Infrared IR Radio Frequency RF

Muhammad Bayu Prasetio : Studi Perancangan Jaringan Wimax Di Daerah Urban Studi Kasus : Kota Medan, 2010. WLAN menggunakan standar protokol Open System Interconnection OSI . OSI memiliki tujuh lapisan di mana lapisan pertama adalah lapisan fisik. Lapisan pertama ini mengatur segala hal yang berhubungan dengan media transmisi termasuk di dalamnya spesifikasi besarnya frekuensi, redaman, besarnya tegangan dan daya, interface, media penghubung antar terminal dan lain-lain. Media transmisi data yang digunakan oleh WLAN adalah IR atau RF.

2.3.1 Infrared IR

Infrared banyak digunakan pada komunikasi jarak dekat, contoh paling umum pemakaian IR adalah remote control untuk televisi. Gelombang IR mudah dibuat, harganya murah, lebih bersifat directional, tidak dapat menembus tembok atau benda gelap, memiliki fluktuasi daya tinggi dan dapat diinterferensi oleh cahaya matahari. Pengirim dan penerima IR menggunakan Light Emitting Diode LED dan Photo Sensitive Diode PSD. WLAN menggunakan IR sebagai media transmisi karena IR dapat menawarkan data rate tinggi 100-an Mbps, konsumsi dayanya kecil dan harganya murah. WLAN dengan IR memiliki tiga macam teknik, yaitu Directed Beam IR DBIR, Diffused IR DFIR dan Quasi Diffused IR QDIR[1]. 1. Directed Beam IR DBIR Teknik ini menggunakan prinsip LOS, sehingga arah radiasinya harus diatur . Keunggulannya adalah konsumsi daya rendah, data rate tinggi dan tidak ada multipath. Kelemahannya adalah terminalnya harus fixed dan komunikasinya harus LOS. Muhammad Bayu Prasetio : Studi Perancangan Jaringan Wimax Di Daerah Urban Studi Kasus : Kota Medan, 2010. 2. Difussed IR DFIR Teknik ini memanfaatkan komunikasi melalui pantulan . Keunggulannya adalah tidak memerlukan Line Of Sight LOS antara pengirim dan penerima dan menciptakan portabelitas terminal. Kelemahannya adalah membutuhkan daya yang tinggi, data rate dibatasi oleh multipath, berbahaya untuk mata telanjang dan resiko interferensi pada keadaan simultan adalah tinggi. 3. Quasi Diffused IR QDIR Setiap terminal berkomunikasi dengan pemantul, sehingga pola radiasi harus terarah. QDIR terletak antara DFIR dan DBIR konsumsi daya lebih kecil dari DFIR dan jangkaunnya lebih jauh dari DBIR.

2.3.2 Radio Frequency RF

Penggunaan RF tidak asing lagi, contoh penggunaannya adalah pada stasiun radio, stasiun TV, telepon cordless dan lain sebagainya. RF selalu dihadapi oleh masalah spektrum yang terbatas, sehingga harus dipertimbangkan cara memanfaatkan spektrum secara efisien. WLAN menggunakan RF sebagai media transmisi karena jangkauannya jauh, dapat menembus tembok, mendukung mobilitas yang tinggi, meng-cover daerah jauh lebih baik dari IR dan dapat digunakan di luar ruangan. WLAN dengan RF memiliki topologi tersentralisasi, terdistribusi dan jaringan seluler. 1. Tersentralisasi Nama lainnya adalah star network atau hub based. Topologi ini terdiri dari server dan beberapa terminal pengguna di mana komunikasi antara terminal harus melalui server terlebih dahulu. Keunggulannya adalah daerah cakupan luas, transmisi relatif efisien dan desain terminal pengguna cukup sederhana karena kerumitan ada Muhammad Bayu Prasetio : Studi Perancangan Jaringan Wimax Di Daerah Urban Studi Kasus : Kota Medan, 2010. pada server. Kelemahannya adalah delay-nya besar dan jika server rusak maka jaringan tidak dapat bekerja. 2. Terdistribusi Dapat disebut peer to peer,di mana semua terminal dapat berkomunikasi satu sama lain tanpa memerlukan pengontrol servers. Di sini, server diperlukan untuk mengoneksi WLAN ke LAN lain. Topologi ini dapat mendukung operasi mobile dan merupakan solusi ideal untuk jaringan ad hoc. Keunggulannya jika salah satu terminal rusak maka jaringan tetap berfungsi, delay-nya kecil dan kompleksitas perencanaan cukup minim. Kelemahannya adalah tidak memiliki unit pengontrol jaringan kontrol daya, akses dan timing. 3. Jaringan selular Jaringan ini cocok untuk melayani daerah dengan cakupan luas dan operasi mobile. Jaringan ini memanfaatkan konsep microcell dan teknik frequency reuse Keunggulannya adalah dapat menggabungkan keunggulan dan menghapus kelemahan dari ke dua topologi di atas. Kelemahannya adalah memiliki kompleksitas perencanaan yang tinggi. Sel merupakan daerah layanan terkecil dalam sistem selular. Setiap sel dilayani oleh sebuah BS Base Station yang mempunyai seperangkat peralatan pemancar dan penerima dengan beberapa kanal frekuensi untuk berkomunikasi dengan pelanggan, maka sel didefinisikan sebagai luas cakupan dari sebuah base station untuk suatu daerah tertentu. Masing-masing BS saling terintegrasi dan dikendalikan oleh suatu MSC Mobile Switching Center. Pelayanan selular dicakup oleh beberapa kelompok sel disebut dengan cluster. Satu cluster terdiri dari beberapa sel K sel. Nilai K bisa beragam dari 3,4,7,9,12 dan Muhammad Bayu Prasetio : Studi Perancangan Jaringan Wimax Di Daerah Urban Studi Kasus : Kota Medan, 2010. sebagainya. Semakin besar harga K maka interferensi akan menjadi semakin kecil Semakin besar harga carrier maka hasil yang diperoleh akan semakin bagus. Gambar 2.1 Konsep sel cochannel Warna yang sama pada Gambar 2.1 menunjukkan konsep sel-sel cochannel yang menggunakan frekuensi yang sama. Cara menentukan sel-sel cochannel dapat menggunakan persamaan[1]: K = i 2 + j 2 + ij………..……………………………………………...2.1 Dimana : k = Jumlah frekuensi reuse i = arah pergerakan awal j = arah awal diputar 60 o Frekuensi reuse adalah pemakaian kembali kanal frekuensi yang sama pada sel lain di lokasi yang berbeda. Frekuensi reuse dilakukan untuk meningkatkan efisiensi alokasi frekuensi dan meningkatkan kapasitas sistem. Inti dari konsep Muhammad Bayu Prasetio : Studi Perancangan Jaringan Wimax Di Daerah Urban Studi Kasus : Kota Medan, 2010. selular adalah konsep frekuensi reuse. Walaupun ada ratusan kanal yang tersedia, bila setiap frekuensi hanya digunakan oleh satu sel, maka total kapasitas sistem akan sama dengan total jumlah kanal. Jarak minimum penggunaan frekuensi yang sama tergantung faktor-faktor seperti jumlah sel cochannel dari sel yang ditinjau, daerah topografis, tinggi antena dan daya yang ditransmisikan tiap sel. Jarak minimum yang diperbolehkan untuk pengulangan frekuensi yang sama dapat ditentukan dengan persamaan [1]: K R D 3 = …..……………………………..………….………..2.2 Dimana : D = jarak pengulangan reuse distance R = jari-jari terjauh sel heksagonal jarak terjauh dari pusat sel ke ujung sel K = frekuensi reuse yang digunakan Agar penggunaan frekuensi yang sama oleh beberapa sel tidak menimbulkan interferensi, maka perlu diatur jarak minimum antara satu sel dengan sel yang lain yang menggunakan frekuensi yang sama. Sehingga dengan persamaan 2.2 untuk K = 4,7,12,19 didapat jarak pengulangan reuse distance:       = R R R R D 55 , 7 6 6 , 4 46 , 3 → → → → 19 12 7 4 = = = = K K K K Metode Pengulangan frekuensi yang sama frekuensi reuse yang digunakan memang berfungsi untuk meningkatkan effisiensi penggunaan spektrum namun disamping itu juga menimbulkan pengaruh interferensi cochannel dari sel-sel Muhammad Bayu Prasetio : Studi Perancangan Jaringan Wimax Di Daerah Urban Studi Kasus : Kota Medan, 2010. disekitarnya. Jika diasumsikan ukuran sel semua sama, maka interferensi cochannel adalah sebagai fungsi parameter q. Fungsi parameter q dapat didefinisikan sebagai[1]: R D q = ………………………………………………...............…. 2.3 Parameter q disebut juga faktor reduksi interferensi cochannel. Ketika Perbandingan q naik maka interferensi cochannel menurun, dan jarak dalam persamaan 2.3 adalah fungsi dari Ki dan CI I C K f D i , = ……………………………………...............…..2.4 Dimana Ki adalah jumlah sel cochannel penyebab interferensi dari lingkaran utama first tier dan CI adalah carrier to interference ratio perbandingan daya carrier terhadap daya interferensi. Secara umum CI dapat diturunkan sebagai [1]: ∑ = = Ki K K I C I C 1 ……………………………………………..............…2.5a ∑ = − − = Ki K K D R 1 γ γ …………………………………………...............…2.5b ∑ = −     = Ki K K R D 1 1 γ ∑ = − = Ki K K q I C 1 1 γ …………………………………………................2.5c Muhammad Bayu Prasetio : Studi Perancangan Jaringan Wimax Di Daerah Urban Studi Kasus : Kota Medan, 2010. Persamaan 2.5a menyatakan keadaan paling umum bahwa CI adalah perbandingan antara daya carrier yang diterima dengan jumlah interferensi oleh sel- sel cochannel first tier, second tier, third tier dan seterusnya. Sedangkan γ pada persamaan 2.5b adalah koefisien redaman propagasi propagation path-loss slope yang ditentukan berdasarkan kontur daerah yang dianalisa dan biasanya diasumsikan 4 untuk komunikasi bergerak. Pengaruh interferensi dari cochannel di second tier, third tier dan seterusnya jauh lebih lemah dari pengaruh first tier. Oleh karena itu untuk mempermudah perhitungan, hanya pengaruh dari first tier yang diperhitungkan seperti pada persamaan 2.5c. Karena R D q K K = maka dapat disimpulkan bahwa untuk menghitung baik kasus umum normal, terburuk worst atau khusus, itu hanyalah masalah menghitung jarak Dk dari setiap sel cochannel first tier.

2.4 Keunggulan dan Kelemahan WLAN