ANALISA SINYAL WIRELESS DISTRIBUTION SYSTEM BERDASARKAN JARAK ANTAR ACCES POINT PADA PERPUSTAKAAN PROVINSI SUMATERA SELATAN

Transkripsi

1 ANALISA SINYAL WIRELESS DISTRIBUTION SYSTEM BERDASARKAN JARAK ANTAR ACCES POINT PADA PERPUSTAKAAN PROVINSI SUMATERA SELATAN Arif Fajariyanto Jurusan Teknik Informatika STMIK PalComTech Palembang Abstrak Wireless memiliki fasilitas untuk melihat kekuatan sinyal yang terdapat pada acces point dimana penerapannya kekuatan sinyal yang dapat diterima dari acces point ditentukan olek faktor jarak, penghalang, redaman kabel serta interferensi dengan perangkat radio yang lain. Teknologi wireless ini memberikan kemudahan untuk mengkoneksikan komputer tanpa menarik kabel, perangkatnya mempunyai fleksibilitas yang tinggi. Pada teknologi wireless menggunakan media udara sebagai penyebar gelombang elektromagnetik kepada penggunanya, namun disisi lain untuk menerapkan teknologi ini membutuhkan suatu perencanaan serta perhitungan yang matang untuk menghasilkan komunikasi yang baik dan handal. Keyword : Wireless LAN, Gelombang Radio, Komunikasi Data PENDAHULUAN Internet merupakan sebuah jaringan global dan terbuka, dimana setiap pengguna dapat saling berkomunikasi dan bertukar informasi. Seiring dengan maraknya pengguna internet, banyak perusahaan atau dunia pendidikan yang kemudian beralih menggunakan internet sebagai dari jaringan mereka untuk menghemat biaya. Akan tetapi permasalahan masih sering terjadi, terutama permasalahan throughput data. Dalam jaringan wireless tentu membutuhkan access point, dimana access point ini adalah sebuat alat yang menggunakan gelombang radio pada frekuensi 2,4 GHz dan 5,4 GHz, dimana dengan menggunakan gelombang sebagai sarana komunikasi. Semua perangkat radio berbasis frekuensi baik ketika memancarkan maupun menerima sinyal membutuhkan antena. Antena menerima power sinyal dari pemancar dan melemparkannya ke udara sebagai gelombang elektromagnetik atau gelombang radio. Pada sisi penerima, antena yang akan mengumpulkan gelombang elektromagnetik dan mengubahnya menjadi arus atau sinyal yang dapat di deteksi oleh radio penerima. Antena pemancar yang baik mengubah energy radio frequency (rf) yang diproduksi oleh pemancar radio menjadi medan elektromagnetik yang akan dipancarkan ke udara. Oleh sebab itu, agar throughput data dan sinyal dapat berjalan dengan secara maksimal pada Perpustakaan Provinsi Sumatera Selatan. Dimana penulis mencari permasalahan atau menganalisa sinyal radio wireless pada Perpustakaan Provinsi Sumatera Selatan untuk mencari kelemahan sinyal wireless pada perangkat radio tersebut. LANDASAN TEORI Access Point access point adalah hub bagi jaringan wireless baik di ruangan, mau pun jaringan dalam kota. Untuk jaringan dalam kota, access point ini biasanya di tempatkan di ISP berada pada tower dengan ketinggian 20 meter atau lebih. (Purbo, 2006). 1

2 Sinyal Beberapa ancaman keamanan terjadi saat data tidak lagi dipertukarkan dengan menggunakan media penyimpanan yang bersifat mobile, namun saat data melalui jalur telekomunikasi. Dalam jaringan komputer terjadi banyak pertukaran informasi dalam setiap waktunya. (Ariyus, 2008). Panjang Gelombang Panjang gelombang adalah jarak antar dua titik identik dalam sebuah siklus. Dalam frekuensi radio, Panjang gelombang biasanya dalam meter, centimeter atau milimeter. Panjang gelombang tergantung pada ketinggian frekuensi. Semakin tinggi frekuensi, semakin pendek gelombangnya. (Purbo, 2006). Line Of Sight (LOS) LOS merupakan garis padang lurus antara 2 titik yang tidak boleh terhalang. Kondisi ini harus dipenuhi untuk memperoleh hasil yang optimal dalam pengiriman sinyal. (Bambang, 2008). Zone Fresnel Adalah disekitar garis lurus (LOS) antar perangkat wireless yang digunakan sebagai area media rambat frekuensi. Halangan zone fresnel dapat berupa bangunan dan juga pepohonan (karena air pada daun dapat menyerap sinyal). Solusi untuk mendapatkan zone fresnel dengan meninggikan letak posisi antena dengan cara menaikan ketinggian tower antena (Bambang, 2008). Frekuensi frekuensi adalah jumlah siklus per detik sebuah arus bolak-balik. Unit yang digunakan untuk frekuensi adalah Herzt, disingkat Hz. Satu (1) Hz adalah frekuensi sebuah arus bolakbalik menyelesaikan satu siklus dalam satu detik. (Purbo, 2006). Perhitungan EIRP (Effective Isotropic Radiated Power) Adalah daya pancar total perangkat setelah diperhitungkan dengan antena dan gangguan lainnya. Dalam sebuah Wireless Wide Area Network (WWAN) yang dioperasikan di dalam sebuah kota, sangat penting untuk menjamin bahwa frekuensi dapat digunakan kembali untuk jarak tertentu. (Bambang, 2008). Wirelless Distribution System (WDS) Dengan mengkonfigurasi AP dengan WDS, maka apabila client laptop berpindah dari satu area AP ke area AP lainnya, maka user seakan-akan tetap berada di area yang sama (Choirus, 2011). Wireless Link Budget Link Budget adalah perhitungan dari kekuatan (gain) dan redaman (loss) dari pemancar (transmitter), ke penerima (receiver) dengan memasukkan parameter parameter tertentu guna mencapai SNR (Signal-to-Noise Ratio). SNR ialah Perbandingan (ratio) antara kekuatan Sinyal (signal strength) dengan kekuatan derau (noise level). Nilai SNR dipakai untuk menunjukkan kualitas jalur (medium) koneksi. Makin besar nilai SNR, makin tinggi kualitas jalur tersebut. Artinya, makin besar pula kemungkinan jalur itu dipakai untuk lalu-lintas komunikasi data & sinyal dalam kecepatan tinggi yang diinginkan di receiver (Kristianto dan Marchaban, 2011). Scanning 2

3 Scanning pasif memerintahkan dimana masing-masing NIC dapat meneliti channelchannel pribadi untuk menemukan sinyal access point terbaik. Secara periodik, access point menyiarkan suatu sinyal sehingga radio NIC menerima sinyal tersebut saat scanning dan kemudian mencatat kekuatan sinyal yang sama. (Geier, 2005). Autentifikasi Autentifikasi adalah proses pembuktian idenditas. Dalam hal tersebut, standar menetapkan dua format : autentifikasi sistem terbuka dan autentifikasi shared key. Autentifikasi sistem terbuka bersifat perintah dan merupakan dua proses langkah, yaitu dengan mengirim dan membalas persetujuan atau penolakan autentifikasi yang ditujukan dengan field kode status di dalam kerangka frame. Autentifikasi shared key adalah proses empat langkah yang pengesahannya didasarkan pada ketetapan WEP key yang dimiliki oleh jaringan autentifikasi (Geier, 2005). IP Address internet protocol (IP) adalah metode atau protocol untuk mengirimkan data ke internet. Setiap komputer yang berhubungan dengan internet biasanya mempunyai sebuah alamat IP yang unik yang mengidentifikasikan komputer tersebut terhadap komputer lainnya. (Dede, 2010). HASIL DAN PEMBAHASAN Hasil poin-poin hasil disesuaikan dengan metode pengembangan sistem yang digunakan Langkah pertama yang dilakukan penulis yaitu menganalisa kebutuhan jaringan internet menggunakan acces point pada Perpustakaan Provinsi Sumatera Selatan. Perpustakaan Provinsi Sumatera Selatan mempunyai peran yang sangat besar untuk bisa menangani masalah permintaan atau sumber informasi, pengembangan ilmu, teknologi dan tempat pelestarian nilai-nilai budaya bangsa dalam rangka memfasilitasi pembentukan Sumber Daya Manusia (SDM) yang sama dengan visi dari Perpustakaan Provinsi Sumatera Selatan. Maka dari itu dibutuhkan jaringan internet yang cukup baik atau handal. Disini penulis telah melakukan penelitian pada Perpustakaan Provinsi Sumatera Selatan dengan fokus pada jaringan internet terutama pada kekuatan sinyal acces point, agar pihak yang menggunakan layanan internet baik dari karyawan perpustakaan sendiri maupun permintaan akses dari client tidak mengalami gangguan seperti putus atau tidak terkoneksi jaringan internet. Disisi lain Perpustakaan Provinsi Sumatera Selatan juga mempunyai banyak client yang menggunakan jaringan internet tersebut Masalah yang sering dihadapi adalah saat client melakukan akses tidak optimalnya sinyal acces point yang didapat. Sehingga mengakibatakan seringa terjadinya putus koneksi dan harus menunggu sampai beberapa detik atau menit untuk bisa melakukan akses internet kembali. Hal tersebut tentu saja membuat client yang sedang melakukan akses merasa tidak nyaman, karena akses internet yang lama. Oleh karena itu untuk mengatasi masalah tersebut diperlukan sebuah acces point dengan performa yang handal sehingga masalah tersebut dapat diminimalisasi.. Istilah Istilah Umum Radio Wirelless (db, dbm, dbi,..) A. db (Decibel) Merupakan satuan perbedaan atau rasio antara kekuatan daya pancar signal. Penamaanya juga untuk mengenang Alexander Graham Bell (Makanya huruf B merupakan hurf besar). Satuan ini digunakan untuk menunjukkan efek dari sebuah perangkat terhadap kekuatan atau daya pancar suatu signal 3

4 B. dbm (db milliwatt) Merupakan satuan kekuatan signal atau daya pancar (Signal Strengh or Power Level). 0 dbm di definisikan sebagai 1mW (milliwatt) beban daya pancar, contohnya bisa dari sebuah antena atau pun radio. Daya pancar yang kecil merupakan angka negatif. Implementasi dan Pengujian WDS Dalam jarak jangkau penerima merupakan hal yang sangat penting dalam proses pemasangan antena, karena dalam hal ini sangat berhubungan erat dengan rencana pembangunan suatu titik antar acces point. Namun didalam membangun konektivitas ada beberapa hal yang harus kita diperhatikan antara lain: 1. Topography 2. Tinggi menara 3. LOS (Line Of Space) 4. Daya output pemancar Pada pemasangan acces point tinggi menara juga harus kita perhatikan agar dalam penerimaan sinyal nanti mendapatkan hasil yang baik. Disini tinggi menara tower pemancar 40 meter dan tower penerima yang tingginya 30 meter. Karakteristik Antena A. Electrical Karakterisitik Pada electrical karaterisik terdiri dari : a. Power supply : 24v / 0.5 A POE Adapter (included) b. Max Power Consumstion : 3.0 watts c. Power Method : Passive over Ethernet (pairs 4,5 + 7,8 return) B. Jangkauan Pancaran Antena Dengan adanya karakteristik dan hal hal yang sudah tertera diatas, maka akan dibahas tentang coverage atau daya pancar pada acces point tersebut. Untuk itu sebelumnya akan dibahas tentang : a. Jarak LOS (Line Of Sight) b. Intensitas medan / Panjang Gelombang c. EIRP (Effective Isotropic Radiated power) d. Penerimaan daya C. Jarak LOS (Line Of Sight) Seperti yang dibahas diatas maka untuk mencari jarak LOS dapat dihitung menggunakan rumus : (h + h ) = 3,5 Dimana : X : Jarak LOS Ho : Tinggi Antena (30 m) Maka : X = 3,5 ( ) = 3,5 (5, ,477) = 38,339 km X = 38 km Jadi jarak LOS adalah 38 km dari pemancar. 4

5 Intensitas Medan / Panjang Gelombang Dalam perumusan dasar pada perhitungan intensitas medan adalah bahwa gelombang merambat pada media homogen dan sumber energinya didapat anetena isotropis. Jadi untuk menghitung intensitas medan untuk batas maksimum LOS pada jarak 5 km adalah: Jika diketahui dari data: P (power) : 350 mw G (gain) : 27 db Htx( tinggi pemancar) : 40 m Hrx(tinggi penerima) : 30 m Fche: 5800.Mhz Maka: Panjang gelombang =ߣ Diketahui : (m) = panjang gelombang ߣ ݏ/ 10 ݔ 3 C = kecepatan cahaya ƒ = frequency (Hz) = km/s m/s = 0,0517 meter = 51, 7 ߣ Maka panjang gelombang dari sinyal wireless yang bekerja pada frequency 5800 MHz adalah 51,7 cm artinya pada frequency ini panjang satu buah gelombang wireless adalah 51,7 cm. Sehingga : Maka : = 0,043 V/m E = 4,3 mv/m Jadi Intensitas medannya sebesar 12,04 dbm. 1. EIRP (Effective Isotropic Radiated Power) EIRP (Effective Isotropic Radiated Power) ini dapat diperoleh dengan rumus sebagai berikut : ௐ ܫܧ = Power Output LS +Gain 5

6 Dimana : LS = 32,5 +20 log + 20 log ௭ Dimana : d : jarak dari TX ke RX Dan f : 5800 Maka : LS = 32, log log 5800 = 32,5 + 13, ,268 LS = 121 db Sehingga : ௐ ܫܧ = power Output LS + Gain Dimana : Power Output : 25db Gain : 27 db Maka : EIRP = ଷ 121, = ଷ 148,747 EIRP = 24851,25 dbw Penerimaan Daya Pada Access Point 2 (Penerima) Daya yang diterima oleh RX (penerima) dapat dihitung dengan menggunakan rumus ; PR = PT +GT +GR LS Dimana : PT : daya yang di transmisikan (350 mw = 25 dbm) PR : daya yang diterima (dbm) GT : gain antenna pemancar (27 db = 57 dbm) GR: gian antenna penerima (27 db = 57 dbm) LS : atenuasi (121,747 dbm) Maka : PR = PT +GT +GR LS = ,747 = 17,253 db = 47 dbm PR Jadi daya diterima sebesar 47 dbm Menghitung kekuatan sinyal yang didapatkan oleh radio Parameter yang harus dicari adalah : 1. Menghitung dbm X = 10 log ^p 2. Menghitung link budget Gain total = (TX1 + AG1-CL1) + (AG2 CL2) 3. Menghitung path loss LFSL = log^r 4. Kekuatan sinyal Kekuatan sinyal = total gain LFSL Menghitung dbm X = 10 log P =10 log 350 6

7 = 10(2.544) = 25 db Ket : X : Jumlah decibel yang di hasilkan (dbm) P : daya dalam miliwatt (mw) Menghitung link budget Total Gain Total Gain = (TX1 + AG1-CL1) + (AG2 CL2) = (25 dbm + 27 dbi 6 db) + (27 dbi 9 db) = 46 db + 18 db = 64 db = (TX2 + AG2 CL2) + (AG1 CL1) = 25 dbm + 27 dbi 10 db) + (27 dbi 4 db) = 42 db + 23 db = 65 db Ket : TX1 : TX Power Radio 1 (dbm) AG1 : Antenna Gain Radio 1 (dbi) CL1 : Cable Loss Radio 1 (db) AG2 : Antenna Gain Radio 2 (dbi) CL2 : Cable Loss Radio 2 (db) Menghitung Path Loss LFSL = * Log r = Log (5000) = 113,97 db LSFL = 114 db Ket : LSFL : Hambatan bebas udara atau Path Loss (db) r : Jarak antar kedua antena (meter) Kekuatan antar antena Kekuatan Sinyal Radio 1 : 64 db 114 db = - 50 db Kekuatan Sinyal Radio 2 : 65 db 114 db = - 49 db Disini kita baru mendapatkan kekuatan sinyalnya saja, jika sesitivitas masing-masing radio 90 db maka kita harus menguranginya kembali dengan kekuatan sinyal dari setiap radio. Kekuatan Sinyal Radio 1 : 90 db 50 db = 40 db Kekuatan Sinyal Radio 2 : 90 db 49 db = 41 db 7

8 Sinyal antar antena a. Jarak antena 5 km Mode Wireless Distribution System Pada radio airgrid antenna dilakukan seting jarak 5 km dengan wirelees mode WDS dan mengatur frequency dengann output power 25 db pada frequency 25 db pada frequency 5800 MHz. Tabel 1. Sinyal, Noise,CCQ Mode Sinyal Noise CCQ Accest Point Station Ket 42 dbm 46 dbm 99.7 dbm 99.7 dbm 99.6% 99.4 % Dari table 1 merupakan hasil data yang ada di lapangan sinyal pada Access Point 47 dbm, pada station sinyal yang diterima 46 dbm dihasilkan Noise pada Accesss Point sebesar 99,4 dbm kemudian pada Station Noise yang dihasilakan 99,7 dbm dan CCQ pada access point 99.6 % pada station 99.3 % di dapatkan grafik terlihat pada grafik 1 Jarak 5 Km Sinyal Acces Point 47 Station 46 Noise CCQ 99,7 99,6 99,7 99,4 Station Acces Point Gambar 1.Grafik perbandingan Pada gambar 1 terlihat hasil perbedaan kekuatan sinyal yang mempengaruhi noise dan CCQ dengan menggunakan penggunaan WDS. Acces point lebih besar menangkap sinyal dari station yaitu 47 dbm. pada station sinyal sedikit lebih kecil diterima yang hanya 46 dbm dengan selisih 1 dbm pada jarak 5 km. kekuatan sinyal yang di dapat di pengaruhi oleh noise yang ada di lapangan sebesar ,7 dbm. b. Jarak antena 5 km tanpa Mode Wireless Distribution System Pada jarak 5 km tanpa menggunakan mode Wireless Distribution System dengan menggunakan parameter yang sama sinyal, noise dan CCQ yang dihasilkan terlihat pada tabel 2 8

9 Mode Sinyal Noise CCQ Tabel 2.Sinyal, Noise, CCQ Accest Point Station Ket 40 dbm 41 dbm 99,7 dbm 99,7 dbm 100% 100% Dari table 2 merupakan hasil data yang ada di lapangan sinyal pada access point 40 dbm, pada station sinyal yang diterima 41 dbm dihasilkan Noise sebesar 99,,7 99,7 dbm dan CCQ pada access point 100 % pada station 100% di dapatkan grafik terlihat pada grafik 2 Jarak 5 Km Sinyal Acces Point 40 Station 41 Noise CCQ 99, ,7 100 Station Acces Point Gambar 2 Grafik Perbandingan Pada gambar 2 ini terlihat hasil perbedaan kekuatan sinyal yang mempengaruhi noise dan CCQ dengan menggunakan WDS. Acces point lebih besar menangkap sinyal dari station yaitu 40 dbm. pada station sinyal sedikit lebih kecil diterima yang hanya 41 dbm dengan selisih 2 dbm pada jarak 5 km. kekuatan sinyal yang di dapat di pengaruhi oleh noise yang ada di lapangan sebesar 99,7 99,7 dbm. c. Hasil Analisa Sinyal Peneliti membandingkan sinyal dengan jarak 5 km tanpa WDS dan menggunakan WDS pada access point dan station, terlihat pada gambar dibawah ini : 9

10 Sinyal AP WDS Sinyal Station non WDS Gambar 3. Perbandingan Signal Strength jarak 5 km Dari hasil perbandingan pada sinyal dengan jarak 5 km menggunakan WDS sinyal pada acces point lebih besar dari sinyal yang diterima oleh station karena access point lebih fokus memancarkan sinyal dari pada menerima sinyal dari station. d. Hasil Tabel Sebelum dan Sesudah di Analisis Tabel 3. Hasil Sebelum dan Sesudah Dianalisis Sebelum 1. Jarak yang sebelumnya jauh mengakibatkan sinyal sering putusputus sehingga jaringan internet menjadi tidak stabil. 2. Jumlah data yang lewat tidak maksimal. 3. Jika menggunakan WDS sinyal yang dihasilkan lebih besar. Sesudah 1. Jarak-nya lebih dekat sehingga sinyal antena radio menjadi stabil dan lancer. 2. Data yang lewat menjadi maksimal. 3. Tanpa menggunakan WDS sinyalnya lebih kecil. PENUTUP Berdasarkan dari hasil pengukuran, perhitungan dan analisa yang telah dilakukan pada penelitian ini dapat diambil beberapa kesimpulan, pada pengukuran dari data nilai bervariasi. Besarnya level sinyal yang dapat diterima dipengaruhi oleh jarak dan penggunaan dengan menggunakan mode jaringan WDS dan tanpa jaringan WDS. Sinyal WDS lebih kecil karena pada WDS selalu membroadcast antar access point. Dari perbandingan data jarak berpengaruh terhadap kekuatan sinyal, dengan mempertimbangkan perhitungan jarak LOS, tinggi antena, EIRP dan linkbudget. Jadi penggunaan WDS akan lebih maksimal dengan menggunakan jarak pendek, power output radio tidak terlalu besar dan throughput yang lewat lebih maksimal. 10

11 DAFTAR PUSTAKA Geier, Jim Wireless Network First-Step. Yogyakarta : Andi. Purbo, Onno W Buku Pegangan Internet Wireless dan HotSpot. Jakarta : Elek Media Komputindo. Sopandi, Dede Instalasi dan Konfigurasi Jaringan Komputer. Bandung: Informatika. Supradono, Bambang Perhitungan Wireless LAN Pada Jaringan WAN Untuk Komunikasi Data Di 3 Kampus Universitas Muhamadiyah Semarang. Semarang : Program Studi Jurusan Elektro Fakultas Teknik Universitas Muhamadiyah Semarang. 11