Tugas Mata Kuliah Jaringan Akses (TE091525)

Perencanaan Perancangan Jaringan Wi-Fi 802.11n di Area Asrama

Mahasiswa ITS Surabaya

Disusun Oleh:

Pranata Ari Baskoro

2207 100 120

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI

INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA

2010

i

KATA PENGANTAR

Rasa syukur yang dalam penulis sampaikan ke hadirat Allah SWT  karena berkat rahmat dan petunjuk-Nya makalah ini dapat penulis selesaikan. Dalam makalah ini penulis membahas tentang “Perencanaan Perancangan Jaringan Wi-Fi 802.11n di Area Asrama Mahasiswa ITS Surabaya”.

Makalah ini dibuat dalam rangka memperdalam pemahaman tentang jaringan akses khususnya jaringan telekomunikasi nirkabel dalam cakupan area yang terbatas yang disebut Wireless Local Area Network atau Wi-Fi untuk membantu mempermudah akses informasi bagi penggunanya dan sekaligus menyelesaikan tugas mata kuliah Jaringan Akses.

Dalam  proses pendalaman materi yang penulis bahas di sini, tentunya penulis mendapatkan bimbingan, arahan, koreksi dan saran, untuk itu rasa terima kasih yang dalam-dalamnya penulis sampaikan pertama-tama kepada dosen mata kuliah Jaringan Akses yaitu Ir. Djoko Suprajitno R., dan rekan-rekan penulis yang telah memberikan masukan kepada penulis.

Demikian makalah ini dibuat, semoga bermanfaat.

Surabaya, 31 Mei 2010

Penulis

ii

DAFTAR ISI

iii

Kata Pengantar.................................................................................................................... ii

Daftar Isi................................................................................................................................... iii

BAB I. PENDAHULUAN

1.1. Latar belakang................................................................................................ 2

1.2. Tujuan................................................................................................................ 2

1.3. Ruang lingkup materi.................................................................................. 3

BAB II. TEKNOLOGI WI-FI

2.1. Teknologi Wireless LAN............................................................................. 4

2.2. Kelebihan dan Kekurangan WLAN........................................................ 4

2.3. Topologi WLAN.............................................................................................. 5

2.4. Perkembangan Wireless LAN.................................................................. 7

2.5. Frekuensi dan Modulasi yang Digunakan Wireless LAN............. 7

2.6. Wireless Network 802.11n....................................................................... 8

BAB III. PEMBAHASAN

3.1. Model Topologi Jaringan............................................................................ 10

3.2. Perangkat-perangkat yang Digunakan................................................ 10

3.3. Perhitungan Link Budget........................................................................... 18

BAB IV PENUTUP

4.1 Kesimpulan.............................................................................................................. 26

Daftar Pustaka....................................................................................................................... 27

Lampiran.................................................................................................................................. 28

1

BAB I. PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Kebutuhan akan hardware Wireless LAN secara global tumbuh sangat pesat dan fenomenal dalam beberapa tahun terakhir. Chipset WLAN, yang biasanya ditanamkan di dalam laptop, smartphone dan perangkat elektroniknya yang mempunyai kemampuan konektivitas Wi-Fi, telah didistribusikan melampaui 100 juta unit pada tahun 2005, 10 kali lebih dari yang dicapai pada tahun 2001.

Kebutuhan tersebut terutama didorong oleh peningkatan mobilitas masyarakat yang semakin tinggi, masyarakat menginginkan akses internet cepat dimanapun bukan hanya di tempat kerja, lingkungan pendidikan dan tempat-tempat umum. Tidak heran jika teknologi Wi-Fi lebih banyak ditemukan di laptop-laptop dan perangkat yang digunakan untuk mengakses internet lainnya.

Mobilitas teknologi Wi-Fi mendorong terciptanya kebutuhan baru bagi pengguna seperti streaming video, VoIP, video conference dan lain-lain. Kebutuhan baru seperti itu meningkatkan jumlah pengguna WLAN juga dan semakin memadati space-space yang tersedia pada suatu jaringan Wi-Fi. Dengan begitu dibutuhkan suatu standar baru yang mampu mengakomodir teknologi Wi-Fi terbaru yang memiliki kemampuan jauh lebih baik. Teknologi Wi-Fi terbaru tersebut adalah 802.11 draft-n, sebuah standar WLAN terbaru yang menjanjikan data rate yang lebih tinggi dan reliabilitas lebih baik. Teknologi Wi-Fi terbaru ini baru diresmikan sebagai standar IEEE 802.11n-2009 pada bulan Oktober 2009.

Dengan adanya standar baru ini, hardware yang di-support dengan teknologi Wi-Fi 802.11n menjadi semakin banyak tersedia sehingga konsumen dapat mulai membangun jaringan Wi-Fi berkecepatan tinggi ini sebagai antisipasi semakin padatnya traffic di jaringan Wi-Fi yang teknologinya keluar lebih dahulu seperti 802.11a, 802.11b dan 802.11g. Standar baru ini juga menjamin interoperabilitas dengan hardware WLAN yang sudah ada sebelumnya.

1.2. Tujuan

Tujuan dibuatnya makalah ini yaitu untuk menjelaskan tentang langkah-langkah perencanaan dalam merancang jaringan Wireless Local Area Network yang mendukung standar terbaru 802.11n untuk diterapkan di area asrama mahasiswa.

2

1.3. Ruang Lingkup Materi

Makalah ini mencakup pembahasan tentang jaringan akses secara umum dilanjutkan dengan pembahasan langkah-langkah perencanaan dalam merancang jaringan Wi-Fi 802.11n di area asrama mahasiswa ITS mulai dari dasar teori tentang teknologi Wi-Fi, topologi jaringan, peralatan yang digunakan untuk perancangan jaringan dan spesifikasinya, analisa link budget, hingga perhitungan anggaran biaya perancangan jaringan keseluruhan.

3

BAB II. DASAR TEORI

2.1. Teknologi Wireless LAN

LAN (Local Area Network) merupakan suatu jaringan yang menghubungkan komunikasi antar Data Terminal Equipment (DTE) yang ditempatkan dalam suatu lokasi. Umumnya menggunakan media transmisi berupa kabel, biasa juga disebut dengan Wired LAN. Di samping itu ada LAN yang dikembangkan dengan menggunakan teknologi wireless (nirkabel) yaitu dengan menggunakan medium gelombang radio disebut dengan wireless LAN. Keuntungannya adalah biaya instalasi yang lebih murah dibandingkan wired LAN, karena tidak dibutuhkan instalasi kabel yang terlalu besar khususnya untuk lokasi atau sub grup yang agak jauh. Pertimbangan kedua adalah wireless LAN ini cocok untuk unit-unit DTE yang portabel dan bersifat mobile. Dengan demikian, wireless LAN merupakan gabungan antara konektivitas data dengan mobilitas user.

Wireless LAN menawarkan beberapa manfaat, diantaranya adalah dalam hal mobolitas, kecepatan dan kemudahan dalam instalasinya, fleksibilitas instalasi, mengurangi biaya/menekan harga dan skalabilitas, dimana sistem wireless LAN dapat menyediakan para pengguna LAN dengan akses informasi secara real time dimanapun mareka berada. Mobilitas ini mendukung produktivitas dan kesempatan layanan Jaringan wireless dapat dikategorikan menjadi dua kategori utama berdasarkan struktur jaringan yaitu terdiri dari jaringan dengan mode infrastruktur dan jaringan dengan mode tanpa infrastruktur (mode ad-hoc).

2.2. Kelebihan dan Kekurangan WLAN

1). Kelebihan WLAN

- Mobilitas tinggi

WLAN memungkinkan klien untuk mengakses informasi secara real-time dimana pun dia berada (dalam jangkauan WLAN), tidak terpaku pada satu tempat saja. Mobilitas yang tinggi tentunya dapat meningkatkan kualitas layanan dan produktivitas.

- Kemudahan dan kecepatan instalasi

Instalasi WLAN sangat mudah dan cepat karena bisa dilakukan tanpa harus menarik dan memasang kabel melalui dinding ataupun atap.

- Fleksibel

Teknologi WLAN memungkinkan untuk membangun jaringan dimana kabel tidak dapat digunakan/tidak memungkinkan untuk digunakan.

- Menurunkan biaya kepemilikan

4

Meskipun biaya investasi awal untuk perangkat keras WLAN lebih mahal daripada LAN, tapi biaya instalasi dan perawatan jaringan WLAN lebih murah, sehingga secara total dapat menurunkan besar biaya kepemilikan.

- Scalable

WLAN dapat menggunakan berbagai topologi jaringan sesuai dengan kebutuhan, mulai dari jaringan independen yang hanya terdiri dari beberapa klien saja, sampai jaringan infrastruktur yang terdiri dari ratusan bahkan ribuan klien.

2). Kekurangan WLAN

- Biaya peralatan mahal (kelemahan ini dapat dihilangkan dengan mengembangkan dan memproduksi teknologi komponen elektronika sehingga dapat menekan biaya jaringan).

- Delay yang besar.

- Adanya masalah propagasi radio seperti terhalang, terpantul dan banyak sumber interferensi.

- Kapasitas jaringan menghadapi keterbatasan spektrum (pita frekuensi tidak dapat diperlebar tetapi dapat dimanfaatkan dengan efisien).

- Keamanan / kerahasian data kurang terjamin.

2.3. Topologi WLAN

a. Topologi Mode Infrastruktur

Topologi jaringan jenis ini dibangun dengan fixed infrastruktur yang terdiri atas Base Station (BS) atau Access Point (AP). Base station atau access point berfungsi memberikan service dan kontrol pada mobile node yang berada di coverage areanya. Pada topologi ini setiap BS atau AP saling dihubungkan dengan media kabel dan setiap mobile node dikoneksikan dengan base station melalui media wireless. Base station dapat berkomunikasi dengan semua mobile node yang berada di coverage area yang dimilikinya

Gambar 1. Topologi Infrastruktur

5

Pada gambar diatas diperlihatkan konfigurasi jaringan WLAN infrastruktur dengan beberapa access point yang dihubungkan dengan media kabel.

b. Topologi Mode Ad-Hoc

  Topologi jaringan ad hoc terdiri dari beberapa mobile node yang dapat saling berkomunikasi secara peer-to-peer tanpa menggunakan infrastruktur seperti access point maupun base station. Setiap mobile node memiliki wireless network interface dan saling berkomunikasi dengan memanfaatkan media radio atau infra merah. Contoh node pada jaringan ad hoc adalah laptop computer dan PDA (Personal Digital Assistant) yang dapat berkomunikasi secara langsung satu dengan yang lainnya. Node-node pada konfigurasi jaringan ad hoc dapat bergerak dengan bebas atau diam pada posisinya. Pada gambar dibawah diperlihatkan konfigurasi jaringan ad-hoc dengan tiga node yang dapat berkomunikasi secara langsung. Setiap node pada konfigurasi ad hoc memiliki coverage area tertentu. Setiap node dapat saling bertukar data apabila masih berada di dalam coverage area atau dapat pula menggunakan node lain untuk mem-forward data menuju node tujuan seperti yang ditunjukkan pada gambar dibawah. Sehingga dapat dikatakan bahwa setiap node pada konfigurasi ad hoc dapat berperan sebagai suatu host dan sebagai router yang dapat me-rute-kan data menuju node tujuan.

Gambar 2. Topologi ad-hoc

Setiap host atau mobile node pada jaringan ini memiliki kedudukan yang sama dan tidak ada administrator pusat seperti pada jaringan celluler atau pada WLAN mode infrastruktur. Pada jaringan ini setiap node dapat bergerak dengan bebas keluar dan masuk jaringan setiap saat tetapi dibatasi oleh cakupan daerah transmisi jaringan. Jika dibandingkan dengan jaringan local dengan kabel, jaringan ad-hoc tidak memerlukan access point sebagai router dan kabel sebagai penghubung untuk komunikasinya. Jaringan ad-hoc hanya dapat berkomunikasi dengan sesama jaringan ad-hoc, tidak dapat berkomunikasi dengan mode infrastruktur maupun jaringan yang menggunakan kabel. Jaringan ad-hoc sangat

6

berguna untuk keperluan transfer data atau file sharing secara cepat antar pengguna di dalam satu jaringan.

2.4. Perkembangan Wireless LAN

Jaringan nirkabel pertama dikembangkan oleh Prof. Norman Abramson dari University of Hawaii untuk menghubungkan tujuh komputer yang tersebar di empat pulau dengan satu komputer sentral di Pulau Oahu tanpa menggunakan kabel telepon pada tahun 1970 yang dikenal sebagai ALOHAnet. Jaringan nirkabel ini dikembangkan lebih jauh menjadi bentuk wireless modem atau packet radio service pertama yang mulai dikembangkan tahun 1980-an dan dengan kecepatan transfer data mencapai 9600bps.

Standar wireless network pertama yang diresmikan oleh IEEE adalah IEEE 802.11-1997 pada Juni tahun 1997. Perkembangan standar wireless LAN yaitu sebagai berikut:

- IEEE 802.11-a pada September 1999.

- IEEE 802.11-b pada September 1999.

- IEEE 802.11-g pada Juni 2003.

- IEEE 802.11-n pada Oktober 2009.

Gambar 3. Sertifikasi yang dikeluarkan Wi-Fi Alliance pada perangkat Wi-Fi

2.5. Frekuensi dan Modulasi yang Digunakan Wireless LAN

Tabel di bawah ini berisi informasi frekuensi, kapasitas bandwidth dan tipe modulasi masing-masing wireless network standard mulai dari 802.11a s/d 802.11n.

7

802.11 membagi masing-masing band yang dijelaskan di atas ke dalam saluran, analoginya bagaimana saluran radio dan siaran TV sub-band dibagi tapi dengan saluran yang lebih besar lebar dan tumpang tindih.

Gambar 4. Alokasi spectrum gelombang radio wireless 802.11

Ketersediaan saluran diatur oleh negara, dibatasi sebagian bagaimana masing-masing negara mengalokasikan spektrum radio ke berbagai layanan. Jepang mengizinkan penggunaan semua 14 channel (dengan pengecualian 802.11g / n dari saluran 14), sementara pada awalnya Spanyol hanya memperbolehkan saluran 10 dan 11 dan Perancis mengizinkan hanya 10, 11, 12 dan 13, sekarang kedua negara mengikuti model Eropa membiarkan saluran 1-13. Sebagian besar negara-negara Eropa lainnya hanya tidak menggunakan saluran 14, sementara Amerika Utara dan beberapa Tengah dan negara-negara Amerika Selatan melarang lebih lanjut 12 dan 13.

Selain spesifikasi frekuensi pusat setiap saluran, 802.11 juga menentukan sebuah spectral mask yang diizinkan menentukan distribusi daya di setiap saluran. Topeng membutuhkan bahwa sinyal akan dilemahkan oleh setidaknya 30 dB dari energi puncaknya pada ± 11 MHz dari frekuensi pusat, artinya saluran adalah efektif pada lebar 22 MHz. Salah satu dampaknya adalah stasiun yang hanya dapat menggunakan setiap empat atau lima saluran tanpa tumpang tindih, biasanya 1, 6 dan 11 di Amerika, dan dalam teori, 1, 5, 9 dan 13 di Eropa meskipun 1, 6, dan 11 adalah khas di sana juga . Lainnya adalah bahwa saluran secara efektif memerlukan 1-13 band 2,401-2,483 GHz, alokasi yangsebenarnya, misalnya, 2,400-2,4835 GHz di Inggris, 2,402-2,4735 GHz di AS, dan lainnya. Karena hanya topeng spektral output daya mendefinisikan pembatasan sampai dengan ± 22 MHz dari frekuensi pusat yang akan dilemahkan oleh 50 dB, sering berasumsi bahwa energi dari saluran memanjang tidak lebih dari batas tersebut.

Hal ini lebih tepat dikatakan bahwa, dengan pemisahan antara saluran 1, 6, dan 11, sinyal pada saluran mana pun sebaiknya dilemahkan untuk meminimalkan gangguan pemancar di saluran lainnya. Karena masalah dekat-jauh pemancar penerima dapat berdampak pada "non-overlapping" kanal, tetapi hanya jika dekat dengan korban penerima (dalam meter) atau operasi di atas level daya yang diperbolehkan. Meskipun pernyataan bahwa saluran 1, 6, dan 11 adalah "tidak tumpang tindih" adalah terbatas pada jarak atau produk kerapatan, 1-6-11 pedoman yang berjasa. Jika pemancar lebih dekat bersama-sama dari saluran 1, 6, dan 11 (misalnya, 1, 4, 7, dan 10), tumpang tindih antara saluran-saluran

8

tidak dapat diterima dapat menyebabkan degradasi kualitas sinyal dan throughput. Namun, saluran yang tumpang tindih dapat digunakan dalam keadaan tertentu.

2.6. Wireless Network 802.11n

Wireless 802.11n atau Wi-Fi 802.11n adalah teknologi terbaru Wireless Local Area Network yang berdasarkan oleh standar IEEE 802.11n-2009. IEEE 802.11n-2009 adalah sebuah perubahan standar jaringan nirkabel 802.11-2007 untuk meningkatkan throughput lebih dari standar sebelumnya, seperti 802.11b dan 802.11g, dengan peningkatan data rate maksimum 54 Mbps ke maksimum 600 Mbps dengan menggunakan empat ruang aliran di lebar saluran 40 MHz.

Sejak 2007, Wi-Fi Alliance telah memberikan sertifikat interoperabilitas produk "draft-N" berdasarkan pada draft 2.0 dari spesifikasi IEEE 802.11n. Aliansi telah meningkatkan perangkat ini dengan tes kompatibilitas untuk beberapa perangkat tambahan yang diselesaikan setelah Draft 2.0 . Lebih jauh lagi, telah ditegaskan bahwa semua produk bersertifikat draft-n tetap kompatibel dengan produk-produk standar akhir.

IEEE 802.11n didasarkan pada standar 802.11 sebelumnya dengan menambahkan multiple-input multiple-output (MIMO) dan 40 MHz ke lapisan saluran fisik (PHY), dan frame agregasi ke MAC layer. Teknologi MIMO (Multiple-Input, Multiple-Output) adalah teknologi radio yang memanfaatkan multiple antenna baik di sisi receiver maupun transmitter untuk meningkatkan performansi komunikasi daripada hanya menggunakan satu antenna. Dua manfaat penting MIMO adalah menyediakan keragaman antenna dan spasial multiplexing untuk 802.11n.

Kelebihan-kelebihan wireless 802.11n yaitu:a. mampu mentransfer data seperti di ‘jalan tol wireless‘ sehingga menghemat waktu

dan lebih cepat.b. terdapat kombinasi dua frekuensi wireless untuk performance yang lebih baik.c. fitur memperkecil jumlah data yang dibutuhkan untuk transfer file untuk memberi

ruang lebih di jalur pengiriman file.d. Wi-Fi 802.11n dapat mencapai kecepatan 600Mbps.e. memberikan waktu lebih panjang untuk daya baterai karena chip 802.11n

menggunakan power yang lebih sedikit.

f. Interoperabilitas dengan perangkat 802.11a/b/g.

9

BAB III. PEMBAHASAN

Di bagian pembahasan ini akan dijelaskan langkah-langkah perancangan jaringan Wi-Fi 802.11n di area asrama mahasiswa ITS mulai dari perencanaan topologi jaringan hingga tahap akhir perencanaan anggaran biaya pembuatan jaringan.

3.1. Model Topologi JaringanTopologi jaringan Wi-Fi yang digunakan adalah topologi infrastruktur. Topologi

infrastruktur yaitu dimana komputer-komputer maupun mobile stations dalam suatu jaringan terhubung melalui AP (Access Point). Jadi setiap komputer maupun mobile station yang hendak berhubungan satu sama lain harus melewati AP terlebih dahulu, baru kemudian dapat menggunakan sumber daya yang ada pada jaringan.

Terdapat 1 buah Access Point (AP) yang terhubung jaringan kabel (Wired LAN) dan router untuk koneksi ke internet. PC pada jaringan kabel berkomunikasi dengan PC WLAN melalui AP, Demikian pula komunikasi antar PC WLAN. PC dalam jaringan kabel/nirkabel dapat bersama-sama mengakses internet melalui router.

Kualitas saluran (Link Quality) antara AP ke client WLAN ditentukan oleh kekuatan sinyal (Signal Strength) yang diterima oleh wireless adapter pada PC client. Model topologi jaringan ini selengkapnya dapat dilihat di Lampiran 1. Model Topologi WLAN 802.11n di Asrama Mahasiswa ITS.

3.2. Perangkat-perangkat yang DigunakanPerangkat-perangkat yang digunakan untuk membangun suatu jaringan Wi-Fi

seperti model di atas dapat dibagi menjadi dua bagian yaitu perangkat-perangkat (baik keras maupun lunak) di sisi server dan sisi client.a. Sisi Server

Perangkat-perangkat yang digunakan di sisi server yaitu:1. Modem ADSL

Modem ADSL digunakan sebagai jaringan akses yang menyambungkan pelanggan sebuah Internet Service Provider (ISP) dengan ISP-nya. Modem ADSL memiliki data throughput antara 384 kbps s/d 20 Mbps yang cukup untuk mengakomodir kebutuhan koneksi internet banyak user. Dengan modem ini, pelanggan atau pengguna yang berada di dalam jaringan milik pelanggan koneksi ADSL ini dapat berinternet.

ISP yang akan digunakan di sini adalah Telkom Speedy yang menawarkan paket Biz Unlimited dengan line speed 3,1 Mbps yang dapat di-share ke banyak pengguna dengan biaya langganan per bulan Rp 1.695.000,00. Tiap line akan mendapatkan satu IP public, sehingga agar user di jaringan internal dapat

10

berinternet juga, kita harus menambahkan Network Address Translation (NAT) Server di router.

2. Router atau PC Mikrotik ServerRouter digunakan untuk menghubungkan dua jaringan yang berbeda. Dalam

hal ini berarti menghubungkan jaringan internal (Local Area Network, LAN) dengan jaringan akses milik ISP. Pada router terdapat beberapa port yang digunakan untuk menancapkan konektor RJ-45 dari kabel-kabel UTP milik client atau menancapkan switch/hub. Router dapat berupa hardware contohnya Cisco Router yang diproduksi oleh Cisco, Wireless Router yang fungsinya biasanya terintegrasi dengan Wireless Access Point misalnya Linksys WRT54-GL, atau bisa juga sebuah PC yang diinstall sistem operasi Mikrotik Router OS seperti yang digunakan dalam pembuatan jaringan Wi-Fi 802.11n ini.

Gambar 5. Wireless Router Linksys WRT54-GL dan Cisco Router

Sistem operasi Mikrotik Router OS adalah sistem operasi yang dapat memanfaatkan sebuah PC untuk dijadikan router dengan persyaratan minimum sebagai berikut:- PC dengan prosesor Intel Pentium 1, 2, 3 (penggunaan lebih dari 1 prosesor

misalnya Intel Core 2 Duo tidak didukung Mikrotik OS), Cyrix 6x86 dan AMD K5.

- Memori (RAM) sebesar minimal 32 Mb dan maksimum 1 Gb.- Hard drive berkapasitas minimal 400 Mb (untuk instalasi sistem operasi

Mikrotik) dengan konektor IDE, ATA, SATA dan versi terbaru saat ini sudah mendukung USB storage devices.

- Network Interface Card (NIC) seperti Ethernet 10/100Mbps.

Mikrotik OS sudah banyak digunakan sebagai router network di berbagai ISP, hotspot provider dan warnet. Fungsi-fungsi Mikrotik Router OS sendiri sangat lengkap antara lain:- Sebagai router network- Bandwidth manager

11

- Bridging- NAT Server- Firewall

Gambar 6. Tampilan konfigurasi di Mikrotik Router OS

Dengan adanya fitur NAT (Network Address Translation), IP local dapat diterjemahkan menjadi IP public.

Mikrotik RouterOS ada pula yang sudah di-bundle ke dalam satu routerboard yang sudah memiliki CPU dan sistem operasi Mikrotik sehingga dapat menghemat biaya pembelian komputer administrator. Dengan routerboard, kita hanya perlu menambahkan monitor saja. Routerboard sebenarnya tidak lebih dari sebuah CPU rakitan yang dimodifikasi sehingga dapat digunakan sebagai router. Routerboard yang akan digunakan adalah Mikrotik RB750 G. Data-data spesifikasi bisa dilihat di Lampiran 6. Spesifikasi Mikrotik RB750G.

Gambar 7. Sebuah Mikrotik Routerboard

12

3. Switch/Hub 10/100/1000MbpsHub/switch sama-sama menggunakan topologi star untuk saling

menghubungkan antar komputer dalam satu jaringan dan menghubungkan komputer client ke server/gateway. Switch/hub biasa digunakan dalam membangun jaringan LAN.

Gambar 8. 8 Port Switch 10/100/1000Mbps

Perbedaan antara hub dengan switch yaitu hub secara konseptual bekerja pada OSI layer ke-1 yaitu Physical Layer. Sedangkan switch di OSI layer ke-2 yaitu Data Link Layer. Hub tidak menyaring menerjemahkan sesuatu, hanya mengetahui kecepatan transfer data dan susunan pin pada kabel. Cara kerja alat ini adalah dengan cara mengirimkan sinyal paket data ke seluruh port pada hub sehingga paket data tersebut diterima oleh seluruh computer yang berhubungan dengan hub tersebut kecuali computer yang mengirimkan. Sinyal yang dikirimkan tersebut diulang-ulang walaupun paket data telah diterima oleh komputer tujuan. Hal ini menyebabkan collission lebih sering terjadi.

Switch pada saat pengirimkan data mengikuti MAC address pada NIC (Network Interface Card) sehingga switch mengetahui kepada siapa paket ini akan diterima. Jika ada collision yang terjadi merupakan collision pada port-port yang sedang saling berkirim paket data. Misalnya ketika ada pengiriman paket data dari port A ke port B dan pada saat yang sama ada pengiriman paket data dari port C ke port D, maka tidak akan terjadi tabrakan (collision) karena alamat yang dituju berbeda dan tidak menggunakan jalur yang sama. Semakin banyak port yang tersedia pada switch, tidak akan mempengaruhi bandwidth yang tersedia untuk setiap port.

Switch yang jadi pilihan untuk membangun jaringan Wi-Fi 802.11n ini adalah yang mampu mendukung data throughput hingga 600Mbps yaitu switch 10/100/1000Mbps yang memiliki 8 port.

4. Access PointMeskipun sudah memiliki antena omni dengan gain 3-5dB, gain antena ini

tidak cukup untuk menjangkau seluruh area asrama sehingga diperlukan antena eksternal yaitu antena omni dengan gain 15dB. AP yang digunakan di sini yaitu D-Link DAP-1360 Wireless-N Access Point yang sudah mendukung Wi-Fi

13

802.11a/b/g/n. Access Point dapat beroperasi di mode Access Point, router dan bridge. Spesifikasi hardware ini terlampir di Lampiran 7. Spesifikasi D-Link DAP-1360 Wireless-N Access Point.

Gambar 9. D-Link DAP-1360 Wireless-N Access Point

5. Antena Omni 15DbAntena omni banyak digunakan sebagai antenna outdoor Access Point di

RT/RW-Net, Wireless ISP dan hotspot karena memiliki penguatan sinyal yang tinggi dan efektif dengan jarak jangkauan yang luas, mencapai 5 km. Antena omni kompatibel dengan Wi-Fi tipe a, b, g dan n serta bisa digunakan sebagai antenna Bluetooth dan antena AP yang bekerja di frekuensi 2,4 GHz. Spesifikasi lainnya dari antenna Omni 15Db yang umum di pasaran antara lain:- Frekuensi : 2,4-2,5 GHz- Gain : 15dBi- Polarisasi : Vertikal- Vertical Beamwidth : 8 derajat- Horizontal Beamwidth : 360 derajat- Maximum Input Power : 100 Watt - Impedansi : 50 Ohm

Gambar 10. Antena

Omni 15dB

- Ukuran : diameter 30 mm , panjang 105 mm- Bobot : 1,5 kg - Tipe konektor : N-Female

Untuk menambahkan jangkauan sinyal Wi-Fi yang dipancarkan, antenna omni biasa dipasang pada tower dengan ketinggian di atas 20 meter.

14

6. TowerTower akan digunakan untuk memasang antenna omni dan access point.

Access Point dipasang di atas tower karena sambungan kabel koaksial ataupun kabel pigtail yang panjang dapat meningkatkan loss secara signifikan pada antenna pemancar. Meskipun pigtail memiliki loss yang lebih rendah daripada koaksial namun disarankan panjang kabel tidak lebih dari 1 meter untuk menghubungkan antenna omni dengan perangkat Access Point. Perangkat Access Point yang dipasang di tower akan diberikan box pelindung dan juga anti petir. Direncanakan tower akan berketinggian 25 meter (setara bangunan 6 lantai) untuk menjangkau seluruh area gedung-gedung asrama.

Gambar 11. Tower Antena Omni

7. Anti Petir/ Lightning Arrester/ Grounding System

Yang kita perlukan dalam operasional WLAN adalah Lightning Ground dan RF Ground, kedua-nya harus diletakan pada tempat yang terpisah, jangan di jadikan satu. RF Grounding system terutama dibutuhkan untuk antenna omnidirectional atau [antena sectoral]]. Untuk antenna directional biasanya tidak dibutuhkan, karena salah satu bagian dari antenna directional telah menjadi RF ground itu sendiri. RF ground dapat dibuat dari beberapa kabel radial di tanah yang di sambungkan ke ground coax.

Gambar 12. Anti Petir

15

Tentunya dengan adanya lightning ground ini maka diperlukan peralatan anti-petir di hubungkan ke kabel coax yang kita gunakan agar bisa menyalurkan petir ke lightning ground.

8. Kabel Pigtail

Kabel pigtail digunakan untuk menghubungkan access point ke antenna omni secara langsung. Loss dari kabel pigtail ini jauh lebih kecil dibandingkan kabel koaksial. Kabel pigtail kualitas terbaik dapat memiliki loss hanya 0,21 dB/meter. Kabel pigtail memiliki dua ujung yang berbeda. Ujung yang satu adalah ujung dengan konektor SMA untuk menyambungkan dengan perangkat Access Point dan konektor N-Male untuk menyambungkan ke antenna omni.

Gambar 13. kabel pigtail

Karena Access Point akan diletakkan di tower bersama dengan antenna omni, maka kabel pigtail tidak perlu panjang-panjang, cukup 0,5 meter atau 1 meter.

b. Sisi ClientPerangkat-perangkat yang digunakan di sisi client yaitu:

1. Antena ClientAntena di sisi client menggunakan antena Ubiquiti Nanostation M2 yang

telah mendukung Wi-Fi 802.11n. Setiap antena ini dipasang di atas atap masing-masing blok gedung asrama. Antena ini dipilih karena menggunakan frekuensi yang sama dengan yang digunakan di Wi-Fi 802.11b/g yaitu 2,4 GHz yang masih paling banyak digunakan masyarakat. Spesifikasi lainnya antena ini dapat ditemukan di datasheet antenna Ubiquiti Nanostation M2 yang

16

terlampir di Lampiran 2. Datasheet Antena Client Ubiquiti Nanostation M2.

Gambar 14. Ubiquiti Nanostation M2

Antena ini menggunakan konektor POE yang masukannya ke konektor ini berupa kabel Shielded Twisted Pair (STP) dan keluaran dari konektor berupa kabel UTP RJ-45 Cat.5 untuk menghubungkannya dengan switch, hub atau PC dan laptop user.

2. Switch 10/100/1000 MbpsPerangkat switch ini digunakan jika kita ingin membuat jaringan wired

LAN yang menghubungkan antar client. Untuk mengakomodir pengguna jaringan yang banyak (dengan kamar yang tentu saja juga banyak), sebaiknya digunakan switch lebih dari satu atau meletakkan satu switch di setiap lantai gedung asrama. Meskipun begitu, saat ini sudah tersedia switch 10/100/1000 Mbps yang memiliki 48 port seperti NetGear FS750 ini.

Gambar 15. Switch 48 port 10/100/1000 Mbps

Pada gambar di bawah ini digambarkan bagaimana penyebaran (deployment) switch di suatu blok gedung asrama. Di area gedung yang masih terhubung secara fisik seperti area di sekitar administrator, digunakan satu switch gigabit 10/100/1000 Mbps dengan 5 port (dengan pertimbangan ekonomis) untuk didistribusikan ke dua gedung lainnya yang masih terhubung secara fisik. Sub-switch – sub-switch di setiap gedung akan mendistribusikan LAN ke kamar-kamar di setiap tingkat di dalam gedung.

Switch gigabit digunakan di seluruh area asrama untuk mempercepat proses pertukaran data di dalam LAN asrama dengan kecepatan maksimum switch

17

yang mencapai 1000 Mbps. Hal ini dilatarbelakangi oleh kegiatan file sharing di kalangan mahasiswa sangat populer pada saat ini.

Gambar 16. Distribusi switch di area di sekitar administrator

Dalam satu blok yang terdiri dari tiga tingkat, digunakan dua buah switch, switch pertama adalah switch gigabit 8 port yang diletakkan di tingkat teratas dan switch kedua adalah switch gigabit 24 port untuk tingkat 1 dan tingkat 2 sekaligus.

3. Network Interface Card (NIC)Hardware NIC ini wajib dimiliki tiap PC/laptop yang ingin menghubungkan

ke jaringan. Contoh hardware NIC ini yaitu chipset WLAN, Ethernet 10/100 Mbps, USB Wireless LAN dan PCMCIA card.

Meskipun jaringan Wi-Fi yang diimplementasikan adalah Wi-Fi 802.11n, perangkat-perangkat NIC yang belum mendukung 802.11n masih bisa memanfaatkan koneksi jaringan di asrama ini karena menggunakan pita frekuensi yang sama yaitu 2,4 GHz. Akan tetapi, tidak mungkin throughput yang lebih besar dari 100 Mbps dapat dinikmati hardware NIC yang tidak mendukung Wi-Fi 802.11n.

3.3. Perhitungan Link Budget

Ada beberapa parameter penting yang perlu dikalkulasi secara cermat agar performance jaringan sesuai dengan yang kita harapkan yang disebut Link Budget. Kalkulasi Link Budget atau Radio Link Calculation meliputi:

18

- System Operating Margin (SOM)SOM berhubungan dengan daya pemancar, jenis antenna, panjang kabel koaksial dan jarak antar antenna. Dengan memperhitungkan SOM kita akan mengetahui apakah sistem yang kita rancang memiliki margin daya yang cukup untuk menjangkau jarak tertentu.

- Free Space Loss (FSL)FSL atau rugi ruang bebas yaitu rugi daya radio yang dialami setelah berjalan sampai jarak tertentu.

- Fresnel Zone Clearance (FZC)Parameter FZC berfungsi untuk mengetahui berapa ketinggian antenna yang diperlukan untuk menghindari halangan.

- Antenna Bearing, Antenna Down Tilt, Antenna Down Tilt Coverage RadiusParameter ini digunakan untuk mengetahui ke titik atau area mana sebenarnya gelombang radio diarahkan.

Pada perancangan jaringan Wireless LAN di area asrama ini, ada enam antenna di sisi client yang terhubung ke satu antenna Access Point yang berada di tower berketinggian 25 meter (lihat Lampiran 1). Sehingga untuk menghitung Link Budget, mau tidak mau harus melibatkan semua antenna tersebut.

Dengan bantuan peta yang diambil dari layanan Google Maps (http://maps.google.com) , dapat diketahui jarak antara masing-masing antenna client dengan antenna Access Point dari skalanya meskipun bukan jarak yang 100% akurat (Lampiran 4. Peta Asrama Mahasiswa ITS).

a. Perhitungan Free Space Loss (FSL)Dua parameter utama dalam perhitungan Free Space Loss yaitu frekuensi operasi

(MHz) dan jarak antara antenna pemancar (Tx) dengan antenna penerima (Rx) dalam Mil.

19

Dengan rumus di atas didapatkan :

Tabel 1. Free Space Loss

AP ke Client Meter Mil Free Space Loss (dB)A 94 0.058409 79.6B 98 0.060894 79.9C 73 0.04536 77.4D 121.5 0.075497 81.8E 120 0.074565 81.7F 175 0.10874 85

b. Line of Sight (LOS) dan Perhitungan Fresnel Zone Clearance (FZC)Kondisi Line of Sight atau ‘saling melihat’ antara antenna pemancar dengan

antenna penerima sangat penting dalam komunikasi radio frekuensi tinggi. Ada dua jenis LOS yaitu:- Optical Line of Sight, kedua antenna harus dapat ‘saling melihat’.- Radio Line of Sight, yaitu tidak terjadi pantulan dan difraksi dari sinyal radio.

Radio LOS melibatkan kalkulasi untuk mengetahui seberapa banyak gangguan/penghalang merambatnya gelombang radio. Kalkulasi yang dimaksud adalah perhitungan Fresnel Zone Clearance (FZC).

Fresnel Zone adalah area di sekitar Optical LOS dimana sinyal radio merambat dari pemancar ke penerima. Untuk menjaga kekuatan sinyal diperlukan LOS yang bebas dari penghalang terutama untuk komunikasi Wi-Fi frekuensi 2,4 GHz. Sedangkan gelombang radio 2,4 GHz dapat diserap oleh air yang terdapat di pepohonan sehingga pepohonan merupakan salah satu jenis penghalang pula yang harus diperhatikan.

Gambar 17. Fresnel Zones

20

Fresnel Zone dapat dibagi menjadi Fresnel Zone I, II dan III seperti yang tampak pada gambar di atas ini.

Normalnya kita menggunakan 80% dari Fresnel Zone I sebagai acuan dimana tidak boleh ada satupun penghalang sinyal radio untuk merambat. Sisa 20% pemblokan sinyal keluar dari Fresnel Zone yang terjadi merupakan rugi yang terbilang kecil, dan di atas 40% baru terjadi rugi yang signifikan. Jika ada obstacle masuk ke dalam Fresnel Zone I maka akan terjadi difraksi gelombang radio. Ada beberapa formula Fresnel Zone Clearance yang disesuaikan berdasarkan satuan jaraknya (mil, kaki dan km) seperti sebagai berikut:

R = 17,32 x

Dimana: R = radius dari Fresnel Zone dalam meter

d = jarak antara dua titik dalam km

f = frekuensi dalam GHz

atau R = 43,33 x

Dimana: R = radius dari Fresnel Zone dalam kaki

d = jarak antara dua titik dalam mil

f = frekuensi dalam GHz

Dari besarnya jari-jari Fresnel Zone ini, kita dapat menghitung berapa tinggi tower yang diperlukan untuk memasang antenna agar Fresnel Zone radiusnya sebesar yang kita inginkan.

Ketinggian antenna = tinggi rintangan + Fresnel Zone Clearance

Jika ada bukit dengan ketinggian 10 meter maka ketinggian tower yang diperlukan adalah 10 meter ditambah FZC yang dibutuhkan untuk menempuh jarak d. Kita biasanya masih menolerir menggunakan clearance 80% dari perhitungan FZC. Kondisi ini dapat ditemukan pada perancangan jaringan Wi-Fi di lingkungan yang banyak terdapat gedung-gedung di area di sekitarnya contohnya di Asrama Mahasiswa ITS.

Di bawah ini memperlihatkan FZC pada path antara masing-masing antenna client dengan antenna access point. Perlu diperhatikan pula tidak semua antenna client ini

21

berada dalam kondisi Optical Line of Sight dengan antena AP karena perbedaan ketinggian pemasangan antenna dan tinggi gedung blok tersebut (lihat Lampiran 3. Gambar Dua Dimensi Penempatan Access Point dan Antena Client di Area Gedung Asrama Mahasiswa ITS).

Tabel 2. Perhitungan Fresnel Zone Clearance

AP ke Client Jarak (m) Frekuensi (GHz) Radius FZC (m) 80% FZC (m)A 94

2.412

1.03 0.82B 98 1.05 0.84C 73 0.9 0.72D 121.5 1.17 0.93E 120 1.16 0.93F 175 1.40 1.12

c. Kalkulasi System Operating Margin (SOM)

SOM adalah selisih antara sinyal radio yang sebenarnya diterima dengan sinyal yang diperlukan untuk mencukupi data recovery (contohnya receiver sensitivity). Ada banyak parameter input yang dibutuhkan, sementara ada tiga output yang dihasilkan, yaitu:

Level sinyal RX (dBm) Free Space Loss (dB)

Theoretical System Operating Margin (dB)

Pastikan kita mempunyai minimal 10-15 dB System Operating Margin (SOM) untuk memberikan sedikit ruang bagi sinyal yang naik turun / fading. Untuk dapat menghitung ketiga output tersebut, kita perlu memasukan parameter-parameter berikut, yaitu:

Frequency (MHz) yang digunakan pada komunikasi. Distance (Miles) antara dua stasiun.

TX Power (dBm), WLAN biasanya mempunyai daya sekitar 30-100mW.

TX Cable Loss (dB), redaman di kabel coax & konektor antara pemancar ke antenna. Sebaiknya tidak menggunakan coax sama sekali, hubungan antara antenna dan pemancar hanya menggunakan pigtail yang tidak lebih dari satu (1) meter.

TX Antenna Gain (dBi)

22

Free Space Loss (FSL)

RX Antenna Gain (dBi)

RX Cable Loss (dB), redaman di kabel coax dari Antenna ke penerima.

RX Sensitivity (dBm), sensitivitas penerima.

Setelah kita mempunyai semua data / parameter yang dibutuhkan kita dapat menghitung System Operating Margin (SOM) untuk meyakinkan bahwa system yang kita kerjakan akan bekerja secara benar. Pada dasarnya System Operating Margin (SOM) menghitung selisih antara sinyal yang di terima dengan sensitifitas penerima.

SOM = Rx signal level - Rx sensitivity.

Sementara sinyal yang di terima (Rx signal level) dapat dihitung dengan menambahkan dan mengurangi daya pancar (TX power) dengan berbagai parameter yang ada dalam sebuah persamaan yang sederhana, yaitu,

Rx signal level = Tx power - Tx cable loss + Tx antenna gain – FSL + Rx antenna gain - Rx cable loss

Berikut ini adalah hasil perhitungan SOM antara masing-masing antenna client dengan antenna AP :

Tabel 3. Perhitungan System Operating Margin

AP ke Client Jarak (m) Jarak (Mil)Rx Signal Level

(dBm)Rx Sensitivity

(dBm)SOM (dB)

A 94 0.058409 -3.8

-96

92.2B 98 0.060894 -4.2 91.8C 73 0.04536 -1.6 94.4D 121.5 0.075497 -6.0 90E 120 0.074565 -5.9 90.1F 175 0.10874 -9.2 86.8

d. Antenna Tilt Angle

Mungkin antenna tilt tidak terlalu penting terutama untuk komunikasi Point-To-Point di tanah datar, tapi ada baiknya di hitung menggunakan rumus perhitungan sederhana sebagai berikut:

23

Jarak = (( Hb – Hr ) / Tan A ) / 5280Sudut = Tan-1 ( Hb – Hr ) / ( jarak x 5280 )

Dimana : Hb = ketinggian dari antenna base station Hr = ketinggian dari antenna penerima A = sudut dalam radian (bukan derajat).

Untuk memberikan gambaran, sebuah base station dengan ketinggian antenna 30 meter pada jarak 3 km, akan memerlukan tilt sebesar 0.35 derajat untuk memperoleh sinyal maksimal di sebuah antenna penerima yang di pasang di tower 10 meter. Jadi sebetulnya tilt dari antenna tidak terlalu besar. Semakin tinggi antenna base station, semakin pendek jarak, semakin besar tilt antenna yang dibutuhkan.

Ketinggian antenna AP Wi-Fi di asrama direncanakan setinggi 25 meter. Tinggi bangunan lainnya dimana antenna client akan ditempatkan dapat dilihat di Lampiran .

Tabel 4. Hasil perhitungan Antenna Tilt:

AP ke ClientJarak antar antenna

(m)Tinggi Antena

(feet dpl)Tilt (derajat) Jarak (mil)

A 94 55.77428 4.692 0.7B 98 75.45932 1.175 0.7C 73 75.45932 1.567 3.5D 121.5 75.45932 0.940 0.7E 120 49.2126 4.620 3.5F 175 75.45932 0.641 0.7

24

Terlihat bahwa antenna tilt yang dibutuhkan dipengaruhi oleh jarak antara antenna client tersebut dengan AP an tinggi antenna. Antenna Tilt yang dibutuhkan cukup besar saat diperlukan untuk menjangkau area yang lebih jauh dengan ketinggian antenna penerima yang lebih rendah. Namun antenna tilt seperti itu tidak signifikan pengaruhnya ke performance.

e. Antenna Down Tilt Coverage Radius

Dalam beberapa kasus diperlukan estimasi coverage dari cell atau cell radius.

Dimana H adalah tinggi antenna AP. A adalah sudut tilt antenna. BW adalah beamwidth dari antenna. BW sebesar 10-15 dB terbilang sempit tergantung dari antenna gain. Sebagai contoh, antenna AP setinggi 30 m dengan beamwidth 10 derajat dan tilt 0.2 derajat, maka inner radius-nya akan sebesar 150 m dan outer radius-nya sekitar 8.7 km dengan coverage 8.5 km.

Tabel 5. Perhitungan Antenna Downtilt Coverage Radius

AntenaTinggi

antennaTilt antenna

(derajat)Beamwidth

(derajat)Inner Radius

(mil)Outer Radius

(mil)Coverage

(mil)

A ke AP 25 m 4.7 8 0.10 1.27 1.17

B ke AP 1.2 0.17 -0.32 -0.49

C ke AP 1.6 0.16 -0.37 -0.53

D ke AP 0.94 0.18 -0.29 -0.47

25

E ke AP 4.6 0.10 1.48 1.38

F ke AP 0.6 0.19 -0.26 -0.45

BAB IV. PENUTUP

4.1. Kesimpulan

- Jaringan Wi-Fi 802.11n dapat diimplementasikan di lingkungan yang penuh gedung-gedung bertingkat seperti di area asrama mahasiswa ITS.

- Faktor penempatan antenna baik untuk Access Point maupun client sangat memengaruhi performance jaringan Wi-Fi 802.11n. Hal ini diperkuat dengan kondisi gedung-gedung asrama yang bertingkat.

- Spesifikasi peralatan yang digunakan merupakan komponen yang diperhitungkan di dalam link budget calculation selain faktor penempatan antenna.

- Perhitungan-perhitungan link budget sangat diperlukan untuk menguji kelayakan rancangan jaringan wireless secara teoritis.

- Dari hasil perhitungan Fresnel Zone Clearance, rancangan penempatan antenna (lihat Lampiran 3) sudah layak.

- Dari hasil perhitungan System Operating Margin, SOM-nya rata-rata di atas 90dB sudah sangat memenuhi criteria SOM (minimal 10-15 dB).

- Secara teknis, untuk menikmati kelebihan-kelebihan yang ditawarkan teknologi Wi-Fi 802.11n diperlukan perangkat yang spesifikasinya mendukung wireless network standard IEEE 802.11n. Frekuensi operasinya yang menggunakan 2,4 GHz dimaksudkan untuk menjamin interoperabilitas dengan sebagian besar perangkat Wi-Fi (baik di laptop, telepon genggam dan lain-lain).

26

DAFTAR PUSTAKA

1]. Wireless LAN. http://www.ittelkom.ac.id/library/index.php?view=article&catid=1 0%3Ajaringan&id=409%3Awireless-lan-local-areanetwork

2]. Datasheet NanoStation M2. http://www.ubnt.com/nanostationm

3]. Wireless Network Calculation. http://125.160.17.21/speedyorari/view.php?file=orari-diklat/teknik/2.4ghz/buku-wifi/wireless-network-calculation-2-2003.xls

4]. Wi-Fi – Wikipedia, the Free Encyclopedia. http://en.wikipedia.org/wiki/Wi-Fi

5]. Mikrotik RB 750G. http://antarlangit.com/mikrotik/paket-mikrotik/mikrotik-rb-750.html

6]. List of WLAN Channels. http://en.wikipedia.org/wiki/List_of_WLAN_channels

7]. Sharony, Jacob. Introduction to Wireless MIMO – Theory and Applications. New York: Stony Brook University; 2006.

8]. Spesifikasi Antenna Omni 15dB. Gresik: Gemini Teknologi.

9]. Suryana, Taryana. Proposal Internet Service Provider RT-RW Net.

10]. Azhar M, Priambodo G.E. IEEE 802.11n.

11]. Wireless Calculation. http://www.terabeam.com/support/calculations/

12]. Wi-Fi: Desain Jaringan Wireless Berbasis Wi-Fi. http://opensource.telkomspeedy.com/wiki/index.php/WiFi:_Disain_Jaringan_Wireless_berbasis_WiFi

13]. Onno W. Purbo. Buku Panduan RT/RW-Net. http://opensource.telkomspeedy.com/wiki/index.php/Teknologi_RT/RW-net

27

14]. Anti Petir 0-6 GHz Altelicon. www.antarlangit.com

15]. MIMO – Wikipedia, the Free Encyclopedia. http://en.wikipedia.org/MIMO

16]. What is Routerboard? http://www.mikrotik.com

17]. Membuat Router dengan Mikrotik. http://anwart3k4j3.wordpress.com/

28