WIRELESS
FUNDAMENTAL PRO

1.1 Definisi dan Ruang Lingkup

Wireless adalah komunikasi tanpa penghantar fisik sebagai media utama di antara titik komunikasi. Teknologi yang termasuk di dalamnya memakai beragam metode, seperti gelombang radio atau inframerah.

Dalam jaringan komputer, WLAN memungkinkan perangkat bertukar frame data melalui medium radio. Wi-Fi merupakan implementasi WLAN yang berlandaskan keluarga standar IEEE 802.11 dan ekosistem interoperabilitas Wi-Fi.

1.2 Komponen Sistem

• Transmitter: membentuk dan memancarkan sinyal radio yang membawa informasi.
• Antenna: mengubah sinyal listrik RF menjadi gelombang elektromagnetik dan sebaliknya.
• Medium: ruang tempat gelombang merambat, bersama penghalang dan sumber interferensi.
• Receiver: menerima sinyal, menyaring, mendemodulasi, dan memulihkan data.
• Protocol: aturan akses medium, framing, addressing, autentikasi, dan retransmisi.

1.3 Keuntungan

• Mobilitas pengguna dan fleksibilitas penempatan.
• Mengurangi kebutuhan penarikan kabel ke setiap klien.
• Mendukung perangkat bergerak dan implementasi sementara.
• Dapat menjangkau lokasi yang sulit dipasangi kabel.

1.4 Batasan dan Risiko

• Spektrum radio dipakai bersama dan dapat mengalami interferensi.
• Throughput aktual dibagi antar pengguna yang berbagi airtime.
• Penghalang, jarak, orientasi antena, dan noise memengaruhi link.
• Sinyal radio dapat melampaui batas fisik ruangan, sehingga keamanan perlu dirancang dengan benar.

2.1 Frekuensi, Periode, dan Panjang Gelombang

Frekuensi \(f\) adalah jumlah siklus per detik, diukur dalam hertz. Periode \(T\) adalah waktu satu siklus. Panjang gelombang \(\lambda\) adalah jarak yang ditempuh gelombang selama satu siklus.

f = 1 / T
lambda = c / f

c = kecepatan cahaya, sekitar 3 x 10^8 m/s
f = frekuensi dalam Hz
T = periode dalam detik
lambda = panjang gelombang dalam meter

Contoh: pada 2.4 GHz, panjang gelombang ruang bebas sekitar 0.125 m atau 12.5 cm. Pada 5 GHz, nilainya sekitar 6 cm. Angka ini adalah pendekatan, bukan ukuran fisik antena yang selalu tepat sama.

2.2 Hubungan Frekuensi dan Perilaku Sinyal

Pada kondisi lain yang setara, frekuensi lebih tinggi umumnya mengalami redaman ruang bebas lebih besar pada jarak yang sama dan lebih sensitif terhadap beberapa jenis penghalang. Namun hasil nyata bergantung pada daya, gain antena, receiver, bandwidth, dan lingkungan.

Jangan menyimpulkan bahwa band 2.4 GHz selalu lebih baik atau 5 GHz selalu lebih cepat. Band 5 GHz dapat menyediakan lebih banyak kanal dan kapasitas, tetapi pemilihan kanal, interferensi, kemampuan klien, serta kondisi ruangan tetap menentukan hasil.

3.1 Line of Sight dan Zona Fresnel

Line of Sight (LOS) berarti jalur langsung antara dua antena tidak terhalang secara visual. Untuk link jarak jauh, LOS saja belum cukup: ruang di sekitar jalur yang dikenal sebagai zona Fresnel juga perlu cukup bebas hambatan.

Hambatan di zona Fresnel dapat menyebabkan difraksi dan penurunan kualitas link. Karena itu, desain link antargedung perlu mempertimbangkan tinggi antena, bentuk medan, vegetasi, bangunan, serta pertumbuhan penghalang.

Radius zona Fresnel pertama:

r = sqrt((lambda * d1 * d2) / (d1 + d2))

r  = radius dalam meter
lambda = panjang gelombang dalam meter
d1, d2 = jarak dari titik penghalang
         ke kedua ujung link (meter)

Rumus ini menggambarkan radius zona Fresnel pertama pada titik di sepanjang jalur. Untuk desain nyata, lakukan perhitungan di beberapa titik dan tambahkan margin sesuai standar desain yang digunakan.

3.2 Link Budget

Link budget menghitung perkiraan daya yang diterima berdasarkan daya pancar, gain antena, dan seluruh rugi sistem. Perhitungan membantu memprediksi margin link sebelum instalasi.

Pr = Pt + Gt + Gr - Ltotal

Pr = daya terima (dBm)
Pt = daya pancar (dBm)
Gt = gain antena pemancar (dBi)
Gr = gain antena penerima (dBi)
Ltotal = seluruh rugi (dB)

Rugi sistem mencakup kabel, konektor, rugi ruang bebas, penghalang, dan komponen lain. Jangan menghitung satu rugi dua kali atau mengabaikan batas EIRP yang berlaku.

OFDMA

Orthogonal Frequency-Division Multiple Access memungkinkan kanal dibagi menjadi unit sumber daya sehingga access point dapat menjadwalkan komunikasi beberapa klien secara lebih efisien pada kondisi yang sesuai.

MIMO

Multiple Input Multiple Output memanfaatkan beberapa antena untuk spatial streams atau peningkatan keandalan. Jumlah antena fisik saja tidak menentukan throughput; perangkat, kondisi kanal, dan konfigurasi juga penting.

5.1 Tipe Antena

• Omnidirectional: cakupan azimut luas, lazim untuk access point area umum.
• Panel: arah pancaran lebih terfokus untuk area atau link tertentu.
• Sector: mencakup sektor sudut tertentu, sering digunakan pada jaringan distribusi.
• Dish / parabolic: beamwidth sempit dan gain tinggi, memerlukan alignment yang presisi.

5.2 dBm, dBi, dan EIRP

dBm menyatakan daya absolut relatif terhadap 1 mW. dBi menyatakan gain antena relatif terhadap antena isotropik. dB menyatakan rasio atau selisih logaritmik.

EIRP (dBm) = Tx power (dBm)
              + antenna gain (dBi)
              - feeder loss (dB)

Contoh hitung: daya pancar 17 dBm, gain antena 5 dBi, rugi feeder 1 dB menghasilkan EIRP 21 dBm. Ini contoh aritmetika, bukan pernyataan bahwa nilai tersebut legal untuk setiap band atau lokasi.

Infrastructure

CLIENT A )))       [ ACCESS POINT ]
                          |
CLIENT B ))) -------------+---- [ SWITCH ]
                          |
                       [ ROUTER ]

Klien berkomunikasi melalui access point. AP dapat berfungsi sebagai bridge ke LAN, sedangkan routing, DHCP, dan firewall biasanya disediakan oleh perangkat lain atau perangkat gabungan.

Point-to-Point

[ RADIO A ] )))))))))) [ RADIO B ]
     |                       |
  [ LAN A ]                [ LAN B ]

Digunakan untuk menjembatani dua lokasi. Link perlu perencanaan LOS, zona Fresnel, kanal, alignment, kapasitas, keamanan, dan cadangan daya.

Point-to-Multipoint

             [ CLIENT A ]
                  ))
[ BASE STATION ] )) [ CLIENT B ]
                  ))
             [ CLIENT C ]

Base station melayani beberapa station. Kapasitas airtime dan kualitas setiap link dapat memengaruhi kinerja seluruh sektor.

Mesh

[ NODE A ] ---- [ NODE B ]
    |                 |
[ NODE C ] ---- [ NODE D ]

Node meneruskan trafik melalui jalur lain sesuai implementasi. Backhaul wireless yang memakai airtime sama dengan klien dapat mengurangi kapasitas efektif.

8.1 WPA2 dan WPA3

WPA2-Personal umumnya menggunakan pre-shared key dengan AES-CCMP pada konfigurasi modern. WPA3-Personal menggunakan SAE untuk meningkatkan perlindungan autentikasi kata sandi, dengan dukungan yang bergantung pada perangkat.

Untuk organisasi, WPA-Enterprise dapat mengintegrasikan 802.1X dan RADIUS agar identitas pengguna dikelola secara terpusat. Implementasi memerlukan perencanaan sertifikat, autentikasi, dan kebijakan akses.

8.2 Hardening Checklist