wavelength (Panjang gelombang) adalah jarak antara titik-titik identik, atau antara puncak-puncak berdekatan, dalam satu siklus gelombang yang merambat di ruang atau sepanjang kabel.
Dalam sistem nirkabel, panjang gelombang biasanya dinyatakan dalam meter (m), sentimeter (cm), atau milimeter (mm). Kalau sudah masuk ke wilayah inframerah (IR), cahaya tampak, ultraviolet (UV), atau radiasi gamma (γ), panjang gelombangnya lebih sering dinyatakan dalam nanometer (nm) atau angstrom (Å). Nanometer setara dengan 10-9 meter, dan angstrom setara dengan 10-10 meter.
Panjang gelombang punya hubungan terbalik dengan frekuensi, yang artinya semakin tinggi frekuensinya, makin pendek panjang gelombangnya.
Gelombang suara sendiri adalah pola gangguan (disturbance) yang disebabkan oleh pergerakan energi melalui medium seperti udara, air, atau benda padat lainnya. Sedangkan gelombang air adalah contoh gelombang yang punya gerakan longitudinal dan transversal sekaligus. Nah, interaksi antara medan listrik dan medan magnet inilah yang menciptakan gelombang elektromagnetik.
Cara mengukur panjang gelombang
Alat seperti spektrometer optik atau spectrum analyzer bisa digunakan untuk mendeteksi panjang gelombang dalam spektrum elektromagnetik.
Satuan yang umum digunakan untuk mengukur panjang gelombang:
- Kilometer (km)
- Meter
- Milimeter
- Mikrometer (μm)
- Nanometer
- Pikometer (pm)
- Femtometer (fm)
Semakin pendek panjang gelombangnya, makin kecil juga satuan yang dipakai — misalnya untuk UV, sinar-X, dan sinar gamma. Sebaliknya, gelombang radio punya panjang gelombang yang bisa mencapai 1 mm hingga 100 km, tergantung frekuensinya.
Jarak antar pengulangan gelombang ini juga menentukan posisi panjang gelombang dalam spektrum radiasi elektromagnetik — mulai dari gelombang radio sampai ke cahaya tampak.
Rumus panjang gelombang
Untuk menghitung panjang gelombang, tinggal bagi kecepatan gelombang dengan frekuensinya. Secara umum, rumusnya:
Huruf Yunani lambda λ melambangkan panjang gelombang (dalam meter). v adalah kecepatan gelombang (dalam m/s), dan f adalah frekuensi (dalam hertz / Hz).
Contoh, kalau f adalah frekuensi dalam megahertz (MHz) dan λ dalam meter, maka:
λ = 300/f
dan sebaliknya:
f = 300/λ
Wave Division Multiplexing (WDM)
Pada tahun 1990-an, kemampuan fiber optic untuk mentransmisikan data meningkat drastis berkat pengembangan teknologi wavelength-division multiplexing (WDM). Teknologi ini dikenalkan oleh Bell Labs milik AT&T, dan memungkinkan satu sinar cahaya dibagi ke beberapa panjang gelombang berbeda untuk dikirim lewat serat optik secara paralel dan independen.
Jaringan optik seperti ini sering disebut juga sebagai photonic networks karena mereka menggunakan cahaya untuk mengirim data. Dengan WDM dan versi lebih padatnya seperti DWDM, satu kabel fiber optik bisa membawa banyak sinyal sekaligus, sehingga kapasitas jaringan meningkat tanpa perlu menambah kabel fisik.
Jenis-jenis bentuk gelombang (waveform)
Waveform itu bentuk visual dari sinyal gelombang. Biasanya dipakai untuk menggambarkan sinyal suara atau sinyal elektromagnetik karena bentuknya mirip gelombang air.
Empat jenis utama waveform:
- Sine wave (gelombang sinus): Tegangan naik-turun dengan pola melengkung halus. Banyak dipakai dalam gelombang suara, cahaya, dan listrik AC dari PLN.
- Square wave (gelombang kotak): Tegangan langsung nyala, bertahan sebentar, mati, lalu ulang lagi. Bentuknya kotak karena naik-turun tegangan sangat tajam.
- Triangle wave (gelombang segitiga): Tegangan naik lurus sampai titik puncak, lalu turun lurus lagi. Kalau tegangan nggak sampai negatif, berarti bentuknya DC. Kalau menyeberang nol dan jadi negatif dulu, berarti bentuknya AC.
- Sawtooth wave (gelombang gergaji): Campuran antara segitiga dan kotak. Tegangan naik lurus ke atas sampai puncak, lalu langsung jatuh ke nol dan ulang lagi.
Hubungan antara frekuensi dan panjang gelombang
Panjang gelombang dan frekuensi punya hubungan erat. Frekuensi tinggi berarti panjang gelombangnya pendek, dan sebaliknya. Energi dari suatu gelombang sebanding dengan frekuensinya, tapi berbanding terbalik dengan panjang gelombangnya. Jadi, makin besar energinya, makin besar frekuensinya dan makin pendek panjang gelombangnya.
Semua gelombang elektromagnetik merambat dengan kecepatan tetap, yaitu 299.792 km/s. Meski tipe-tipe gelombangnya berbeda dari segi frekuensi dan panjang gelombang, semuanya mengikuti rumus: frekuensi dikali panjang gelombang = kecepatan cahaya.
Panjang gelombang dalam jaringan nirkabel
Meski yang lebih sering dibahas di jaringan Wi-Fi adalah frekuensi, panjang gelombang juga nggak kalah penting. Wi-Fi beroperasi pada enam frekuensi di rentang gigahertz: 2.4 GHz, 3.6 GHz, 4.9 GHz, 5 GHz, 5.9 GHz, dan 6 GHz. Semakin tinggi frekuensi, makin pendek panjang gelombangnya. Nah, sinyal dengan panjang gelombang pendek ini lebih susah menembus penghalang seperti dinding dan lantai.
Akibatnya, access point nirkabel yang menggunakan frekuensi tinggi (dengan panjang gelombang lebih pendek) biasanya butuh daya lebih besar buat bisa mengirim data dengan jangkauan dan kecepatan yang sama seperti perangkat di frekuensi lebih rendah.