Frekuensi dan Panjang Gelombang
Radio adalah teknologi yang digunakan untuk pengiriman sinyal dengan cara modulasi dan radiasi elektromagnetik (gelombang elektromagnetik).
Gelombang ini melintas, dan merambat lewat udara, dan bisa juga merambat lewat ruang angkasa yang hampa udara, karena gelombang ini tidak memerlukan medium pengangkut (seperti molekul udara).
Gelombang radio adalah satu bentuk dari radiasi elektromagnetik, dan terbentuk ketika objek bermuatan listrik dari gelombang osilator (gelombang pembawa) dimodulasi dengan gelombang audio (ditumpangkan frekuensinya) pada frekuensi yang terdapat dalam frekuensi gelombang radio (RF; “radio frequency”)) pada suatu spektrum elektromagnetik, dan radiasi elektromagnetiknya bergerak dengan cara osilasi elektrik maupun magnetik.
Gelombang elektromagnetik lain yang memiliki frekuensi di atas gelombang radio meliputi sinar gamma, sinar-X, inframerah, ultraviolet, dan cahaya terlihat.
Frekuensi, Periode Dan Fasa Gelombang Listrik Frekuensi dilambangkan dalam huruf f.
Periode adalah lamanya waktu yang diperlukan untuk melakukan satu getaran sempurna suatu gelombang listrik. Periode dilambangkan dengan huruf T.
Hubungan antara frekuensi dan periode adalah berbanding terbalik, berarti semakin besar frekuensinya periodenya akan semakin kecil. Secara matematis dapat dituliskan :
Dimana :
f : frekuensi, dalam siklus per detik atau Herz (Hz) T : periode, dalam detik (s).
Panjang Gelombang
Panjang gelombang adalah sebuah jarak antara satuan berulang dari sebuah pola gelombang. Biasanya memiliki denotasi huruf Yunani lambda (λ).
Dalam sebuah gelombang sinus, panjang gelombang adalah jarak antara puncak:
Panjang gelombang λ memiliki hubungan inverse terhadap frekuensi f, jumlah puncak untuk melewati sebuah titik dalam sebuah waktu yang diberikan.
Panjang gelombang sama dengan kecepatan jenis gelombang dibagi oleh frekuensi gelombang. Ketika berhadapan dengan radiasi elektromagnetik dalam ruang hampa, kecepatan ini adalah kecepatan cahaya c, untuku sinyal (gelombang) di udara, ini merupakan kecepatan suara di udara.
Hubungannya adalah:
di mana:
λ = panjang gelombang dari sebuah gelombang suara atau gelombang elektromagnetik
c = kecepatan cahaya dalam vakum = 299,792.458 km/d ~ 300,000 km/d = 300,000,000 m/d atau c = kecepatan suara dalam udara = 344 m/d pada 20 °C (68 °F)
Teknik Pemodulasian
ModulasiModulasi adalah proses penumpangan informasi yang terkandung dalam sebuah rentang frekuensi pada sebuah frekuensi pembawa. Contoh modulasi adalah proses penyiaran suara atau musik yang dipancarkan melalui sebuah pemancar radio
Proses kebalikan dari modulasi disebut demodulasi. Sedangkan contoh demodulasi adalah proses penerimaan suara atau musik oleh sebuah pesawat penerima radio.
Kenapa Sinyal Radio Harus Dimodulasi?
Sinyal-sinyal suara (frekuensinya sama) jika ditransmisikan secara bersamaan interferensi, dimana sinyal saling tumpang tindih dan mengganggu satu sama lain.
Dengan modulasi, frekuensi sinyal-sinyal suara dipindahkan ke wilayah frekuensi yang jauh lebih tinggi, sehingga dapat ditempatkan pada daerah-daerah frekuensi yang berbeda-beda.
Proses ini disebut Frequency Division Multiplexing
Pengelompokan Modulasi Modulasi Analog
Modulasi Amplitudo (Amplitude Modulation, AM) Modulasi Frekuensi (Frequency Modulation, FM) Modulasi Fasa (Phase Modulation, PM)
Modulasi Digital
Amplitude Shift Keying (ASK) Frequency Shift Keying (FSK) Phase Shift Keying (PSK)
Modulasi Analog
Modulasi analog adalah modulasi dimana sinyal masukannya adalah sinyal analog. Modulasi analog adalah komunikasi yang mentransmisikan sinyal-sinyal analog yaitu time signal yang berada pada nilai kontinu pada interval waktu yang terdefinisikan.
Dalam modulasi analog, proses modulasi merupakan respon atas informasi sinyal analog.
Ada beberapa macam yaitu AM, FM, PM, QAM, SM, SSB. 1. Amplitude Modulation (AM)
AM atau modulasi amplitudo adalah suatu modulasi dimana amplitudo sinyal carrierberubah sesuai kelakuan dari amplitudo sinyal input. Adapun frekuensi dan fasa sinyal carrier pada AM tidak berubah. Berdasarkan bentuk keluarannya, hasil AM ada tiga macam. Bentuk keluaran ditentukan oleh sebuah koefisien indeks modulasi.
2. Frequency Modulation (FM)
3. Phase Modulation (PM)
PM atau modulasi fasa adalah suatu modulasi dimana fasa sinyal carrier berubah sesuai kelakuan dari amplitudo sinyal input.
Modulasi Digital
Modulasi digital ialah suatu sinyal analog di modulasi berdsarkan aliran data digital.
Modulasi digital merupakan proses penumpangan sinyal digital (bit stream) ke dalam sinyal carrier.
Modulasi digital sebetulnya adalah proses mengubah-ubah karakteristik dan sifat gelombang pembawa (carrier) sedemikian rupa sehingga bentuk hasilnya (modulated carrier) memiliki ciri-ciri dari bit-bit (0 atau 1) yang dikandungnya.
Teknik modulasi digital pada prinsipnya merupakan variant dari metode modulasi analog.
Ada beberapa macam yaitu ASK, APSK, CPM, FSK, MFSK, MSK, OOK, PPM, PSK, QAM, SC-FDE, TCM. 1. Amplitude Shift Keying (ASK)
ASK adalah suatu modulasi dimana amplitudo sinyal carrier akan berubah sesuai dengan logika bit-bit sinyal input.
Terdapat dua macam ASK jika dibedakan berdasarkan amplitudo sinyal output ASK pada logika bit rendah.
Pertama, jika ada amplitudo sinyal output ASK pada logika bit rendah. Maka, pada kedua logika bit (0 dan 1) terdapat amplitudo sinyal output.
Kedua, jika tidak ada amplitudo sinyal output ASK pada logika bit rendah, Maka, amplitudo sinyal output hanya ada jika logika bit sinyal input adalah logika bit tinggi. Jenis ASK yang kedua ini disebut juga On-Off Keying (OOK).
2. Frequency Shift Keying (FSK)
FSK adalah suatu modulasi dimana frekuensi sinyal carrier akan berubah sesuai dengan logika bit-bit sinyal input. Karena hanya ada dua macam bit, maka pada FSK juga hanya dua frekuensi yang digunakan. Adapun amplitudo dari kedua macam frekuensi tersebut tetap.
3. Phase Shift Keying (PSK)
PSK adalah suatu modulasi dimana fasa sinyal carrier akan berubah sesuai dengan logika bit-bit sinyal input. Terdapat beberapa tingkat PSK yang ditentukan berdasarkan jumlah fasanya.
a. BPSK Binary Phase Shift Keying (BPSK) sesuai namanya terdiri dari dua fasa. Setiap fasa akan merepresentasikan satu bit dari sinyal input (1 bit/Hz). Kedua fasa terpisah sejauh 180°.
Contoh:
Maka, diagram konstelasi BPSK untuk contoh tersebut adalah sebagai berikut.
Diagram Konstelasi BPSK
b. QPSK Quadrature Phase Shift Keying (QPSK) sesuai namanya terdiri dari empat fasa. Setiap fasa akan merepresentasikan dua bit dari sinyal input (2 bit/Hz). Setiap fasa terpisah sejauh 90° satu sama lain.
Contoh:
o Logika sinyal input 00: 0° o Logika sinyal input 01: -90° o Logika sinyal input 11: 180° o Logika sinyal input 10: 90°
Maka, diagram konstelasi QPSK untuk contoh tersebut adalah sebagai berikut.
Diagram Konstelasi QPSK
c. M-PSK BPSK dan QPSK menjadi dasar dalam menghitung jumlah simbol (representasi bit) dalam 1 Hz dan sudut interval antar fasa.
Modulasi M-PSK dapat merepresentasikan m bit/Hz dengan sudut interval fasa sebesar θ.
Modulasi M m θ
BPSK (2-PSK) 2 1 180°
QPSK (4-PSK) 4 2 90°
8-PSK 8 3 45°
M-PSK M 2logM 360°/M
4. Other Digital Modulation
Semakin banyak jumlah fasanya, maka perbedaan sudut fasa di antara logika-logika yang bersebelahan akan semakin kecil.
Perbedaan sudut yang kecil menuntut linearitas yang tinggi. Sehingga, dikembangkanlah metode modulasi fasa sekaligus amplitudo yang dikenal dengan nama Quadrature Amplitude Modulation (QAM).
Teknologi QAM terus berkembang mulai 16-QAM, 32-QAM, 64-QAM, 128-QAM, hingga yang terakhir 256-QAM.
Jika pada modulasi M-PSK digunakan diagram konstelasi lingkaran, maka pada M-QAM digunakan diagram konstelasi persegi.
Contoh diagram konstelasi 16-QAM pada layanan WiMAX adalah sebagai berikut.
Diagram Konstelasi 16-QAM WiMAX
Teknologi Jaringan Nirkabel
Apa Itu Jaringan Nirkabel ?Teknologi jaringan nirkabel sebenarnya terbentang luas mulai dari komunikasi suara sampai dengan jaringan data, yang mana membolehkan pengguna untuk membangun koneksi nirkabel pada suatu jarak tertentu. Ini termasuk teknologi infrared, frekuensi radio dan lain sebagainya.
Peranti yang umumnya digunakan untuk jaringan nirkabel termasuk di dalamnya adalah komputer, komputer genggam, PDA, telepon seluler, tablet PC dan lain sebagainya.
Teknologi nirkabel ini memiliki kegunaan yang sangat banyak. Contohnya, pengguna bergerak bisa menggunakan telepon seluler mereka untuk mengakses e-mail. Sementara itu para pelancong dengan laptopnya bisa terhubung ke internet ketika mereka sedang di bandara, kafe, kereta api dan tempat publik lainnya. Di rumah, pengguna dapat terhubung ke desktop mereka (melalui bluetooth) untuk melakukan sinkronisasi dengan PDA-nya.
Standarisasi
Untuk menekan biaya, memastikan interoperabilitas dan mempromosikan adopsi yang luas terhadap teknologi nirkabel ini, maka organisasi seperti Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE), Internet Engineering Task Force (IETF), Wireless Ethernet Compatibility Alliance (WECA) dan International Telecommunication Union (ITU) telah berpartisipasi dalam berbagai macam upaya-upaya standarisasi.
Sebagai contoh, kelompok kerja IEEE telah mendefinisikan bagaimana suatu informasi ditransfer dari satu peranti ke peranti lainnya (dengan menggunakan frekuensi radio atau infrared misalnya) dan bagaimana dan kapan suatu media transmisi sebaiknya digunakan untuk keperluan komunikasi.
Ketika membangun standarisasi untuk jaringan nirkabel, organisasi seperti IEEE telah mengatasi pula masalah power management, bandwidth, security dan berbagai masalah unik yang ada pada dunia jaringan nirkabel.
Tipe dari Jaringan Nirkabel
Sama halnya seperti jaringan yang berbasis kabel, maka jaringan nirkabel dapat diklasifikasikan ke dalam beberapa tipe yang berbeda berdasarkan pada jarak dimana data dapat ditransmisikan.
Wireless Wide Area Networks (WWANs)
Teknologi WWAN memungkinkan pengguna untuk membangun koneksi nirkabel melalui jaringan publik maupun privat. Koneksi ini dapat dibuat mencakup suatu daerah yang sangat luas, seperti kota atau negara, melalui penggunaan beberapa antena atau juga sistem satelit yang diselenggarakan oleh penyelenggara jasa telekomunikasinya.
Teknologi WWAN saat ini dikenal dengan sistem 2G (second generation). Inti dari sistem 2G ini termasuk di dalamnya Global System for Mobile Communications (GSM), Cellular Digital Packet Data (CDPD) dan juga Code Division Multiple Access (CDMA).
Berbagai usaha sedang dilakukan untuk transisi dari 2G ke teknologi 3G (third generation) yang akan segera menjadi standar global dan memiliki fitur roaming yang global juga. ITU juga secara aktif dalam mempromosikan pembuatan standar global bagi teknologi 3G.
Wireless Metropolitan Area Networks (WMANs)
Teknologi WMAN memungkinkan pengguna untuk membuat koneksi nirkabel antara beberapa lokasi di dalam suatu area metropolitan (contohnya, antara gedung yang berbeda-beda dalam suatu kota atau pada kampus universitas), dan ini bisa dicapai tanpa biaya fiber optic atau kabel tembaga yang terkadang sangat mahal.
Sebagai tambahan, WMAN dapat bertindak sebagai backup bagi jaringan yang berbasis kabel dan dia akan aktif ketika jaringan yang berbasis kabel tadi mengalami gangguan.
WMAN menggunakan gelombang radio atau cahaya infrared untuk mentransmisikan data.
Jaringan akses nirkabel broadband, yang memberikan pengguna dengan akses berkecepatan tinggi, merupakan hal yang banyak diminati saat ini. Meskipun ada beberapa teknologi yang berbeda, seperti multichannel multipoint distribution service (MMDS) dan local multipoint distribution services (LMDS) digunakan saat ini, tetapi kelompok kerja IEEE 802.16 untuk standar akses nirkabel broadband masih terus membuat spesifikasi bagi teknologi-teknologi tersebut.
Wireless Local Area Networks (WLANs)
Teknologi WLAN membolehkan pengguna untuk membangun jaringan nirkabel dalam suatu area yang sifatnya lokal (contohnya, dalam lingkungan gedung kantor, gedung kampus atau pada area publik, seperti bandara atau kafe). WLAN dapat digunakan pada kantor sementara atau yang mana instalasi kabel permanen tidak diperbolehkan. Atau WLAN terkadang dibangun sebagai suplemen bagi LAN yang sudah ada, sehingga pengguna dapat bekerja pada berbagai lokasi yang berbeda dalam lingkungan gedung.
WLAN dapat dioperasikan dengan dua cara. Dalam infrastruktur WLAN, stasiun wireless (peranti dengan network card radio atau eksternal modem) terhubung ke access point nirkabel yang berfungsi sebagai bridge antara stasiun-stasiun dan network backbone yang ada saat itu. Dalam lingkungan WLAN yang sifatnya peer-to-peer (ad hoc), beberapa pengguna dalam area yang terbatas, seperti ruang rapat, dapat membentuk suatu jaringan sementara tanpa menggunakan access point, jika mereka tidak memerlukan akses ke sumber daya jaringan.
Wireless Personal Area Networks (WPANs)
Teknologi WPAN membolehkan pengguna untuk membangun suatu jaringan nirkabel (ad hoc) bagi peranti sederhana, seperti PDA, telepon seluler atau laptop. Ini bisa digunakan dalam ruang operasi personal (personal operating space atau POS). Sebuah POS adalah suatu ruang yang ada disekitar orang, dan bisa mencapai jarak sekitar 10 meter.
Saat ini, dua teknologi kunci dari WPAN ini adalah Bluetooth dan cahaya infra merah. Bluetooth merupakan teknologi pengganti kabel yang menggunakan gelombang radio untuk mentransmisikan data sampai dengan jarak sekitar 30 feet. Data Bluetooth dapat ditransmisikan melewati tembok, saku ataupun tas. Teknologi Bluetooth ini digerakkan oleh suatu badan yang bernama Bluetooth Special Interest Group (SIG), yang mana mempublikasikan spesifikasi Bluetooth versi 1.0 pada tahun 1999. Cara alternatif lainnya, untuk menghubungkan peranti dalam jarak sangat dekat (1 meter atau kurang), maka user bisa menggunakan cahaya infra merah.
Untuk menstandarisasi pembangunan dari teknologi WPAN, IEEE telah membangun kelompok kerja 802.15 bagi WPAN. Kelompok kerja ini membuat standar WPAN, yang berbasis pada spesifikasi Bluetooth versi 1.0. Tujuan utama dari standarisasi ini adalah untuk mengurangi kompleksitas, konsumsi daya yang rendah, interoperabilitas dan bisa hidup berdampingan dengan jaringan 802.11.
Jenis Teknologi Jaringan Nirkabel Bluetooth
Merupakan salah satu teknologi jaringan nirkabel dalam kategori PAN (Personal Area Network) yang dapat digunakan untuk tukar menukar informasi antar perangkat yang terdapat Bluetooth.
Bluetooth menggunakan standar IEEE802.15.3 dengan frekuensi yang dipakai adalah 2,4 Ghz. Sinyal Bluetooth dapat dipancarkan sampai dengan 10m.
Wi-Fi
Sebuah teknologi terkenal yang memanfaatkan peralatan elektronik untuk bertukar data secara nirkabel (menggunakan gelombang radio) melalui sebuah jaringan komputer, termasuk koneksi Internet berkecepatan tinggi.
Standar Wi-fi
IEEE 802.11a
Yaitu standart jaringan wireless yang bekerja pada frekuensi 5 GHz dengan kecepatan transfer datanya mencapai 58 Mbps.
IEEE 802.11b
Yaitu standart jaringan wireless yang masih menggunakan frekuensi 2,4 GHz dengan kecepatan trasfer datanya mencapai 11 Mbps dan jangkau sinyal sampai dengan 30 m.
IEEE 802.11g
Yaitu standart jaringan wireless yang merupakan gabungan dari standart 802.11b yang menggunakan frekuensi 2,4 GHz namun kecepatan transfer datanya bisa mencapai 54 Mbps.
IEEE 802.11n
Yaitu standart jaringan wireless masa depan yang bekerja pada frekuensi 2,4 Ghz dan dikabarkan kecepatan transfer datanya mencapai 100-200 Mbps.
Wimax
Teknologi WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access) adalah teknologi nirkabel berbasis kepada standard IEEE802.16 yang dikembangkan oleh IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers).
Teknologi WiMAX memberikan solusi broadband nirkabel untuk komunikasi terestrial dengan wilayah jangkauan yang lebih luas dan memberikan Quality of Service (QoS) yang lebih bagus dibandingkan dengan WiFi (IEEE 802.11).
Prinsip Kerja Wimax
Sistem kerja WiMAX sama dengan WiFi yang menyediakan sebuah jaringan internet pada suatu area yang dijangkaunya. Namun, WiMAX memiliki wilayah dengan jangkauan yang jauh lebih luas dan kecepatan yang lebih tinggi dibandingkan dengan WiFi.
Tabel Perbandingan Perkembangan Teknologi Wireless
WiFi
802.11g 802.16-2004*WiMax 802.16eWiMax CDMA2000 1xEV-DO WCDMA/UMTS
Approximate
Troughput 54 Mbps 20 MHz band75 Mbps 10 MHz band30 Mbps EVDO Rev. A3.1 Mbps 10+ Mbps HSDPA2 Mbps
Typical Frequency bands
2.4 GHz 2-11 GHz 2-6 GHz 1900 MHz 1800 MHz
1900 MHz 2100 MHz
Apllication Wireless LAN Fixed Wireless Broadband DSL alternative
Portable Wireless
