Gelombang Radio
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). (http://id.wikipedia.org/wiki/Radio,Agustus 25,2010)
Gelombang
radio adalah satu bentuk dari radiasi elektromagnetik, dan terbentuk
ketika objek bermuatan listrik dimodulasi (dinaikkan frekuensinya) pada
frekuensi yang terdapat dalam frekuensi gelombang radio (RF) dalam suatu
spektrum elektromagnetik, dan radiasi elektromagnetiknya bergerak
dengan cara osilasi elektrik maupun magnetik. (http://id.wikipedia.org/wiki/Radio,Agustus 25,2010)
Sinyal Elektromagnetik
Sinyal
elektromagnetik adalah suatu fungsi tehadap waktu, tetapi dapat juga
dinyatakan sebagai fungsi terhadap frekuensi; yaitu, sinyal terdiri dari
komponen-komponen dengan frekuensi beram.(Stallings, 2007).
Sebuah
sinyal elektromagnetik dapat berupa sinyal analog atau digital. Sinyal
analog adalah sinyal yang intensitasnya beragam dengan mulus seiring
waktu. Dengan kata lain, tidak ada jeda atau diskontinuitas dalam
sinyal. Sebuah sinyal digital adalah sinyal yang intensitasnya tetap
konstan pada suatu tingkat selama beberapa waktu kemudian berubah
ketingkat konstan lain.
Gambar: Bentuk Gelombang Analog dan Digital (Sumber : http://akbarulhuda.wordpress.com/2010/01/16/menganal-sinyal-analog-dan-digital/)
Gambar: Contoh Sinyal-sinyal Periodik (Sumber : http://www.google.co.id/imgres?imgurl=http://i263.photobucket.com)
Bentuk
sinyal paling sederhana adalah sinyal periodik, yaitu pola sinyal yang
sama yang berulang sepanjang waktu. Gambar 2.4 menunjukan sebuah contoh
sinyal analog periodik (gelombang sinus) dan sinyal digital periodik
(gelombang persegi).(Stallings,2007)
Pengertian Polarisasi
Polarisasi adalah arah dari vektor medan listrik.(Onno dkk, 2008). Mengenali polarisasi antena amat berguna dalam sistem komunikasi, khususnya untuk mendapatkan efisiensi maksimum pada transmisi sinyal yang dikeluarkan oleh antena.
Spektrum Elektromagnetik
Spektrum
Elektromagnetik adalah wilayah frekuensi dan panjang gelombang.
Gelombang elektromagnetik meliputi frekuensi maupun panjang gelombang
yang sangat lebar. Bagian spektrum elektromagnetik banyak dikenali oleh
manusia adalah cahaya, yang merupakan bagian spektrum elektromagnetik
yang terlihat oleh mata. Cahaya berada pada kira-kira frekuensi 7.5*1014
Hz dan 3.8*1014 Hz. (Stallings, 2007).
Radio
menggunakan bagian dari spektrum elektromagnetik dimana gelombangnya
dapat dibangkitkan dengan memasukkan arus bolak balik ke antena. Hal ini
hanya benar pada wilayah 3 Hz sampai 300 GHz. Punggunaan paling populer
dari gelombang micro adalah di oven microwave, yang kebetulan menggunakan frekuensi yang sama dengan frekuensi standard wireless yang
penulis akan bahas. Spektrum frekuensi ini berada dalam band yang
dibuat terbuka untuk penggunaan umum tanpa perlu lisensi. Di Indonesia
berdasarkan KEPMEN Nomor 2/2005, penggunaan frekuensi 2.4 GHz dapat
dilakukan tanpa perlu lisensi dari pemerintah.
Bandwith
Bandwith
adalah ukuran dari sebuah wilayah / lebar / daerah frkuensi. Jika lebar
frekuensi yang digunakan oleh sebuah alat adalah 2.40 GHz sampai 2.48
GHz maka bandwith yang digunkan adalah 0.08 GHz. Semakin besar bandwith
yang digunakan akan berdampak pada semakin cepat atau besar jumlah data
yang dapat dikirimkan didalamnya, dengan ilustrasi semakin lebar tempat
yang tersedia di ruang frekuensi, semakin banyak data dapt kita masukkan
pada sebuah waktu.(Onno dkk, 2008)
Frekuensi dan Kanal
Pembagian spectrum menjadi potongan-potongan kecil yang terdistribusi pada band sebagai satuan kanal
Gambar: Kanal dan Frekuensi Tengah untuk 802.11b (Onno dkk, 2008)
Perilaku Gelombang Radio
Ada beberapa aturan yang dapat digunakan dalam merencanakan instalasi jaringan nirkabel, yaitu : (Onno dkk, 2008)
-
Semakin panjang gelombang, semakin jauh gelombang radio merambat. Untuk daya pancar yang sama, gelombang dengan panjang gelombang yang lebih panjang cendrung untuk dapat menjalar lebih jauh daripada gelombang dengan panjang gelombang pendek. Efek ini kadang kala terlhat di radio FM, jika di bandingkan jarak pancar pemancar FM diwilayah 88 MHz dengan wilayah 108 MHz.
-
Semakin panjang gelombang, semakin mudah gelombang melalui atau mengitari penghalang. Sebagai contoh, radio FM (88-108 MHz) dapat menembus bangunan atau berbagai halangan dengan lebih mudah. Sementara yang gelombangnya lebih rendah, seperti handphone GSM yang bekerja pada 900 MHz atau 1800 MHz akan lebih sukar untuk menembus bangunan. Memang efek ini sebagian karena perbedaan daya pancar yang digunakan di radio FM dengan GSM, tapi juga sebagian karena pendeknya panjang gelombang di sinyal GSM.
-
Semakin pendek panjang gelombang, semakin banyak data yang dapat dikirim. Semakin cepat gelombang berayun atau bergetar, semakin banyak informasi yang dapat dibawa setiap getaran atau ayunan digunakan untuk mengirimkan bit digital ’0′ atau ’1′, ‘ya’ atau ‘tidak’. Ada sebuah prinsip yang dapat dilihat di semua jenis gelombang dan amat sangat berguna untuk mengerti proses perambatan gelombang radio. Prinsip tersebut dikenal sebagai Prinsip Huygens, yang diambil dari nama Christiaan Huygens, seorang matematikawan, fisikawan dan astronomer Belanda 1629-1695.
“Prinsip Huygens adalah metoda analisis yang digunakan untuk masalah perambatan atau propagasi gelombang dibatasan medan jauh (far field). Prinsip Huygens memahami bahwa setiap titik dalam gelombang berjalan adalah pusat dari perubahan yang baru dan sumber dari gelombang yang lain, dan gelombang berjalan secara umum dapat dilihat sebagai penjumlahan dari gelombang yang muncul pada media yang bergerak. Cara pandang perambatan atau propagasi gelombang yang demikian sangat membantu dalam memahami berbagai fenomena gelombang lainnya, seperti difraksi.”
Prinsip
ini membantu untuk mengerti difraksi maupun zone Fresnel yang dibutuhkan
untuk line of sight (LOS) maupun kenyataan bahwa kadang-kadang kita
dapat mengatasi wilayah tidak line of sight.
Absorsi / Penyerapan
Pada
saat gelombang elektromagnetik menabrak sesuatu material, biasanya
gelombang akan menjadi lemah atau teredam. Banyak daya yang hilang akan
sangat tergantung pada frekuensi yang digunakan dan tentunya material
yang ditabrak. Untuk gelombang microwave, ada dua material utama yang menjadi penyerap, yaitu :
-
Metal
Elektron bergerak beebas di metal dan siap untuk berayun oleh karenanya akan menyerap energy dari gelombang yang lewat.
-
Air
Gelombang microwave akan menyebabkan molekul air bergetar, yang pada prosesnya akan mengambil sebagian energi gelombang.
Untuk
kepentingan pembuatan jaringan nirkabel secara praktis, penulis akan
melihat metal dan air sebagai penyerap gelombang yang baik. Lapisan air
merupakan penghalang gelombang microwave, kira-kira sama dengan
tembok pada cahaya. Air mempunyai banyak dampak yang besar dan dalam
banyak kesempatan perubahan cuaca sangat mungkin untuk membuat sambungan
jaringan nirkabel menjadi putus.
Ada
material lain yang mempunyai efek yang lebih kompleks terhadap
penyerapan gelombang radio, yaitu pohon dan kayu. Banyaknya penyerapan
sangat tergantung pada jumlah air yang ada pada material yamg terkena
gelombang microwave.
Refleksi / Pantulan
Gelombang
radio juga akan terpantul jika gelombang tersebut bersentuhan dengan
material yang cocok untuk itu. Untuk gelombang radio, sumber tama dari
pantulan adalah metal dan permukaan air. Aturan terjadinya pantulan
cukup sederhana, sudut masuknya gelombang ke permukaan akan sama dengan
sudut sinyal di pantulkan. Dalam pandangan gelombang radio sebuah terali
besi atau sekumpulan tiang besi yang rapat sama dengan sebuah permukaan
yang padat, selama jarak antar tiang lebih kecil dari panjang gelombang
radio-nya.(Onno dkk, 2008)
Gambar: Pantulan dari gelombang radio.
Sudut
masuk gelombang akan sama dengan sudut dari pantulan. Sebuah bentuk
parabolik akan menggunakan efek ini untuk mengkonsentrasikan gelombang
radio yang tersebar dipermukaannya menuju satu tujuan.(Sumber : Onno
dkk, 2008)
Difraksi
Difraksi
adalah lenturan yaitu peristiwa pematahan gelombang oleh celah sempit
sebagai penghalang.(Onno dkk,2008) Difraksi dapat membuat sinyal radio
mampu merambat melalui kelengkungan bumi, melewati horizon dan merambat
dibelakang halangan. Difraksi akan tampak seperti pembelokan dari
gelombang pada saat menabrak sebuah onjek, hal ini merupakan efek dari
sifat gelombang. Jika kita melihat barisan gelombang yang mungkin saja
berupa gelombang elektromagnetik sebagai sinar yang lurus, akan susah
untuk menerangkan bagaimana caranya mencapai titik-titik yang
tersembunyi dibalik penghalang. Dengan model barisan gelombang maka
fenomena ini menjadi masuk akal.
Gambar: Difraksi melalui celah sempit (Onno dkk,2008)
Prinsip Huygens memberikan sebuah model untuk mengerti prilaku ini. Pada gelombang microwave,
dimana panjang gelombangnya beberapa centimeter, akan menampakan efek
difraksi saat gelombang menabrak tembok, puncak gunung, dan berbagai
halangan lainnya. Efek ini akan tampak seperti penghalang akan
menyebabkan gelombang mengubah arahnya dan mengitari sisi atau pojokan
penghalang.
Gambar: Difraksi Melalui Puncak Gunung (Onno dkk,2008)
Pada
dasarnya efek difraksi akan membebani daya, energy dari gelombang yang
terdifraksi akan sangat jauh lebih kecil dari barisan gelombangnya.
Interferensi
Untuk memahami sebuah gelombang, satu tambah satu belum tentu sama dengan dua. Hasilnya kadang-kadang bisa saja menjadi nol.
Gambar: Interferensi Konstruktif dan Destruktif (Onno dkk,2008)
Untuk
pemahaman dari gambar diatas, bayangkan jika kita menggambar dua (2)
gelombang sinus dan menjumlahkan amplitudanya. Pada saat puncak bertemu
dengan puncak, maka kita akan memperoleh hasil yang maksimum (1+1=2).
Hal ini disebut interferensi konstruktif. Akan tetapi jika puncak
bertemu dengan lembah, maka hasil yang diperoleh adalah penghilangan
dari sinyal ((1+(-)1=0). Hal ini disebut interferensi destruktif.
Dalam
teknologi jaringan nirkabel, istilah interferensi biasanya digunakan
untuk hal yang lebih luas, untuk gangguan dari sumber radio frekuensi
seprti dari kanal tetangga. Jadi interferensi dalam jaringan nirkabel
adalah sebuah gangguan yang dapat menggangu kualitas sinyal.(Onno
dkk,2008)
Propagasi
Propagasi adalah rambatan gelombang microwave melalui udara dari antena pemancar ke antena penerima yang jaraknya bisa mencapai ribuan kilometer.(Wibisono dkk,2008)
Line Of Sight
Line of
sight adalah jalur transmisi antara transmiter dan receiver.(Onno
dkk,2008) Konsep line of sight sangat kompleks jika diterapkan pada
gelombang microwave, sebagian besar karakteristik perambatan atau
propagasi gelombang elektromagnetik tergantung pada panjang
gelombangnya.
Daya
Gelombang elektromagnetik akan membawa energy pada saat tekena panas matahari. Jumlah energy yang di terima pada satu waktu tertentu di sebut daya.(Onno dkk, 2008)
Daftar Pustaka
http://melengo.wordpress.com/2012/10/21/pengertian-gelombang-radio/
0 komentar:
Posting Komentar