BAB II SISTEM KOMUNIKASI NIRKABEL 2.1 - Analisa Kinerja Local Multipoint Distribution Service (LMDS) Sebagai Akses Layanan Nirkabel Pita Lebar
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/harianja_eltc@yahoo.com
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
Rudianto Harianja/TE/Telekomunikasi/USU/harianja_eltc@yahoo.com
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
Rudianto Harianja/TE/Telekomunikasi/USU/harianja_eltc@yahoo.com
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
Rudianto Harianja/TE/Telekomunikasi/USU/harianja_eltc@yahoo.com
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
Rudianto Harianja/TE/Telekomunikasi/USU/harianja_eltc@yahoo.com
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
Rudianto Harianja/TE/Telekomunikasi/USU/harianja_eltc@yahoo.com
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.
Rudianto Harianja/TE/Telekomunikasi/USU/harianja_eltc@yahoo.com
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-
Rudianto Harianja/TE/Telekomunikasi/USU/harianja_eltc@yahoo.com
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
Rudianto Harianja/TE/Telekomunikasi/USU/harianja_eltc@yahoo.com
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
Rudianto Harianja/TE/Telekomunikasi/USU/harianja_eltc@yahoo.com
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].
Rudianto Harianja/TE/Telekomunikasi/USU/harianja_eltc@yahoo.com
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
Rudianto Harianja/TE/Telekomunikasi/USU/harianja_eltc@yahoo.com
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
Rudianto Harianja/TE/Telekomunikasi/USU/harianja_eltc@yahoo.com
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.
Rudianto Harianja/TE/Telekomunikasi/USU/harianja_eltc@yahoo.com
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
Rudianto Harianja/TE/Telekomunikasi/USU/harianja_eltc@yahoo.com
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
Rudianto Harianja/TE/Telekomunikasi/USU/harianja_eltc@yahoo.com
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
Rudianto Harianja/TE/Telekomunikasi/USU/harianja_eltc@yahoo.com
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
Rudianto Harianja/TE/Telekomunikasi/USU/harianja_eltc@yahoo.com
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
Rudianto Harianja/TE/Telekomunikasi/USU/harianja_eltc@yahoo.com
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
Rudianto Harianja/TE/Telekomunikasi/USU/harianja_eltc@yahoo.com
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
Rudianto Harianja/TE/Telekomunikasi/USU/harianja_eltc@yahoo.com
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
Rudianto Harianja/TE/Telekomunikasi/USU/harianja_eltc@yahoo.com
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.
Rudianto Harianja/TE/Telekomunikasi/USU/harianja_eltc@yahoo.com
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.
Rudianto Harianja/TE/Telekomunikasi/USU/harianja_eltc@yahoo.com
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
Rudianto Harianja/TE/Telekomunikasi/USU/harianja_eltc@yahoo.com
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.
Rudianto Harianja/TE/Telekomunikasi/USU/harianja_eltc@yahoo.com
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/harianja_eltc@yahoo.com
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
Rudianto Harianja/TE/Telekomunikasi/USU/harianja_eltc@yahoo.com
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
Rudianto Harianja/TE/Telekomunikasi/USU/harianja_eltc@yahoo.com
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
Rudianto Harianja/TE/Telekomunikasi/USU/harianja_eltc@yahoo.com
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
Rudianto Harianja/TE/Telekomunikasi/USU/harianja_eltc@yahoo.com
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
Rudianto Harianja/TE/Telekomunikasi/USU/harianja_eltc@yahoo.com
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.
Rudianto Harianja/TE/Telekomunikasi/USU/harianja_eltc@yahoo.com
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-
Rudianto Harianja/TE/Telekomunikasi/USU/harianja_eltc@yahoo.com
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
Rudianto Harianja/TE/Telekomunikasi/USU/harianja_eltc@yahoo.com
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
Rudianto Harianja/TE/Telekomunikasi/USU/harianja_eltc@yahoo.com
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].
Rudianto Harianja/TE/Telekomunikasi/USU/harianja_eltc@yahoo.com
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
Rudianto Harianja/TE/Telekomunikasi/USU/harianja_eltc@yahoo.com
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
Rudianto Harianja/TE/Telekomunikasi/USU/harianja_eltc@yahoo.com
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.
Rudianto Harianja/TE/Telekomunikasi/USU/harianja_eltc@yahoo.com
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
Rudianto Harianja/TE/Telekomunikasi/USU/harianja_eltc@yahoo.com
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
Rudianto Harianja/TE/Telekomunikasi/USU/harianja_eltc@yahoo.com
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
Rudianto Harianja/TE/Telekomunikasi/USU/harianja_eltc@yahoo.com
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
Rudianto Harianja/TE/Telekomunikasi/USU/harianja_eltc@yahoo.com
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
Rudianto Harianja/TE/Telekomunikasi/USU/harianja_eltc@yahoo.com
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
Rudianto Harianja/TE/Telekomunikasi/USU/harianja_eltc@yahoo.com
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
Rudianto Harianja/TE/Telekomunikasi/USU/harianja_eltc@yahoo.com
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
Rudianto Harianja/TE/Telekomunikasi/USU/harianja_eltc@yahoo.com
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.
Rudianto Harianja/TE/Telekomunikasi/USU/harianja_eltc@yahoo.com
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.
Rudianto Harianja/TE/Telekomunikasi/USU/harianja_eltc@yahoo.com
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
Rudianto Harianja/TE/Telekomunikasi/USU/harianja_eltc@yahoo.com
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.
Rudianto Harianja/TE/Telekomunikasi/USU/harianja_eltc@yahoo.com