Pemrograman Nirkabel
(pertemuan 5)
Dosen Pengampu
Abdul Kadir
Antenna dan Aksesoris
Antenna adalah yang sering digunakan untuk meningkatkan jangkauan dari
system wireless LAN, namun pilihan antenna yang sesuai juga dapat
menambah keamanan dari wireless LAN. Pilihan antenna yang tepat dan
posisi antenna dapat mengurangi kebocoran sinyal dari batasan anda, dan
membuat pemotongan sinyal amat sulit. Pada bab ini, kami akan
menjelaskan pola pemancaran sinar dari design antenna yang berbeda,
dan bagaimana posisi antenna user membuat penerimaan sinyal yang
berbeda.
Ada 3 kategori umum yang membagi antenna wireless LAN :
omni
directional, semi‐directional, dan highly‐directional.
Bab ini akan meliputi aksesori LAN seperti : Amplifiers RF RF attenuators Lightning arretors Konektor RF Kabel RF Pemisah Rf Pigtails Antenna RF
Antenna RF adalah peralatan yang digunakan untuk menkonversikan sinyal frekuensi tinggi(RF) pada garis transmisi (kabel atau waveguide) ke gelombang siaran di udara. Medan elektrik dipancarkan dari antenna yang disebut beams atau lobes. Dibawah ini adalah 3 kategori umum dari antenna RF, yaitu : Omni – directional Semi – directional Highly – directional
Tiap kategori mempunyai bermacam‐macam tipe antenna, masing‐masing mempunyai karakteristik RF yang berbeda dan penggunaan yang tepat. Ketika penambahan antenna meningkat, lingkup area menyempit sehingga antenna high‐gain menawarkan lingkup area lebih luas daripada antenna low‐gain pada level masukan (input) yang sama.
Antenna Omni – directional (Dipole)
Antenna wireless LNn yang paling umum adalah antenna dipole. Sederhana dalam design, antenna dipole merupakan peralatan standar pada kebanyakan access point. Dipole adalah antenna omni‐directional, karena ia memancarkan energinya secara bersamaan pada semua arah sekitar porosnya. Antenna directional memusatkan energinya dalam bentuk kerucut, dikenal dengan “beam”. Dipole mempunyai element pemancaran hanya 1 inchi panjangnya yang melakukan fungsi yang sama dengan antenna “rabbit ears” pada seperangkat televisi. Antenna dipole yang digunakan dengan wireless LAN lebih kecil karena frekuensi wireless LAN dalam 2,4 GHz spectrum microwave sebagai ganti dari 100 Mhz spectrum TV. Bila frekuensinya meninggi, wavelength dan antennanya menjadi kecil.
Kegunaan
Antenna omni‐directional digunkan ketika melingkupi semua arah sekitar poros horizontal dari antenna dibutuhkan. Antenna omni‐directional sangat efektif dimana jangkauan besar dibutuhkan disekitar titik pusat. Sebagai contohnya, menempatkan antenna omni‐directional di tengan‐tengah sebuah ruangan terbuka dan besar akan melengkapi lingkupan yang bagus. Antenna omni‐directional umumnya digunakan untuk design point‐to‐multipoint dengan bentuk bintang (Lihat gambar 5. 6). Penggunaan di luar ruangan, antenna omni‐ directional harus diletakkan di atas dari struktur (misalnya bangunan) pada pertengahan lingkup area. Contohnya, pada sebuah kampus, antenna bisa saja ditempatkan di pusat kampus untuk lingkup area yang terbesar. Ketika digunakan di dalam ruangan, antenna harus ditempatkan di tengah bangunan atau lingkup area yang diinginkan, dekat dengan langit‐langit, untuk jangkauan yang optimum. Antenna omni‐directional memancarkan jangkauan area yang besar pada pola lingkaran dan cocok untuk warehouse atau tradeshows dimana lingkupnya biasanya dari satu sudut bangunan ke sudut bangunan lain.
Antenna semi‐directional
Antenna semi‐directional terdiri dari bermacam‐macam bentuk dan jenis. Beberapa tipe antenna semi‐directional yang sering digunakan bersama wireless LAN adalah antenna Patch, Panel dan Yagi (dibaca “YAH‐gee”). Semua antenna tersebut umumnya berbentuk datar dan dirancang untuk dinding gedung. Tiap tipe mempunyai karekteristik jangkauan yang berbeda. Gambar 5.7 menunjukkan beberapa contoh dari antenna semi‐directional.
Kegunaan
Antenna semi‐directional idealnya cocok untuk jembatan dengan jarak pendek atau rata‐rata. Sebagai contoh, dua bangunan kantor yang bersebrangan jalan satu sama lain dan perlu membagi koneksi jaringan akan menjadi scenario yang bagus untuk mengimplementasikan antenna semi‐directional. Pada ruang tertutup yang luas, bila pemancar harus diletakkan di sudut atau pada bagian belakang bangunan, koridor, atau ruangan besar, antenna semi‐directional akan menjadi pilihan yang baik untuk menyediakan jangkauan yang tepat. Gambar 5.9 menggambarkan hubungan antara dua bangunan yang menggunakan antenna semi‐directional.
Antenna highly‐directional
Dari namanya sudah bisa ditebak, antenna highly‐directional memancarkan sinyal sinyal terbatas dari tipe antenna apapun dan mempunyai gain terbesar dari ketiga group antenna. Antenna highly‐directional secara khusus berbentuk cekung, peralatan berbentuk piringan, seperti bisa dilihat pada gambar 5.10 dan 5.11. antenna ini cocok untuk jarak jauh, hubungan wireless poin‐to‐ point. Beberapa model ditujukan pada parabolic dishes karena mereka menyerupai piringan satelit kecil. Yang lainnya disebut antenna grid karena design mereka yang bolong untuk pengisian angin.
Kegunaan
Antenna high‐gain tidak mempunyai jangkauan area yang peralatan
klien bisa digunakan. Antenna ini digunakan untuk hubungan komunikasi
point‐to‐point dan bisa memancarkan pada jarak hingga 25mil
(42km).
Kemampuan
antenna
highly‐directional
adalah
bisa
menghubungkan dua bangunana yang tepisah beberapa mil satu sama
lain dan tidak punya hambatan jarak penglihatan diantara mereka.
Ditambah pula, antenna ini bisa ditujukan secara langsung satu sama lain
melalui bangunan dengan tujuan untuk “meledak” melalui sebuah
hambatan.
Susunan ini bisa digunakan dengan tujuan untuk mendapatkan
sambungan jaringan ke tempat yang tidak bisa dilewati kabel dan
dimana jaringan wireless normal tidak bisa bekerja.
Note : antenna higly‐directional mempunyai beamwidth yang sangat
Konsep antenna RF
Polarization
Gelombang radio sebenarnya terdiri dari dua bagian, satu electric dan satunya lagi magnetic. Dua bagian ini tersusun secara vertical satu sama lain.Gabungan dari dua bagian ini disebut dengan bagian electro‐magnetic. Energi ditransfer dari dan ke bagian lain satu sama lain, pada prosesnya dikenal sebagai “oscillation”. dataran yang parallel dengan elemen antenna merupakan “dataran‐E” sementara dataran yang secara vertical dengan elemen antenna adalah “dataran‐H”. Peng‐kutuban adalah orientasi fisik dari antenna pada posisi horizontal dan vertical. Bagian electric paralel dengan element pancaran (elemen antenna merupakan bagian logam dari antenna yang melakukan pekerjaan memancar) jadi, bila antennanya vertical, maka kutubnya vertical • Kutub horizontal – bagian electric paralel dengan tanah
• Kutub vertical – bagian electric vertical dengan tanah.
Kutub vertical , yang biasanya digunakan pada wireless LAN, adalah vertical dengan dataran bumi. Perhatikan antenna rangkap menacap secara vertical dari banyak access point – antenna tersebut secara vertical mengkutub pada posisi ini – kutub horizontal parallel dengan bumi. Gambar 5.13 mengilustrasikan efek pengkutuban dapat terjadi ketika antenna tidak lurus secara benar. Antenna yang tidak ter‐kutub‐kan pada cara yang sama tidak akan bisa berkomunikasi satu sama lain secara efektif.
Gain
Antenna gain dispesifikasikan pada dBi, maksudnya decibel ditujukan pada radiator isotropic. Radiator isotropic adalah bulatan yang memancarkan kekuatan secara sama pada semua arah secara simulatan. Kami tidak mempunyai kemampuan untuk membuat radiator isotropic, tapi sebagai gantinya kami dapat membuat antenna omni‐directional seperti dipole yang memancarkan kekuatan 360 derajat secara horizontal, tapi bukan 360 derajat secara vertical. Pemancaran sinar sinyal RF pada cara ini memberi kita pola lingkaran. Semakin kita meng‐horizontal‐kan secara paksa donut ini, semakin menyenangkan jadinya, lebih membentuk sebuah bentuk pancake ketika gain‐nya sangat tinggi. Antenna mempunyai gain pasif, yang artinya mereka tidak menaikkan kekuatan yang menjadi masukannya, tapi agak berbentuk bidang pancaran untuk memperpanjang atau memperpendek jarak gelombang akan menyebarluas. Semakin tinggi gain antenna‐nya, semakin jauh gelombangnya akan berjalan, pusatkan gelombang keluarannya secara ketat sehingga akan lebih banyak kekuatan yang dikirim ke tujuan (antenna penerima) pada jarak jauh.
Beamwidth
Seperti telah dijelaskan sebelumnya, terbatas, atau memfokuskan sinar antenna meningkatkan gain antenna (ukuran dalam dBi). Beamwidth (pelebaran sinar) antenna artinya seperti kedengarannya : “width = lebar” dari sinar sinyal RF yang dipancarkan antenna. Gambar 5.14 mengilustrasikan jangka waktu beamwidth .
Free Space Path Loss
Free space path loss (atau hanya Path Loss) ditujukan pada kehilangan yang diakibatkan oleh sinyal RF yang harus dibayar karena perbesaran pada “penyebaran sinyal” yang mana secara alami meluas pada depan gelombang. Semakin lebar bagian depan gelombang, semakin sedikit kekuatan yang dapat disokong ke dalam antenna penerima. Seperti halnya pneyebarluasan sinyal pemancar, kekuatannya meningkat pada taraf kebalikannya sebanding dengan jarak yang dijalaninya dan sebanding dengan kelebaran sinyal. Level kekuatannya menjadi factor yang sangat penting ketika hubungan yang terus‐ menerus menjadi pertimbangan.
Persamaan Path loss merupakan salah satu pondasi dari perhitungan anggaran belanja sebuah sambungan. Path loss mempersembahkan sumber tunggal terbesar dalam system wireless. Dibawah ini adalah rumus untuk Path Loss.
Peraturan 6 dB
Penyelidikan tertutup pada persamaan Path loss menghasilkan hubungan yang tidak berguna berkaitan dengan hal hubungan anggaran belanja. Tiap 6 dB meningkatkan EIRP setara dengan 2 kali jarak. Sebaliknya, pengurangan 6 dB pada EIRP berarti memotong jaraknya hingga setengah. Dibawah ini adalah table yang memberi Anda perkiraan secara kasar dari Path Loss untuk memberi jarak antara pemancar dan penerima pada 2,4 GHz.
Instalasi Antenna
Sangatlah penting untuk memiliki installasi antenna yang benar
dalam wirelsess LAN. Installasi yangtidak tepat dapat membawa pada
kerusakan atau kehancuran dari peraltan anda dan juga dapat
membawa pada kerugian seseorang. Pekerjaan yang baik dari system
wireless LAN sama pentingnya dengan keselamatan seseorang,
yang dicapai melalui penempatan yang benar, pemasangan,
pengarahan dan penyesuaian. Pada bagian ini meliputi :
• Penempatan (placement)
• Pemasangan (mounting)
• Penggunaan yang tepat (appropriate use)
• Pengarahan (orientation)
• Penyesuaian (alignment)
• Keamanan (safety)
• Pemeliharaan (maintenance)
Penempatan (placement)
Memasang antenna omni‐directional berkaitan dengan access point didekat pertengahan dari jangkauan area yang diinginkan dimanapun berada. Menempatkan antenna setinggi mungkin untuk meningkatkan jangkauan area, berhati‐hati bahwa user meletakkan sesuatu dibawah antenna masih dapat menerima. Terutama ketika menggunakan omni antenna high‐gain. Antenna diluar ruangan harus dipasang diatas rintangan seperti pepohonan dan bangunan seakan‐akan tidak ada objek yang melanggar batas Zone Fresnel.
Pemasangan (mounted)
Sekali anda telah menghitung betapa pentingnya kekuatan output, gain, dan jarak yang anda perlukan untuk memancarkan sinyal RF, dan telah memilih antenna yang tepat untuk pekerjaan tersebut, anda harus memasang antenna tersebut. Terdapat beberapa pilihan untuk memasang antenna didalam maupun diluar ruangan.
Pilihan pemasangan antenna • Pemasangan pada langit‐langit – biasanya tergantung di palang pada bawah langit‐ langit. • Pemasangan pada dinding – memaksa sinyal pergi dari permukaan vertical • Pemasangan pillar(tiang penyangga) – memasang sama rata pada permukaan vertical • Dataran tanah – didudukkan datar pada tanah • Pemasangan tiang layar – antenna dipasang pada ujungnya
• Pemasangan penyambungan – pemasangan pada tiang layar yang bisa dipindah‐ pindah.
• Pemasangan pada cerobong asap / semrong lampu – berbagai jenis hardware yang membolehkan antenna dipasang pada cerobong asap / semrong lampu.
Penggunaan yang tepat (appropriate use)
Gunakan antenna untuk dalam ruangan(indoor antenna) di dalam bangunan dan antenna untuk luar ruangan(outdoor antenna) diluar bangunan kecuali area dalam ruangan secara signifikan sangat besar untuk membenarkan penggunaan antenna untuk luar ruangan (outdoor antenna). Antenna untuk luar ruangan (outdoor antenna) paling sering disegel untuk mencegah air memasuki daerah element antenna dan dibuat dari plastic untuk menahan perubahan panas dan dingin yang ekstrim. Antenna untuk dalam ruangan (indoor antenna) tidak dibuat untuk penggunaan di luar ruangan dan umumnya tidak bisa menahan elemennya.
Orientation
Orientasi antenna membutuhkan pengkutuban, yang telah dibahas sebelumnya sebagai pemilik dampak berpengaruh pada penerimaan sinyal. Bila antenna diarahkan dengan bagian electric parallel dengan permukaan bumi, maka client (jika antenna dipasangn pada access point) juga harus mempunyai pengarahan yang sama untuk penerimaan ang maksimum. Kebalikannya juga berlaku dengan keduanya memiliki bagian electric yang diarahkan secara vertical dengan permukaan tanah. Keluaran dari jembatan penguhubung akan secara drastic berkurang bila tiap akhir hubungan tidak memiliki orientasi antenna yang sama.
Penyesuaian (Alignment)
Penyesuaian antenna terkadang kritis dan lain waktu tidak. Beberapa antenna mempunyai beamwidth horizontal dan vertical yang sangat lebar sehingga memungkinkan administrator untuk membidik dua antenna pada lingkungan jembatan bangunan‐ke‐bangunan pada tiap arah umum lain dan mendapatkan penerimaan yang hapir sempurna. Penyesuaian (alignment) lebih penting ketika mengimplementasikan hubungan jarak jauh menggunakan antenna highly‐ directional. Jembatan wireless dating dengan software penyesuaian (alignment) yang membantu administrator mengoptimalkan penyesuaian antenna untuk penerimaan yang terbaik, yang mengurangi paket yang hilang dan perhitungan berulang yang tinggi ketika kekuatan sinyal membesar.
Ketika menggunakan access point dengan antenna omni‐directional atau semi‐ directional, penyesuaian (alignment) yang tepat biasanya adalah masalah menutupi area yang tepat seperti client wireless bisa berhubungan pada tempat dimana hubungan diharapkan.
