Kalkulasi Fresnel Zone Clearence

Teori Fresnel Zone digunakan untuk mengkuantifikasi Radio Line of Sight. Bayangkan sebuah Fresnel Zone sebagai lorong berbentuk bola rugby dengan antenna pemancar & penerima di ujung-ujungnya.

Beberapa orang menggunakan consensus bahwa jika 60% dari Fresnel Zone di tambah tiga meter bebas dari halangan maka Radio LOS baik. Sebagian menganggap bahwa harus 80% dari Fresnel Zone tidak ada yang menghalangi untuk memperoleh Radio LOS yang baik.

Jika ada halangan di wilayah Fresnel Zone maka performance system akan terganggu. Beberapa efek yang akan terjadi adalah:

1. Reflection (Refleksi). Gelombang yang menabrak merambat menjauhi bidang datar & mulus yang di tabrak. Multipath fading akan terjadi jika gelombang yang datang secara langsung menyatu di penerima dengan gelombang pantulan yang juga datang tapi dengan fasa yang berbeda.
2. Refraction (Refraksi). Gelombang yang menabrak merambat melalui bidang yang dapat memudarkan (scattering) pada sudut tertentu. Pada frekuensi di bawah 10GHz kita tidak terlalu banyak terganggu oleh hujan lebat, awan, kabut dsb. Redaman pada 2.4GHz pada hujan 150mm/jam adalah sekitar 0.01dB/km.
3. Diffraction (Difraksi). Gelombang yang menabrak melewati halangan dan masuk ke daerah bayangan.

Perhitungan Fresnel Zone Clearence

Fresnel Zone Clearence

Untuk mengetahui berapa ketinggian minimal yang perlu di sediakan agar antenna dapat bekerja dengan baik, sebaiknya dihitung Fresnel Zone Clearence (FZC) yang diperlukan. Tampak pada gambar yang lain, bola rugbi Fresnel diperlihatkan beserta rumus untuk menghitung ketinggian yang diperlukan.
Untuk memperoleh Line of Sight yang baik, minimal sekali 60% dari Fresnel Zone yang pertama di tambah tiga (3) meter harus bebas dari berbagai hambatan / rintangan. Sebagai gambaran, clearence yang dibutuhkan untuk beberapa jarak antara pemancar dan penerima dapat dilihat pada tabel berikut.

Jarak (km)	80% FZC (m)
1	4.32
2	6.20
3	7.80
4	8.94
5	9.96
6	10.88
7	11.73
10	14.08
15	17.25
20	19.92
30	24.39

Clearence ini menentukan tinggi antenna minimal yang perlu di siapkan agar sinyal dapat di terima dengan baik di penerima. Untuk memperoleh sinyal yang baik, ketinggian tower biasanya lebih tinggi daripada clearence di atas. Untuk jarak sekitar 4 km dibutuhkan tower dengan ketinggian 10 meter-an.
Untuk menyederhanakan kalkukasi radius dari Fresnel Zone Clearence (FZC)kita dapat menyederhanakan rumus-nya menjadi,

---------------------------------------------------

R = 72.05 sqrt (d / 4f)

--------------------------------------------------- 

Dimana

R - radius dari Fresnel Zone dalam feet
d - jarak antara dua titik dalam Miles
f - frekuensi dalam GHz.

---------------------------------------------------

Atau

--------------------------------------------------- 

R = 17.32 sqrt (d / 4f)

--------------------------------------------------- 

Dimana

R - radius dari Fresnel Zone dalam meter
d - jarak antara dua titik dalam km
f - frekuensi dalam GHz.

---------------------------------------------------

Ketinggian antenna adalah

Tinggi antenna = tinggi rintangan + FZC.

Jadi jika ada bukit dengan ketinggian 10 meter maka ketinggian tower / antenna yang di perlukan adalah. 10 meter di tambah FZC yang dibutuhkan untuk menempuh jarak tersebut.

Hasil Perhitungan
Kita biasanya masih mentolerir menggunakan clearence 80% dari perhitungan FZC tersebut. FZC tidak sama dengan ketinggian tower atau ketinggian antenna.

source : http://aanchoto.com/2010/05/kalkulasi-fresnel-zone-clearence/