Pentingnya Zona Fresnel terletak pada kenyataan bahwa Zona Fresnel harus dijaga bebas dari hambatan untuk memastikan kualitas sinyal yang baik. Jika ada hambatan yang mengganggu Zona Fresnel, akan terjadi pelemahan sinyal dan kemungkinan kesalahan transmisi. Zona Fresnel menyempit seiring dengan peningkatan frekuensi sinyal dan peningkatan jarak antar antena.

Penentuan Zona Fresnel

Untuk menentukan Fresnel Zone pada link nirkabel dilakukan perhitungan dengan mempertimbangkan panjang gelombang sinyal yang ditransmisikan dan jarak antar antena. Berikut penjelasan umum cara menghitung Fresnel Zone:

1. Tentukan frekuensi dan panjang gelombang

Mengetahui frekuensi sinyal yang ditransmisikan, yang biasanya disediakan dalam spesifikasi peralatan nirkabel. Dari frekuensi tersebut, panjang gelombang dapat dihitung dengan menggunakan rumus:

panjang gelombang (λ) = kecepatan cahaya (c) / frekuensi (f)

2. Hitung jari-jari Zona Fresnel

Jari-jari Zona Fresnel pada suatu titik sepanjang jalur sinyal dapat dihitung dengan menggunakan rumus berikut:

r = (n * λ * d) / D

Dimana:

• • “r” adalah jari-jari Zona Fresnel pada titik tersebut.
  • “n” adalah faktor yang bergantung pada tipe Fresnel Zone (atas atau bawah).
  • “λ” adalah panjang gelombang sinyal.
  • “d” adalah jarak antar antena.
  • “D” adalah jarak titik ke antena penerima (dimana D = d1 + d2, dimana d1 adalah jarak titik ke antena pemancar dan d2 adalah jarak dari titik ke antena penerima).

3. Hitung persentase Fresnel Zone yang bebas hambatan

Tujuannya adalah untuk memastikan setidaknya 60% Zona Fresnel bebas dari hambatan untuk meminimalkan gangguan sinyal. Hal ini dapat dicapai dengan menghitung luas lingkaran Zona Fresnel dan memeriksa luas bebas hambatan di dalamnya. Jika area bebas hambatan kurang dari 60%, tindakan tambahan harus diambil, seperti merelokasi antena atau menyesuaikan ketinggian menara, untuk meningkatkan kualitas sambungan.

Penting untuk dicatat bahwa, dalam praktiknya, faktor tambahan seperti redaman atmosfer, adanya hambatan yang tidak diketahui, dan efek lainnya dapat memengaruhi propagasi sinyal.

Oleh karena itu, disarankan untuk melakukan studi propagasi khusus dan menggunakan alat simulasi untuk perencanaan Zona Fresnel yang lebih tepat dalam tautan nirkabel.

Contoh perhitungan Zona Fresnel

Contoh 1

Misalkan kita mempunyai hubungan nirkabel antara antena pemancar dan antena penerima, dan kita ingin menghitung radius Zona Fresnel pada suatu titik di sepanjang jalurnya. Mari kita perhatikan data berikut:

• Frekuensi sinyal: 2.4 GHz (2400 MHz)
• Jarak antar antena : 1 km (1000 meter)
• Jarak dari titik ke antena penerima: 500 meter

Langkah 1: Hitung panjang gelombangnya.

Panjang gelombang dapat diperoleh dengan menggunakan rumus:

panjang gelombang (λ) = kecepatan cahaya (c) / frekuensi (f)

Kecepatan cahaya kira-kira 3 x 10^8 meter per detik.

λ = (3 x 10^8 m/s) / (2400 x 10^6 Hz) ≈ 0.125 meter ≈ 12.5 cm

Langkah 2: Hitung jari-jari Zona Fresnel.

Menggunakan rumus:

r = (n * λ * d) / D.

Misalkan kita ingin menghitung jari-jari Zona Fresnel bagian atas (n = 1). Pada kasus ini, D = d1 + d2 = 500 meter (jarak ke antena penerima).

r = (1 * 0.125 m * 1000 m) / 500 m ≈ 0.25 meter ≈ 25 cm

Oleh karena itu, radius Zona Fresnel bagian atas pada titik penghubung tersebut kira-kira 0.25 meter atau 25 cm.

Contoh 2

Misalkan kita mempunyai hubungan nirkabel antara antena pemancar dan antena penerima, dan kita ingin menghitung radius Zona Fresnel pada suatu titik di sepanjang jalurnya, dengan mempertimbangkan ketidakrataan medan di sisi antena penerima. Mari kita perhatikan data berikut:

• Frekuensi sinyal: 5 GHz (5000 MHz)
• Jarak antar antena : 2 km (2000 meter)
• Jarak dari titik ke antena penerima: 500 meter
• Kemiringan medan di sisi antena penerima: 20 meter

Langkah 1: Hitung panjang gelombangnya.

Menggunakan rumus:

panjang gelombang (λ) = kecepatan cahaya (c) / frekuensi (f)

Kecepatan cahaya kira-kira 3 x 10^8 meter per detik.

λ = (3 x 10^8 m/s) / (5000 x 10^6 Hz) ≈ 0.06 meter ≈ 6 cm

Langkah 2: Hitung jari-jari Zona Fresnel.

Menggunakan rumus:

r = (n * λ * d) / D.

Misalkan kita ingin menghitung jari-jari Zona Fresnel bagian atas (n = 1). Pada kasus ini, D = d1 + d2 + √(h1 * h2), dimana h1 adalah kemiringan medan pada sisi antena pemancar dan h2 adalah kemiringan medan pada sisi antena penerima.

D = 2000 m + 500 m + √(0 * 20 m) ≈ 2500 m

r = (1 * 0.06 m * 2000 m) / 2500 m ≈ 0.048 meter ≈ 4.8 cm

Oleh karena itu, radius Zona Fresnel bagian atas pada titik penghubung tersebut, mengingat ketidakrataan medannya, adalah kira-kira 0.048 meter atau 4.8 cm.

Ini adalah contoh yang disederhanakan dan penghitungannya dapat bervariasi tergantung pada detail tautan seperti frekuensi yang digunakan, jarak, perbedaan medan, dan faktor lainnya.

Untuk memperoleh hasil yang lebih akurat, disarankan untuk menggunakan alat simulasi atau perangkat lunak khusus perencanaan sambungan nirkabel yang memperhitungkan ketidakrataan medan.

ringkasan

Dalam penerapan tautan nirkabel, Zona Fresnel merupakan wilayah ellipsoidal di sekitar garis pandang langsung antara dua antena yang menjalin komunikasi nirkabel. Area ini membantu melawan efek multipath yang terjadi ketika sinyal dipantulkan, difraksi, atau tersebar karena adanya hambatan di jalurnya.

Zona Fresnel dibagi menjadi bagian atas dan bagian bawah. Sangat penting untuk menjaga area ini bebas dari hambatan untuk memastikan kualitas sinyal yang baik. Jika ada hambatan yang mengganggu Zona Fresnel, redaman sinyal dan kemungkinan kesalahan transmisi akan terjadi.

Besar kecilnya Fresnel Zone ditentukan dengan perhitungan berdasarkan panjang gelombang sinyal yang ditransmisikan dan jarak antar antena. Hal ini bertujuan agar minimal 60% Zona Fresnel terbebas dari hambatan untuk menghindari degradasi sinyal yang signifikan.

Zona Fresnel penting dalam lingkungan perkotaan yang padat atau jaringan nirkabel jarak jauh, dimana hambatan lebih mungkin ditemui. Untuk memastikan koneksi yang andal, teknik seperti pemilihan lokasi antena yang tepat, penyesuaian ketinggian menara, dan penggunaan alat simulasi digunakan untuk merencanakan dan mengoptimalkan Zona Fresnel dalam penerapan tautan nirkabel.