Jaringan Nierkabel

A.    Pengertian Jaringan NirkabeL

Jaringan nirkabel (wireless network) adalah bidang disiplin yang berkaitan dengan komunikasi antar sistem (computer) tanpa menggunakan kabel. Jaringan nirkabel ini sering dipakai untuk jaringan komputer baik pada jarak yang dekat (beberapa meter, memakai alat/pemancar bluetooth) maupun pada jarak jauh (lewat satelit). Bidang ini erat hubungannya dengan bidang telekomunikasi, teknologi informasi, dan teknik komputer. Jenis jaringan yang populer dalam kategori jaringan nirkabel ini meliputi: Jaringan kawasan lokal nirkabel (wireless LAN/WLAN), dan Wi-Fi.

Jaringan nirkabel biasanya menghubungkan satu sistem komputer dengan sistem yang lain dengan menggunakan beberapa macam media transmisi tanpa kabel, seperti: gelombang radio, gelombang mikro, maupun cahaya infra merah.

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

"Pada tahun 1979, FR Gfeller dan U. Bapst menerbitkan makalah di Proceedings IEEE pelaporan percobaan jaringan area lokal nirkabel menggunakan komunikasi infra merah disebarkan. Tak lama kemudian, pada tahun 1980, P. Ferrert melaporkan percobaan penerapan kode satu radio spread spectrum untuk komunikasi di terminal nirkabel IEEE Konferensi Telekomunikasi Nasional. Pada tahun 1984, perbandingan antara infra merah dan CDMA spread spectrum untuk komunikasi jaringan informasi kantor nirkabel diterbitkan oleh IEEE Kaveh Pahlavan di Jaringan Komputer Simposium yang muncul kemudian dalam IEEE Communication Society Magazine.

Pada bulan Mei 1985, upaya Marcus memimpin FCC untuk mengumumkan ISM band eksperimental untuk aplikasi komersial teknologi spread spectrum. Belakangan, M. Kavehrad melaporkan percobaan sistem PBX nirkabel kode menggunakan Division Multiple Access. Upaya-upaya ini mendorong kegiatan industri yang signifikan dalam pengembangan dari generasi baru dari jaringan area lokal nirkabel dan diperbarui beberapa lama diskusi di radio portabel dan mobile industri.

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

B.     Sejarah Perkembangan Jaringan Nirkabel

Teknologi komunikasi seakan benda hidup yang selalu tumbuh dan berkembang tiada titik jenuh untuk mengalami peningkatan dari waktu ke waktunya. Dimulai dari alat yang tradisional untuk berkomunikasi seperti surat dan telegram lama-kelamaan beralih ke benda yang dikenal dengan telepon. Sepertinya manusia juga tak pernah puas untuk mengembangkan kemampuannya, muncullah benda yang lebih mutakhir dan dapat mempermudah segala proses komunikasi dengan orang lain seperti benda kecil dan ringan yang ada dalam genggaman kita yang dapat dibawa kemana saja yaitu handphone atau telepon seluler. Kalau diingat-ingat lagi dulu di sepanjang jalan berderet telepon umum atau wartel, tapi sekarang semenjak kehadiran telepon seluler semua sarana tersebut sudah tidak digunakan lagi karena kebanyakan orang sudah beralih pada ‘si mungil’ lengkap dengan teknologi wirelessnya. Wireless (teknologi berbasis gelombang radio) inilah yang menjadikan telepon seluler menjadi alat penyalur informasi tanpa menggunakan kabel. Wirelessadalah teknologi yang tidak lagi menggunakan kabel. Coba bayangkan kalau kita masih menggunakan telepon kabel? Akankah kita kemana-mana membawa telepon beserta kabelnya? Atau dapatkah kita menghubungi kerabat kita jika kita berada di puncak gunung tanpa harus membawa sambungan kabel?

Telepon genggam juga tidak luput dari perkembangan, dimulai dari Advanced Mobile Phone Services(AMPS) menjadi generasi pertama (1G) yang diciptakan dan diujicobakan di awal tahun 1980an. AMPS merupakan teknologi yang ditujukan untuk layanan telepon selular karena menggunakan energi yang lebih sedikit, akses lebih cepat, dan menggunakan kembali frekuensi pada bandwidthyang sesuai. Untuk base stasion receiving AMPS bekerja di frekuensi 800 MHz, 821 – 849 MHz sedangkan  base station transmitting pada 869 – 894 MHZ. Namun sayang, para ahli tidak memperkirakan permintaan pasar yang tinggi terhadap teknologi ini. Pengguna semakin banyak namun frekuensi tidak dapat bertambah, akibatnya banyak pengguna yang kesulitan mendapatkan sinyal dan malah selalu mendapat sinyal sibuk terutama di daerah metropolitan karena AMPS masih menggunakan teknologi analog.

Selanjutnya berkembang frequency division multiple access (FDMA) yang menggunakan teknologi akses ganda (multiple acsess technologies) dimana membagi spektrum gelombang sehingga masing-masing pengguna diberikan frekuensi tertentu. FDMA memang fungsional dalam teknologi telepon seluler tapi dianggap tidak efisien dalam menggunakan spektrum karena satu pengguna memakan satu slot frekuensi selama melakukan panggilan. Selanjutnya FDMA lebih digunakan dalam gelombang mikro dan transmisi satelit saja dan digantikan oleh teknologi TDMA (Time Division Multiple Access) yang dapat menggunakan frekuensi yang lebih besar. Pengguna dipisahkan berdasarkan waktu panggilan. Jika dalam FDMA spektrum gelombang dibagi ke dalam kanal-kanal frekuensi yang di setiap kanal dibagi lagi menjadi slot waktu sekitar 10 m/s. Di TDMA, data dari setiap hubungan komunikasi itu akan diubah ke dalam format digital lalu data cuplikan tersebut mendapat slot waktu pengiriman pada kanal sekitar 30 m/s. Dengan kemampuan ini, TDMA dapat melayani pengguna tiga sampai lima kali lipat lebih banyak daripada FDMA. TDMA biasanya digunakan pada jaringan GSM (Global System for Mobile Communication) dimana penggunanya dapat bepergian dari satu negara ke negara lainnya tanpa khawatir mengalami masalah koneksi telepon seluler.

Meskipun GSM sebenarnya dianggap sudah canggih namun, ada kesenjangan antara Eropa dan Amerika dalam mengembangkan aplikasi nirkabel. Amerika Serikat tidak ingin mengaplikasikan GSM karena sindrom NIH (not invented here). Semakin berkembang lagi, dikenal istilah General Packet Radio Service atau GPRS yang memungkinkan pengiriman dan penerimaan data lebih cepat dan bandwidthyang besar daripada teknologi Circuit Switch Data atau CSD dengan biaya yang lebih murah. GPRS berbasis pada GSM dan menyediakan konektivitas internet dari telepon seluler. Komponen-komponen utama jaringan GPRS adalah GGSN yang menghubungkan jaringan GSM ke jaringan internet, SGSN sebagai penghubung jaringan BSS/BTS ke jaringan GPRS serta PCU yaitu komponen di level BSS yang menghubungkan terminal ke jaringan GPRS

EDGE atau Enhanced Data rates for GSM Environment, adalah teknologi pengembangan dari teknologi GSM dan GPRS. Dari segi jaringan intinya, EDGE dan GPRS menggunakan peralatan dan protokol yang sama namun, hanya berbeda dari segi radio aksesnya saja. Teknologi ini menyampaikan data dengan cepat, berkisar sampai 384 kbps dan menawarkan bandwidth yang berbeda sesuai dengan permintaan.

Di sisi lain, teknologi akses ganda yang dianggap paling canggih saat ini adalah code division multiple access (CDMA) yang dikembangkan oleh Qualcomm. Awalnya dirancang untuk alat komunikasi kemiliteran seperti untuk komunikasi yang aman dan rahasia di medan perang. Prinsip dari CDMA adalah meskipun pengguna berada dalam segmen waktu dan frekuensi yang sama (tidak dibagi ke dalam kanal), namun setiap pengguna dibedakan dengan kode-kode orthogonaltertentu yang sifatnya untik dan khas. Diibaratkan kita berada dalam keramaian dimana semua orang berbicara dalam waktu yang sama. Namun hanya kita dan teman kita saja yang bahasanya sama, jadi kita tetap dapat leluasa berbicara tanpa merasa terganggu dengan keramaian yang ada. Dengan kata lain, pengguna CDMA hanya dapat menerima sinyal dari orang yang dituju. CDMA memiliki kapasitas pengguna lima sampai tujuh kali lebih besar daripada TDMA dan dua puluh lima kali lebih besar daripada FDMA dengan bandwidth yang sama.

Time Division Synchronous Code Division Multiple Access (TD SCDMA) adalah teknologi yang berbasis 3G. Yang membedakan TD SCDMA dengan CDMA yang lain adalah penggunaan time division duplexing (TDD) – teknologi yang memungkinkan pengguna melakukan pertukaran informasi di dalam frekuensi yang sama. Sedangkan 3G CDMA menggunakan frequency division duplexing (FDD), yang menuntut penggunaan dua frekuensi yang berbeda ketika bertukar data. TDD dianggap  lebih efisien dalam menanggulangi kecepatan data yang berubah-ubah atau tidak konstan. Namun di lain pihak FFF memiliki efisiensi dalam lalu lintas data yang konstan dan memerlukan tenaga yang lebih sedikit.

High-Speed Packet Downlink Access atau HSPDA adalah protokol telepon seluler yang merupakan pengembangan teknologi 3,5G. Dengan teknologi ini, penggunan mampu mengakses internet dengan lebih cepat sehingga setara seperti jika kita menggunakan Asynchronous Digital Subscriber Line (ADSL) untuk internet di rumah. Teknologi ini juga mampu menanggulangi kemacetan atau kepadatan saat pengunduhan data yang dapat memperlambat konektivitas. Selain itu, berbagai aplikasi interaktif (dynamic application) dapat dijalankan tanpa hambatan serta mampu meningkatkan kapasitas sistem tanpa perlu menambah frekuensi sehingga mengurangi biaya.

MTSO atau Mobile Telephone Switching Office adalah pusat dari mobile switching (pemindahan darimobile ke landline atau unit nirkabel lainnya yang melibatkan sistem dan koneksi nirkabel yang sangat kompleks yaitu Field monitoring dan relay stations yang digunakan sebagai pemindah panggilan dari/ke cell site dengan PSTN (Public Switch Telephone Network). Di dalam MTSO terdapat MSC (Mobile Switching Center) yang dapat mengendalikan perpindahan jaringan tersebut. MSC mengirimkan Mobile Base Station (MBSs) dan akan dikirimkan melalui Public Switched Telephone Network (PSTN). MBSs inilah yang bertanggung jawab agar pesan dapat diterima melalui teknologi TDMA dan GSM yang digunakan oleh pengguna. MSC ini mengontrol panggilan, billing, dan lokasi pelanggan cell site dengan sistem antena. Selain itu MSC juga berfungsi sebagai penghubung antara satu jaringan GSM dengan jaringan lainnya melalui Internetworking Function (IWF). Mobile Switchingdilengkapi dengan HLR (Home Location Register) sebagai penyimpan semua informasi/data mengenai pelanggan tetap, VLR (Visitor Location Register) untuk menyimpan informasi/data pelanggan saat melakukan roaming dan AuC (Authentication Center) untuk menyimpan semua informasi terkait keabsahan pelanggan, serta EIR (Equiptment Identity Register) untuk menyimpan nomor identitas pelanggan.

Antena merupakan elemen sirkuit yang pada saat transmisi dapat merubah sinyal menjadi gelombang radio untuk mengumpulkan energi elektromagnetik sehingga dapat diterima menjadi rangkaian kode tertentu. Empat aspek yang dimiliki antena yaitu Reciprocity – semua antena sifatnya sama meski digunakan untuk menerima ataupun mengirim energi elektromagnetik;Polarization : antena penerima dan pengirim mempunyai polarisasi yang sama; Radiation Field –tercipta di sekeliling antena dan memengaruhi transmisi sinyal; Antenna Gain – banyaknya kekuatan antena untuk menerima energi elektromagnetik.

Smart Antenna adalah kombinasi beberapa elemen antena dengan kemampuan pengolahan sinyal yang dapat mencari sendiri frekuensi yang diinginkan. Antenna gain diperbesar sehingga frekuensi yang diserap dapat maksimal. Contohnya sistem radar untuk pelacakan sasaran. Hal utama yang menjadikan suatu sistem antena menjadi smart, adalah kemampuannya untuk mengestimasi sudut kedatangan sinyal atau Angel of Arrival (AOA). Biaya yang digunakan menjadi lebih efisien karena rendahnya konsumsi kekuatan dalam amplifier dan mempunyai reliabilitas tinggi. Smart antennasmemisahkan pengguna dengan Space Division Multiple Access (SDMA) atau pemisahan ruang. Dua kategori smart antennas, yaitu Switched Lobe (SL) yang berbentuk beams ganda, dan Adaptive Array(AA) yang melacak berbagai tipe sinyal yang meminimalisir interferensi dan memaksimalisasi penerimaan sinyal yang diinginkan. Fitur yang menonjol dalam smart antennas adalah signal gain, interference rejection, spatial diversity, power efficiency.

Microwave Signals merupakan sinyal yang dipergunakan dalam teknologi satelit serta memilikibandwidth yang sangat besar. Radio dan televisi merupakan contoh pemanfaatan teknologi ini. Namun, dengan kapasitasnya yang sangat besar seringkali terjadi overload (penumpukan) frekuensi. Selain itu, sulitnya peralatan, mudah terkena gangguan cuaca terutama pada saat hujan deras/absorpsi hujan, distorsi, pemudaran pada peralatan, distorsi dan pemudaran menjadi rintangan teknologi ini. Komponen dari sistem gelombang mikro ini adalah modem digital, unit RF, dan antenna. Modem digital memodulasi sinyal informasi menjadi unit RF yang kemudian meneruskan sinyal tersebut ke antena. Engineering Issues for Microwave Signaling adalah isu terkait dengan gelombang mikro, yaitu keragaman ruang, keragaman frekuensi, hot standby, dan koneksi PRI yang harus dipertimbangkan dalam penempatan gelombang mikro.

Saat ini dikenal istilah 4G yang akan menggantikan posisi 3G dan 3,5G karena dianggap lebih efisien. 4G dilengkapi dengan teknologi software-defined radio (SDR) receiver, Orthogonal frequency division multiplexing access (OFDMA), dan teknologi Multiple-Input at Multiple-Output (MIMO). Kelebihannya terdapat pada tingkat transmisi yang lebih cepat dan protokol data yang lebih banyak bahkan bisa mengangkut data sepuluh sampai limapuluh kali lebih banyak dari 3G. Namun teknologi ini masih belum dapat terealisasikan mengingat provider harus menyediakan layanan dengan kapasitas yang tinggi pula. Selain itu, teknologi ini mengalami hambatan dalam hal harga, akses universal, dan kecepatan.

Setelah munculnya 4G yang dengan yakin diperkirakan akan menggantikan 3G dan 3,5G apakah akan ada lagi generasi-generasi wireless lagi yang lebih canggih dan mampu menghilangkan kelemahan-kelemahan dari teknologi wireless yang ada sebelumnya? Kita nantikan saja.

C.    Jnis-Jenis Jaringan Nirkabel

Teknologi jaringan nierkabel merupakan transfer informasi  antara dua atau lebih titik yang tidak terhubung secara fisik.  Jaringan nierkabel ini memiliki kelebihan dan kekurangan dalam penggunaanya. Kelebihan dari jaringan ini yaitu lebih mudah dalam proses instalasi, area kerja yang luas, serta kebebasan dalam beraktivitas. Kelebihan dari teknologi nierkabel ini yaitu  lebih mahal, delay besar,dan tata keamanan tidak terjaga.       

Jenis- jenis dari jaringan nierkabel yaitu sebagai berikut :  

1.      Wireless Wide Area Network ( WWAN)

   Wireless Wide Area Network (WWAN) Merupakan jenis jaringan nierkabel yang mencakup daerah yang luas seperti kota atau negara. Penggunaan WWAN ini melalui beberapa satelit atau antena .

2.      Wireless Local Area Networz     

 Wireless Local Area Network ( WLAN) merupakan teknologi nerkabel yang mencakup satu area yang sifatnya local, seperti dalam satu gedung.

3.      Wireless Personal Area Nework (WPAN)  

 Wireless Personal Area Network (WPAN) merupakan teknologi jaringan nierkabel hanya dapat menjangkau area yang dekat. Contohnya Bluetooth dan infrared

D.    Alat dan Cara Kerjanya

1.      Inframerah

Inframerah menggunakan gelombang cahaya yang memiliki frekuensi yang lebih rendah daripada yang diterima oleh mata manusia. Inframerah ini digunakan pada kebanyakan sistem remote kontrol oleh televisi. Komunikasi inframerah cukup cepat dan tidak membutuhkan biaya yang relative mahal untuk berkoneksi,dan dengan inframerah , kita dapat mengetahui bahwa pesan yang kita kirim akan sampai pada orang yang diinginkan meskipun dalam satu ruangan terdapat banyak penerima inframerah.

Akan tetapi, inframeah ini memiliki kekurangan yaitu hanya bisa dilakukan searah saja, seperti contoh pada saat kita mengirim data antara komputer dengan laptop. Komunikasi dengan menggunakan media inframerah ini, tidak bisa menembus gedung, namun bisa menembus ketika melewati mika transparaan.

2.      Bluetooth

 Bluetooth merupakan teknologi yang memungkinkan dua perangkat saling terhubung tanpa menggunakan kabel dan saluran yang tidak terlihat. Cara kerja dari Bluetooth ini yaitu dengan memiliki memiliki sistem Bluetooth didalam alat komunikasi yang digunakan dan juga ada dua perangkat sebagai pengirim dan penerima data dari Bluetooth.

  Kelebihan dari Bluetooth ini yaitu selain biayanya relative lebih murah, Bluetooth dapat mengirimkan data lebih cepat daripada inframerah.Bluetooth juga bisa menembus tembok sekalipun. Jadi, semisal kita mengirimkan data dari luar ruangan dengan menggunakan bluetooth, masih bisa dijangkau asalkan radiusnya tidak lebih dari 10 meter

3.      Wifi

Wifi merupakan salah satu jaringan nierkabel . Wifi ini banyak digunakan oleh masyarakat karena tersedia di banyak tempat. Sinyal wifi ini tidak berkoneksi dengan transfer data. Sinyal wifi mempengaruhi kuat kemahnya terhubung dengan jaringan. Kelebihan wifi ini yaitu mudah di akses dan lebih murah. Namun wifi ini dapat mengganggu perangkat komunikasi yang lain seperti komunikasi radio yang bekerja dalam frekuensi yang sama.

Perlengkapan yang digunakan dalam penggunakan media komunikasi wifi :

a.       Access point

 Access point ini berfungsi mengatur lalu lintas data ( pusat transfer data). Kelebihan dari  yaitu transfer data lebih cepat, areanya lebih luas,pengaturan dan keamanan data lebih terjamin. Access point ini biasany digunakan untuk hotspot wifi dan perkantoran yang memerlukan stbilitas dan keamanan data.

b.      Ad-Hoc

  Ad-Hoc merupakan koneksi antar device wifi peer too peer. Kelemahan Ad-Hoc ini yaitu bila pengguna wifi terhubung terlalu banyak,maka transfer data menjadi lambat. Keuntungan dari Ad-Hoc ini yaitu lebih murah dan praktis .

Sumber : http://betamaluku6.blogspot.com/2013/06/makalah-jaringan-nirkabel_3.html