Wireless (Nirkabel)

Pendahuluan

Teknologi jaringan saat ini mengalami perkembangan yang sangat pesat, berbagai teknologi diciptakan untuk membantu manusia dalam berkomunikasi. Kalau pada era tahun 80-an teknologi jaringan komputer masih mengandalkan pada jaringan kabel, saat ini basis jaringan tersebut sudah banyak ditinggalkan karena keterbatasannya, seperti besarnya biaya yang harus di keluarkan oleh organisasi jika menggunakan teknologi ini (wired network), selain itu teknologi ini juga tidak flexibel karena sangat tergantung pada kabel.

Pada intinya jaringan wireless ini memiliki prinsip dasar sama dengan jaringan konvensional yang menggunakan kabel bedanya terletak pada media pengantar datanya. Jika pada jaringan konvensional menggunakan kabel sebagai media pengantar data antar komputer, pada jaringan wireless proses penyampaian data dilakukan melalui udara dengan memanfaatkan gelombang elektromagnetik.

Definisi

Wireless atau nirkabel merupakan sekumpulan perangkat elektronik  yang saling terhubung antara satu dengan lainnya sehingga terbentuk sebuah jaringan komunikasi data dengan menggunakan media udara/gelombang sebagai jalur lintas datanya. Jika LAN masih menggunakan kabel sebagai media lintas data, sedangkan wireless menggunakan media gelombang radio/udara. Penerapan dari aplikasi wireless network ini antara lain adalah jaringan nirkabel diperusahaan, atau mobile communication seperti handphone, dan HT.
Macam-macam type dari teknologi wireless antara lain :

1. Wireless Personal Area Network (WPAN), mewakili teknologi personal area network wireless seperti :

2. Wireless Wide Area Network (WWAN), WWAN meliputi teknologi dengan daerah jangkauan luas seperti selular 2G, 3G, 4G, Cellular Digital Packet Data (CDPD), Global System for Mobile Communications (GSM), dan CDMA.

Kemunculan Teknologi Wireless ini dimulai dari peralatan handheld yang mempunyai kegunaan yang terbatas karena ukurannya dan kebutuhan daya. Tapi, teknologi berkembang, dan peralatan handheld menjadi lebih kaya akan fitur dan mudah dibawa. Telepon mobil (Handphone),  telah meningkat kegunaannya yang sekarang memungkinkannya berfungsi sebagai PDA selain telepon. Smart phone adalah gabungan teknologi telepon mobil dan PDA yang menyediakan layanan suara normal dan email, penulisan pesan teks, paging, akses web dan pengenalan suara. Generasi berikutnya dari telepon mobil, menggabungkan kemampuan PDA, IR, Internet wireless, email dan global positioning system (GPS).

Pembuat juga menggabungkan standar, dengan tujuan untuk menyediakan peralatan yang mampu mengirimkan banyak layanan. Perkembangan lain yang akan segera tersedia padalah sistem global untuk teknologi yang berdasar komunikasi bergerak (berdasar GSM) seperti General Packet Radio Service (GPRS), Local Multipoint Distribution Service (LMDS), Enhanced Data GSM Environment (EDGE), dan Universal Mobile Telecommunications Service (UMTS).

3. Wireless Local Area Network (WLAN), WLAN, mewakili local area network wireless, termasuk diantaranya adalah 802.11, HiperLAN, dan beberapa lainnya.

IEEE 802.11

IEEE 802.11adalahstandar yang diberikan IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) untuk penggunaan jaringan wireless (Wireless Local Area Networks – WLAN)

Terdapat beberapa varian terhadap standard atau protokol tersebut yaitu :

802.11a

Standar 802.11a digunakan untuk mendefiniskan jaringan wireless yang menggunakan frekuensi 5 GHz. Kecepatan jaringan ini lebih cepat dari standar standar 802.11b pada kecepatan transfer sampai 54 Mbps.

Untuk menggunakan standar 802.11a, perangkat-perangkat komputer (devices) hanya memerlukan dukungan kecepatan komunikasi 6 Mbps, 12 Mbps, dan 24 Mbps. Standar 802.11a juga mengoperasikan channel/ saluran 4 (empat) kali lebih banyak dari yang dapat dilakukan oleh standar 802.11 dan 802.11b. Walaupun standar 802.11a memiliki kesamaan dengan standar 802.11b pada lapisan Media Access Control (MAC), ternyata tetap tidak kompatibel dengan standar 802.11 atau 802.11b karena pada standar 802.11a menggunakan frekuensi radio 5 GHz sementara pada standar 802.11b menggunakan frekuensi 2,4 GHz. Walaupun standar 802.11a tidak kompatibel dengan standar 802.11b, beberapa vendor/ perusahaan pembuat perangkat Access Point berupaya menyiasati ini dengan membuat semacam jembatan (bridge) yang dapat menghubungkan antara standar 802.11a dan 802.11b pada perangkat access point buatan mereka. Access point tersebut di buat sedemikian rupa sehingga dapat di gunakan pada 2 (dua) jenis standar yaitu pada standar 802.11a dan standar 802.11b tanpa saling mempengaruhi satu sama lain.

Standar 802.11a merupakan pilihan yang amat mahal ketika di implementasikan. Hal ini disebabkan karena standar ini memerlukan lebih banyak Access point untuk mencapai kecepatan komunikasi yang tertinggi. Penyebabnya adalah karena pada kenyataannya bahwa gelombang frekuensi 5 GHz memiliki kelemahan pada jangkauan.

802.11b

Standar 802.11b merupakan standar yang paling banyak digunakan di kelas standar 802.11. Standar ini merupakan pengembangan dari standar 802.11 untuk lapisan fisik dengan kecepatan tinggi. 802.11b digunakan untuk mendefinisikan jaringan wireless direct-sequence spread spectrum (DSSS) yang menggunakan gelombang frekuensi indusrial, scientific, medicine (ISM) 2,4 GHz dan berkomunikasi pada kecepatan hingga 11 Mbps. Ini lebih cepat daripada kecepatan 1 Mbps atau 2 Mbps yang ditawarkan oleh standar 802.11a. Standar 802.11b juga kompatibel dengan semua perangkat DSSS yang beroperasi pada standar 802.11.

Standar ini menyediakan metode untuk perangkat-perangkat tersebut untuk mencari (discover), asosiasi, dan autentikasi satu sama lain. Standari ini juga menyediakan metode untuk menangani tabrakan (collision) dan fragmentasi dan memungkinkan metode enkripsi melalui protokol WEP (wired equivalent protocol).

802.11g

Standar 802.11g pada dasarnya mirip dengan standar 802.11a yaitu menyediakan jalur komunikasi kecepatan tinggi hingga 54 Mbps. Namun, frekuensi yang digunakan pada standar ini sama dengan frekuensi yang digunakan standar 802.11b yaitu frekuensi gelombang 2,4 GHz dan juga dapat kompatibel dengan standar 802.11b. Hal ini tidak dimiliki oleh standar 802.11a. Seperti standar 802.11.a, perangkat-perangkat pada standar 802.11g menggunakan modulasi OFDM untuk memperoleh kecepatan transfer data berkecepatan tinggi. Tidak seperti perangkat-perangkat pada standar 802.11a, perangkat-perangkat pada standar 802.11g dapat secara otomatis berganti ke quadrature phase shift keying (QPSK) untuk berkomunikasi dengan perangkat-perangkat pada jaringan wireless yang menggunakan standar 802.11b.

Dibandingkan dengan 802.11a, ternyata 802.11g memiliki kelebihan dalam hal kompatibilitas dengan jaringan standar 802.11b. Namun masalah yang mungkin muncul ketika perangkat-perangkat standar 802.11g yang mencoba berpindah ke jaringan 802.11b atau bahkan sebaliknya adalah masalah interferensi yang di akibatkan oleh penggunaan frekuensi 2,4 GHz. Karena seperti dijelaskan di awal bahwa frekuensi 2,4 GHz merupakan frekuensi yang paling banyak digunakan oleh perangkat-perangkat berbasis wireless lainnya.

802.11n (WIFI 4)

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. MIMO adalah teknologi yang menggunakan beberapa antena untuk menyelesaikan informasi lebih lanjut secara koheren dari pada menggunakan satu antena. Dua manfaat penting MIMO adalah menyediakan keragaman antenna dan spasial multiplexing untuk 802.11n.

Kemampuan lain teknologi MIMO adalah menyediakan Spatial Division Multiplexing (SDM). SDM secara spasial multiplexes beberapa stream data independen, ditransfer secara serentak dalam satu saluran spektral bandwidth. MIMO. SDM dapat meningkatkan throughput data seperti jumlah dari pemecahan stream data spatial yang ditingkatkan. Setiap aliran spasial membutuhkan antena yang terpisah baik pada pemancar dan penerima. Di samping itu, teknologi MIMO memerlukan rantai frekuensi radio yang terpisah dan analog-ke-digital converter untuk masing-masing antena MIMO yang merubah biaya pelaksanaan menjadi lebih tinggi dibandingkan dengan sistem non-MIMO.

Saluran 40 MHz adalah fitur lain yang dimasukkan ke dalam 802.11n yang menggandakan lebar saluran dari 20 MHz di 802.11 PHY sebelumnya untuk mengirimkan data. Hal ini memungkinkan untuk penggandaan kecepatan data PHY melebihi satu saluran 20 MHz. Hal ini dapat diaktifkan di 5 GHz mode, atau dalam 2,4 GHz jika ada pengetahuan yang tidak akan mengganggu beberapa 802.11 lainnya atau sistem non-802.11 (seperti Bluetooth) menggunakan frekuensi yang sama.

Arsitektur coupling MIMO dengan saluran bandwidth yang lebih luas menawarkan peningkatan fisik transfer rate melebihi 802.11a (5 GHz) dan 802.11g (2,4 GHz).

802.11.ac (WIFI 5)

Tahun 2013 kembali diumumkan standar 802.11ac atau sekarang disebut WIFI 5. Kompatibel dengan WIFI 802.11n pada rentang frekuensi 40Mhz.
802.11ac memiliki rentang frekuensi lebih lebar 80 atau 160Mhz dengan dukungan MIMO mencapai 8 stream, dan bekerja di frekuensi 5Ghz.

Kecepatan mencapai 1.300Mb/s dalam kanal 80Mhz pada frekuensi 5Ghz.
Sempat mendapat tambahan dengan teknologi Wave 2, dimana mendukung 160Mhz kanal. Sehingga satu perangkat dapat memiliki 4 stream.
Mendapat update MU-MIMO ditahun 2014-2015.
Paling umum digunakan untuk perangkat Router modern dan smartphone terbaru.

802.11ax (WIFI 6)

Memiliki kemampuan lebih cepat 4 kali dibanding WIFI 802.11ac.
Memberi pendekatan pada disain pabrik, operator atau user lebih mengerti tentang teknologgi baru WIFI dengan kemampuan pada perangkat.

WIFI 6 atau 802.11ax mengunakan frekuensi 2,4Ghz dan 5Ghz.
Memiliki band tambahan 1 dan 7Ghz. Kecepatan pada test yang ditampilkan 11Gbit/s atau kemampuan tranfer sekitar 1GB perdetik
Mendukung MU-MIMO –  multiuser multiple input multiple output. Memungkinan router mengirim dan menerima sinyal sekaligus. Dengan saluran 160Mhz. Modulasi amplitudo 1024 QAM, memungkinan ruter mengirim lebih banyak data sekaligus, mentransmisikan beamforming kinerja WIFI lebih jauh. Bagi perangkat mobile, dapat menghilangkan ping simultan sehingga dapat menghemat baterai. Standar keamanan WIFI WPA3

Pengganti WIFI 802.11ac adalah WIFI 802.11ax.

Menawarkan kecepatan 4x dari generasi sebelumnya. Dalam skenario, performa lebih cepat, khususnya menangani banyak perangkat dalam waktu yang sama.

Misal sebuah hotspot / router yang harus menangani beberapa perangkat sekaligus untuk trafik data.
Intel akan menyiapakn chip WIFI 802.11ax tahun ini, kata WIFI Alliance sebagai regulasi standar WIFI.

Tetapi pengunaannya belum dalam waktu dekat, walau dijadwalkan dapat tahun di akhir tahun 2018.

Qualcomm juga menawarkan chip WIFI 802.11ax dibulan November 2017 lalu, walau belum resmi mendapat sertifikasi.

Sementara Intel lebih dahulu mendapat pengesahan bagi chip WIFI 802.11ax

Diagram skematik dari dua aplikasi pada wireless LAN dapat diperhatikan pada gambar di bawah ini :

Dari gambar dapat kita  amati ilustrasi dari dua aplikasi wireless LAN.

1. Infrastructure wireless LAN

Pada aplikasi ini, untuk mengakses suatu server adalah dengan menghubungkannya ke suatu wired LAN , di mana suatu intermediate device yang dikenal sebagai Portable Access unit (PAU) digunakan.  Typical-nya daerah cakupan PAU berkisar antara 50 hingga 100 m.

1. Ad hoc wireless LAN

Pada Ad hoc wireless LAN suatu kumpulan komputer portabel berkomunikasi satu dengan yang lainnya untuk membentuk self-contained LAN. Pada jaringan ini, komunikasi antara satu perangkat komputer satu dengan yang lain dilakukan secara spontan/ langsung tanpa melalui konfigurasi tertentu selama sinyal dari Access Point dapat di terima dengan baik oleh perangkat-perangkat komputer di dalam jaringan ini.

Jenis-jenis Perangkat keras (Hardware) Wireless :

Wireless LAN (Wireless Local Area Network) pada dasarnya sama dengan jaringan Local Area Network yang biasa kita jumpai. Hanya saja, untuk menghubungkan antara node device antar client menggunakan media wireless, channel frekuensi serta SSID (Service Set Identifier) yang unik untuk menunjukkan identitas dari wireless device. Komponen pada WLANUntuk bisa mengembangkan sebuah mode WLAN, setidaknya diperlukan empat komponen utama yang harus disediakan, yaitu :

1. Access Point, Access Point akan menjadi sentral komunikasi antara PC ke ISP, atau dari kantor cabang ke kantor pusat jika jaringan yang dikembangkan milik sebuah korporasi pribadi. Access Point ini berfungsi sebagai konverter sinyal radio yang dikirimkan menjadi sinyal digital yang akan disalurkan melalui perangkat WLAN lainnya untuk kemudian akan dikonversikan kembali menjadi sinyal radio oleh receiver.
2. Wireless LAN Interface, Alat ini biasanya merupakan alat tambahan yang dipasangkan pada PC atau Laptop. Namun pada beberapa produk laptop tertentu, interface ini biasanya sudah dipasangkan (build in) pada saat pembeliannya. Namun interface ini pula bisa diperjual belikan secara bebas dipasaran dengan harga yang beragam. Disebut juga sebagai Wireless LAN Adaptor USB.
3. Mobile/Desktop PC, Perangkat akses untuk pengguna (user) yang harus sudah terpasang media Wireless LAN interface baik dalam bentuk PCI maupun USB.
4. Antena External, digunakan untuk memperkuat daya pancar. Antena ini bisa dirakit sendiri oleh client (user), misal : antena kaleng.

Perangkat lunak (software) yang lazim dan biasa digunakan untuk mengetahui/mencari sinyal/gelombang wifi  selain yang ada dari driver perangkat keras itu sendiri yang telah terpasang pada sistem operasi antara lain adalah :

AP Locator, InSSIDer, NetStumbler,  Airsnort, Easy Wifi Radar, MhotSpot, Advanced Hot Scanner, dan lain sebagainya.

Keuntungan & Kekurangan  dari ”Wireless Fidelity (Wi-Fi)

Keuntungan Wireless (Wi-Fi) :

1. Pemakai tidak dibatasi ruang gerak dan hanya dibatasi pada jarak jangkauan dari satu titik pemancar WIFI.
2. Jarak pada sistem WIFI mampu menjangkau area 100 feet atau 30M radius. Selain itu dapat diperkuat dengan perangkat khusus seperti booster yang berfungsi sebagai relay yang mampu menjangkau ratusan bahkan beberapa kilometer ke satu arah (directional). Bahkan hardware terbaru, terdapat perangkat dimana satu perangkat Access Point dapat saling merelay (disebut bridge) kembali ke beberapa bagian atau titik sehingga memperjauh jarak jangkauan dan dapat disebar dibeberapa titik dalam suatu ruangan untuk menyatukan sebuah network LAN.
3. Perangkat wireless untuk teknologi wireless Wi-Fi ini sudah umum digunakan dan harganya sudah menjadi relatif murah.
4. Sebagian besar notebook tipe terbaru sudah dilengkapi dengan perangkat network wireless dengan teknologi Wi-Fi ini.
5. Area jangkauan yang lebih fleksible dikarenakan tidak dibatasi oleh jaringan distribusi seperti bila menggunakan kabel UTP maupun fiber optic. Secara teoritis dengan daya pancar 100mW sudah dapat menjangkau area (berbentuk lingkaran) 1 – 2 km didukung dengan tinggi tower yang memadai.
6. Memungkinkan Local Area Network untuk di pasang tanpa kabel, hal ini juga sekaligus akan mampu mengurangi biaya untuk pemasangan dan perluasan jaringan. Selain itu juga Wi-Fi dapat dipasang di area yang tidak dapat di akses oleh kabel, seperti area outdoor.
7. Wi-Fi merupakan pilihan jaringan yang sangat ekonomis karena harga paket ship Wi-Fi yang terus menurun.
8. Produk Wi-Fi tersedia secara luas di pasaran.
9. Wi-Fi adalah kumpulan standard global di mana klien Wi-Fi yang sama dapat bekerja di negara-negara yang berbeda di seluruh dunia.
10. Protocol baru untuk kualitas pelayanan dan mekanisme untuk penghematan tenaga membuat Wi-Fi sangat cocok untuk alat yang bentuknya sangat kecil dan aplikasi yang latency-sensitif (contohnya : suara dan video).
11. Network ini di design untuk punya symetric up and down speed.

Kekurangan Wireless (Wi-Fi) :

Jaringan Wi-Fi bukanlah produk yang tidak memiliki kelemahan. Paparan kelemahan disini adalah bila dibandingkan dengan jaringan kabel. Kelemahan jaringan wireless secara umum dapat dibagi menjadi 2 jenis, yakni kelemahan pada konfigurasi dan pada jenis enkripsi yang digunakan. Contoh penyebab kelemahan pada konfigurasi adalah karena terlalu mudahnya membangun sebuah jaringan wireless. Karena Wi-Fi menggunakan teknologi tanpa kabel, maka pancarannya dapat diterima oleh setiap individu yang berada di dalam lingkungan penerimaan. Jika AP tidak dipasang dengan sempurna, ia akan menjadi ancaman untuk sistem komputer yang berada di dalam jaringan tersebut. Walaupun kecepatan Wi-Fi adalah 11Mbps, ia jarang bisa sampai ke tahap tersebut disebabkan oleh gangguan gelombang radio di kawasan sekitarnya.
Intinya, kelemahan Wi-Fi adalah :

1. Untuk menggunakan WiFi kita harus ada di area yang dijangkau oleh WiFi atau istilahnya ‘hotspot’.
2. Area jangkauan WiFi masih kecil, sinyalnya kurang bisa menembus tembok.
3. Access Point lebih mudah disusupi virus.
4. Pertukaran data gampang disadap.
5. Penggunaan baterai relative lebih tinggi apabila dibandingkan dengan penggunaan standar, sehingga menyebabkan baterai cepat lemah atau habis (mempersingkat daya tahan baterai) dan menyebabkan panas.
6. Bentuk Wireless enkripsi standar yang paling terkemuka. Wired Equivalent Privacy atau di persingkat WEP, telah menunjukkan fakta bahwa ia dapat di hancurkan (dikacaukan sinyal atau frekuensinya) meskipun telah di konfirmasikan secara benar.
7. Jaringan Wi-Fi bisa di monitor dan di gunakan untuk membaca dan menduplikasikan data (termasuk di dalamnya data-data pribadi) yang disalurkan melalui jaringan ketika tidak ada akses tertutup, seperti VPN. Jika tembok batas akses Wi-Fi tidak terproteksi secara kuat untuk sebatas pada pemakai intern, maka network Wi-Fi bisa di akses bebas ber-internet.

Ref : [1][2][3]