PENDAHULUAN
Perkembangan dalam teknologi imformasi dan komunikasi telah mengubah kehidupam manusia secara menyeluruh. Salah satu dari banyaknya perubahan digital yang terjadi adalah sistem telekomunikasi yang cepat dan effisien. Pada telekomunikasi yang modern, melayani pelanggan secara andal dalam komunikasi yang dilakukan adalah suatu hal yang penting. Ketersediaan adalah salah satu parameter pengukuran yang penting digunakan dan paling umum dalam pengukuran keandalan sistem.
Dalam sistem sinyal telekomunikasi, ketersediaan menunujukkan proporsi waktu dimana sistem menawarkan layanan komunikasi tanpa gangguan. Di dalam jaringan berbasis microwave link, berbagai hal seperti lingkungan, kegagalan fasilitas peralatan, redaman sinyal, dll, dapat menyebabkan gangguan layanan yang mengakibatkan hilangnya ketersediaan.
Oleh karena itu, sangat penting untuk memahami konsep ketersediaan secara holistik, termasuk semua faktor terkait yang memengaruhi metodologi, perhitungan pendukung, dan berbagai cara yang digunakan untuk meningkatkan ketersediaan, seperti teknik aplikasi sistem keragaman dan redundansi.
PENGERTIAN
Sederhananya, Avaibility sendiri menunjukkan seberapa lama suatu sistem komunikasi bisa berjalan normal tanpa adanya gangguan dalam jangka waktu tertentu. Untuk menghitungnya, ditentukan dengan rumus :
Availability (%) = 100% - unavailability (%)
Misalnya, jika suatu sistem memiliki availability sebesar 99,995%, artinya sistem tersebut hanya mengalami gangguan selama 0,005% dalam satu tahun. Jika dikonverensikan kedalam waktu, gangguan ini berlangsung sekitar 26 menit dalam satu tahun. Pada sistem komunikasi yang sangat penting, seperti sistem penerbangan, jaringan perbankkan, atau militer, waktu gangguan sekecil ini dapat berdampak besar. Oleh karena itu, dengan menghitung dan memastikan nilai availability yang tinggi menjadi bagian penting dalam merancang sistem komunikasi yang andal.
KOMPONEN PENYUSUN AVAILABILITY DALAM SISTEM SINYAL TELEKOMUNIKASI.
Equipment avaibility (RELIABILITY), komponen ini berhubungan dengan keandalan perangkat keras atau hardware sistem komunikasi. Jika terdapat kerusakan pada perangkat seperti antena, pemancar, atau penerima, maka secara otomatis sistemnya akan mengalami proses penurunan avaiablility (Lee, 1997). Oleh karena itu, sangat penting melakukan strategi pemeliharaan berkala, serta menggunakan perangkat yang memiliki kualitas yang bagus, dan menerapkan redundansi perangkat.
Komponen kedua adalah Path availability. Komponen ini berkaitan dengan keandalan jalur propagasi sinyal antara pemancar atau penerima. Komponen ini sangat dipengaruhi oleh kondisi lingkungan, contohnya seperti kondisi cuaca, topografi, serta fenomena propagasi gelombang seperti refraksi, difraksi, dan refleksi (Wibling, 1998).
FADING: ANCAMAN UTAMA UNTUK KETERSEDIAAN JARINGAN
Salah satu penyebab utama ketersediaan jalur komunikasi atau path availability turun adalah karena FADING. Fading sendiri adalah sebuah kondisi dimana sinyal yang tiba tiba melemah karena adanya pengaruh dari lingkungan atau adanya jalur pantulan sinyal atau multipath.
Fading terbagi menjadi dua jenis utama yaitu Selective fading dan Non-selective fading. Selective fading sendiri yaitu gangguan yang hanya memengaruhi sebagian dari frekuensi sinyal. Sedangkan Non-selective fading sendiri yaitu gangguan yang berdampak pada seluruh frekuensi sinyal secara menyeluruh.
Fading bisa disebabkan oleh berbagai hal, seperti pantulan sinyal dari bangunan yang tinggi, pembelokkan sinyalkarna adanya obstacle seperti gunung atau bukit (difraksi), serta hamburan sinyal oleh partikel diudara seperti uap air atau debu.
Meskipun dalam tahap perencanaan jaringan biasanya sudah dipastikan bahwa jalur komunuikasi memiliki Line Of Sight (LOS), atau jalur pandang langsung antara perangkat, tidak menutup kemungkinan tidak terjadi adanya fading, karena sifat feding sendiri sangat dipengaruhi oleh kondisi cuaca dan lingkungan yang terus berubah ubah (Modul Bab 5, Hal 135).
TEKNIK UNTUK MENINGKATKAN AVAILABILITY.
Agar sistem komunikasi tetap dapat berjalan dengan lancar tanpa gangguan dan tidak mudah dapat gangguan, ada beberapa teknik yang biasa digunakan untuk menjaga agar availability tetap tinggi, yaitu dengan Redundansi sitem, berarti menyiapkan cadangan perangkat atau jalur komunikasi. Contohnya, menggunakan dua pemancar atau menggunakan dua jalur yang beda secara bersamaan. Jadi misal salah satu jalur nya terdapat gangguan, masih bisa menggunakan jalur cadangan tanpa menghentikan layanan. Teknik ini penting untuk dapat memastikan lancarnya komunikasi yang sedang berlangsung dan memastikan sistem tetap berfungsi meskipun dapat terjadi kerusakan (Modul Bab 5, Hal 132).
Teknik yang kedua yaitu Fading Margin, fading margin sendiri merupakan cadangan kekuatan yang disiapkan untuk menghadapi gangguan sinyal akibat adanya fading. Misalnya, jika penerima butuh sinyal minimal -70 dBm untuk bekerja dengan baik, maka sistem akan dikonfigurasi agar mengirim sinyal yang lebih kuat, misalnya dengan -64,5 dBm. Tambahan kekuatan sinyal sebesar 5,5 dBm inilah yang dapat disebut dengan fading margin, yang berfungsi sebagai penjaga sinyal agar tetap stabil saat terjadi penurunan kualitas (Modul Bab 5, Hal 135).
Teknik yang terakhir adalah dengan Equalizer adaptif, equalizer digunakan untuk memperbaiki sinyal yang mengalami distorsi, terutama akibat adanya fading selektif. Alat ini bisa berupa perangkat lunak atau perangkat keras yang dapat bekerja secara otomatis menyesuaikan bentuk sinyal agar tetap sesuai standar. Dengan adanya equalizer ini sinyal yang sudah terganggu bisa dikoreksi sebelum diterima, sehingga kualitas komunikasi dapat tetap terjaga (Freeman,2006).
TEKNIK DIVERSITY UNUTUK MENINGKATKAN KETERSEDIAAN JARINGAN.
Teknik diversity adalah metode dalam sistem komunikasi yang menggunakan dua atau lebih jalur atau perangkat secara bersamaan. Tujuan utama dari teknik ini adalah untuk meningkatkan keandalan baik dari perangkat keras maupun Jalur komunikasi , sehingga sistem dapat tetap memberikan layanan yang stabil dan tidak mudah terkena gangguan oleh masalah seperti adanya sinyal yang hilang atau gangguan yang lain (Modul Bab 5 Hal 132-133).
Teknik yang pertama ialah diversity frekuensi, pada teknik ini sinyal informasi dikirim menggunakan beberapa frekuensi yang berbeda sekaligus. Dengan menggunakan frekuensi yang beragam, kemungkinan besar setidaknya salah satu dari sinyal tersebut akan diterima dengan baik oleh penerima, karena tidak semua frekuensi tersebut akan terkena gangguan seperti fading secara bersamaan. Cara ini sangat amat efektif untuk menjaga stabilnya sinyal ketika terjadi adanya gangguan pada salah satu dari frekuensi tersebut (Modul Bab 5 Hal 133).
Teknik kedua yaitu diversity ruang atau diversity antena, teknik ini melibatkan penggunaan lebih dari satu antena yang dipasang pada sisi penerima dengan jarak tertentu, biasanya digunakan sekitar sepuluh kali dari panjang gelombang sinyal. Fungsi dari beberapa antena ini sendiri adalah untuk menangkap sinyal dari jalur yang berbeda. Jika salah satu antena menerima sinyal yang lemah atau sinyal yang terganggu, maka masih ada antena lain yang dapat menangkap sinyal dengan kualitas yang jauh lebih baik. Dengan begitu, sistem komunikasi akan menjadi lebih andal dan ketersediaan sinyalnya dapat terjaga dengan baik dan lancar (Parsons, 1991).
Berdasarkan hasil dari pengujian menggunakan perangkat lunak yaitu Pathloss 4.0, teknik divesity ruang ini terbukti mampu meningkatkan tingkat ketersediaan sistem bahkan secara signifikan, dari sekitar 99,99975% menjadi 99,99990%. Hal ini menunjukkan bahwa penggunaan teknik diversity ruang bisa dikatakan sangat efektif untuk dapat memastikan komunikasi yang dilakukan tetap lancar tanpa adanya gangguan meskipun adanya kondisi lingkungan yang berubah-ubah (Modul Bab 5 Hal 138).
TEKNIK PENGGABUNGAN SINYAL PADA SISTEM DIVERSITY.
Dalam sistem komunikasi yang menggunakan teknik diversity, sinyal yang diterima tidak hanya berasal dari satu jalur atau satu antena saja, melainkan dari beberapa sumber yang berbeda secara bersamaan. Namun, agar sinyal-sinyal tersebut bisa dimanfaatkan dengan maksimal, perlu adanya sebuah proses penggabungan sinyal yang dilakukan oleh sebuah alat yaitu combiner. Alat ini bertugas untuk mengolah semua sinyal masuk agar bisa digabungkan menjadi salah satu sinyal yang lebih kuat dan lebih stabil untuk dapat diteruskan ke bagian penerima. Terdapat beberapa cara atau teknik utama dalam proses penggabungan sinyal.
Pertama ada selection combining (pemilihan sinyal terbaik). Pada metode ini, dari sekian banyak sinyal yang diterima oleh beberapa antena atau jalur, hanya satu sinyal yang memiliki kualitas terbaik biasanya ditentukan dari nilai SNR ( Signal To Ratio) yang dipilih dan dapat digunakan. Sinyal yang lain akan diabaikan. Teknik ini cukup sederhana dan mudah diterapkan karena tidak membutuhkan proses pengolahan yang rumit. Namun, kelemahan utamanya adalah teknik ini tidak memanfaatkan seluruh potensi sinyal yang tersedia, sehingga peningkatan kualitas sinyal tidak terlalu signifikan. Ini membuat selection combining kurang efisien jika dibandingkan dengan metode lain yang lebih kompleks (Modul Bab 5, Hal 140).
Yang kedua ada Equal Gain Combining (penggabungan dengan penguat yang sama), berbeda dengan yang pertama, teknik ini menggunakan gabungan semua sinyal yang diterima, tanpa memilih hanya satu sinyal saja. Namun, agar penggabungan bisa efektif, setiap sinyal disamakan fasanya terlebih dahulu sebelum dijumlahkan. Dengan kata lain, semua sinyal diberikan penguatan yang sama. Hasil akhirnya adalah sinyal gabungan yang lebih kuat dan stabil karena memanfaatkan semua sumber sinyal yang tersedia. Meskipun tidak seoptimal teknik lanjutan seperti MRC, equal gain combining tetap memberikan peningkatan kualitas sinyal yang lebih baik dibandingkan selection combining karena lebih banyak informasi yang digunakan dalam prosesnya (Modul Bab 5 Hal 142).
Yang ketiga ada Maximal Ratio Combining adalah teknik penggabungan sinyal yang paling canggih dan memberikan hasil terbaik. Dalam metode ini, setiap sinyal yang diterima diberi bobot atau penguatan yang berbeda tergantung pada kualitas masing-masing sinyal biasanya berdasarkan besar daya sinyal dan tingkat noisenya. Sinyal dengan kualitas lebih baik akan diberikan bobot lebih besar, sedangkan sinyal dengan kualitas rendah akan tetap digunakan, tetapi dengan bobot lebih kecil. Setelah pemberian bobot, semua sinyal dijumlahkan untuk menghasilkan sinyal akhir yang memiliki SNR paling tinggi. Teknik ini sangat efektif dalam memperkuat sinyal, meningkatkan keandalan komunikasi, dan sangat ideal digunakan pada sistem yang membutuhkan performa tinggi dan kestabilan maksimal (Modul Bab 5 Hal 144).
TEKNIK KOMBINASI SINYAL PADA SISTEM DIVERSITY
Dalam sistem komunikasi nirkabel yang menggunakan teknik diversity, sinyal tidak hanya dapat diterima dari satu jalur atau antena saja, bisa juga dari beberapa jalur atau antena sekaligus. Tujuan utama dari penggunaan beberapa jalur ini adalah untuk mengurangi kemungkinan gangguan seperti fading, yang dapat menurunkan kualitas sinyal. Namun, agar semua sinyal yang diterima dari berbagai jalur tersebut bisa dimanfaatkan dengan optimal, dibutuhkan sebuah proses penggabungan sinyal. Proses ini dilakukan oleh alat yang disebut combiner, yaitu perangkat yang bertugas menggabungkan beberapa sinyal menjadi satu sinyal akhir yang lebih stabil dan memiliki kualitas lebih tinggi. Penggabungan sinyal dalam sistem diversity ini terbagi menjadi tiga bagian.
Teknik yang pertama adalah Selection Combining (Pemilihan Sinyal Terbaik) Metode ini adalah cara paling sederhana dalam menggabungkan sinyal. Pada selection combining, dari semua sinyal yang masuk dari berbagai antena atau jalur, hanya satu sinyal terbaik yang dipilih biasanya yang memiliki nilai SNR (Signal to Noise Ratio) tertinggi. Sinyal-sinyal lainnya tidak digunakan. Keunggulan dari metode ini adalah kesederhanaannya. Karena hanya menggunakan satu sinyal saja, prosesnya tidak membutuhkan banyak sumber daya atau peralatan tambahan. Namun, kelemahannya cukup besar, yaitu tidak efisien, karena sinyal lain yang seharusnya bisa membantu meningkatkan kualitas tidak dimanfaatkan. Akibatnya, peningkatan performa yang dihasilkan sangat terbatas. Metode ini cocok digunakan pada sistem yang sederhana dan tidak memerlukan kualitas komunikasi yang sangat tinggi (Modul Bab 5 Hal 140).
Teknik kedua yaitu Ecual gain combining (penggabungan dengan penguatan sama). Berbeda dengan selection combining, pada metode ini semua sinyal yang diterima digunakan. Sebelum dijumlahkan, sinyal-sinyal tersebut disamakan fasanya agar bisa disatukan secara konstruktif. Masing-masing sinyal diberikan penguatan yang sama, tanpa melihat seberapa baik kualitasnya. Teknik ini mampu meningkatkan performa sistem lebih baik dibandingkan selection combining karena tidak ada sinyal yang dibuang. Walaupun tidak seoptimal metode paling canggih seperti MRC, equal gain combining bisa menjadi pilihan kompromi yang baik antara performa dan kompleksitas sistem. Metode ini cocok diterapkan pada sistem yang membutuhkan kualitas sinyal lebih stabil, tetapi tidak ingin terlalu rumit dari sisi teknis (Modul Bab 5 Hal 142).
Ketiga adalah Maximal Ratio Combining (penggabungan dengan bobot maksimal). MRC merupakan teknik penggabungan sinyal yang paling canggih dan efisien di antara ketiga metode yang ada. Pada metode ini, semua sinyal yang masuk digunakan, namun setiap sinyal diberi bobot yang berbeda, tergantung pada kualitasnya misalnya besar daya (gain) dan tingkat gangguan (noise). Sinyal dengan kualitas lebih baik akan diberi bobot lebih besar, sedangkan sinyal dengan kualitas rendah tetap digunakan, tapi dengan bobot lebih kecil. Setelah proses pembobotan ini, semua sinyal dijumlahkan untuk menghasilkan sinyal akhir dengan kualitas terbaik, yaitu dengan nilai SNR tertinggi. Teknik MRC mampu menghasilkan peningkatan performa komunikasi yang sangat signifikan, terutama dalam kondisi lingkungan yang buruk atau saat sinyal mengalami banyak gangguan. Namun, metode ini juga membutuhkan sistem yang lebih kompleks dan mahal, baik dari sisi perangkat keras maupun perangkat lunaknya (Modul Bab 5 Hal 144).
KESIMPULAN
Availability dalam sistem komunikasi adalah hal yang sangat penting, terutama untuk menjaga agar layanan tetap berjalan tanpa gangguan. Dalam dunia telekomunikasi modern, gangguan sekecil apa pun bisa berdampak besar, apalagi untuk sistem vital seperti penerbangan, perbankan, atau militer. Maka dari itu, menjaga availability setinggi mungkin merupakan prioritas utama. Banyak faktor yang memengaruhi availability suatu sistem, mulai dari keandalan perangkat keras (equipment availability), keandalan jalur sinyal (path availability), hingga gangguan lingkungan seperti fading yaitu penurunan sinyal yang sering terjadi akibat pantulan, hamburan, atau gangguan cuaca. Untuk mengatasi masalah-masalah tersebut, beberapa teknik digunakan. Redundansi sistem, fading margin, dan equalizer adaptif menjadi langkah awal untuk menjaga kestabilan sinyal. Sementara itu, teknik diversity seperti diversity frekuensi dan diversity antenna berfungsi untuk meningkatkan peluang sinyal diterima dengan baik dari berbagai jalur berbeda. Namun, agar sinyal yang diterima dari beberapa jalur ini benar-benar memberikan manfaat maksimal, perlu dilakukan penggabungan sinyal menggunakan alat bernama combiner. Di sinilah tiga metode utama digunakan:
1. Selection Combining: hanya memilih satu sinyal terbaik. Teknik ini paling sederhana, tapi kurang efisien karena hanya satu sinyal yang dipakai.
2. Equal Gain Combining: menggunakan semua sinyal dengan penguatan yang sama. Lebih efektif dari selection combining karena memanfaatkan semua sinyal.
3. Maximal Ratio Combining (MRC): metode paling optimal karena memberi bobot berdasarkan kualitas sinyal. Hasilnya adalah peningkatan kualitas sinyal yang signifikan, meskipun membutuhkan sistem yang lebih kompleks.
Secara keseluruhan, menjaga availability bukan hanya soal memperbaiki saat ada gangguan, tetapi juga merancang sistem sejak awal dengan mempertimbangkan kemungkinan gangguan dan menyiapkan solusi pencegahan. Dengan kombinasi teknik yang tepat, seperti penggunaan diversity dan metode penggabungan sinyal yang canggih, kualitas komunikasi dapat tetap tinggi dan stabil bahkan dalam kondisi lingkungan yang menantang.
