Mengenal Wireless LAN

Fungsi utama dari Wireless LAN adalah untuk menjangkau wilayah LAN yang sulit dicapai dengan kabel tembaga biasa (copper wire), juga untuk menjangkau pengguna bergerak (mobile-users). Ada empat komponen utama dalam membangun jaringan WLAN ini: 

1. Access Point, merupakan perangkat yang menjadi sentral koneksi dari klien ke ISP, atau dari kantor cabang ke kantor pusat jika jaringannya adalah milik sebuah perusahaan. Access-Point berfungsi mengkonversikan sinyal frekuensi radio (RF) menjadi sinyal digital yang akan disalurkan melalui kabel, atau disalurkan ke perangkat WLAN yang lain dengan dikonversikan ulang menjadi sinyal frekuensi radio.

2. Wireless LAN Interface, merupakan device yang dipasang di Access-Point atau di Mobile/Desktop PC, device yang dikembangkan secara massal adalah dalam bentuk PCMCIA (Personal Computer Memory Card International Association) card.

3. Wired LAN, merupakan jaringan kabel yang sudah ada, jika Wired LAN tidak ada maka hanya sesama WLAN saling terkoneksi.

4. Mobile/Desktop PC, merupakan perangkat akses untuk klien, mobile PC pada umumnya sudah terpasang port PCMCIA sedangkan desktop PC harus ditambahkan PC Card PCMCIA dalam bentuk ISA (Industry Standard Architecture) atau PCI (Peripheral Component Interconnect) card.

Secara relatif perangkat Access-Point ini mampu menampung beberapa sampai ratusan klien secara bersamaan. Beberapa vendor hanya merekomendasikan belasan sampai sekitar 40-an klien untuk satu Access Point. Meskipun secara teorinya perangkat ini bisa menampung banyak namun akan terjadi kinerja yang menurun karena faktor sinyal RF itu sendiri dan kekuatan sistem operasi Access Point. Saat ini sistem operasi Access Point dikembangkan dengan dasar prosesor i486 dan RAM 4-8MB.

     Komponen logik dari Access Point adalah ESSID (Extended Service Set IDentification) yang merupakan standar dari IEEE 802.11. Klien harus mengkoneksikan PCMCIA cardnya ke Access Point dengan ESSID tertentu supaya transfer data bisa terjadi. ESSID menjadi autentifikasi standar dalam komunikasi wireless. Dalam segi keamanan beberapa vendor tertentu membuat kunci autentifikasi tertentu untuk proses autentifikasi dari klien ke Access Point.

     Rawannya segi keamanan ini membuat IEEE mengeluarkan standarisasi Wireless Encryption Protocol (WEP), sebuah aplikasi yang sudah ada dalam setiap PCMCIA card. WEP ini berfungsi meng-encrypt data sebelum ditransfer ke sinyal RF, dan men-decrypt kembali data dari sinyal RF. Enkripsi yang umum dipakai adalah sebesar 40bit dan ada beberapa vendor tertentu yang mengeluarkan WEP sampai 128bit. 2. Spread Spectrum .

      Bagaimana data bisa bergerak di udara? Wireless LAN mentransfer data melalui udara dengan menggunakan gelombang elektromagnetik dengan teknologi yang dipakai adalah Spread-Sprectum Technology (SST). Dengan teknologi ini memungkinkan beberapa user menggunakan pita frekuensi yang sama secara bersamaan. SST ini merupakan salah satu pengembangan teknologi Code Division Multiple Access (CDMA). Dengan urutan kode (code sequence) yang unik data ditransfer ke udara dan diterima oleh tujuan yang berhak dengan kode tersebut. Dengan teknologi Time Division Multiple Access (TDMA) juga bisa diaplikasikan (data ditransfer karena perbedaan urutan waktu/time sequence).

Dalam teknologi SST ada dua pendekatan yang dipakai yaitu:

1. Direct Sequence Spread Spectrum (DSSS), sinyal ditranfer dalam pita frekuensi tertentu yang tetap sebesar 17MHz. Prinsip dari metoda direct sequence adalah memancarkan sinyal dalam pita yang lebar (17MHz) dengan pemakaian pelapisan (multiplex) kode/signature untuk mengurangi interferensi dan noise. Untuk perangkat wireless yang bisa bekerja sampai 11Mbps membutuhkan pita frekuensi yang lebih lebar sampai 22MHz. Pada saat sinyal dipancarkan setiap paket data diberi kode yang unik dan berurut untuk sampai di tujuan, di perangkat tujuan semua sinyal terpancar yang diterima diproses dan difilter sesuai dengan urutan kode yang masuk. Kode yang tidak sesuai akan diabaikan dan kode yang sesuai akan diproses lebih lanjut.

2. Frequency Hopping Spread Spectrum (FHSS), sinyal ditransfer secara bergantian dengan menggunakan 1MHz atau lebih dalam rentang sebuah pita frekuensi tertentu yang tetap. Prinsip dari metoda frequency hopping adalah menggunakan pita yang sempit yang bergantian dalam memancarkan sinyal radio. Secara periodik antara 20 sampai dengan 400ms (milidetik) sinyal berpindah dari kanal frekuensi satu ke kanal frekuensi lainnya.

     Pita 2.4GHz dibagi-bagi ke dalam beberapa sub bagian yang disebut channel/kanal. Salah satu standar pembagian kanal ini adalah sistem ETSI (European Telecommunication Standard Institute) dengan membagi kanal dimulai dengan kanal 1 pada frekuensi 2.412MHz, kanal 2 2.417MHz, kanal 3 2.422MHz dan seterusnya setiap 5MHz bertambah sampai kanal 13.

      Dengan teknologi DSSS maka untuk satu perangkat akan bekerja menggunakan 4 kanal (menghabiskan 20MHz, tepatnya 17MHz). Dalam implementasinya secara normal pada lokasi dan arah yang sama hanya 3 dari 13 kanal DSSS yang bisa dipakai. Parameter lain yang memungkinkan penggunaan lebih dari 3 kanal ini adalah penggunaan antena (directional antenna) dan polarisasi antena itu sendiri (horisontal/vertikal). Penggunaan antena Omni-directional akan membuat sinyal ditransfer ke seluruh arah (360 derajat).

Teknologi FHSS ditujukan untuk menghindari noise/gangguan sinyal pada saat sinyal ditransfer, secara otomatis perangkat FHSS akan memilih frekuensi tertentu yang lebih baik untuk transfer data. Kondisi ini menjadikan satu keuntungan dibandingkan dengan DSSS.

      Teknologi DSSS dan FHSS tidak saling interoperable artinya perangkat DSSS tidak akan bisa melakukan koneksi ke perangkat FHSS dan sebaliknya. Berikut adalah tabel perbandingan DSSS dengan FHSS:

Manakah yang lebih baik? Pertanyaan ini bisa membuat flame-war tersendiri baik di kalangan vendor pembuat perangkat maupun penggunanya. Masing-masing akan berargumentasi produknya yang terbaik, dengan kata lain sulit untuk membandingkan teknologi mana yang lebih baik karena implementasi wireless 2.4GHz penuh dengan trik, di mana trik yang telah dikembangkan di wilayah tertentu belum tentu akan berhasil sempurna diimplementasikan di tempat lain.

Vendor wireless dan produknya yang mengembangkan perangkat spread-spectrum 2.4GHz antara lain:

Cisco Systems Aironet 340 Series

Lucent Technologies Orinoco

3Com AirConnect

Apple Computer AirPort

BreezeCOM BreezeACCESS, BreezeNET PRO 11, and BreezeNET DS.11

Enterasys RoamAbout

Intermec Intermec 2101, 2100, and 2102

Nokia A020, A032

Nortel Networks e-Mobility

Proxim Harmony, RangeLAN-DS, RangeLAN2, Symphony, and Stratum

Symbol Technologies Spectrum24

3. Teknologi Alternatif

Selain teknologi Spread Spectrum dengan metoda DSSS dan FHSS ada beberapa teknologi alternatif lainnya yang masih dikembangkan.

BlueTooth

BlueTooth awalnya dikembangkan untuk mengkoneksikan laptop, PDA (Personal Digital Assistance) dan Telepon Selular secara wireless. Merupakan generasi mendatang jaringan peer-to-peer. Spesifikasi awal BlueTooth disiapkan untuk wireless voice dan transmisi data jarak pendek.

HiperLAN 2

High Performance Radio LAN type 2 adalah broadband wireless yang beroperasi di frekuensi 5Ghz dengan transmisi bisa mencapai 54Mbps. HiperLAN 2 dipromosikan oleh FCC (Federal Communications Commission) dan ETSI Broadband Radio Access Network (BRAN) dan lebih banyak dikembangkan di Eropa.

IEEE 802.11

Standar IEEE 802.11 mengkhususkan pengembangan teknologi lapisan fisik dan link wireless LAN (lapisan 1 dan 2 OSI). Ada 6 standar yang dipakai:

802.11a, 5GHz dengan teknologi OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplex)

802.11b, DSSS pada lapisan fisik dengan transfer data 5.5 sampai 11Mbps.

802.11d, standar kebutuhan fisik (channel, hopping, pattern, MIB snmp)

802.11e, pengembangan aplikasi LAN dengan Quality of Service (QoS), keamanan dan autentifikasi untuk aplikasi seperti suara, streaming media dan konferensi video.

802.11f, rekomendasi praktis untuk Multi-Vendor Access Point Interoperability melalui Inter-Access Point Protocol Access Distribution System Support.

802.11g, standar untuk penggunaan DSSS dengan transfer 20Mbps dan OFDM 54Mbps. Standar ini backward-compatible dengan 802.11b dan bisa dikembangkan sampai lebih dari 20Mbps

4. Istilah

Berikut beberapa istilah yang akan sering dijumpai dalam dunia wireless 2.4GHz:

Broadband:

sebuah tipe transmisi data dengan menggunakan satu media dengan membawa beberapa kanal sekaligus, contohnya TV Kabel.

Bandwidth:

ukuran lebar pita frekuensi yang digunakan dalam sinyal radio, contohnya bandwidth total dari perangkat 2.4GHz adalah 80MHz. Dalam bit rate lebih sering ditujukan untuk menampilkan kecepatan transfer data, misalnya 11Mbps untuk perangkat mutakhir wireless 2.4GHz.

Bit-rate:

kecepatan bit data yang ditransmisikan ke lapisan fisik (dalam konteks lapisan OSI), sering juga disebut sebagai signalling rate, sedikit berbeda dengan arti throughput. Throughput umumnya merupakan hasil akhir pengetesan sebuah koneksi dengan data yang besar dan dalam waktu yang tidak singkat.

Carrier:

frekuensi dasar yang digunakan oleh sistem. Proses modulasi akan menghasilkan sinyal tengah dari lebar pita bandwidth yang tersedia.

Carrier-Sense:

pengecekan transmisi ke media yang ada untuk menentukan proses transmit, umumnya dengan mengukur tingkat kekuatan sinyal yang diterima.

CDMA:

Code Division Multiple Access, teknik yang digunakan untuk membagi bandwidth yang sama ke dalam kanal yang berbeda dengan menggunakan urutan kode.

CSMA:

Carrier Sense Multiple Access, penggunaan carrier sense untuk mengakses media. Merupakan salah satu metoda utama dalam jaringan ethernet.

CSMA/CD:

CSMA Collision Detection, sebuah metoda dalam ethernet dengan terlebih dahulu mendeteksi tumbukan/tabrakan (collision).

CSMA/CA:

CSMA Collision Avoidance, sebuah metoda dalam wireless LAN dengan menghindari tumbukan.

Cell:

sel, kumpulan node dalam area yang sama yang bisa saling berkomunikasi, node yang berada di luar jangkauan harus dibentuk sebuah sel baru.

Channel:

kanal, dalam istilah radio merupakan sinonim dari lebar frekuensi tertentu. Bisa juga merupakan sebuah koneksi stream dari satu titik ke titik lain (bisa satu atau banyak), contoh sederhananya adalah channel TV.

dB

(decibel): merupakan ekspresi logaritmik dari sebuah nilai. Digunakan dalam menyatakan kekuatan sinyal (signal strength) dengan ekspresi dBm (decibel-miliWatt: referensi 1mWatt setara dengan 0dBm). Perbedaan antara dua nilai dinyatakan dalam dB (tanpa m).

Fading:

variasi dalam kinerja kanal terhadap perubahan lingkungan, mengakibatkan perubahan dalam kekuatan penerimaan sinyal.

FEC:

Forward Error Correction, sebuah teknik yang digunakan dalam menanggulangi kesalahan yang dibuat dalam kanal yang banyak gangguan/noise dengan menambah bit redundancy dalam transmisi data.

Modem:

Modulator Demodulator, dalam perangkat radio adalah bagian yang mengkonversikan data bit ke dalam modulasi radio. Secara umum adalah perangkat yang mengkonversikan digital ke analog dan sebaliknya.

Modulasi:

sebuah teknik yang mengkodekan informasi dalam frekuensi radio. Ada dua teknik yang sering dipakai yaitu modulasi amplitudo (AM – merubah kekuatan gelombang) dan modulasi frekuensi (FM – merubah waktu frekuensi).

Noise:

sinyal yang tidak dibutuhkan oleh perangkat radio, bisa berupa sinyal background, sinyal interferensi maupun transmisi di luar jaringan.

Roaming:

kemampuan berpindah sel dalam satu jaringan.

SNR:

Signal to Noise Ratio, perbedaan kekuatan sinyal yang diharapkan terhadap sinyal noise ataupun sinyal yang tak diinginkan.

ISM:

Industrial Scientific Medical, konteks implementasi dari sebuah teknologi. Frekuensi ISM berada pada 900MHz, 2.4GHz dan 5GHz. Untuk kepentingan ISM secara internasional frekuensi tersebut dibebaskan tanpa perlu lisensi khusus.

Bridge:

merupakan perangkat yang menghubungkan jaringan dengan jaringan (bisa sama atau berbeda). Perangkat wireless LAN umumnya difungsikan sebagai bridge.

BSS:

Basic Service Set, merupakan kondisi yang diimplementasikan di perangkat Access Point, seluruh node melakukan transmisi ke Access Point, dan disebar ke node lain.

IBSS:

Independent BSS, merupakan bentuk sederhana wireless LAN yang terdiri dari beberapa node yang masing-masing bisa saling melihat yang lain (peer-to-peer) dan tidak ada yang bertindak sebagai Access-Point.