this articles describes all about wireless technology such as swicthing, classification, math calculation, and antenna.

1. Teknologi Wireless dan Karakteristiknya
Ir. S.N.M.P. Simamora, MT.
sns@politekniktelkom.ac.id
Program studi Teknik Komputer
Jurusan Teknologi Informasi
Bandung
2008
Abstraksi
Komunikasi Data saat ini tidak terbatas hanya dapat ditransmisikan melalui kanal fisik saja; menggunakan
media nirkabel saat ini sudah menjadi trend di kalangan end-user untuk akses data ke suatu back-bone
Jaringan IP (Internet Protocol), terlebih di tempat pengunjung plaza, mall, ataupun di lingkungan sekolah
dan institusi pendidikan. Bahkan saat ini setiap notebook atau netbook harus standar fitur yang dimiliki
adalah WiFi card. Belum lagi akses internet melalui teknologi komunikasi bergerak yang disediakan oleh
provider-provider telekomunikasi bergerak dengan teknologi GPRS (General Packets Radio Services),
WAP (Wireless Application Protocol), 3G, atau HSDPA (High-Speed Downlink Packets Access).
Teknologi Wireless saat ini sudah menjadi pilihan media transmisi untuk mereduksi biaya operasi dan
pemeliharaan dimana sangat tinggi pada media transmisi kabel tetap (fixed-cable). Walaupun di balik
kelebihannya tersebut, tetap memiliki kelemahan seperti sifatnya connectionless, rentan terhadap noise dan
gangguan cuaca, serta keterbatasan coverage-area; dan pembangunan base-station atau cell-station yang
baru untuk memperluas jangkauan akses sentral ke end-user. Namun dengan peningkatan teknik akses
jamak serta modulasi-demodulasi yang lebih baik lagi, dimungkinkan QoS dapat terus ditingkatkan.
Kata kunci: wireless, protocol, komunikasi data, gelombang, sentral.
I. Pendahuluan kategori Jaringan Lokal Akses Radio
(JARLOKAR). Media transmisi gelombang
Pada prinsipnya yang dimaksud dengan radio dibangun antara sentral ke terminal
Teknologi Wireless adalah sebuah kemajuan pelanggan. Terminal pelanggan masih
generasi mutahir dalam mekanisme, teknik, memiliki mobilitas yang lebih dibandingkan
rekayasa, dan keilmuan dalam suatu perangkat jenis fixed-phone pada teknologi telepon
yang difungsikan untuk mengirimkan suatu tetap, namun dengan keterbatasan sepanjang
sinyal informasi ataupun data melalui media dalam coverage area network cell-station
transmisi gelombang radio atau gelombang terhadap terminal pelanggan.
mikro. Dengan demikian suatu Teknologi
Wireless akan menggunakan gelombang radio
dalam pengiriman dan penerimaan data atau
sinyal antara pengirim (transmitter) dan
penerima (receiver).
Klasifikasi Teknologi Wireless saat ini, dapat
disebutkan sebagai berikut: Gambar 1.1 Perangkat Cordless-Telephone
a. Cordless-Telephone, teknologi wireless ini
pengembangan dari Jaringan PSTN (Public
Switched Telephone Network), untuk

2. Komputer Nirkabel; artinya terminal
b. Mobile-Communications, pada teknologi pelanggan merupakan perangkat
wireless ini dimana setiap terminal mikroelektronika berbasiskan sistem
pelanggan (mobile-station, MS) dapat saling komputer.
membangun dan menerima panggilan saat
terjadi pergerakan. Ini disebabkan, MS
selalu dalam coverage-area base-station
(BS) provider yang digunakan. Misalkan:
AMPS (Analog Mobile Phone Systems),
GSM (Global System for Mobile-
communications), CDMA (Code Division
Multiple Access).
Gambar 1.5 Model Komunikasi
Jaringan Wireless
Gambar 1.2 Skema interkoneksi antara Jaringan
PLMN dengan Jaringan PSTN
II. Karakteristik Gelombang Radio
c. Satellite, teknologi wireless ini memiliki
titik orbit yang paling luas dibandingkan lain Sinyal informasi yang dipancarkan oleh sebuah
disebabkan tidak menggunakan daya transceiver (transmitter-receiver) dalam bentuk
jangkauan sistem komunikasi radio gelombang elektromagnetik. Seperti telah
terrestrial (stasiun bumi). diketahui dalam suatu gelombang
elektromagnetik, direpresentasikan dalam tiga
parameter utama, yakni: Amplitudo (amplitude),
Frekuensi (frequency), dan Fasa atau sudut
(phase). Amplitudo adalah tinggi (maksimal atau
minimal) sebuah gelombang elektromagnetik.
Bila amplitudo bernilai positif maksimal, maka
Gambar 1.3 Skema Orbit-Pancar suatu Satelit ke gelombang berada di puncak; sebaliknya bila
Stasiun Bumi amplitudo bernilai negatif minimal, maka
gelombang berada pada lembah.
Salah satu contoh perangkat yang
merepresentasikan teknologi satelit ini sine
adalah VSAT (Very Small Aperture
Terminal). A cosine
ωt
A
λ
Gambar 1.4 Skema Arsitektur Jaringan VSAT
λ
d. Wireless Network, teknologi wireless ini Gambar 2.1 Gelombang Sinusoidal dan
lebih umum digolongkan pada Jaringan Cosinusoidal

3. Amplitudo merepresentasikan keras/lemahnya
bunyi atau tinggi-rendahnya gelombang;
satuannya dinyatakan dalam decibels (dB).
Bunyi yang dapat merusak telinga manusia jika
volumenya di atas 85dB, sedangkan untuk level
menghancurkan gendang telinga bila sudah
menembus batas 130dB.
Frekuensi adalah jumlah getaran yang terjadi
dalam periode waktu satu detik. Frekuensi dan Gambar 2.2 Spektrum Gelombang
waktu (t) adalah berbanding terbalik; dengan Elektromagnetik
demikian jika t semakin rendah (nilai semakin
kecil), maka frekuensi semakin tinggi, sehingga Dalam memperhitungkan propagasi gelombang
rambatan gelombang semakin cepat. Rentang radio, harus memperhatikan parameter-parameter
frekuensi pendengaran manusia berada pada berikut:
interval: 20Hz s.d 20KHz, sedangkan speech- a) Kanal propagasi, sifatnya ‘un-controlled’,
spectrum berada pada rentang 300-3400Hz. sehingga harus dimodelkan terlebih dahulu
Jika suatu suara volumenya ditinggikan atau seperti: pemilihan perangkat radio,
dipelankan, itu sama saja dengan meningkatkan algoritma DSP (Digital Signals Processing),
atau menurunkan nilai amplitudo-nya tanpa perhitungan path-loss, dan QoS (Quality of
mengubah nilai frekuensi-nya. Services).
b) Kanal multipath, kanal yang terbentuk
Fasa adalah sudut yang terbentuk pada akibat lintasan jamak dari setiap propagasi
gelombang elektromagnetik saat rambatan gelombang radio.
terjadi. Akibat fasa yang terbentuk, maka c) Spektrum frekuensi, penggunaan dan
Postulat Trigonometri berlaku, yaitu: pemilihan kanal transmisi sebagai saluran
Sin(α+β) = Sinα.Cosβ + Cosα.Sinβ ……..(2.1) sinyal informasi up-link dan down-link.
Sin(α-β) = Sinα.Cosβ - Cosα.Sinβ ….…..(2.2) d) Efek Fading, implikasi dari fading harus
Cos(α+β) = Cosα.Cosβ - Sinα.Sinβ ……..(2.3) diperhitungkan agar kuat-sinyal terima di
Cos(α-β) = Cosα.Cosβ + Sinα.Sinβ ……..(2.4) receiver tetap dapat dipertahankan. Fading
adalah fluktuasi daya sinyal terima akibat
Dari Pers.(2.1) dan (2.2): adanya proses propagasi dari gelombang
Sin (α+β) Sinα.Cosβ Cosα.Sinβ
radio. Munculnya fading menyebabkan
Sin (α - β) Sinα.Cosβ Cosα.Sinβ lintasan jamak yang disebut multipath-
Sin (α+β) Sin (α - β) 2 Sinα.Cosβ fading, yakni fenomena lintasan jamak dari
transmitter (Tx) ke receiver (Rx) akibat
Didapatkan: tidak ada lintasan gelombang langsung
sehingga sinyal terima merupakan
Sin(α+β) + Sin(α-β) = 2.Sinα.Cosβ ……..(2.5)
superposisi gelombang terima dari sifat
Jika:
alamiah propagasi gelombang radio yaitu
(α+β) = C, dan
reflection, diffraction, dan scattering.
(α-β) = D, maka:
(α+β)+(α-β) = C + D
2α = C + D , III. Teknik Multiplexing
Sehingga didapatkan: Teknik Multiplexing adalah mengirimkan sebuah
1 α = C + D…………………………(2.6)
2 sinyal informasi berbeda menggunakan sebuah
kanal yang sama dengan tujuan untuk efisiensi
Dari Pers.(2.5) dan (2.6): penggunaan bandwidth kanal transmisi. Nama
[ Sin ( + ) Sin ( - ) ] lainnya disebut sebagai Multiple-Access atau
Sin .Cos
2 Akses Jamak.
Sin C + Cos D) 2 Sin [ 1 ( + ) ] Cos [ 1 ( - ) ] …………(2.7)
2 2
Klasifikasi Teknik Multiplexing berdasar
Level dan klasifikasi gelombang elektromagnetik parameter yang diseragamkan untuk dikirimkan
dapat diperlihatkan pada gambar berikut ini: yaitu:

4. 3.1 Frequency Division Multiplexing (FDM) dimana antara pelanggan diberi time-slot tertentu
Teknik FDM adalah mengirimkan secara sehingga sinyal informasi dapat dikirimkan
bersamaan dengan menggabungkan sejumlah secara bersama-sama.
sinyal informasi menjadi satu kanal transmisi
berdasarkan frekuensinya masing-masing;
dengan demikian total bandwith dari keseluruhan
kanal dibagi menjadi sub-sub kanal oleh
frekuensi. Dengan demikian setiap sinyal
informasi akan dimodulasi dengan carrier-wave
yang berbeda.
Contohnya Layanan koneksi internet melalui
Jaringan Telepon Tetap yang sekaligus melayani
layanan komunikasi voice telephony, dengan
skemanya sebagai berikut: Gambar 3.3 Teknik TDM
3.3 Code Division Multiplexing (CDM)
Teknik Multiplexing ini didefinisikan sinyal
informasi didudukan pada kanal yang sama pada
waktu bersamaan dengan frekuensi sama, namun
setiap sinyal informasi dibedakan dalam kode-
kode yang unik, yang disebut Pseudo-random
Number. Teknik CDM disebut juga dengan Code
Gambar 3.1 Arsitektur Teknik FDM Division Multiple Access (CDMA), yang
umumnya digunakan pada Teknologi
Komunikasi Bergerak.
Kunci pada Teknik CDM adalah spektral
tersebar, yang artinya sebuah komunikasi dengan
karakteristik sebagai berikut:
setiap informasi yang dibawa di-transmisi-
kan dengan bandwidth melebihi batas
bandwidth minimal yang dibutuhkan untuk
mengirimkan informasi.
bandwidth dinaikkan dengan menggunakan
kode spreading yang saling independen
dengan informasi.
di sisi Rx, kode spreading akan di-recover
Gambar 3.2 Skema Teknik FDM kembali untuk mendapatkan sinyal
informasi yang sebenarnya.
Dari Gambar 3.2 diperlihatkan bahwa Teknik
Frequency Division Multiplexing (FDM) Ilustrasinya sebagai berikut:
merupakan gabungan banyak kanal input
menjadi sebuah kanal output berdasarkan
frekuensi; setiap sinyal di-modulasi-kan ke
dalam frekuensi carrier yang berbeda dan
frekuensi carrier tersebut terpisah dan perlu
diingat bahwa bandwidth dari sinyal-sinyal
tersebut tidak boleh overlap. Contoh lain yang
menggunakan Tekni Multiplexing FDM adalah
teknologi komunikasi bergerak AMPS (Advance Gambar 3.4 Teknik CDM atau CDMA
Mobile Phone Systems), siaran radio dan televisi
kabel. Secara garis besar Teknik Akses Jamak dapat
dikelompokan sebagai berikut berdasar contoh
layanannya:
3.2 Time Division Multiplexing (TDM) • FDM: cable, cell-phones, broadband
Teknik Multiplexing ini diartikan sebagai • TDM: ISDN, optical-fiber, LAN
pendudukan kanal transmisi secara bergantian, • CDM: cell phones

5. IV. Antena dan Karakteristiknya atas, yakni vertikal). Bila digabungkan,
Antena (antenna) bukanlah merupakan alat akan terbentuk pola radiasi secara 3-
telekomunikasi, melainkan salah satu elemen Dimensi.
dalam sebuah alat telekomunikasi yang berperan
sebagai transmitter (Tx) dan/atau receiver (Rx).
Sebuah antena dibutuhkan, bila media-transmisi
yang digunakan adalah gelombang
elektromagnetik.
Klasifikasi gelombang elektromagnetik:
Gambar 4.1 Bentuk Radiasi Antena
Gambar 4.2 Bentuk 3-D Radiasi Antena
Tabel 4.1 Level frekuensi dan wavelength
Oleh sebab menggunakan gelombang • Power Gain: Ratio power output antena
elektromagnetik sebagai media-transmisinya, terhadap power input antena, yang diukur
maka ada daya keterbatasan jangkauan; sehingga dalam dBi (ukuran logaritma gain terhadap
sinyal informasi yang diterima oleh antena perlu antena isotropic).
untuk dikuatkan kembali sesuai dengan standar • Directivity: mengukur konsentrasi power
sinyal terima dengan menggunakan kemampuan radiasi dalam satu bagian tertentu, yang
gain. Setiap antena memiliki gain yang dimungkinkan mendeskripsikan kemampuan
besarannya dihitung dalam satuan dB (decibel). antena menerima power radiasi langsung
pada posisi tertentu.
Dalam prakteknya, ada beberapa aspek yang • Polarization: berorientasi kepada jangkauan
perlu diperhatikan dalam memilih sebuah antena gelombang elektromagnetik dari sumber
sesuai dengan kebutuhan, dan bisa digunakan pancar. Beberapa tipe polarisasi antena
sebagai karakteristik sebuah antena, yaitu: seperti: Linear, Vertical, Horizontal,
• Antenna radiation patterns: model geometri Circular, Elliptical. Polarisasi menjadi hal
sebaran yang memproyeksikan kekuatan terpenting apabila menginginkan
sinyal transmisi pancar atau terima pada performansi antena lebih. Untuk itu harus
sebuah antena, pada satu frekuensi, satu sinkronisasi antara antena pemancar, dan
polarisasi, dan satu state kondisi. antena penerima.
Besarannya diukur dalam dB.
Bentuk radiasi antena biasanya dimodelkan Antena Isotropic adalah antena dengan radiasi
dalam dua bentuk, yakni: bentuk elevasi medan elektromagnetik merata ke segala arah.
(menggambarkan radiasi energi antenna dari Seperti terlihat pada model geometri 3-Dimensi
sisi, yakni horizontal), dan bentuk azimuth berikut ini:
(menggambarkan radiasi energi antena dari

6. Pn (θ , φ )iso = 1 5.2 Circuit Switching
Karakteristiknya sebagai berikut:
• Data bersifat real-time
• Koneksi via sentral atau stasiun pemancar
• Tidak mengenal session
• Contoh: komunikasi telephony, dan siaran
Radio / TV broadcast.
• Sinyal informasi menduduki kanal voice
• Sinyal informasi dikirimkan melalui sentral
atau stasiun pemancar, dan melewati beberapa
repeater untuk menguatkan sinyal yang
diteruskan. time spent hunting for
Gambar 4.3 Model 3-D Geometri
an outgoing trunk
Antena Isotropic
user creates calling
t
V. Teknik Switching disconnected-
Setiap sentral identik dengan fungsi switching signals
dan signaling; switching digunakan untuk
melakukan teknik propagasi dan routing agar propagation
delay
sinyal informasi yang dikirimkan dapat melalui
node-node terdekat, sedangkan signaling disconnected-
digunakan untuk memberikan kode/tanda signals
sebagai maksud/pemberitahuan bagaimana status
sinyal informasi yang telah melakukan fungsi A B C D
switching tersebut.
A, B, C, D adalah sentral
Klasifikasi Teknik Switching: Gambar 5.2 Skema Circuit Switching
5.1 Message Switching Disconnected-signal dibangkitkan jika kondisi:
Karakteristiknya: • Terminal subscriber tujuan tetap kondisi ON-
• Data bersifat non real-time (setiap data yang HOOK dalam waktu lama.
dikirimkan, tidak serta-merta mendapat
• Terminal subscriber tujuan beralih dari
balasan langsung dari penerima)
kondisi OFF-HOOK menjadi ON-HOOK.
• Selalu berhubungan dengan koneksi internet
• Trafik kanal sibuk.
atau intranet dan dengan basis data
• Mengenal session
Kondisi ON-HOOK / OFF-HOOK dijelaskan
• Contoh: e-mail
sebagai berikut:
• Sinyal informasi menduduki kanal data, yang
ON-HOOK, jika hand-set perangkat telepon
dikirimkan 1 blok data penuh (seperti: email
tidak diangkat (sinyal listrik dari sentral ke
yang terdiri dari header dan body; dimana
terminal subscriber tetap ON).
header merujuk kepada pihak yang dituju serta
pengirim, sedangkan body merujuk kepada isi OFF-HOOK, jika hand-set perangkat telepon
dari message tersebut) diangkat (sinyal listrik dari sentral ke
queueing
delay terminal subscriber menjadi OFF/terputus).
user sends email
message
t
5.3 Packet Switching
message Karakteristiknya sebagai berikut:
• Data bisa bersifat non real-time atau real-time
• Sinyal informasi yang ditransmisikan dalam
message
propagation
delay
bentuk data digital.
• Biasanya dilakukan pada sistem
A B C D
telekomunikasi untuk Jaringan Komunikasi
A, B, C, D adalah router / gateway
Data.
Gambar 5.1 Skema Message Switching

7. • Oleh disebabkan sinyal informasi dibentuk VI. Referensi:
dalam format pem-packet-an, maka 1 packet 1. Saadawi, T.N. and Ammar, M.H.,
data bisa terjalin/terdiri dari beberapa data “Fundamentals of Telecommunication
yang berbeda. Networks”, John Wiley and Sons, NY, 1994.
• Mengenal session dan pipelining-process. 2. Simamora, S.N.M.P., “Dasar
• Sinyal informasi menduduki kanal data. Telekomunikasi”, Departemen Sistem
Komputer, Fak.Teknik, ITHB, Bandung,
Teknik Packet Switching terbagi atas dua, yaitu: 2002.
Datagram Packet Switching 3. Simamora, S.N.M.P., “Jaringan Komputer”,
Karakteristiknya sebagai berikut: Jurusan Ilmu Komputer, F-MIPA, UNAI,
• Data bersifat non real-time, karena Bandung, 2006
mengenal on-line / off-line.
• Contohnya: layangan chatting
Virtual Packet Switching Tentang Penulis:
• Merupakan kombinasi antara Teknik Minat dalam bidang Telekomunikasi dan
Circuit Switching dengan Datagram Komunikasi Jaringan, khususnya dalam
Packet Switching. perangkat keras, optimasi kanal sinyal informasi,
• Terbagi atas dua berdasar pada dan pemrograman anta-muka end-user. Sarjana
Teknik dan Magister Teknik di bidang
kemutahiran sinyal informasi yang
Telekomunikasi dari Departemen Elektroteknik,
dikirimkan, yaitu:
Non Real-time, contohnya SMS (Simple Institut Teknologi Bandung; selain aktif menulis
dan meneliti, juga mengajar di beberapa
Message Services), oleh karena
perguruan tinggi di Jakarta dan Bandung. Salah
melibatkan basis data untuk menangani
status message yang dikirimkan dengan satu aktivis penggerak “IT Masuk Kampoeng”,
dan berusaha terus memprovokasi lulusan-
kondisi ‘pending’.
lulusan Sekolah Lanjutan Atas untuk ‘melek’
Real-time, contohnya Bluetooth dan
VoIP, yang digunakan untuk layanan dan menyenangi bidang Teknologi Komunikasi
dan Informasi.
komunikasi voice.
queueing
user sends packets delay
Pa
ket t
-1
source
Pa
ket
-2
Pa
ket
-1
Pa
ket
-3
Pa
ket
-2
Pa
ket
Pa -1
ket
-3
Pa
ket
-2
Pa
propagation ket
-3
delay
destination
A B C D
A, B, C, D bisa sentral atau router / gateway
Gambar 5.3 Skema Packet Switching