Karakteristik Jaringan Wireless

Jaringan Wireless mempunyai karakteristik yang berbeda dengan jaringan kabel pada umumnya. Pada Jaringan Wireless / Wifi / Nirkabel banyak faktor yang mempengaruhi kinerja dan kehandalan dari jaringan Wireless. Beberapa hal secara teknisnya adalah Panjang Gelombang (Wavelength), Frekuensi yang digunakan dalam transmisi data, dan Amplitudo (kekuatan sinyal), dan EIRP (Effective Isotropic Radiated Power). Hal tersebut diatas biasa dibicarakan juga pada sinyal gelombang Radio. Tentunya karena Jaringan Wireless menggunakan Gelombang Radio untuk transmisi datanya.
Karena media transmisinya menggunakan sinyal radio (RF) maka tentunya banyak faktor alam juga yang mempengaruhi.  Beberapa penjelasan dari yang disebutkan diatas adalah sebagai berikut :

• Panjang Gelombang (Wavelength)
  Panjang Gelombang adalah jarak antara 1 ujung puncak gelombang dengan puncak lainnya secara horizontal. Masih ingat pelajaran Fisika dulu ? Gelombang / sinyalnya adalah sinyal Sinus.
  Sinyal ini awalnya di mulai sebagai sinyal AC yang di generate oleh transmitter / pemancar didalam sebuah Access Point (AP) dan dikirim ke antenna, dimana di radiasikan sebagai gelombang sinus. Selama proses ini, arus mengubah medan elektromagnetik disekitar antena, sehingga antena mengirim sinyal elektrik dan magnetik.
• Frekuensi (Hz)
  Frekuensi menentukan seberapa sering singnal terlihat /muncul. Frekuensi biasa diukur dalam besaran detik, direferensikan sebagai cycle. Beberapa fakta tentang Frekuensi
  # 1 Cycle = 1 Hz
  # Frekuensi tinggi memiliki jangkauan jarak lebih pendek
  # Ketika sinyal muncul 1x dalam 1 detik = 1 Hz
  # 10x dalam 1 detik = 10 Hz
  # 1 Juta x dalam 1 detik = 1 MHz
  # 1 milliar x dalam 1 detik = 1 GHz
• Amplitudo
  Jarak Vertikal antara satu puncak gelombang dengan gelombang lainnya adalah amplitudo. Amplitudo adalah jumlah energi yang di berikan dalam sebuah signal. Orang-orang di FCC dan ETSI (European Telecommunications Standards Institute) mengatur Amplitudo yang boleh digunakan.

Kemudian apa itu EIRP ? EIRP adalah total energi yang di keluarkan oleh sebuah access point dan antenna. Saat sebuah Access Point mengirim energinya ke antena untuk di pancarkan, sebuah kabel mungkin ada diantaranya. Beberapa pengurangan besar energi tersebut akan terjadi di dalam kabel. Untuk mengimbangi hal tersebut, sebuah antena menambahkan power / Gain, dengan demikian power bertambah. Jumlah penambahan power tersebut tergantung tipe antena yang digunakan. FCC dan ETSI mengatur besar power yang bisa dipancarkan oleh antena. EIRP inilah yang digunakan untuk memperkirakan area layanan sebuah alat wireless.
Rumus dari EIRP adalah :

EIRP  = Power Output Transmitter (AP) - Cable loss + Antenna Gain

Kemudian ada beberapa faktor yang mempengaruhi transmisi sinyal wireless di udara, seperti Free Path Loss, Penyerapan Sinyal, Pemantulan Sinyal, Pemecahan Sinyal, Pembelokan Sinyal dan Line of Sight (LOS).
Apa itu Free Path Loss dan kawan-kawannya yang disebutkan diatas ? berikut penjelasan singkatnya :

• Free Path Loss
  Model dimana sebuah sinyal yang menjauhi sumbernya makin lama akan menghilang. Ilustrasinya seperti saat anda menjatuhkan batu secara vertikal ke sebuah kolam air, akan terbentuk gelombang yang menjauhi titk batu dijatuhkan dan semakin jauh semakin menghilang, namun tidak berhenti, hanya menghilang. Sama halnya seperti sinyal Gelombang Radio
• Absorption ( Penyerapan/Peredaman Sinyal )
  Seperti diketahui semakin besar Amplitudo gelombang (Power) Semakin jauh sinyal dapat memancar. Ini baik karena dapat menghemat acess point dan menjangkau lebih luas. Dengan mengurangi besar amplitudo (Power) suatu sinyal, maka jarak jangkauan sinyal tersebut akan berkurang. Faktor yang mempengaruhi transmisi wireless dengan mengurangi Amplitudo (Power) disebut Absorption (Penyerapan sinyal). Efek dari Penyerapan adalah panas. Masalah yang dapat dihadapi ketika signal di serap seluruhnya adalah, sinyal berhenti. Namun efek ini tidak mempengaruhi/ merubah panjang gelombang dan frekuensi dari sinyal tersebut.
  Anda pasti bertanya-tanya, benda apa yang dapat menyerap signal. Tembok, tubuh manusia, dan karpet dapat menyerap/meredam sinyal. Benda yang dapat menyerap/meredam suara dapat meredam sinyal.
  Peredaman sinyal ini perlu diperhitungkan juga saat akan mendeploy jaringan wireless dalam gedung, terutama bila ada kaca dan karpet. karena dalam hal ini peredaman sinyal akan terjadi.
• Pemantulan Sinyal
  Sinyal radio bisa memantul bila menemui cermin/kaca. Biasanya banyak terjadi pada ruangan kantor yang di sekat. PemantulanI pun tergantung dari frekuensi signalnya. Ada beberapa frekuensi yang tidak terpengaruh sebanyak frekuensi yang lainnya. Dan salah satu efek dari pemantulan sinyal ini adalah terjadinya Multipath.
  Multipath artinya singnal datang dari 2 arah yang berbeda. Karakteristiknya adalah penerima kemungkinan menerima signal yang sama beberapa kali dari arah yang berbeda. Ini tergantung dari panjang gelombang dan posisi penerima. Karakteristik lainnya adalh Multipath dapat menyebabkan sinyal yang = nol, artinya saling membatalkan, atau dikenal dengan istilah Out Of Phase signal.
• Pemecahan Sinyal / Scattering
  Isu dari pemecahan sinyal terjadi saat sinyal dikrim dalam banyak arah. Hal ini dapat disebabkan oelh beberapa objek yang dapat memantulkan signal dan ujung yang lancip, seperti partikel debu di air dan udara. Ilustrasinya dalah menyinari lampu ke pecahan kaca. Cahaya akan dipantulkan ke banyak arah dan menyebar. Dalam skala besar adalah bayangkan saat cuaca hujan. Hujan yang besar mempunyai kemampuan memantulkan sinyal. oleh karena itu disaat Hujan , sinyal wireless dapat terganggu.
• Pembelokan Sinyal / Refraction
  Refraction adalah perubahan arah, atau pembelokan dari sinyal disaat sinyal melewati sesuatu yang beda massanya. Sebagai contoh sinyal yang melewati segelas air. Sinyal ada yang di pantulkan dan ada yang dibelokkan.
• LOS (Line of Sight)
  Line of Sight artinya suatu kondisi dimana pemancar dapat melihat secara jelas tanpa halangan sebuah penerima. Walaupun terjadi kondisi LOS, belum tentu tidak ada gangguan pada jalur tersebut. Dalam hal ini yang harus diperhitungkan adalah - Penyerapan sinyal, pemantulan sinyal, pemecahan sinyal. Bahkan dalam jarak yang lebih jauh bumi menjadi sebuah halangan, seperti kontur bumi, gunung, pohon, dan halangan lingkungan lainnya.

Untuk menentukan pengaruh dari kekuatan sinyal wireles, ada beberapa hal dan metoda yang dapat digunakan yaitu :

• Fresnel Zone
  Sebagai latar belakang, Augustin-Jean Fresnel adalah seorang fisikawan Prancis dan sarjana sipil yang hidup di tahun 1788 ~ 1827. Beliau secara tepat mengasumsikan bahwa cahaya bergerak seperti gelombang. Dan karena penemuan beliau, sebuah metoda untuk menentukan dimana pemantulan akan terjadi di antara pengirim dan penerima, dan diberi nama seperti namanya. Inilah yang disebut Fresnel Zone. Rumus Fresnel Zone ini dapat menentukan posisi ketinggian antena dengan Jarak yang dapat di tembus oleh sinyal Wireless. Dengan perhitungan yang tepat akan didapatkan hasil yang memuaskan dan tentunya diperhitungkan. Namun penerapan di Indoor sinyalnya terlalu pendek sehingga tidak terlalu berefek dalam jaringan wifi indoor.
• Received Signal Strength Indicator (RSSI)
  RSSI ini menggunakan nilai yang spesifik untuk tiap vendor. Oleh karena itu penilaian vendor A belum tentu sama dengan vendor B. RSSI biasa diukur dalam besaran dBm. Salah satu alat untk menentukan RSSI adalah software Network Stumbler.
• Signal to Noise Ratio (SNR)
  SNR adalah istilah yang digunakan untuk menggambarkan seberapa kuat sinyal dibandingkan dengan gangguan di sekeliling yang menggangu sinyal. Bila Sinyal lebih kuat daripada gangguan / Noise maka sinyal dapat di tankap oleh receiver lebih baik, dan sebaliknya demikian. Blla Noise sekitar terlalu besar, maka yang akan di tangkap oleh receiver adalah sinyal yang samr-samar dan transmisi data tidak dimengerti. Bila Aplikasi yang anda gunakan dapat melaporkan pengukuran SNR, lebih baik bila mendapatkan angka yang lebih tinggi, namun juga dibuat berdasar nilai RSSI nya, sehingga juga ditentukan sendiri oleh vendor.
• Link Budget
  Link Budget adalah nilai yang menghitung semua gain dan loss antara pengirim dan penerima, termasuk atenuasi, penguatan / gain antena, dan loss lainnya yang dapat terjadi. Link Budget dapat berguna untuk menentukan berapa banyak power yang dibutuhkan untuk mengirimkan sinyal agar dapat di mengerti oleh penerima sinyal.
  Berikut adalah rumus sederhana untuk menentukan Link Budget :

Received Power (dBm) = Transmitted Power (dBm) + Gains (dB) - Losses (dB)

Dengan memahami beberapa hal yang dapat mempengaruhi sinyal wireless dan karakteristiknya, maka kita akan dapat membangun jaringan Wireless yang lebih reliable dan diperhitungkan secara keseluruhan. Namun hal tersebut belum tentu tidak berubah karena seiring dengan waktu, pasti faktor-faktor yang ada akan berubah, misalnya tiba tiba dibangun sebuah bangunan yang menghalangi antena pemancar dan penerima, maka sinyal akan terganggu. Namun tentunya semua lebih dapat dimengerti dan beberapa pertanyaan yang misteri dapat di jawab dengan lebih baik.
Terutama bagi anda yang akan mendesign sebuah jaringan wireless yang tidak hanya asal Connect dan jalan.