Mengenal Wireless

Mode Topologi wireless

Tidak seperti jaringan kabel biasa yang menggunakan topologi bus, star, maupun extened star, pada jaringan nirkabel pengkategorian topologi dibagi menjadi dua, yaitu :

• Mode Ad-Hoc (gambar 2.1)
• Mode Infrastructur (gambar 2.2)

Mode Ad-Hoc adalah jaringan nirkabel yang dibangun tanpa menggunakan Access Point. Jaringan ini hanya berisikan wireless station (STA) berupa laptop, netboolk, handphone maupun tablet. Jika jaringan ini yang dibangun maka topologi yang terbentuk adalah topologi mesh, dimana setiap STA akan membuat sebuah koneksi dengan STA lain. Topologi ini akan menurun kinerjanya seiring pertambahan STA, akibat banyak koneksi jaringan yang harus dibuat oleh setiap STA.

Gambar 2.1 Mode Ad-Hoc

Mode Infrastruktur adalah jaringan nirkabel yang menggunakan satu atau beberapa Access Point (AP). Access Point dapat dianalogikan sebagai Switch pada jaringan kabel biasa. Sehingga dengan adanya AP, maka lalu lintas data yang dikirim di udara akan lebih teratur.  AP akan mengatur STA mana yang boleh mengirimkan data dan mana yang tidak boleh mengirimkan data.

Gambar 2.2 Mode Infrastructure

Dalam pengiriman data, perangkat-perangkat jaringan wireless bekerja dengan mode half duplex. (bedakan mode jaringan dan mode pengiriman data!!!). Mode half duplex berarti dalam satu saat hanya boleh ada  STA yang mengirimkan data, dan STA tersebut juga tidak boleh menerima data pada saat yang bersamaan. Artinya, tidak boleh ada dua STA yang mengirimkan data secara bersamaan. Berbeda dengan jaringan kabel biasa yang dapat berkerja dengan mode full duplex (bisa mengirimkan dan menerima data secara bersamaan). Karena hanya bekerja pada mode half duplex, maka penambahan jumlah STA dalam sebuah jaringan wireless akan memperlambat proses pengiriman data, karena akan memperbesar waktu tunggu setiap STA untuk mengirimkan data. Perhatikan gambar 2.3, hanya boleh ada satu pengirman data (black arrow) dan tidak boleh ada pengiriman data dari STA lain (red arrow).

Gambar 2.3 Mode Half Duplex

Mode Infrastructure masih dapat dibagi lagi menjadi beberapa jenis, tergantung dari berapa jumlah AP dan bagaimana AP tersebut dihubungkan dengan jaringan kabel.

Mode Ad-Hoc sering disebut dengan Independet Basic Service Set (IBSS) Sedangkan jika menggunakan mode Infrastructure bagi topologi ini dibagi menjadi dua lagi yaitu :

• Basic Service Set (BSS)
• Extended Basic Service Set (EBSS)

Topology BSS adalah topologi jaringan nirkabel yang menggunakan satu buah Access Point (AP) yang bertindak sebagai Root AP atau Primary AP. Root AP adalah Access Point utama yang menghubungkan jaringan nirkabel dengan jaringan kabel. Gambaran topologi BSS dapat dilihat pada gambar 3.1 berikut :

Gambar 3.1 BSS

Sedangkan topologi EBSS adalah topologi yang sudah menggunakan AP lebih dari satu. Penggunaan AP yang lebih dari satu ditujukan untuk memperluas area kerja atau jangkauan dari Root AP. Dalam EBSS bisa saja terdiri dari satu Root AP dan beberapa Repeater AP. Repeater AP berfungsi memperluas jangkauan dari Root AP dan Repeater AP merupakan AP yang tidak terhubung ke jaringan kabel, seperti terlihat pada gambar 3.2 :

Gambar 3.2 EBBS

Dalam EBSS juga bisa digunakan beberapa Root AP, dengan tujuan menjaga kestabilan konektifitas antara jaringan wireless dengan jaringan kabel. Contoh penggunaan beberapa Root AP dapat dilihat pada gambar 3.3

Gambar 3.3

Pada topologi yang ada pada gambar 3.2, jika Root AP mengalami kegagalan maka semua STA tidak dapat terhubung ke Internet, karena Internet hanya bisa diakses melalui jaringan kabel. Sedangkan pada gambar 3.3, bila sebuah Root AP mengalami kegagalan, maka STA masih akan dapat mengakses Internet karena Repeater AP masih dapat terhubung ke jaringan kabel Root AP yang masih berfungsi.

Perhatikan juga lingkaran yang menggambarkan jangkauan signal dari setiap AP. Menghitung area kerja atau jangkauan signal AP merupakan satu tahapan yang perlu dilakukan jika ingin membangun jaringan nirkabel. Jangakauan signal dari AP ini disebut dengan cell. Perhatikan juga bahwa adaoverlapping antar cell satu dengan lainya.

Mode Root

Ini adalah mode default dari AP, AP yang difungsikan sebagai root adalah AP yang terhubung ke jaringan kabel dan merupakan titik pusat utama dari jaringan nirkabel. Root AP memiliki beberapa client atau station. Konfigurasi dasar yang perlu dilakukan pada Root AP adalah SSID (Service Set Identifier), Channel dan Mode b/g/n).

Mode Repeater

Sebuah AP yang dikonfigurasikan sebagai repeater berfungsi untuk memperpanjang atau memperkuat area kerja dari AP Root. Repeater ini akan sangat tergantung dari Root. Repeater juga memiliki beberapa client layaknya Root AP. Sedangkan yang perlu dikonfigurasikan pada Repeater adalah SSID, Channel, Mode b/g/n, SSID dari Root AP atau MAC Address dari Root AP)

Mode Bridge

Access Point yang difungsikan sebagai bridge ditujukan untuk menghubungkan dua jaringan kabel, seperti terlihat pada gambar 3.1. Topologi yang terbentuk adalah topologi point to point. Bridge ini umumnya menggunakan antenna yang memancarkan signal ke arah tertentu saja (directional antenna), karena akan fokus untuk menghubungkan satu titik jaringan saja. Bridge tidak memiliki client atau STA, karena bridge tidak akan mengeluarkan SSID. Setiap Bridge hanya berhubungan dengan satu Bridge. Yang dikonfigurasikan pada Bridge adalah MAC Address dari remote Bridge yang ingin dihubungkan.

Gambar 3.1 Bridge

Terkadang sebuah bridge juga berfungsi sebagai Access Point yang memancarkan SSID, sehingga dapat memiliki wireless client yang terhubung dengannya. Contoh penerapan Access Point Bridge. Jika perangkat tersebut adalah Access Point Bridge, maka yang perlu dikonfigurasikan adalah SSID, Channel, Mode b/g/n serta MAC Address atau SSID dari Remote Bridge.

Client Mode

AP juga dapat berfungsi sebagai client atau STA, layaknya sebuah laptop atau Handphone. Jika sebuah AP difungsikan sebagai client, maka AP tersebut hanya akan menangkap signal yang dipancarkan oleh Root AP. Client juga tidak akan memancarkan SSID, sehingga Client tidak akan memiliki STA. Client hanya akan menghubungkan jaringan kabel dengan jaringan nirkabel dan topologi yang terbentuk adalah point to multi point, seperti pada gambar berikut 3.2. Yang perlu dikonfigurasikan pada Client adalah SSID yang dipancarkan dari Root AP, sehingga Client dapat terhubung (associate) dengan Root AP, kadang harus dilakukan SIte Survey untuk mencari SSID dari Root AP

Gambar 3.2

Perangkat wireless LAN (WLAN) bekerja dengan menggunakan gelombang elektromagnetik, sama seperti peralatan-peralatan radio lainnya. Karena bekerja dengan gelombang elektromagnetik, maka perangkat ini akan bekerja pada frekuensi tertentu. Karena akan digunakan oleh pengguna secara luas, maka frekuensi yang dipilih adalah frekuensi yang sudah digratiskan yaitu frekuensi 2,4 GHz dan 5 GHz.

Artikel ini akan membahas frekuensi 2,4 GHz yang merupakan frekuensi yang paling banyak digunakan oleh perangkat-perangat wireless saat ini. Ada beberapa perangkat yang sudah menggunakan frekuensi 5 GHz. Penggunaan frekuensi 5 GHz akan saya bahas pada artikel terpisah.

Sebenarnya frekuensi 2,4 GHz masih dibagi lagi menjadi beberapa frekuensi yang lebih spesifik. Frekuensi 2,4 GHz dibagi lagi menjadi beberapa channel, yang menentukan satuan terkecil dari frekuensi 2,4 GHz tadi. Berikut pembagian channel pada frekuensi 2,4 GHz :

Channel	Frekuensi (GHz)
1	2,412
2	2,417
3	2,422
4	2,427
5	2,432
6	2,437
7	2,442
8	2,447
9	2,452
10	2,457
11	2,462
12	2,467
13	2,472
14	2,484

Jika diperhatikan, antara satu channel dengan channel lainnya terpisah 0,005 GHz, kecuali antara channel 13 dan channel 14 yang terpisah 0,014 GHz.

Setiap channel memiliki rentang channel sebesar 22 MHz atau 0,022 GHz. Ini mengakibatkan signal dari sebuah channel masih akan dirasakan oleh channel lain yang bertetangga. Misalnya signal pada channel 1 masih akan terasa di channel 2, 3, 4 dan 5. Karena rentang frekuensi yang saling overlapping (menutupi) maka penggunaan channel yang berdekatan akan mengakibatkan gangguan interference.

Hal ini mirip yang terjadi pada pemancar Radio FM, suatu frekuensi station radio tidak boleh berdekatan dengan frekuensi station radio lain, karena siaran radio mereka akan saling mengganggu jika frekuensi yang mereka gunakan berdekatan.

Secara lengkap gambaran interference yang akan terjadi antar channel dapat dilihat pada gambar berikut :

Ethernet merupakan protocol atau aturan komunikasi yang digunakan pada jaringan lokal (LAN) saat ini, bahkan ethernet saat ini telah digunakan di WAN dengan menggunakan teknologi Metro Ethernet.

Ethernet merupakan jaringan yang dirancang dengan menggunakan prinsip shared media, yang artinya media jaringan (kabel) akan digunakan bersama-sama oleh komputer. Karena digunakan bersama-sama,  maka besar kemungkinan akan terjadi tabrakan (collision). Untuk menghindari terjadinya collision, maka pada jaringan ethernet digunakan mekanisme Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection (CSMA/CD). Artikel ini akan membahas bagaimana mekanisme CSMA/CD bekerja pada jaringan Ethernet yang tentunya akan sangat berpengaruh pada performa jaringan. Artikel ini juga merupakan acuan jika kita akan mempelajari mekanisme lain, yaitu CSMA/CA, yang digunakan pada jaringan nirkabel (wireless).

Sebelum mempelajari CSMA/CD ada baiknya kita mengetahui lebih dahulu prinsip-prinsip dasar komunikasi komputer dalam jaringan ethernet.

1. Sebuah komputer tidak akan mengetahui jika ada komputer lain yang akan mengirimkan data. Ini karena setiap komputer yang akan mengirimkan data tidak akan melakukan pemberitahuan terlebih dahulu.
2. Sebuah komputer yang ingin mengirimkan data harus menunggu sampai media (kabel) tidak lagi digunakan oleh komputer lain yang sedang mengirimkan data.
3. Jika media (kabel) sedang tidak digunakan (idle), maka bisa terjadi kemungkinan dua buah komputer akan mengirimkan data secara bersamaan.
4. Tidak diizinkan ada dua buah komputer yang mengirimkan data secara bersamaan, karena penerima data akan sulit menerima data yang dikirim. Dua komputer yang melakukan pengiriman secara bersamaan akan mengakibatkan collision data, dan data yang mengalami collision akan menjadi rusak.

Setelah mengetahui prinsip-prinsip komunikasi dalam jaringan ethernet, marilah kita lebih jauh mengetahui mekanisme CSMA/CD.

Carrier Sense
Setiap komputer yang dalam jaringan ethernet harus selalu mengamati (listening) keadaan media sebelum melakukan pengiriman data. Jika komputer tersebut melihat ada komputer lain yang sedang menggunakan media, maka "niat" untuk mengirimkan data harus ditunda dalam selang waktu tertentu, untuk kemudian dicoba kembali mengirimkan data. 

Jika media tidak lagi digunakan oleh komputer lain, maka komputer tadi barulah mengirimkan datanya. Selama proses pengiriman berlangsung, komputer tadi harus tetap dalam posisi “listening” untuk menjaga-jaga jikalau nanti terjadi tabrakan data. Setelah proses pengiriman data selesai, komputer tadi akan kembali pada listening mode (mengamati kembali media jaringan).

Multiple Access
Dalam shared media seperti ini, bisa terjadi kemungkinan ada dua komputer yang mengirimkan data secara bersamaan. Umumnya terjadi jika jarak antara kedua komputer berjauhan, sehingga tidak dapat secara cepat mendeteksi jika ada komputer lain yang juga sedang mengirimkan data. Jika ini yang terjadi, data yang sudah menjadi signal tersebut akan terus mengalir dalam media dan akan mengalami tabrakan (collision)dengan signal lainnya. Signal yang sudah mengalami tabrakan akan mengalami kerusakan sehingga tidak dapat lagi dibaca oleh komputer penerima.

Collision Detection
Jika terjadi tabrakan (collision) maka amplitudo dari signal yang ada dimedia akan naik (singkatnya tegangan listrik akan naik). Komputer-komputer yang ada dalam posisi listening mode akan mudah mengetahui peningkatan tegangan ini, yang juga menandakan bahwa sedang terjadi tabrakan. Setelah collision terdeteksi, maka komputer-komputer yang melakukan pengiriman data tadi akan terus melakukan pengiriman (memaksa pengiriman walaupun sudah terjadi tabrakan). Ini dimaksudkan untuk benar-benar memastikan bahwa seluruh penghuni jaringan mengetahui bahwa tabrakan sedang terjadi.

Jam Signal dan Random Backoff
Setelah komputer yang melakukan pengiriman data mendeteksi terjadinya tabrakan, maka komputer-komputer tersebut akan mengeluarkan “jam signal”. Jam signal ini sebenarnya bertujuan memberitahukan kepada komputer lawan untuk menjalankan “backoff algorithm”. Backoff algorithm akan mengakibatkan komputer-komputer yang melakukan tabrakan untuk menghentikan pengiriman data dan mengeset sebuah timer (acak). Penghentian pengiriman data bagi kedua komputer akan mengakibatkan hilangnya tabrakan.

Setelah timer pada masing-masing komputer habis, maka kedua bisa kembali melakukan pengiriman data. Pada gambar terlihat komputer A mengeset timer sebesar 10 ms dan komputer C sebesar 15 ms. Ini menggambarkan setelah tabrakan terjadi, maka yang akan mengirimkan data terlebih dahulu adalah komputer A. Dalam waktu tunggu sekitar 10 ms tadi, (sebelum komputer A mengirimkan data) bisa saja digunakan oleh komputer B atau D untuk mengirimkan data.

Pembahasan mengenai CSMA/CD akan sangat menarik jika kita implementasikan dalam jaringan yang menggunakan HUB dan Switch. Juga akan terasa perbedaannya jika kita melihat CSMA/CA (Collision Avoidance) yang digunakan di jaringan nirkabel.

Posted in: TIK