EIRP dan perhitungan Link Budget

EIRP adalah total energi yang di keluarkan oleh sebuah access point dan antenna. Saat sebuah Access Point mengirim energinya ke antena untuk di pancarkan, sebuah kabel mungkin ada diantaranya. Beberapa pengurangan besar energi tersebut akan terjadi di dalam kabel. Untuk mengimbangi hal tersebut, sebuah antena menambahkan power / Gain, dengan demikian power bertambah. Jumlah penambahan power tersebut tergantung tipe antena yang digunakan. FCC dan ETSI mengatur besar power yang bisa dipancarkan oleh antena. EIRP inilah yang digunakan untuk memperkirakan area layanan sebuah alat wireless.
Rumus dari EIRP adalah :

EIRP = Power Output Transmitter (AP) - Cable loss + Antenna Gain

Kemudian ada beberapa faktor yang mempengaruhi transmisi sinyal wireless di udara, seperti Free Path Loss, Penyerapan Sinyal, Pemantulan Sinyal, Pemecahan Sinyal, Pembelokan Sinyal dan Line of Sight (LOS).
Apa itu Free Path Loss dan kawan-kawannya yang disebutkan diatas ? berikut penjelasan singkatnya :

  • Free Path Loss
    Model dimana sebuah sinyal yang menjauhi sumbernya makin lama akan menghilang. Ilustrasinya seperti saat anda menjatuhkan batu secara vertikal ke sebuah kolam air, akan terbentuk gelombang yang menjauhi titk batu dijatuhkan dan semakin jauh semakin menghilang, namun tidak berhenti, hanya menghilang. Sama halnya seperti sinyal Gelombang Radio
  • Absorption ( Penyerapan/Peredaman Sinyal )
    Seperti diketahui semakin besar Amplitudo gelombang (Power) Semakin jauh sinyal dapat memancar. Ini baik karena dapat menghemat acess point dan menjangkau lebih luas. Dengan mengurangi besar amplitudo (Power) suatu sinyal, maka jarak jangkauan sinyal tersebut akan berkurang. Faktor yang mempengaruhi transmisi wireless dengan mengurangi Amplitudo (Power) disebut Absorption (Penyerapan sinyal). Efek dari Penyerapan adalah panas. Masalah yang dapat dihadapi ketika signal di serap seluruhnya adalah, sinyal berhenti. Namun efek ini tidak mempengaruhi/ merubah panjang gelombang dan frekuensi dari sinyal tersebut.
    Anda pasti bertanya-tanya, benda apa yang dapat menyerap signal. Tembok, tubuh manusia, dan karpet dapat menyerap/meredam sinyal. Benda yang dapat menyerap/meredam suara dapat meredam sinyal.
    Peredaman sinyal ini perlu diperhitungkan juga saat akan mendeploy jaringan wireless dalam gedung, terutama bila ada kaca dan karpet. karena dalam hal ini peredaman sinyal akan terjadi.
  • Pemantulan Sinyal
    Sinyal radio bisa memantul bila menemui cermin/kaca. Biasanya banyak terjadi pada ruangan kantor yang di sekat. PemantulanI pun tergantung dari frekuensi signalnya. Ada beberapa frekuensi yang tidak terpengaruh sebanyak frekuensi yang lainnya. Dan salah satu efek dari pemantulan sinyal ini adalah terjadinya Multipath.
    Multipath artinya singnal datang dari 2 arah yang berbeda. Karakteristiknya adalah penerima kemungkinan menerima signal yang sama beberapa kali dari arah yang berbeda. Ini tergantung dari panjang gelombang dan posisi penerima. Karakteristik lainnya adalh Multipath dapat menyebabkan sinyal yang = nol, artinya saling membatalkan, atau dikenal dengan istilah Out Of Phase signal.
  • Pemecahan Sinyal / Scattering
    Isu dari pemecahan sinyal terjadi saat sinyal dikrim dalam banyak arah. Hal ini dapat disebabkan oelh beberapa objek yang dapat memantulkan signal dan ujung yang lancip, seperti partikel debu di air dan udara. Ilustrasinya dalah menyinari lampu ke pecahan kaca. Cahaya akan dipantulkan ke banyak arah dan menyebar. Dalam skala besar adalah bayangkan saat cuaca hujan. Hujan yang besar mempunyai kemampuan memantulkan sinyal. oleh karena itu disaat Hujan , sinyal wireless dapat terganggu.
  • Pembelokan Sinyal / Refraction
    Refraction adalah perubahan arah, atau pembelokan dari sinyal disaat sinyal melewati sesuatu yang beda massanya. Sebagai contoh sinyal yang melewati segelas air. Sinyal ada yang di pantulkan dan ada yang dibelokkan.
  • LOS (Line of Sight)
    Line of Sight artinya suatu kondisi dimana pemancar dapat melihat secara jelas tanpa halangan sebuah penerima. Walaupun terjadi kondisi LOS, belum tentu tidak ada gangguan pada jalur tersebut. Dalam hal ini yang harus diperhitungkan adalah - Penyerapan sinyal, pemantulan sinyal, pemecahan sinyal. Bahkan dalam jarak yang lebih jauh bumi menjadi sebuah halangan, seperti kontur bumi, gunung, pohon, dan halangan lingkungan lainnya.

Untuk menentukan pengaruh dari kekuatan sinyal wireles, ada beberapa hal dan metoda yang dapat digunakan yaitu :

  • Fresnel Zone
    Sebagai latar belakang, Augustin-Jean Fresnel adalah seorang fisikawan Prancis dan sarjana sipil yang hidup di tahun 1788 ~ 1827. Beliau secara tepat mengasumsikan bahwa cahaya bergerak seperti gelombang. Dan karena penemuan beliau, sebuah metoda untuk menentukan dimana pemantulan akan terjadi di antara pengirim dan penerima, dan diberi nama seperti namanya. Inilah yang disebut Fresnel Zone. Rumus Fresnel Zone ini dapat menentukan posisi ketinggian antena dengan Jarak yang dapat di tembus oleh sinyal Wireless. Dengan perhitungan yang tepat akan didapatkan hasil yang memuaskan dan tentunya diperhitungkan. Namun penerapan di Indoor sinyalnya terlalu pendek sehingga tidak terlalu berefek dalam jaringan wifi indoor.
  • Received Signal Strength Indicator (RSSI)
    RSSI ini menggunakan nilai yang spesifik untuk tiap vendor. Oleh karena itu penilaian vendor A belum tentu sama dengan vendor B. RSSI biasa diukur dalam besaran dBm. Salah satu alat untk menentukan RSSI adalah software Network Stumbler.
  • Signal to Noise Ratio (SNR)
    SNR adalah istilah yang digunakan untuk menggambarkan seberapa kuat sinyal dibandingkan dengan gangguan di sekeliling yang menggangu sinyal. Bila Sinyal lebih kuat daripada gangguan / Noise maka sinyal dapat di tankap oleh receiver lebih baik, dan sebaliknya demikian. Blla Noise sekitar terlalu besar, maka yang akan di tangkap oleh receiver adalah sinyal yang samr-samar dan transmisi data tidak dimengerti. Bila Aplikasi yang anda gunakan dapat melaporkan pengukuran SNR, lebih baik bila mendapatkan angka yang lebih tinggi, namun juga dibuat berdasar nilai RSSI nya, sehingga juga ditentukan sendiri oleh vendor.
  • Link Budget
    Link Budget adalah nilai yang menghitung semua gain dan loss antara pengirim dan penerima, termasuk atenuasi, penguatan / gain antena, dan loss lainnya yang dapat terjadi. Link Budget dapat berguna untuk menentukan berapa banyak power yang dibutuhkan untuk mengirimkan sinyal agar dapat di mengerti oleh penerima sinyal.
    Berikut adalah rumus sederhana untuk menentukan Link Budget :

Received Power (dBm) = Transmitted Power (dBm) + Gains (dB) - Losses (dB)

Dengan memahami beberapa hal yang dapat mempengaruhi sinyal wireless dan karakteristiknya, maka kita akan dapat membangun jaringan Wireless yang lebih reliable dan diperhitungkan secara keseluruhan. Namun hal tersebut belum tentu tidak berubah karena seiring dengan waktu, pasti faktor-faktor yang ada akan berubah, misalnya tiba tiba dibangun sebuah bangunan yang menghalangi antena pemancar dan penerima, maka sinyal akan terganggu. Namun tentunya semua lebih dapat dimengerti dan beberapa pertanyaan yang misteri dapat di jawab dengan lebih baik.
Terutama bagi anda yang akan mendesign sebuah jaringan wireless yang tidak hanya asal Connect dan jalan

Perhitungan link budget merupakan perhitungan level daya yang dilakukan untuk memastikan bahwa level daya penerimaan lebih besar atau sama dengan level daya threshold (RSL ≥ Rth). Tujuannya untuk menjaga keseimbangan gain dan loss guna mencapai SNR yang diinginkan di receiver. Parameter-parameter yang mempengaruhi kondisi propagasi suatu kanal wireless adalah sebagai berikut :

a. Lingkungan propagasi

Kondisi lingkungan sangat mempengaruhi gelombang radio. Gelombang radio dapat diredam, dipantulkan, atau dipengaruhi oleh noise dan interferensi. Tingkat peredaman tergantung frekuensi, dimana semakin tinggi frekuensi redaman juga semakin besar. Parameter yang mempengaruhi kondisi propagasi yaitu rugi-rugi propagasi, fading, delay spread, noise, dan interferensi.

b. Rugi-rugi propagasi

Dalam lingkungan radio, konfigurasi alam yang tidak beraturan, bangunan, dan perubahan cuaca membuat perhitungan rugi-rugi propagasi sulit. Kombinasi statistik dan teori elektromagnetik membantu meramalkan rugi-rugi propagasi dengan lebih teliti.

c. Fading

Fading adalah fluktuasi amplituda sinyal. Fading margin adalah level daya yang harus dicadangkan yang besarnya merupakan selisih antara daya rata-rata yang sampai di penerima dan level sensitivitas penerima. Nilai fading margin biasanya sama dengan peluang level fading yang terjadi., yang nilainya tergantung pada kondisi lingkungan dan sistem yang digunakan. Nilai fading margin minimum agar sistem bekerja dengan baik sebesar 15 dBm.

d. Noise

Noise dihasilkan dari proses alami seperti petir, noise thermal pada sistem penerima, dll. Disisi lain sinyal transmisi yang mengganggu dan tidak diinginkan dikelompokkan sebagai interferensi.

Propagasi NLOS

Perhitungan loss propagasinya dapat dilihat pada rumus dibawah:

Lpropagasi = Ldo + 10 n log 10 (d/d0) + ∆Lf + ∆Lh + s (dB)

Dimana :

Ldo = free path loss di d0

d0 = 100 m (jarak referensi)

n = path loss exponent

d = jarak base station dan subscriber station (m)

∆Lf = faktor koreksi frekuensi

∆Lh = faktor koreksi tinggi antenna penerima

S = shadow fading komponen

Dimana :h = tinggi antena penerima 2 m ≤ h ≤ 8 m

dimana : hb =tinggi base station 10 m ≤ hb ≤ 80 m a,b,c = konstanta yang menunjukkan kategori terrain

d. untuk s nilainya 8,2 s/d 10,6 dB tergantung pada tipe terrain

Propagasi LOS

Redaman ruang bebas atau free space loss merupakan penurunan daya gelombang radio selama merambat di ruang bebas. Redaman ini dipengaruhi oleh besar frekuensi dan jarak antara titik pengirim dan penerima.

Besarnya redaman ruang bebas adalah :

Lp= FSL = 32,45 + 20 log f (MHz) + 20 log d (km)

dimana :

f = frekuensi operasi (MHz)

d = jarak antara pengirim dan penerima (km)

Perhitungan EIRP (Effective Isotropic Radiated Power)

EIRP merupakan besaran yang menyatakan kekuatan daya pancar suatu antena di bumi, dapat dihitung dengan rumus :

EIRP = Ptx + Gtx – Ltx

dimana :

PTX = daya pancar (dBm)

GTX = penguatan antena pemancar (dB)

LTX = rugi-rugi pada pemancar (dB)

Perhitungan RSL (Receive Signal Level)

RSL (Receive Signal Level) adalah level sinyal yang diterima di penerima dan nilainya harus lebih besar dari sensitivitas perangkat penerima (RSL ≥ Rth). Sensitivitas perangkat penerima merupakan kepekaan suatu perangkat pada sisi penerima yang dijadikan ukuran threshold. Nilai RSL dapat dihitung dengan persamaan berikut :

RSL = EIRP – Lpropagasi + GRX – LRX

dimana :

EIRP = Effective Isotropic Radiated Power (dBm)

Lpropagasi = rugi-rugi gelombang saat berpropagasi (dB)

GRX = penguatan antena penerima (dB)

LRX = rugi-rugi saluran penerima (dB)



referensi :
http://www.indohotspot.net/ZoneWifi/frontpage/readtutorial/22
http://www.ittelkom.ac.id/library/index.php?view=article&catid=11%3Asistem-komunikasi&id=67%3Aperhitungan-link-budget&option=com_content&Itemid=15
1 Response
  1. saya mau tanya untuk persamaannya it didapat dari mana ya??
    Trimakasih