSK (Frequency Shift Keying)

    FSK merupakan metode modulasi yang paling populer. Frequency Shift Keying (FSK) merupakan sejenis Frequency Modulation (FM), di mana sinyal pemodulasinya (sinyal digital) menggeser outputnya antara dua frekuensi yang telah ditentukan sebelumnya, yang biasa diistilahkan frekuensi mark dan space. Modulasi digital dengan FSK juga menggeser frekuensi carrier menjadi beberapa frekuensi yang berbeda di dalam bandnya sesuai dengan keadaan digit yang dilewatkannya. Jenis modulasi ini tidak mengubah amplitudo dari signal carrier yang berubah hanya frekuensi.

    Dalam modulasi FM, frekuensi carrier diubah-ubah harganya mengikuti harga sinyal pemodulasinya (analog) dengan amplitudo pembawa yang tetap. Jika sinyal yang memodulasi tersebut hanya mempunyai dua harga tegangan 0 dan (biner/digital), maka proses modulasi tersebut dapat diartikan sebagai proses penguncian frekuensi sinyal. Hasil gelombang FM yang dimodulasi oleh data biner ini kita sebut dengan Frekuensi Shift Keying (FSK).

Sinyal Termodulasi FSK

c. PSK (Phase Shift Keying)

    Modulasi digital Phase Shift Keying (PSK) merupakan modulasi yang menyatakan pengiriman sinyal digital berdasarkan pergeseran fasa. Biner 0 diwakilkan dengan mengirim suatu sinyal dengan fasa yang sama terhadap sinyal yang dikirim sebelumnya dan biner 1 diwakilkan dengan mengirim suatu sinyal dengan fasa berlawanan dengan sinyal dengan sinyal yang dikirim sebelumnya. Dalam proses modulasi ini, fasa dari frekuensi gelombang pembawa berubah-ubah sesuai dengan perubahan status sinyal informasi digital.Adapun bentuk dari sinyal modulasi digital Phase Shift Keying (PSK) adalah sebagai berikut:

Sinyal Termodulasi PSK

    Phase Shift Keying (PSK) atau pengiriman sinyal digital melalui pergeseran fasa. Metode 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 dengan perubahan status sinyal informasi digital. Sudut fasa harus mempunyai acuan kepada pemancar dan penerima guna memudahkan untuk memperoleh stabilitas. Dalam keadaan seperti ini. fasa yang ada dapat dideteksi bila fasa sebelumnya telah diketahu PSK memungkinkan fungsi pemodulasi fasa gelombang termodulasi di antara nilai-nilai diskrit yang telah ditetapkan sebelumnya.