Wireless Fundamental Part 3

dBi – Mengukur antenna gain menggunakan decibels

jika dBm menunjukkan nilai real power dari suatu radio, dBi digunakan untuk mengukur performa dari sebuah antenna. Gain dari antena ini dapat meningkatkan kekuatan pancaran sinyal dari power radio.

EIRP

Effective Isotropic Radiated Power (EIRP) adalah nilai power yang real meninggalkan TX radio system, nilai EIRP mempertimbangkan tiga hal berikut,

1. TX Power
2. Antenna Gain
3. Loss / redaman (seperti dari kabel, konektor, dll)

Rumus untuk menghitung EIRP sebagai berikut,

EIRP = (TX power) + (antenna gain) – (redaman)

Contoh kasus, Sebuah radio frekuensi system beroperasi dengan output power 27dBm dan menggunakan antenna 30dBi, redaman dari kabel & konektor sebesar 1dB. Maka EIRP dari system radio frekuensi ini adalah sebagai berikut,

EIRP = 27dBm + 30dBi – 1dB = 56dBm

Throughput, Bandwidth, dan Signals.

Troughput yang bisa didapatkan pada suatu link wireless, tergantung pada channel bandwidth dan signal to noise ratio (SNR). Semakin tinggi sinyal dan semakin besar channel bandwidth yang digunakan, maka semakin tinggi pula kapasitas troughput yang bisa didapat.

Keterkaitan Antara troughput, sinyal, dan channel bandwidth digambarkan melalui teori Shannon-hartley berikut ini,

C = troughput (bps) S = sinyal
B = channel size (hz) N = noise

Berikut table hasil perhitungan dengan asumsi noise floor paling minim.

Cannel Bandwith	Signal	Troughput
5 MHz	-60 dBm	20 Mbps
5 MHz	-80 dBm	5 Mbps
40 MHz	-60 dBm	150+ Mbps
40 MHz	-60 dBm	20 Mbps

Dapat dilihat pada table di atas bahwa pemilihan channel bandwidth dapat mempengaruhi terhadap troughput yang didapatkan.

Channel bandwidth normal adalah 20MHz. channel bandwidth ini dapat dirubah menjadi lebih lebar (40MHz), hal ini biasa disebut “channel flexing”.

Selain dirubah menjadi lebih lebih lebar, channel bandwidth juga bisa dirubah menjadi lebih pendek (5MHz, 10MHz).

Menggunakan channel bandwidth yang lebih pendek dapat meningkatkan sinyal yang diterima di sisi receiver, namun berefek mengurangi troughput. Jika menggunakan channel bandwidth 1/2 dari channel bandwidth normal, maka troughput yang bisa diperoleh hanya 1/2 dari troughput channel bandwidth normal.

Channel flexing dapat diilustrikan pada gambar berikut,

Ada beberapa hal yang perlu diperhatikan dalam pengubahan channel bandwidth,

1. Receive sensitivity
Semakin lebar channel bandwidth semakin besar kemungkinan adanya noise,
sehingga mengurangi tingkat sensitifitas penerimaan dari suatu radio.
Maka semakin lebar channel bandwidth membutuhkan sinyal yang lebih kuat untuk mencapai rate modulasi yang sama.

2. Power density
Semakin lebar channel bandwidth, semakin rendah tingkat kepadatan power yang dipancarkan, sehingga akan mengurangi sinyal yang diterima di sisi receiver. Sebaliknya, semakin kecil channel bandwidth, semakin tinggi tingkat kepadatan power yang dipancarkan, sehingga sinyal yang diterima di sisi receiver akan menjadi lebih tinggi.

3. Spectrum
Channel bandwidth yang lebih lebar berarti menggunakan range frekuensi yang
lebih banyak daripada channel bandwidth yang lebih kecil, sehingga ketersediaan pilihan frekuensi semakin sedikit dan kemungkinan terjadinya interferensi akan semakin tinggi.

maka jika suatu link wireless bekerja pada wilayah yang mempunyai banyak noise, lebih baik menggunakan channel bandwidth yang lebih kecil.

Channel Operation

Pada prinsip kerja nya semua perangkat wireless hampir sama.hanya fitur-fitur tambahan untuk mengoptimalkan kinerja device masing-masing merk yang menbedakannya. Berikut ini kita bahas perangkat wireless merk Ubiquiti beserta fiturnya karena perangkat ini sering dipakai dan banayak ditemui dipasaran.

Ubiquiti menyediakan fitur kepada user untuk menentukan channel/frekuensi yang ingin digunakan pada suatu link wireless. User dapat memilih berdasarkan nilai tengah dari keseluruhan frekuensi yang ingin dipakai.

Secara default, list frekuensi yang dapat dipilih oleh user mempunyai jarak 5MHz antar pilihan frekuensi (2412, 2417, 2422, dst).

Ubiquiti mempunyai fitur unik yaitu “channel shifting”.
Dengan mengaktifkan fitur ini, maka pilihan frekuensi yang dapat dipilih akan bergeser 2MHz dari pilihan channel normal.

Dapat dilihat pada gambar berikut ini bahwa dengan diaktifkannya channel shifting, pilihan frekuensi yang ada adalah 2414, 2419, 2424, dst, sedangkan pada saat channel shifting disable seperti gambar sebelumnya, pilihan frekuensinya adalah 2412,2417,2422, dst.

Perangkat-perangkat wireless lain, biasanya hanya dapat menggunakan pilihan frekuensi normal seperti saat fitur channel shifting disable.

Jadi jika kita mengaktifkan channel shifting dan memilih frekuensi yang tidak ada di pilihan frekuensi perangkat lain, maka radio kita tidak akan terdeteksi di perangkat lain. Hal ini dapat dimanfaatkan untuk meningkatkan keamanan link wireless.

Modulasi dan Data Rate

Modulasi adalah proses perubahan suatu gelombang secara periodik sehingga menjadikan suatu sinyal mampu membawa suatu informasi. Satu kali perubahan gelombang, dapat dijadikan sebagai symbol untuk mewakili suatu data digital (bit, 0 atau 1).

Satu kali perubahan gelombang dapat mewakili satu atau banyak data digital sekaligus tergantung modulasi yang digunakan. Semakin tinggi kualitas sinyal dari suatu link, semakin kompleks modulasi yang dapat digunakan.

Dengan modulasi yang kompleks, satu symbol dapat mewakili banyak data digital sekaligus sehingga akan mempercepat transfer rate link tersebut.

Radio Ubiquiti dapat menggunakan empat tipe modulasi, antara lain:

• Binary Phase Shift Keying (BPSK) mempunyai simbol sebanyak 2 buah.
  satu simbol mewakili data digital “1” dan satu simbol lagi mewakili data digital “0”.
• Quadrature Phase Shift Keying (QPSK) mempunyai 4 simbol (mewakili 00, 01, 10, & 11).
• 16QAM (16 Quadrature Amplitude Modulation) mempunyai 16 simbol. (mewakili 4
  bit).
• 64QAM (64 Quadrature Amplitude Modulation) mempunyai 64 simbol. (mewakili 6 bit).

Jika sebuah radio menggunakan modulasi 64QAM, maka satu simbol dapat mewakili data sebesar 6 bit, sedangkan satu simbol pada modulasi BPSK hanya dapat mewakili data sebesar 1 bit. Sehingga radio yang menggunakan modulasi 64QAM dapat mengirimkan data sebanyak 6 kali lipat dibanding BPSK dalam waktu yang sama.

Modulasi ini dikombinasikan dengan kode tertentu sehingga membentuk suatu spesifikasi Modulation and Coding Scheme (MCS).

Ada 16 MCS rate yang didukung oleh perangkat Ubiquiti AirMax 40MHz.
Tabel berikut ini berisi informasi mode MCS0 - 15 dan masing-masing data rate sekaligus kebutuhan signal strength untuk dapat menggunakan modulasi tersebut dengan baik.

MCS Index	Modulasi	MIMO Chains	Data Rate	Signal Required
0	BPSK	1	15 Mbps	-88 dBm
1	BPSK	1	30 Mbps	-82 dBm
2	QPSK	1	45 Mbps	-79 dBm
3	QPSK	1	60 Mbps	-76 dBm
4	16QAM	1	90 Mbps	-73 dBm
5	16QAM	1	120 Mbps	-68 dBm
6	64QAM	1	135 Mbps	-65 dBm
7	64QAM	1	150 Mbps	-63 dBm
8	BPSK	2	30 Mbps	-85 dBm
9	BPSK	2	60 Mbps	-79 dBm
10	QPSK	2	90 Mbps	-76 dBm
11	QPSK	2	120 Mbps	-73 dBm
12	16QAM	2	180 Mbps	-60 dBm
13	16QAM	2	240 Mbps	-65 dBm
14	64QAM	2	270 Mbps	-62 dBm
15	64QAM	2	300 Mbps	-60 dBm

Share this post