pertemuan 12 Analisis teknologi WiMax

WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access ) merupakan teknologi akses nirkabel pita lebar yang dibangun berdasarkan standar IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineering) 802.16 yang didesain untuk memenuhi kondisi non LOS (Line of Sight) dan menggunakan teknik modulasi adaptif seperti QPSK, QAM 16, dan QAM 64. WiMAX dapat digunakan sebagai alternatif kabel modem dan layanan DSL serta sebagai backhaul untuk hotspot-hotspot Wi-Fi. WiMAX menggunakan teknologi OFDM.

OFDM merupakan sebuah teknik multiplexing sinyal dimana sebuah sinyal dibagi menjadi beberapa kanal dengan pita frekuensi yang sempit dan saling berdekatan, dengan setiap kanal menggunakan frekuensi yang berbeda. Jangkauan operasi WiMAX cukup luas sehingga WiMAX dapat menjadi infrastruktur yang tepat untuk meningkatkan penetrasi internet.

OFDM pada standar 802.16-2004, dibagi menjadi 256 carrier sedangkan untuk standar 802.11 adalah 64 carrier. OFDM adalah kombinasi dari modulasi dan multiplexing. Pada OFDM sinyal-sinyal dipisahkan kedalam beberapa kanal, lalu dimodulasi dan di multiplex untuk membentuk OFDM carrier. Sub-kanal dapat dimultiplex menggunakan FDM (Frequency Division Multiplex) disebut transmisi multi-carrier atau menggunakan CDM (Code Division Multiplex) disebut transmisi multi-code. Subcarrier-subcarrier pada OFDM harus orthogonal.

Prosiding Konferensi Nasional Teknologi Informasi & Komunikasi untuk Indonesia 3-4 Mei 2006, Aula Barat & Timur Institut Teknologi Bandung 293 Ortogonalitas memberikan transmisi secara simultan pada sub-carrier yang banyak dalam ruang frekuensi yang sempit tanpa saling berinteferensi. Dengan demikian kita dapat menumpangkan lalu lintas data dengan kepadatan yang tinggi dalam berbagai kanal tersebut. Sama halnya dengan Wi-Fi, WiMAX menggunakan salah satu frekuensi tidak berlisensi (5,8 GHz) dan diarahkan untuk bisa memanfaatkan dua frekuensi lain yang berlisensi, yakni 2,5 GHz dan 3,5 GHz.

a.      Standar IEEE 802.16 WiMAX

Pada awalnya standar IEEE 802.16 beroperasi pada frekuensi 10-66 GHz dan line of sight (LOS), tetapi pengembangan IEEE 802.16a yang disahkan pada bulan Maret 2004, menggunakan frekuensi yang lebih rendah yaitu sebesar 2-11 GHz, sehingga lebih mudah diatur, dan tidak memerlukan LOS. WiMAX dapat mencakup area sekitar 50 km dan kecepatan pengiriman data sebesar 70 Mbps. WiMAX mampu menangani sampai ribuan pengguna sekaligus. Standar IEEE 802.16a kemudian direvisi menjadi IEEE 802.16b yang menekankan segala keperluan dan permasalahan dengan quality of service (QoS) lalu IEEE 802.16c yang menekankan pada interoperability dengan protokol-protokol lain, IEEE 802.16e menekankan pada penggunaan secara mobile.

Tabel  Standar IEEE 802.16

	IEEE 802.16	IEEE 802.16a	IEEE 802.16e
Terstandarisasi	Januari 2002	Januari 2003	2004
Spectrum	10-66 GHz	2 – 11 GHz	<6GHz
Kondisi kanal	Line of sight	Non line of sight	Non line of sight
Bit rate	32 -134 Mbps menggunkan frekuensi kanal 28 MHz	Mencapai 70 Mbps Menggunakan frekuensi kanal 20 MHz	Mencapai 15 Mbps Menggunkan frekuensi kanal 5 MHz
Modulasi	QPSK, 16 QAM dan 64 QAM	OFDM 256 sub-carrier, QPSK, 16 QAM, 64 QAM	OFDM 256 sub-carrier, QPSK, 16 QAM, 64 QAM
Mobilitas	Perangkat nirkabel tetap	Perangkat nirkabel tetap dan portable	Nomadic mobility
Frekuensi per kanal	20,25, dan 28 MHz	Mulai dari 1,5 hingga 20 MHz	Mulai 1,5 dan 20 MHz
Radius per cell	2 – 5 Km	7-10 km dengan kemamapuan maksimal 50 km (LOS)	2-5              km

b.      Layer Protokol IEEE 802.16 WiMAX

MAC terdiri dari 3 sublayer. Service-Specific onvergence Sublayer (CS) menyediakan semua transformasi dan mapping dari data eksternal, diterima melalui CS service access point (SAP), kepada MAC SDUs diterima oleh MAC Common art Sublayer (CPS) melalui MAC SAP. MAC CPS menyediakan inti fungsi MAC dari sistem akses, lokasi bandwidth, membuat koneksi, dan memelihara koneksi. MAC juga terdiri dari sublayer keamanan yang menyediakan autentifikasi, pertukaran kunci dengan aman, dan enkripsi. Data HY control, dan statistik ditransfer diantara MAC PS dan PHY, melalui PHY SAP.

Gambar 3.2. Layer Protokol Standar IEEE 802.16

Gambar 3.2. Layer Protokol Standar IEEE 802.16

Tabel 3.2. fitur-fitur physical layer WiMAX

No	Fitur	keuntungan
1	Sistem signaling 256 FFT OFDM	Mendukung sistem multipath untuk memungkinkan diaplikasikan pada area terbuka (outdoor) dengan kondisi LOS dan NLOS.
2	Frekuensi kanal yang fleksibel (3,5 MHz, 5 MHz, 19 MHz)	Menyediakan fleksibilitas yang memungkinkan komunikasi beroperasi menggunakan kanal-kanal frekuensi yang bervariasi sesuai dengan kebutuhan.
3	Mendukung smart antenna	Dengan menggunakan smart antenna yang lebih nyaman digunakan seharihari, inteferensi dapat ditekan dan gain dapat ditingkatkan.
4	Mendukung TDD dan FDD duplexing	Menangani masalah bervariasinya regulasiregulasi diseluruh dunia.
5	Modulasi fleksibel dengan system error correction yang bervariasi pada RF burst	Memungkinkan terjalinnya koneksi yang reliable, memberikan transfer rate yang maksimal kepada setiap subscriber yang terkoneksi dengannya.

Fitur-fitur MAC layer, ditunjukkan pada table brikut

Tabel 3.3. fitur-fitur MAC layer WiMAX

No	Fitur	keuntungan
1	Connection Oriented	Proses routing dan paket forwarding yang lebih reliable.
2	Automatic retransmisi request (ARQ)	Meningkatkan performance end to end dengan menyembunyikan error pada layer RF yang dibawa dari layer di atasnya.
3	Automatic power Control	Memungkinkan pembuatan topologi celluler dengan power yang dapat terkontrol secara otomatis.
4	Security dan Encryption	Melindungi privasi dari para subscriber
5	Mendukung sistem modulasi adaptive	Memungkinkan data rate yang lebih tinggi
6	Scalability yang tinggi hingga mendukung 100 subscriber	Biaya penggunaan yang sangat efektif, karena mampu menampung pengguna dalam jumlah yang besar.
7	Mendukung sistem quality of service (QoS)	Dapat memberikan latency rendah pada aplikasi-aplikasi delay sensitive, seperti VoIP dan streaming video.

Bila membandingkan Wi-Fi dan WiMAX maka perbedaan terbesar bukan pada kemampuan bandwidth pada setiap sistem, melainkan pada jangkauannya. Sebuah WiMAX Tower mampu merangkul user yang berada pada kisaran 50 km pada kondisi geografis yang baik. Hal ini adalah kabar yang sangat menggembirakan terutama untuk para ISP yang sudah menawarkan koneksi Wi-Fi pada paket koneksi Internet mereka. Sebab dengan menggunakan WiMAX, ISP tidak perlu lagi membangun banyak repeater seperti yang digunakan pada Wi-Fi. Ini dikarenakan jangkauan nya yang sangat luas. Bayangkan, sebuah ISP hanya membutuhkan satu buah antena untuk menjangkau ratusan user-nya yang tersebar di seluruh penjuru kota.

Dari fitur-fitur utama yang dipaparkan diatas dapat disimpulkan bahwa teknologi WiMAX secara teknis dapat diterapkan untuk koneksi backhaul untuk RNGN. WiMAX dapat saling beroperasi dengan operator telekomunikasi, menghemat biaya investasi perangkat dan menyediakan alternatif untuk memperluas layanan pada daerah-daerah yang sulit dijangkau. Dengan penerapan standar IEEE 802.16 diharapkan akan didapat banyak keuntungan seperti tersedianya layanan jaringan lebih cepat (bahkan didaerah yang sulit dijangkau oleh jaringan berbasis kabel), biaya instalasi lebih rendah dan kemampuan untuk mengatasi batasan fisik yang terdapat dapat jaringan berbasis kabel. Selain itu peran WiMAX dapat berperan sebagai penyedia layanan yang dapat berdampingan dengan layanan suara berbasis 3G. Standar IEEE 802.16 ini dapat digunakan untuk memperluas layanan yang sudah ada. Meskipun bisa menjadi pelengkap bagi jaringan 3G, WiMAX akan difokuskan untuk menyediakan komunikasi data secara nirkabel dan bukan menyediakan komunikasi suara secara nirkabel.