14. Jaringan Nirkabel 802.11

Standarisasi Jaringan Wireless IEEE 802.11

Kali ini Saya membahas artikel tentang mengenai Standarisasi Jaringan Wireless.
Jaringan Wireless adalah jaringan tanpa kabel (nirkabel) yang artinya proses penyampaian data dilakukan melalui udara dengan memanfaatkan gelombang elektromagnetik. Karena menggunakan gelombang radio sebagai media transmisi datanya, maka komponen wireless yang akan Anda gunakan harus memiliki standart frekuensi yang sama. Sehingga walaupun berbeda vendor pembuatnya komponen wireless tersebut tetap dapat berkomunikasi asalkan menggunakan standar frekuensi yang sama. Standarisasi Jaringan Wireless didefinisikan oleh IEEE (institute of Electrical and Electronics Engineers).

Pengertian IEEE 802.11

IEEE (Institute of Electrical and Electronic Engineers) merupakan institusi yang melakukan diskusi, riset dan pengembangan terhadap perangkat jaringan yang kemudian menjadi standarisasi untuk digunakan sebagai perangkat jaringan.

Adapun Standarisasi Jaringan Wireless tersebut adalah :

• IEEE 802.11 Legacy yaitu standart jaringan wireless pertama yang bekerja pada frekuensi 2,4 GHz dengan kecepatan transfer data maksimum 2 Mbps.
• IEEE 802.11b yaitu standart jaringan wireless yang masih menggunakan frekuensi 2,4 GHz dengan kecepatan trasfer datanya mencapai 11 Mbps dan jangkau sinyal sampai dengan 30 m.
• IEEE 802.11a yaitu standart jaringan wireless yang bekerja pada frekuensi 5 GHz dengan kecepatan transfer datanya mencapai 58 Mbps.
• IEEE 802.11g yaitu standart jaringan wireless yang merupakan gabungan dari standart 802.11b yang menggunakan frekuensi 2,4 GHz namun kecepatan transfer datanya bisa mencapai 54 Mbps.
• IEEE 802.11n yaitu standart jaringan wireless masa depan yang bekerja pada frekuensi 2,4 Ghz dan dikabarkan kecepatan transfer datanya mencapai 100-200 Mbps.

STANDAR dari IEEE

802.1 → LAN/MAN Management and Media Access Control Bridges
802.2 → Logical Link Control (LLC)
802.3 → CSMA/CD (Standar untuk Ehernet Coaxial atau UTP)
802.4 → Token Bus
802.5 → Token Ring (bisa menggunakan kabel STP)
802.6 → Distributed Queue Dual Bus (DQDB) MAN
802.7 → Broadband LAN
802.8 → Fiber Optic LAN & MAN (Standar FDDI)
802.9 → Integrated Services LAN Interface (standar ISDN)
802.10 → LAN/MAN Security (untuk VPN)
802.11 → Wireless LAN (Wi-Fi)
802.12 → Demand Priority Access Method
802.15 → Wireless PAN (Personal Area Network) > IrDA dan Bluetooth
802.16 → Broadband Wireless Access (standar untuk WiMAX)

Dari daftar di atas terlihat bahwa pemanfaatan teknologi tanpa kabel untuk jaringan lokal, dapat mengikuti standarisasi IEEE 802.11x, dimana x adalah sub standar.

Perkembangan dari standar 802.11 diantaranya :

802.11 → Standar dasar WLAN → mendukung transmisi data 1 Mbps hingga 2 Mbps
802.11a → Standar High Speed WLAN 5GHz band → transfer data up to 54 Mbps
802.11b → Standar WLAN untuk 2.4GHz → transmisi data 5,4 hingga 11 Mbps
802.11e → Perbaikan dari QoS (Quality of Service) pada semua interface radio IEEE WLAN
802.11f → Mendefinisikan komunikasi inter-access point untuk memfasilitasi vendor yang mendistribusikan WLAN
802.11g → Menetapkan teknik modulasi tambahan untuk 2,4 GHz band, untuk kecepatan transfer data hingga 54 Mbps.
802.11h → Mendefinisikan pengaturan spectrum 5 GHz band yang digunakan di Eropa dan Asia Pasifik
802.11i → Menyediakan keamanan yang lebih baik. Penentuan alamat untuk mengantisipasi kelemahan keamanan pada protokol autentifikasi dan enkripsi
802.11j → Penambahan pengalamatan pada channel 4,9 GHz hingga 5 GHz untuk standar 802,11a di Jepang

Kelebihan standar 802.11 antara lain :

a. Mobilitas
b. Sesuai dengan jaringan IP
c. Konektifitas data dengan kecepatan tinggi
d. Frekuensi yang tidak terlisensi
e. Aspek keamanan yang tinggi
f. Instalasi mudah dan cepat
g. Tidak rumit
h. Sangat murah

Kelemahan standar 802.11 antara lain :

a. Bandwidth yang terbatas karena dibagi-bagi berdasarkan spektrum RF untuk teknologi-teknologi lain
b. Kanal non-overlap yang terbatas
c. Efek multipath
d. Interferensi dengan pita frekuensi 2.4 GHz dan 5 GHz
e. QoS yang terbatas
f. Power control
g. Protokol MAC high overhead

Teknologi Wireless LAN distandarisasi oleh IEEE dengan kode 802.11, tujuannya agar semua produk yang menggunakan standar ini dapat bekerja sama/kompatibel meskipun berasal dari vendor yang berbeda, 802.11b merupakan salah satu varian dari 802.11 yang telah populer dan menjadi pelopor di bidang jaringan komputer nirkabel menunjukkan bahwa 802.11b masih memiliki beberapa kekurangan di bidang keamanan yang memungkinkan jaringan Wireless LAN disadap dan diserang, serta kompatibilitas antar produk-produk Wi-Fi™.

Teknologi Wireless LAN masih akan terus berkembang, namun IEEE 802.11b akan tetap diingat sebagai standar yang pertama kali digunakan komputer untuk bertukar data tanpa menggunakan kabel.

Di Amerika Serikat, FCC mengatur agar kekuatan maksimum daya pancar yang boleh digunakan adalah:

• 100MHz band yang pertama hanya diperkenankan dipergunakan dengan daya maksimum 50mW.
• 100MHz band yang kedua diperkenankan dengan untuk kekuatan pemancar maksimum 250mW.
• 100MHz band yang teratas dirancang untuk backbone jarak jauh dengan kekuatan maksimum pemancar 1Watt.

Untuk mengantisipasi tingkat redaman yang tinggi pada frekuensi 5GHz tidak heran jika kita melihat maksimum power dari pemancar yang mencapai 1Watt.
Di Indonesia, terus terang kami lebih banyak menggunakan maksimum power di semua band karena memang kita lebih banyak menggunakan band ini untuk backbone jarak jauh untuk berbagai titik yang ada.

Ada delapan (8) kanal pada band 5150-5350 Mhz yang tidak saling mengganggu. Pengalaman mengoperasikan peralatan 5GHz, seluruhnya biasanya total sekitar 12-13 kanal yang tidak saling overlap yang bisa kita gunakan.
Kalau kita ingat baik-baik, maka pada frekuensi 2.4GHz biasanya hanya ada tiga (3) channel yang tidak saling overlap.

Standar IEEE 802.11

a. IEEE 802.11a

Standar 802.11a (disebut WiFi 5) memungkinkan bandwidth yang lebih tinggi (54 Mbps throughput maksimum, 30 Mbps dalam praktek). Standar 802.11a mengandung 8 saluran radio di pita frekuensi 5 GHz.

Standard IEEE 802.11a bekerja pada frekuensi 5GHz mengikuti standard dari UNII (Unlicensed National Information Infrastructure). Teknologi IEEE 802.11a tidak menggunakan teknologi spread-spectrum melainkan menggunakan standar frequency division multiplexing (FDM).
Tepatnya IEEE 802.11a menggunakan modulasi orthogonal frequency division multiplexing (OFDM). Regulasi FCC Amerika Serikat mengalokasikan frekuensi dengan lebar 300MHz di frekuensi 5GHz. Tepatnya 200MHz di frekuensi 5.150 - 5.350 Mhz. Dan sekitar 100MHz bandwidth pada frekuensi 5.725 - 5.825 Mhz.

b. IEEE 802.11b

Standar 802.11b saat ini yang paling banyak digunakan satu. Menawarkan thoroughput maksimum dari 11 Mbps (6 Mbps dalam praktek) dan jangkauan hingga 300 meter di lingkungan terbuka. Ia menggunakan rentang frekuensi 2,4 GHz, dengan 3 saluran radio yang tersedia.

c. IEEE 802.11c

Standar 802.11c (disebut WiFi), yang menjembatani standar 802.11c tidak menarik bagi masyarakat umum. Hanya merupakan versi diubah 802.1d standar yang memungkinkan 802.1d jembatan dengan 802.11-perangkat yang kompatibel (pada tingkat data link).

d. IEEE 802.11d

Standar 802.11d adalah suplemen untuk standar 802.11 yang dimaksudkan untuk memungkinkan penggunaan internasional 802,11 lokal jaringan. Ini memungkinkan perangkat yang berbeda informasi perdagangan pada rentang frekuensi tergantung pada apa yang diperbolehkan di negara di mana perangkat dari.

e. IEEE 802.11e

Standar 802.11e yang dimaksudkan untuk meningkatkan kualitas layanan pada tingkat data link layer. Tujuan standar ini adalah untuk menentukan persyaratan paket yang berbeda dalam hal bandwidth dan keterlambatan transmisi sehingga memungkinkan transmisi yang lebih baik suara dan video.
IEEE 802.11e adalah sebuah amandemen dari 802.11 yang khusus membahas tentang perbaikan Quality of service pada 802.11 dengan menambahkan beberapa fungsi tertentu pada MAC layer. IEEE 802.11e mendefinisikan fungsi koordinasi baru dinamakan Hybrid Coordination Function (HCF). HCF menyediakan mekanisme akses baik secara terpusat yaitu HCF Controlled Channel Access (HCCA) maupun secara terdistribusi yaitu Enhanced Distributed Channel Access (EDCA).

1. Enhanced Distributed Channel Access (EDCA) dirancang untuk menyediakan QoS dengan menambahkan fungsi pada DCF. Pada MAC layer, EDCA mendefinisikan empat FIFO queue yang dinamakan Access Category (AC) yang memiliki parameter EDCA tersendiri. Mekanisme aksesnya secara umum hampir sama dengan DCF, hanya saja durasi DIFS digantikan dengan AIFS. Sebelum memasuki MAC layer, setiap paket data yang diterima dari layer di atasnya di-assign dengan nilai prioritas user yang spesifik antara 0 sampai 7. Setiap paket data yang sudah diberi nilai prioritas dipetakan ke dalam Access

Category seperti pada tabel nilai parameter EDCA berbeda untuk AC yang berbeda. Parameter-parameter tersebut adalah :

• AIFS (Arbitration Inter-Frame Space) Setiap AC memulai prosedur backoff atau memulai transmisi setelah satu periode waktu AIFS menggantikan DIFS.
• CWmin, CWmax. Nilai backoff counter merupakan nilai random terdistribusi uniform antara contention window CWmin dan CWmax.
• TXOP (Transmission Opportunity) limit, durasi maksimum dari transmisi setelah medium diminta. TXOP yang diperoleh dari mekanisme EDCA disebut EDCA-TXOP. Selama EDCA-TXOP, sebuah station dapat mentransmisikan multiple data frame dari AC yang sama, dimana periode waktu SIFS memisahkan antara ACK dan transmisi data yang berurutan. TXOP untuk setiap AC ke-i didefinisikan sebagai TXOP [i]=(MSDU[i]/R)+ACK+ SIFS + AIFS[i], MSDU [i] adalah panjang paket pada AC ke-i. R adalah rate transmisi physical, ACK adalah waktu yang dibutuhkan untuk mentransmisikan ack, SIFS adalah periode waktu SIFS, AIFS[i] adalah waktu AIFS pada AC ke-i.

2. HCF Controlled Channel Access (HCCA)menyediakan akses ke medium secara polling. HC menggunakan PCF Interframe Space (PIFS) untuk mengontrol kanal kemudian mengalokasikan TXOP pada station . Polling dapat berada pada periode contention (CP), dan penjadwalan paket dilakukan berdasarkan Traffic Spesification (TSPEC) yang diperbolehkan.

3. Fuzzy Logic, Metode ini sudah banyak dipakai pada sistem kontrol karena sederhana, cepat dan adaptif. Sistem Inferensi Fuzzy (FIS) adalah sistem yang dapat melakukan penalaran dengan prinsip serupa seperti manusia melakukan penalaran dengan nalurinya. FIS tersebut bekerja berdasarkan kaidah-kaidah linguistik dan memiliki algoritma fuzzy yang menyediakan sebuah aproksimasi untuk dimasuki 3 analisa matematik.

Untuk memperoleh output, diperlukan 3 tahapan yaitu : 

1. Fuzzification merupakan suatu proses untuk mengubah suatu peubah masukan dari bentuk tegas (crisp) menjadi peubah fuzzy (variabel linguistik) yang biasanya disajikan dalam bentuk himpunan-himpunan fuzzy dengan fungsi keanggotaannya masing-masing.

2. Rule evaluation (Evaluasi aturan) merupakan proses pengambilan keputusan (inference) yang berdasarkan aturan-aturan yang ditetapkan pada basis aturan (rules base) untuk menghubungkan antar peubah-peubah fuzzy masukan dan peubah fuzzy keluaran.

3. Defuzzification, Input dari proses defuzzifikasi adalah suatu himpunan fuzzy yang diperoleh dari komposisi aturan-aturan fuzzy, sedangkan output yang dihasilkan merupakan suatu bilangan pada domain himpunan fuzzy tersebut. Jika diberikan suatu himpunan fuzzy dalam range tertentu, maka harus dapat di ambil suatu nilai crisp tertentu sebagai output.

f. IEEE 802.11f

Standar 802.11f adalah rekomendasi untuk jalur akses vendor produk yang memungkinkan untuk menjadi lebih kompatibel. Ia menggunakan Inter-Access Point Protocol Roaming, yang memungkinkan pengguna roaming transparan akses beralih dari satu titik ke titik lain sambil bergerak, tidak peduli apa merek jalur akses yang digunakan pada infrastruktur jaringan. Kemampuan ini juga hanya disebut roaming.

g. IEEE 802.11g

Standar 802.11g menawarkan bandwidth yang tinggi (54 Mbps throughput maksimum, 30 Mbps dalam praktek) pada rentang frekuensi 2,4 GHz. Standar 802.11g mundur-kompatibel dengan standar 802.11b, yang berarti bahwa perangkat yang mendukung standar 802.11g juga dapat bekerja dengan 802.11b.

Dalam evolusi WLAN adalah pengenalan IEEE 802.11g. Ini merupakan standar IEEE 802.11g akan secara dramatis dapat meningkatkan performa WLAN. IEEE 802.11g adalah sebuah standar jaringan nirkabel yang bekerja pada frekuensi 2,45 GHz dan menggunakan metode modulasi OFDM. 802.11g yang dipublikasikan pada bulan Juni 2003 mampu mencapai kecepatan hingga 54 Mb/s pada pita frekuensi 2,45 GHz, sama seperti halnya IEEE 802.11 biasa dan IEEE 802.11b. Standar ini menggunakan modulasi sinyal OFDM, sehingga lebih resistan terhadap interferensi dari gelombang lainnya.

Sensitivitas Kecepetan Standar 802.11g

h. IEEE 802.11h

Standar 802.11h standar yang dimaksudkan untuk menyatukan standar 802.11 dan standar Eropa (HiperLAN 2, maka h dalam 802.11h) sementara Eropa sesuai dengan peraturan yang terkait dengan penggunaan frekuensi dan efisiensi energi.

i. IEEE 802.11i

Standar 802.11i yang dimaksudkan untuk meningkatkan keamanan data transfer (dengan mengelola dan mendistribusikan kunci, dan menerapkan enkripsi dan otentikasi). Standar ini didasarkan pada AES (Advanced Encryption Standard) dan dapat mengenkripsi transmisi yang beroperasi pada 802.11a, 802.11b dan 802.11g teknologi.

j. IEEE 802.11j

The 802.11j standar adalah peraturan Jepang apa 802.11h adalah peraturan Eropa.

k. IEEE 802.11n

IEEE 802.11n merupakan salah satu standarisasi yang sudah direvisi dari versi sebelumnya IEEE 802,11-2.007 sebagaimana telah dirubah dengan IEEE 802.11k-2008, IEEE 802.11r-2008, IEEE 802.11y-2008, dan IEEE 802.11w-2009, dan didasarkan pada standar IEEE 802.11 sebelumnya dengan menambahkan Multiple-Input Multiple-Output (MIMO) dan 40 MHz saluran ke layer fisik, dan frame agregasi ke MAC layer.

l. IEEE 802.11r

Standar 802.11r yang telah dikembangkan sehingga dapat menggunakan sinyal infra-merah. Penggunaan teknologi nirkabel versi 802.11r akhirnya disahkan oleh badan standarisasi IEEE dunia. Standar ini memungkinkan wifi akses point untuk saling mem-back up.
Dilansir melalui PC World, Selasa (2/9/2008), IEEE telah berhasil mengesahkan standar 802.11r-2008 ini pada tanggal 15 Juli lalu.

Standar ini dapat memfungsikan perangkat wi-fi sama halnya dengan ponsel, hanya dengan menghubungkan masing-masing akses point wi-fi seperti halnya menghubungkan masing-masing BTS yang ada di teknologi seluler.

Artinya, sebuah perangkat ponsel yang menggunakan bantuan teknologi VoIP (voice over internet protokol) dapat digunakan secara mobile selama terdapat akses point wi-fi di daerah tersebut. Bahkan setiap pergeseran yang terjadi juga memungkinkan akses point satu dengan lainnya untuk mem-back up. Sayangnya, jika Seluler dapat menjangkau BTS-BTS dengan jarak yang cukup jauh, akses point wi-fi hanya dapat mencakup koneksi perangkat dengan jarak dekat.

Dengan begitu maka bantuan aplikasi keamanan wi-fi sangat dibutuhkan untuk mencegah masuknya virus, spam maupun aplikai jahat lainnya yang dapat merusak perangkat. Aplikasi secure connection ini membutuhkan waktu sekira 50 milisecond. Lebih cepat dibandingkan secure connection milik sistem nirkabel lainnya.

Selain itu, aliansi wi-fi telah berhasil menguji coba menggunakan layanan telepon VoIP dengan menggunakan sinyal wi-fi bernama Voice Personal. Pada bulan Juni, aliansi tersebut mengembangkan program sertifikasi yang telah menyetujui perangkat koneksi jaringan milik Intel dengan seri 4965AGN dan Intel 3945ABG. Kedua perangkat tersebut telah diuji coba interoperabilitasnya.