TRANSMISI WIRELESS

Media Transmisi Wireless

a. Media Transmisi Wireless pada Komunikasi Data

 

Dalam sistem transmisi data , media transmisi adalah jalur fisik antara pemancar dan penerima. Media teransmisi dapat di kelompokkan menjadi terpadu (guided) dan tidak terpadu (unguided). Pada kedua kasus, komunikasi terjadi dalam bentuk gelombang-gelombang elektromagnetik. Pada media terpadu, gelombang-gelombang dipadu sepanjang media padat seperti twisted pair tembaga, kabel kloaksial tembaga atau serat optik. Atmosfer dan ruang angkasa adalah contoh media tidak teapadu yang menyediakan cara memancarkan sinyal-sinyal elektromaknetik tetapi tidak memadunya,bentuk transmisi ini umumnya di sebut transmisi nirkabel.

Ciri-ciri dan mutu transmisi data ditentukan baik oleh ciri-ciri medai dan ciri-ciri sinyal. Untuk media tidak terpadu bandwidth sinyal yang dihasilkan antena pemancar biasanya lebih penting daripada media utnuk penentuan ciri-ciri transmisi. Media tidak terpadu dicapai mengunaka antena.untuk pemancaran,antena meradiasikan energi elektromaknetik kedalam media (biasanya Udara), dan untuk penerimaan antena menagkap gelombang-gelombang elektromaknetik dari media di sekelilingnya.Tiga rentangan umum frekuensi menjadi perhatian pada pembahasan transmisi nirkabel. Frekunsi-frekuensi pada rentangan sekitar 1 GHz sampai 100GHz disebut frekuensi-frekuensi gelombang mikro. Pada frekuensi-frekuensi ini, sinar-sinar searah dimungkinan,dan gelombang mikro cukup sesuai untuk  transmisi titik-ke-titik (poin-to-poin). Gelombang mikro juga digunakan untuk komunikasi satelit. Frekuensi-frekuensi pada rentangan 30 MHz sampai 1 GHz sesuai untuk aplikasi-aplikasi omnidireksional. Rentangan ini biasanya disebut sebagai rentangan radio.

Rentangan frekuensi lainnya,  untuk aplikasi –aplikasi lokal, adalah bagia inframerah pada spektrum. Rentangan ini mencangkup kira-kira dari 3x10¹¹ sampai 2x10¹⁴ Hz. Inframerah berguan untuk aplikasi titik-ke-titik dan multititik lokal pada daerah tertutup, seperti satu ruangan.

Gambar : Spektrum elektromaknetik untuk telekimunikasi

Media transmisi tidak terpandu (unguided) terbagi atas empat bagian yaitu:

1. Gelombang Mikro Terrestrial (Atmosfir Bumi)
2. Gelombang Mikro Satelit
3. Radio Broadcast
4. Infra Merah

b. Gelombang Mikro Terrestrial 

Deskripsi Fisik

Tipe antena gelombang mikro yang paling umum adalah parabola ‘dish’. Ukuran diameternya biasanya sekitar 3 m. Antena pengirim memfokuskan sinar pendek agar mencapai transmisi garis pandang menuju antena penerima. Antena gelombang mikro biasanya ditempatkan pada ketinggian tertentu diatas tanah untuk memperluas jarak antara antena dan mampu menembus batas. Untuk mencapai transmisi jarak jauh, diperlukan beberapa menara relay gelombang mikro, dan penghubung gelombang mikro titik ke titik dipasang pada jarak tertentu.

Aplikasi

Kegunaan sistem gelombang mikro yang utama adalah dalam jasa telekomunikasi long-haul, sebagai alternative untuk coaxial cable atau serat optic. Fasilitas gelombang mikro memerlukan sedikit amplifier atau repeater daripada coaxial cable pada jarak yang sama, namun masih memerlukan transmisi garis pandang. Gelombang mikro umumnya dipergunakan baik untuk transmisi televisi maupun untuk transmisi suara.

Pengguna gelombang mikro lainnya adalah untuk jalur titik-titik pendek antara gedung. Ini dapat digunakan untuk jaringan TV tertutup atau sebagai jalur data diantara Local Area Network. Gelombang mikro short-haul juga dapat digunakan untuk aplikasi-aplikasi khusus. Untuk keperluan bisnis dibuat jalur gelombang mikro untuk fasilitas telekomunikasi jarak jauh untuk kota yang sama, melalui perusahaan telepon local.

Krakteristik-karakteristik transmisi

Transmisi gelombang mikro meliputi bagian yang mendasar dari spectrum elektromagnetik. Frekuensi yang umum di gunakan untuk transmisi ini adalah rentang frekuensi sebesar 2 sampai 40 GHz. Semakin tinggi frekuensi yang digunakan semakin tinggi potensial bandwidth dan berarti pula semakin tinggi rate data-nya. Sama halnya dengan beberapa sistem transmisi, sumber utama kerugian adalah atenuansi. Sehingga repeater dan amplifier  ditempatkan terpisah jauh dari sistem gelombang mikro biasanya 10 sampai 100 km. Atenuansi meningkat saat turun hujan khusunya tercatat diatas 10 GHz. Sumber gangguan-gangguan yang lain adalah interferensi. Dengan semakin berkembangnya popularitas gelombang mikro, daerah transmisi saling tumpang tindih dan interferensi merupakan suatu ancaman. Karena itu penetapan band frekuensi diatur dengan ketat.

Band yang paling umum untuk sistem telekomunikasi long-haul adalah band 4 GHz sampai 6 GHz. Dengan meningkatkan kongesti (kemacetan) pada frekuensi-frekuensi ini, sekarang digunakan band 11 GHz. Band 12 GHz digunakan sebagai komponen sistem TV kabel. Saluran gelombang mikro juga digunakan untuk menyediakan sinyal-sinyal TV untuk instalasi CATV local; sinyal-sinyal yang kemudian didistribusikan kepelanggan melalui kabel coaxial. Sedangkan gelombang mikro dengan frekuensi lebih tinggi digunakan untuk saluran titik ke titik pendek antar gedung. Biasanya digunakan band 22 GHz. Frekuensi gelombang mikro yang lebih tinggi lagi tidak efektif untuk jarak yang lebih jauh, akibat meningkatnya atenuansi, namun sangat sesuai untuk jarak pendek. Sebagai tambahan, semakin tinggi frekuensi, antenanya akan semakin kecil dan murah.

2.2.      Gelombang Mikro Satelit

Deskripsi fisik

Satelit komunikasi adalah sebuah stasiun relay gelombang mikro. Dipergunakan untuk menghubungkan dua atau lebih

transmitter/receiver gelombang mikro pada bumi, yang dikenal sebagai stasiun bumi atau ground station. Satelit menerima transmisi diatas satu band frekuensi (uplink), amplifier dan mengulang sinyal-sinyal, lalu mentransmisikannya ke frekuensi yang lain (downlink). Sebuah satelit pengorbit tunggal akan beroperasi pada beberapa band frekuensi, yang disebut sebagai transponder channel, atau singkatnya transponder.

Ada dua konfigurasi umum untuk komunikasi satelit yang popular yaitu:

·         Satelit digunakan untuk menyediakan jalur titik-ke titik diantara dua antena dari dua stasiun bumi

·         Satelit menyediakan komunikasi antara satu transmitter dari stasiun bumi dan sejumlah receiver stasiun bumi.

Agar komunikasi satelit bisa berfungsi efektif, biasanya diperlukan orbit stasioner dengan memperhatikan posisinya diatas bumi. Sebaliknya, stasiun bumi tidak harus saling berada digaris pandang sepanjang waktu. Untuk mrnjadi stasioner, satelit harus memiliki periode rotasi yang sama dengan periode rotasi bumi. Kesesuaian ini terjadi pada ketinggian 35.784 km.

Dua satelit yang menggunakan band frekuensi yang sama, bila keduanya cukup dekat, akan saling mengganggu. Untuk menghindari hal ini, standar-standar terbaru memerlukan 4 derajat ruang.

Aplikasi

Satelit komunikasi merupakan suatu revolusi dalam teknologi komunikasi dan sama pentingnya dangan serat optic. Aplikasi-aplikasi terpenting untuk satelit lainnya diantaranya adalah:

-Distribusi siaran televisi

-Transmisi telepon jarak jauh

- Jaringan bisnis swasta

Beberapa karakteristik komunikasi satelit dapat diuraikan sebagai berikut:

1.    akibat jarak yang panjang terdapat penundaan penyebaran (propagation delay) kira-kira seperempat detik dari transmisi dari suatu stasiun bumi untuk di tangkap oleh stasiun bumi lain. Disamping itu muncul masalah-masalah yang berkaitan dengan control error dan flow control.

2.    gelombang mikro merupakan sebuah fasilitas penyiaran, dan ini sudah menjadi sifatnya. Bebarapa stasiun dapat mentransmisikan ke satelit, dan transmisi dari satelit dapat diterima oleh beberapa stasiun.

GAMBAR: Jalur Titik-ke-Titik Gelombang Mikro Satelit

Karena sifat siarannya, satelit sangat sesuai untuk distrbusi siaran televisi dan dipergunakan secara luas di seluruh dunia. Menurut penggunaan cara lama, sebuah jaringan menyediakan pemrograman dari suatu lokasi pusat. Program-program ditransmisikan ke satelit dan kemudian disiarkan ke sejumlah stasiun, dimana kemudian program tersebut didistribusikan ke pemirsa. Satu jaringan, public broadcasting service (PBS) mendistribusikan program televisinya secara eksklusif dengan menggunakan channel satelit, yang kemudian diikuti oleh jaringan komersial lainnya, serta sistem televisi berkabel yang  menerima porsi besar dari program-program mereka dari satelit. Aplikasi teknologi satelit terbaru untuk distribusi televisi adalah direct broadcast satellite (DBS), dimana pada aplikasi tersebut sinyal-sinyal video satelit ditransmisikan secara langsung kerumah-rumah pemirsa. Karena mengurangi biaya dan ukuran antena penerima, maka DBS dianggap sangat visible, dan sejumlah channel mulai disiapkan atau sedang dalam taraf perencanaan.

GAMBAR: Jalur Broadcast Melalui Gelombang Mikro Satelit

Transmisi satelit juga dipergunakan untuk titik ke titik antar sentral telepon pada jaringan telepon umum. Juga merupakan media yang optimum untuk kegunaan luas  dalam sambungan langsung internasional dan mampu bersaing dengan sistem terrestrial untuk penghubung internasional jarak jauh.

Juga terdapat sejumlah apliksi data bisnis untuk satelit. Provider satelit membagi kapasitas total menjadi beberapa channel dan menyewakan channel itu kepada user bisnis individu. Satu user dilengkapi dengan antena pada sejumlah situs yang dapat menggunakan channel satelit untuk jaringan swasta. Biasanya, aplikasi-aplikasi semacam itu sangat mahal dan terbatas untuk organisasi-organisasi  yang lebih besar dengan peralatan canggih. Sebuah hasil untuk pengembangan baru dalam hal ini adalah sistem Very Small Aperture Terminal (VSAT), yang menyediakan alternatif biaya murah. Dengan mengacu pada beberapa aturan, stasiun-stasiun ini menbagi kapasitas transmisi satelit dari suatu stasiun pusat. Stasiun pusat dapat saling mengirimkan pesan dengan setiap pelanggannya serta dapat merelay pesan-pesan tersebut di antara pelanggan.

Karakteristik-karakteristik Transmisi

Jangkauan transmisi optimum untuk transmisi satelit adalah berkisar pada 1 sampai 10 GHz. Dibawah 1 GHz, terdapat derau yang berpengaruh dari alam, meliputi derau dari galaksi, matahari, dan atmosfer, serta interferensi buatan manusia, dari berbagai perangkat elektronik. Diatas 10 GHz, sinyal-sinyal akan mengalami atenuansi yang parah akibat penyerapan dan pengendapan di atmosfer.

Saat ini sebagian besar satelit menyediakan layanan titik ke titik dengan menggunakan bandwidth frekuensi berkisar antara 5,925 sampai 6,425 GHz untuk transmisi dari bumi ke satelit (uplink) dan bandwidth frekuensi 4,7 sampai 4,2 GHz untuk transmisi dari satelit ke bumi (downlink). Kombinasi ini di tunjukkan sebagai band 4/6 GHz. Patut dicatat bahwa frekuensi uplink dan downlink berbeda. Sebuah satelit tidak dapat menerima dan mentransmisi dengan frekuensi yang  sama pada kondisi operasi terus-menerus tanpa interferensi. Jadi, sinyal-sinyal yang diterima dari suatu stasiun bumi pada satu frekuensi harus ditransmisikan kembali dengan frekuensi yang lain.

Band 4/6 GHz berada dalam zona optimum 1 sampai 10GHz, namun menjadi penuh. Frekuensi-frekuensi lain pada rentang tersebut tidak tersedia  karena interferensi juga beroperasi pada frekuensi-frekuensi itu, biasanya gelombang mikro terrestrial. Karenanya, band 12/14 lebih dikembangkan lagi (uplink:14 sampai 14,5 GHz ; downlink: 11,7 sampai a4,2 GHz). Pada band frekuensi ini, masalah-masalah mulai datang. Untuk itu, digunakan stasiun bumi penerima yang lebih kecil sekaligus lebih murah. Ini untuk mengantisipasi band ini juga menjadi penuh, dan penggunanya dirancang untuk band 19/29 GHz. (uplink 27,5 sampai 31.0 GHz; downlink: 17,7 sampai 21,2 GHz). Band ini mengalami masalah-masalah atenuansi yang lebih besar namun akan memungkinkan band yang lebih lebar (2500 MHz sampai 500 MHz).

2.3.      Radio Broadcast

Deskripsi fisik

Perbedaan-perbedaan utama diantara siaran radio dan gelombang mikro yaitu, dimana siaran radio bersifat segala arah (broadcast) sedangkan gelombang mikro searah (point-to-point). Karena itu, siaran radio tidak memerlukan antena parabola, dan antena tidak perlu mengarah ke arah persis sumber siaran

Aplikasi

Radio merupakan istilah yang biasa digunakan untuk menangkap frekuensi dalam rentang antara 3 kHz sampai 300 GHz. Kita menggunakan istilah yang tidak formal siaran radio untuk band VHF dan sebagian dari band UHF: 30 MHz sampai 1 GHz. Rentang ini juga digunakan untuk sejumlah aplikasi jaringan data.

Karakteristik-karakteristik Transmisi

Rentang 30 MHz sampai 1 GHz merupakan rentang yang efektif untuk komunikasi broadcast. Tidak seperti kasus untuk gelombang elektromagnetik berfrekuensi rendah, ionosfer cukup trasparan untuk gelombang radio diatas 30 MHz. jadi transmisi terbatas pada garis pandang, dan jarak transmitter tidak akan mengganggu satu sama lain dalam arti tidak ada pemantulan dari atmosfer. Tidak seperti frekuensi yang lebih tinggi dari zona gelombang mikro, gelombang siaran radio sedikit sensitive terhadap atenuansi saat hujan turun. Karena gelombangnya yang panjang maka, gelombang radio relative lebih sedikit mengalami atenuansi.

Sumber gangguan utama untuk siaran radio adalah interferensi multi-jalur. Pantulan dari bumi, air, dan alam atau obyek-obyek buatan manusia dapat menyebabkan terjadinya multi-jalur antar antena. Efek ini nampak jelas saat penerima TV menampilkan gambar ganda saat pesawat terbang melintas.

2.4.      Infra Merah

     Komunikasi infra merah dicapai dengan menggunakan transmitter/receiver (transceiver) yang modulasi cahaya yang koheren. Transceiver harus berada dalam jalur  pandang maupun melalui pantulan dari permukaan berwarna terang misalnya langit-langit rumah. Satu perbedaan penting antara transmisi infra merah dan gelombang mikro adalah transmisi infra merah tidak dapat melakukan penetrasi terhadap dinding, sehingga masalah-masalah pengamanan dan interferensi yang ditemui dalam gelombang mikro tidak terjadi. Selanjutnya, tidak ada hal-hal yang berkaitan dengan pengalokasian frekuensi dengan infra merah, karena tidak diperlukan lisensi untuk itu. Pada handphone dan PC, media infra merah ini digunakan untuk mentransfer data tetapi dengan suatu standar atau protocol tersendiri yaitu protocol IrDA. Cahaya infra merah merupakan cahaya yang tidak tampak. Jika dilihat dengan spektroskop cahaya maka radiasi cahaya infra merah akan nampak pada spektruk elektromagnetik dengan panjang gelombang diatas panjang gelombang cahaya merah.