BAB II TEORI PENDUKUNG 2.1. WiMAX WiMAX adalah singkatan dari Worldwide Interoperability for Microwave Access, merupakan teknologi akses nirkabel pita lebar (broadband wireless access atau disingkat BWA) yang memiliki kecepatan akses yang tinggi dengan jangkauan yang luas. WiMAX merupakan evolusi dari teknologi BWA sebelumnya dengan fitur-fitur yang lebih menarik. Disamping kecepatan data yang tinggi mampu diberikan, WiMAX juga merupakan teknologi dengan open standar. Dalam arti komunikasi perangkat WiMAX di antara beberapa vendor yang berbeda tetap dapat dilakukan (tidak proprietary). Dengan kecepatan data yang besar (sampai 70 MBps), WiMAX dapat diaplikasikan untuk koneksi broadband last mile, ataupun backhaul. 2.1.1. Perkembangan Teknologi Wireless Wi Max Standar BWA yang saat ini umum diterima dan secara luas digunakan adalah standar yang dikeluarkan oleh Institute of Electrical and Electronics Engineering (IEEE), seperti standar 802.15 untuk Personal Area Network (PAN), 802.11 untuk jaringan Wireless Fidelity (WiFi), dan 802.16 untuk jaringan Worldwide Interoperability for Microwave Access (WiMAX). Pada jaringan selular juga telah dikembangkan teknologi yang dapat mengalirkan data yang overlay dengan jaringan suara seperti GPRS, EDGE, WCDMA, dan HSDPA. Masingmasing evolusi pada umumnya mengarah pada kemampuan menyediakan berbagai layanan baru atau mengarah pada layanan yang mampu menyalurkan voice, video dan data secara bersamaan (triple play). Sehingga strategi pengembangan layanan broadband wireless dibedakan menjadi Mobile Network Operator (MNO) dan Broadband Provider (BP). Perbandingan beberapa karakteristik sistem wireless data berkecepatan tinggi digambarkan oleh First Boston seperti berikut. 2.1.2. Spektrum Frekuensi WiMAX Bebagai teknologi yang berbasis pada frekuensi, kesuksesan WiMAX sangat bergantung pada ketersediaan dan kesesuaian spektrum frekuensi. Sistem wireless mengenal dua jenis 4
band frekuensi yaitu Licensed Band dan Unlicensed Band. Licensed band membutuhkan lisensi atau otoritas dari regulator, yang mana operator yang memperoleh licensed band diberikan hak eksklusif untuk menyelenggarakan layanan dalam suatu area tertentu. Sementara Unlicensed Band yang tidak membutuhkan lisensi dalam penggunaannya memungkinkan setiap orang menggunakan frekuensi secara bebas di semua area. WiMAX Forum menetapkan 2 band frekuensi utama pada certication profile untuk Fixed WiMAX (band 3.5 GHz dan 5.8 GHz), sementara untuk Mobile WiMAX ditetapkan 4 band frekuensi pada system profile release-1, yaitu band 2.3 GHz, 2.5 GHz, 3.3 GHz dan 3.5 GHz. Secara umum terdapat beberapa alternatif frekuensi untuk teknologi WiMAX sesuai dengan peta frekuensi dunia. Dari alternatif tersebut band frekuensi 3,5 GHz menjadi frekuensi mayoritas Fixed WiMAX di beberapa negara, terutama untuk negara-negara di Eropa, Canada, Timur-Tengah, Australia dan sebagian Asia. Sementara frekuensi yang mayoritas digunakan untuk Mobile WiMAX adalah 2,5 GHz. Isu frekuensi Fixed WiMAX di band 3,3 GHz ternyata hanya muncul di negaranegara Asia. Hal ini terkait dengan penggunaan band 3,5 GHz untuk komunikasi satelit, demikian juga dengan di Indonesia. Band 3,5 GHz di Indonesia digunakan oleh satelit Telkom dan PSN untuk memberikan layanan IDR dan broadcast TV. Dengan demikian penggunaan secara bersama antara satelit dan wireless terrestrial (BWA) di frekuensi 3,5 GHz akan menimbulkan potensi interferensi terutama di sisi satelit. 2.2. Elemen Perangkat WiMAX Elemen/ perangkat WiMAX secara umum terdiri dari BS di sisi pusat dan CPE di sisi Pelanggan. Namun demikian masih ada perangkat tambahan seperti antena, kabel dan asesoris lainnya. 2.2.1. Base Station (BS) Merupakan perangkat transceiver (transmitter dan receiver) yang biasanya dipasang satu lokasi (colocated) dengan jaringan Internet Protocol (IP). Dari BS ini akan isambungkan ke beberapa CPE dengan media interface gelombang radio (RF) yang mengikuti standar WiMAX. Komponen BS terdiri dari: 5
NPU (networking processing unit card) AU (access unit card)up to 6 +1 PIU (power interface unit) 1+1 AVU (air ventilation unit) PSU (power supply unit) 3+1 2.2.2. Subscriber Station (SS) Secara umum Subscriber Station (SS) atau (Customer Premises Equipment) CPE terdiri dari Outdoor Unit (ODU) dan Indoor Unit (IDU), perangkat radionya ada yang terpisah dan ada yang terintegrasi dengan antena. 2.2.3. Antena Antena yang dipakai di BS dapat berupa sektor 60, 90, atau 120 tergantung dari area yang akan dilayani. 2.3. PENGERTIAN WIMAX ( IEEE 802.16 ) Worldwide Interoperability for Microwave Access (WiMAX) merupakan standar industri yang bertugas menginterkoneksikan berbagai standar teknis yang bersifat global menjadi satu kesatuan. WiMAX dan WiFi dibedakan berdasarkan standar teknik yang bergabung didalamnya. WiFi menggabungkan standar IEEE 802.11 dengan ETSI HiperLAN yang merupakan standar teknis yang cocok untuk keperluan WLAN, sedangkan WiMAX merupakan penggabungan antara standar IEEE 802.16 dengan ETSI HiperMAN. Standar keluaran IEEE banyak digunakan secara luas di daerah asalnya, yaitu Eropa dan sekitarnya. Untuk dapat membuat teknologi ini digunakan secara global, maka diciptakan WiMAX. Standar global yang dipakai di dunia dapat digambarkan sebagai berikut. Gambar 2.1 Standar-standar MANdisatukan dengan standar WiMAX 6
Kedua standar yang disatukan ini merupakan standar teknis yang memiliki spesifikasi yang sangat cocok untuk menyediakan koneksi berjenis broad band lewat media wireless atau broadband wireless access (BWA). Pada masa mendatang, segala sesuatu yang berhubungan dengan teknologi BWA kemungkinan akan diberi sertifikasi WiMAX. Standar WiMAX dibentuk oleh gabungan-gabungan industri perangkat wireless dan chip-chip komputer diseluruh dunia. Perusahaan besar ini bergabung dalam suatu forum kerja yang merumuskan standar interkoneksi antar teknologi BWA yang mereka miliki pada produkproduknya. 2.3.1. Standar WiMAX ( IEEE 802.16 ) Terobosan jaringan internet wireless sebentar lagi akan menjadi kenyataan. Dengan tower yang dipasang dipusat akses internet (hot spot) di tengah kota metropolitan, seorang pemakai laptop, komputer, handphone, hingga personal digital assistant (PDA), dengan wireless card bisa koneksi dengan internet, bahkan di tengah sawah atau pedesaan yang masih dalam cakupan area 50 kilometer. Hal ini dapat terjadi karena teknologi WiMAX yang menggunakan standar baru IEEE 802.16. Saat ini WiFi menggunakan standar komunikasi IEEE 802.11. Yang paling banyak dipakai adalah IEEE 802.11b dengan kecepatan 11 Mbps, hanya mencapai cakupan area tidak lebih dari ratusan meter saja. WiMAX merupakan saluran komunikasi radio yang memungkinkan terjadinya jalur internet dua arah dari jarak puluhan kilometer. Dengan memanfaatkan gelombang radio, teknologi ini bisa dipakai dengan frekuensi berbeda, sesuai dengan kondisi dan peraturan pemakaian frekuensi di negara user. Pada awalnya standard IEEE 802.16 beroperasi ada frekuensi 10-66 GHz dan memerlukan tower line of sight, tetapi pengembangan IEEE 802.16a yang disahkan pada bulan Maret 2004, menggunakan frekuensi yang lebih rendah yaitu sebesar 2-11 GHz, sehingga mudah diatur, dan tidak memerlukan line-of-sight. Cakupan area yang dapat dicoverage sekitar 50 km dan kecepatan transfer data sebesar 70 Mbps. Pengguna tidak akan kesulitan dalam mengulur berbagai macam kabel, apalagi WiMAX mampu menangani sampai ribuan pengguna sekaligus. Prediksi perkembangan pemakai yang menggunakan WiMAX akan terus berkembang dari tahun ke tahun seperti terlihat pada Gambar 2.4 berikut ini : 7
Gambar 2.2 Grafik prediksi penggunaan WiMAX di berbagai negara Intel akan mulai memasang antena luar ruangan WiMAX sebagai tahap pengembangan WiFi. Teknologi WiFi dan WiMAX akan saling melengkapi. WiFi untuk jangkauan jarak dekat di seputar kampus atau kantor sedangkan WiMAX untuk memfasilitasi sebuah kota dengan akses wireless internet. Pada akhirnya, diperkirakan hampir semua laptop, PDA, dan piranti information and communication technology (ICT) lainnya akan compatible dengan fitur WiFi dan WiMAX. 2.2.2. Keuntungan WiMAX Ada beberapa keuntungan dengan adanya WiMAX, jika dibandingkan dengan WiFi antara lain sebagai berikut. 1. Kapasitas tinggih, Satu Stasion dapat melayani ratusan pengguna, jarak target mencapai 50 km dengan laju transmisi lebih dari 100 Mbps 2. Kualitas layanan, wimax bertanggung jawab atas QoS ujung ke ujung, dengan menggunakan subkanalisasi, QoS dapat di tingkatkan. 3. Arsitektur yang fleksibel 4. Mobilitas, pengguna dapat mempertahankan sesi layanan data jaringan yang sedang beroperasi untuk aplikasi real time 5. Konektivitas Pengguna yang baik, mempertahankan banya pengguna terhubung berkat lebar kanal yang fleksibel 8
6. Operasi dengan kelas pembawa yang koko, bila pengguna yang mengakses data bertamba, lebar bidang agregasi dibagi, maka landasan akan menurun secara linear 7. Skalabilitas, dapat menyediakan akses internet di daerah pedesaan (rural) metropolitan dan sub-urban. 8. Konektivitas NLOS 9. Biaya Murah, 2.2.3. Varian-Varian IEEE 802.16 Varian-varian WiMAX dimaksudkan untuk mengembangkan performance dan kemapuan dari teknologi yang digunakannya, agar menjadi lebih hebat dan dapat meluas penggunaannya. Untuk mengembangkan jangkauan dan daya jualnya, maka standar IEEE 802.16 direvisi menjadi IEEE 802.16a. Standar teknis IEEE 802.16a inilah yang banyak digunakan oleh perangkat-perangkat dengan sertifikasi WiMAX. Selain IEEE 802.16a, varian lainnya adalah IEEE 802.16b yang banyak menekankan segala keperluan dan permasalahan dengan quality of service (QoS), IEEE 802.16c banyak menekankan pada interoperability dengan protokol-protokol lain, IEEE 802.16d merupakan revisi dari IEEE 802.16c ditambah dengan kemampuan untuk access point, serta IEEE 802.16d menekankan pada masalah mobilitas. Varian-varian standar IEEE 802.16 dapat dilihat pada Tabel 2.2 berikut ini. Tabel 2.2. Varian-varian standar IEEE 802.16 9
Perubahan yang cukup signifikan pada standar IEEE 802.16 untuk membentuk varian IEEE 802.16a, adalah lebar frekuensi operasinya. Perbedaan ini dimaksudkan untuk mendukung komunikasi dalam kondisi line of sight (LOS), dan non line of sight (NLOS). Dengan adanya sistem NLOS, keterbatasan yang ada pada WiFi dapat dikurangi. Perubahan yang sangat signifikan pada standar 802.16 untuk membentuk varian terletak pada lebar frekuensi operasinya. Standar 802.16 beroperasi pada range 10-66 GHz, sedangkan 802.16a menggunakan frekuensi yang lebih rendah, yaitu 2 11 GHz, sehingga memungkinkan komunikasi non line of sight (NLOS). Kelemahan dari komunikasi dengan frekuensi rendah ini adalah semakin kecil kapasitas bandwidth dari koneksi yang dilakukannya. Ukuran kanalkanal frekuensi yang fleksibel dengan range yang lebar, merupakan keunggulan dari 802.16a. 2.4. Cara Kerja Wimax Stasion Wimax dihubungkan kejaringan public dengan menggunakan serat optik, kabel link gelombang macro, atau koniktivitas PP ( Point to Point ) laju tinggi yang disebut Back haul. Dalam beberapa kasus seperti jaringan mest ( Jala ), Konetivitas PMP ( Point to Multi Point ) juga digunakan sebagai back haul. Gambar 2.5. Jaringan Wimax Stasion basis melayani stasion pelanggan yang juga disebut CPE ( Customer Premise Equipment ) menggunakan konektivitas PMP yang NLOS ( Non Line of Sight ) atau LOS (Line of Sight). Hubungan ini disebut last mile. Idealnya Wimax menggunakan antenna PMP yang NLOS untuk menghubungkan pelanggan residensial atau bisnis ke stasion basis (Gambar 2.3). Stasion pelanggan biasanya melayani gedung (bisnis atau residens) dengan menggunakan berkabel atau nirkabel. 10