Pemecahan Sinyal (Scattering)

Nah, sebelumnya sudah dijelaskan tentang Transmisi Nirkabel (wireless). Sekarang saya ingin share salah satu dari faktor yang mempengaruhi transmisi sinyal wireless di udara, yaitu Pemecahan Sinyal (Scattering).

Pemecahan Sinyal (Scattering)

Pemecahan Sinyal (Scattering) adalah gejala hamburan ke segala arah yang disebabkan oleh benda atau objek yang sama besar atau lebih kecil dari panjang gelombang. Gelombang-gelombang yang terpancar dihasilkan oleh permukaan-permukaan yang kasar atau objek lain yang menyebabkan ketidakaturan dalam hal jalur lintasan gelombang. Di dalam pratiknya, daun-daun, pepohonan, tanda-tanda petunjuk jalan raya, dan lampu rambu lalu lintas pun menyebabkan terjadinya pemancaran gelombang.Penyebaran terjadi ketika medium dimana gelombang merambat mengandung objek yang kecil dibandingkan dengan panjang sinyal gelombang, dan jumlah objek perunit volume sangat besar.

Ketika gelombang elektromagnetik mengenai atau menabrak atmosfer akan terjadi suatu interaksi tertentu. Bentuk interaksi tersebut dapat berupa pematulan (Reflection), penyerapan (Absorption), atau pemendaran (Scattering).Interaksi tersebut disebabkan adanya tempaan antara gelombang elektromagnetik yang terpancar dengan partikel-partikel yang terdapat di atmosfer bumi.Scattering terjadi ketika partikel/ gas molekul berukuran lebih besar dari partikel gelombang elektromagnetik pada atmosfer.

                

Gelombang elektromagnetik akan menabrak partikel atmosfer berukuran besar tersebut dan menyebabkan radiasi elektromagnetik dihamburkan. Ukuran partikel dan panjang gelombang yang berinteraksi bervariasi sehingga terdapat 3 jenis pemedaran (scattering), yaitu :

1.       Rayleigh Scaterring

Terjadi apabila tenaga radiasi gelombang berinteraksi dengan partikel atmosfer yang garis tengahnya jauh lebih kecil daripada panajang gelombang radiasi yang berinteraksi tersebut.

2.       Mie Scattering Small Particle

Pemecahan ini terjadi ketika besar garis tengah partikel di atmosfer sama dengan besarnya panjang gelombang tenaga radiasi yang berinteraksi. Penyebab utama hamburan mie adalah uap air dan debu di atmosfer.

3.       Mie Scaterring Large Particle

Pemecahan ini terjadi ketika besar garis tengah partikel di atmosfer jauh lebih besar daripada besar panjang gelombang yang berinteraksi.Pemendaran ini disebut juga “Hamburan Non Selektif”.

                 Pemecahan sinyal terjadi saat sinyal yang dikirim terpecah menjadi beberapa arah. Hal ini dapat disebabkan oleh beberapa objek yang dapat memantulkan signal dan ujung yang runcing, seperti partikel debu di air dan udara. Ilustrasinya adalah menyinari lampu ke pecahan kaca. Cahaya akan dipantulkan ke banyak arah dan menyebar. Dalam skala besar adalah saat cuaca hujan.Hujan yang besar mempunyai kemampuan memantulkan sinyal.Oleh karena itu disaat hujan, sinyal nirkabel dapat terganggu.

Karakteristik scattering :

-          Propagasi melewati object yang kecil dan/atau kasar yang menyebabkan banyak pantulan untuk arah-arah yang berbeda.

-          Terjadi saat kanal radio terdiri dari obyek yang memiliki ukuran sebesar panjang gelombang atau kurang dari gelombang propagasi dan juga saat jumlah obstacle (penghalang) cukup besar.

-          Scattering dihasilkan oleh obyek-obyek kecil, permukaan kasar dan ketidakteraturan yang lain pada kanal.

-          Sebagaimana prinsip difraksi, menyebabkan energi pengirim diradiasikan di banyak tempat.

Sekian pembahasan tentang Scattering, semoga dapat bermanfaat ^^

Jaringan Wireless

       Adalah jenis sistem telekomunikasi yang menggunakan gelombang radio untuk membawa sinyal dan pesan melewati jarak tertentu.Jaringan Wireless mempunyai karakteristik yang berbeda dengan jaringan kabel pada umumnya. Pada Jaringan Wireless / Wifi / Nirkabel banyak faktor yang mempengaruhi kinerja dan kehandalan dari jaringan Wireless. Beberapa hal secara teknisnya adalah Panjang Gelombang (Wavelength), Frekuensi yang digunakan dalam transmisi data, dan Amplitudo (kekuatan sinyal), dan EIRP (Effective Isotropic Radiated Power).Hal tersebut diatas biasa dibicarakan juga pada sinyal gelombang Radio.Tentunya karena Jaringan Wireless menggunakan Gelombang Radio untuk transmisi datanya.Karena media transmisinya menggunakan sinyal radio (RF) maka tentunya banyak faktor alam juga yang mempengaruhi. Beberapa penjelasan dari yang disebutkan diatas adalah sebagai berikut :

1.       Panjang Gelombang (Wavelength)

Panjang Gelombang adalah jarak antara 1 ujung puncak gelombang dengan puncak lainnya secara horizontal.Gelombang / sinyalnya adalah sinyal Sinus.Sinyal ini awalnya di mulai sebagai sinyal AC yang di generate oleh transmitter / pemancar didalam sebuah Access Point (AP) dan dikirim ke antenna, dimana di radiasikan sebagai gelombang sinus. Selama proses ini, arus mengubah medan elektromagnetik disekitar antena, sehingga antena mengirim sinyal elektrik dan magnetik.

2.       Frekuensi(Hz)

Frekuensi menentukan seberapa sering singnal terlihat /muncul.Frekuensi biasa diukur dalam besaran detik, direferensikan sebagai cycle.

Beberapa fakta tentang Frekuensi :

- 1 Cycle = 1 Hz

- Frekuensi tinggi memiliki jangkauan jarak lebih pendek

- Ketika sinyal muncul 1x dalam 1 detik = 1 Hz

- 10x dalam 1 detik = 10 Hz

- 1 Juta x dalam 1 detik = 1 MHz

- 1 milliar x dalam 1 detik = 1 GHz

3.       Amplitudo

Amplitudo adalah jumlah energi yang di berikan dalam sebuah signal.Orang-orang di FCC dan ETSI (European Telecommunications Standards Institute) mengatur Amplitudo yang boleh digunakan.Untuk melihat amplitudo.

4.       EIRP (Effective Isotropic Radiated Power)

EIRP adalah total energi yang di keluarkan oleh sebuah access point dan antena. Saat sebuah Access Point mengirim energinya ke antena untuk di pancarkan, sebuah kabel mungkin ada diantaranya. Beberapa pengurangan besar energi tersebut akan terjadi di dalam kabel. Untuk mengimbangi hal tersebut, sebuah antena menambahkan power / Gain, dengan demikian power bertambah.Jumlah penambahan power tersebut tergantung tipe antena yang digunakan.FCC dan ETSI mengatur besar power yang bisa dipancarkan oleh antena.EIRP inilah yang digunakan untuk memperkirakan area layanan sebuah alat wireless.

Rumus dari EIRP adalah :

EIRP = Power Output Transmitter (AP) - Cable loss + Antenna Gain

Kemudian ada beberapa faktor yang mempengaruhi transmisi sinyal wireless di udara, seperti Free Path Loss, Penyerapan Sinyal, Pemantulan Sinyal, Pemecahan Sinyal, Pembelokan Sinyal dan Line of Sight (LOS).

a.      Free Path Loss

Model dimana sebuah sinyal yang menjauhi sumbernya makin lama akan menghilang. Ilustrasinya seperti saat anda menjatuhkan batu secara vertikal ke sebuah kolam air, akan terbentuk gelombang yang menjauhi titk batu dijatuhkan dan semakin jauh semakin menghilang, namun tidak berhenti, hanya menghilang.

b.      Penyerapan/ Peredaman Sinyal (Absorption)

Seperti diketahui semakin besar Amplitudo gelombang (Power) semakin jauh sinyal dapat memancar. Ini baik karena dapat menghemat acess point dan menjangkau lebih luas. Dengan mengurangi besar amplitudo (Power) suatu sinyal, maka jarak jangkauan sinyal tersebut akan berkurang. Faktor yang mempengaruhi transmisi wireless dengan mengurangi Amplitudo (Power) disebut Absorption (Penyerapan sinyal).Efek dari Penyerapan adalah panas. Masalah yang dapat dihadapi ketika signal di serap seluruhnya adalah, sinyal berhenti. Namun efek ini tidak mempengaruhi/ merubah panjang gelombang dan frekuensi dari sinyal tersebut.
Contoh benda yang dapat menyeram/meredam sinyal : tembok, tubuh manusia, dan karpet. Benda yang dapat menyerap/meredam sinyal dapat juga meredam suara.Peredaman ini perlu diperhitungkan juga saat akan mendeploy jaringan wireless dalam gedung, terutama bila ada kaca dan karpet. karena dalam hal ini peredaman sinyal akan terjadi.

c.       Pemantulan Sinyal

Sinyal radio bisa memantul bila menemui cermin/kaca. Biasanya banyak terjadi pada ruangan kantor yang di sekat. Pemantulan pun tergantung dari frekuensi sinyalnya.Ada beberapa frekuensi yang tidak terpengaruh sebanyak frekuensi yang lainnya.Dan salah satu efek dari pemantulan sinyal ini adalah terjadinya Multipath.Multipath artinya signal datang dari 2 arah yang berbeda. Karakteristiknya adalah penerima kemungkinan menerima signal yang sama beberapa kali dari arah yang berbeda. Ini tergantung dari panjang gelombang dan posisi penerima. Karakteristik lainnya adalh Multipath dapat menyebabkan sinyal yang = nol, artinya saling membatalkan, atau dikenal dengan istilah Out Of Phase signal.

d.      Pemecahan Sinyal (Scattering)

Isu dari pemecahan sinyal terjadi saat sinyal dikirim dalam banyak arah. Hal ini dapat disebabkan oleh beberapa objek yang dapat memantulkan signal dan ujung yang lancip, seperti partikel debu di air dan udara. Ilustrasinya adalah menyinari lampu ke pecahan kaca. Cahaya akan dipantulkan ke banyak arah dan menyebar. Dalam skala besar adalah bayangkan saat cuaca hujan.Hujan yang besar mempunyai kemampuan memantulkan sinyal.Itu lah penyebabnya disaat hujan, sinyal wireless dapat terganggu.

e.      Pembelokan Sinyal (Refraction)

Refraction adalah perubahan arah, atau pembelokan dari sinyal disaat sinyal melewati sesuatu yang beda masanya. Sebagai contoh sinyal yang melewati segelas air.Sinyal ada yang di pantulkan dan ada yang dibelokkan.

f.        LOS (Line of Sight)

Line of Sight artinya suatu kondisi dimana pemancar dapat melihat secara jelas tanpa halangan sebuah penerima.Walaupun terjadi kondisi LOS, belum tentu tidak ada gangguan pada jalur tersebut.Dalam hal ini yang harus diperhitungkan adalah penyerapan sinyal, pemantulan sinyal, pemecahan sinyal.Bahkan dalam jarak yang lebih jauh bumi menjadi sebuah halangan, seperti kontur bumi, gunung, pohon, dan halangan lingkungan lainnya.