BAB 2 LANDASAN TEORI 2.1 Perbandingan Jaringan Wi-Fi dengan WiMAX 2.1.1 Deskripsi umum Wi-Fi Wi-Fi merupakan salah satu jenis jaringan komputer yang paling banyak digunakan dan dimanfaatkan serta menjadi trend gaya hidup manusia terutama di Indonesia. Jaringan Wi-Fi merupakan penggabungan dari jaringan komputer lokal LAN (Local Area Network) dengan standart IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.11 yang memungkinkan efisiensi dalam implementasi dan pengembangan jaringan komputer, karena dapat meningkatkan ruang gerak pengguna jaringan. Wi-Fi merupakan sertifikasi merek dagang yang diberikan pabrikan kepada perangkat jaringan internet yang bekerja di dalam jangkauan WLAN dan sudah memenuhi kualitas kapasitas interoperasi yang dipersyaratkan. Wi-Fi juga menjadi suatu kebebasan dari keterbatasan akan teknologi jaringan yang selama ini hanya ditentukan oleh media kabel.
Wi-Fi memberikan beberapa kemudahan yang tidak ditawarkan oleh jaringan komputer sebelumnya diantaranya; mobilitas (gerak berpindah). Yang dimaksudkan dengan mobilitas, pengguna yang ingin terhubung dengan jaringan komputer tidak hanya tergantung dengan media kabel, hanya dengan menghubungkan komputer / handphone mereka ke gelombang Wi-Fi sekitar. Dengan begitu pengguna dapat mengakses / mencari file, mengambil data serta terhubung dengan koneksi internet. Jaringan Wi-Fi mudah dan efisien, jaringan nirkabel mudah untuk dirancang dan digunakan karena tidak memerlukan perangkat kabel yang kompleks, karena kemudahan itulah jaringan nirkabel ini sangat efisien baik dari nilai materi juga waktu. Selain dari mobillitas serta mudah dan efisien, jaringan Wi-Fi juga mudah untuk dilakukan pemeliharan. Jaringan wireless relatif lebih mudah untuk di dipelihara baik dari segi fisik maupun maupun keamanan jaringannya, Dimana perubahan pengaturan dapat dilakukan secara fisik, misalnya jika ada penambahan pengguna maupun perubahan posisi pengguna. 2.1.2 Deskripsi umum WiMAX WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access) adalah sebuah tanda sertifikasi produk yang lulus uji kelayakan dengan standar IEEE 802.16. WiMAX merupakan teknologi wireless yang menyediakan hubungan jalur lebar (broadband) dalam jarak jauh dengan kecepatan akses tinggi. Teknologi WiMAX dapat melakukan
komunikasi perangkat diantara beberapa vendor/brand yang berbeda, istilah ini disebut open standart. Standar WiMAX berawal pada rentang frekuensi 10 sampai 66 GHz. Standar terus mengalami pembaharuan ; Tahun 2004 menjadi 802.16-2004 / 802.16d dengan frekuensi 2 samapai 11 GHz dengan sebutan Fixed WIMAX. Tahun 2005 diperbaharui menjadi 802.16e dengan sebutan mobile WiMAX dan menggunakan Orthogonal Frequency-Division Multiplexing (OFDM) untuk keperluan mobilitas pada sistem selular. Dengan teknologi WiMAX melalui towernya yang dipasang dipusat akses internet (hot spot) di tengah kota metropolitan, seorang pemakai laptop, komputer, handphone, dengan wireless card bisa koneksi dengan internet, bahkan di tengah sawah atau pedesaan yang masih dalam cakupan area 50 kilometer dengan syarat perangkat terhubung dengan sinyal. Hal ini dapat terjadi karena teknologi WiMAX yang menggunakan standar baru IEEE 802.16 dengan kemampuan kecepatan dan coverage area yang lebih cepat dan luas. Saat ini Wi-Fi menggunakan standar komunikasi IEEE 802.11. Yang paling banyak dipakai untuk sekarang 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. Gambar 2.1 Topologi WiMAX di daerah Urban dan Desa Dengan range frekuensi yang lebar, teknologi WiMAX dapat melayani pengguna mobile maupun fixed. Tanpa ada mengalami masalah, meski digunakan berpindah-pindah tempat (nomadic) atau berada dalam satu ruangan. Sifat WiMAX yang fleksibel ini dapat diaplikasikan menjadi lost mile broadband connections, dan juga Backhaul yaitu bandwidth tinggi, dan yang terakhir high-speed enterprise merupakan kecepatan mentransmisikan data. Dengan sifatnya demikian WiMAX dapat berperan sebagai :
1. Menghubungkan hotspot Wi-Fi antara satu dengan yang lainnya. 2. Jaringan wireless selain kabel dan DSL untuk akses broadband jarak jauh. 3. Pengganti kabel coaxial pada line telepon diperusahaan maupun personal. 4. Pengganti kabel sebagai penerima siaran TV melalui satelit. 5. Mendukung layanan mobile data berkecepatan tinggi dan layanan telekomunikasi. Gambar 2.2 WiMAX dalam berbagai Aplikasi
Keunggulan lain dari teknologi WiMAX adalah jarak jangkauan yang mampu mencapai 50 Km (tergantung dari frekuensi yang diimplementasikan) dan mampu menangani kecepatan data transmisi sampai 75 Mbps. Kanalisasi pemakaian spectrum frekuensi dapat dilakukan dari 1.7 MHz sampai dengan 20 MHz, memungkinkan pengaturan yang fleksibel untuk mendapatkan efisiensi penggunaan spektrum frekuensi yang optimal sesuai peruntukannya. Yang membedakan teknologi jaringan WiMAX dengan Wi-Fi adalah standar teknis yang tergabung didalamnya. Wi-fi merupakan gabungan dari standar IEEE 802.11 dengan ESTI (European Telecommunication Standars Institute) HiperLAN sebagai standar teknis yang cocok dengan keperluan WLAN, sedangkan WiMAX penggabungan antara standar IEEE 802.16 dengan standar ESTI HiperMAN. Perbedaan teknologi ini pun dapat dilihat dari tabel berikut : Tabel 2.1 Perbedaan teknologi Wi-Fi dengan WiMAX Wi-Fi WiMAX Perbedaan Teknis Jarak Dibawah 9 Km. Hingga 50 Km. Teknik 256 FFT sistem signaling menciptakan fitur ini. Coverage Bagus jika didalam ruangan (100 m) Dirancang untuk kegunaan outdoor ( 50 Km) dengan kondisi NLOS. WiMAX memiliki sistem yang lebih tinggi, mengakibatkan sinyal lebih kebal terhadap halangan dalam jarak jauh.
Skalabilitas Digunakan dengan tingkat LAN,dan frekuensi kanal fix 20 (MHz). Bit Rate 2,7 bps/hz hingga 54Mbps dalam kanal 20 MHz. Dapat mendukung 100 user. Ukuran frekuensi kanal bervariasi mukai dari 1,5 sampai dengan 20 MHz. 5 bps/hz hingga 100 Mbps dalam kanal 20 MHz. QoS Tidak mendukung. QoS dibuat dalam layer MAC. Sistem TDMA dan pengaturan slot komunikasi, sehingga semua frekuensi yang termasuk dalam range IEEE 802.16 dapat dipakai serta jumlah pengguna dapat bertambah. Teknik modulasi yang canggih dengan koreksi error yang lebih fleksibel sehingga penggunaan frekuensi kanal lebih efisien. Adanya pengaturan secara otomatis terhadap slot-slot TDMA, sehingga dimanfaatkan untuk pengaturan QoS. Teknologi WiMAX diciptakan untuk pemecahan masalah dalam jaringan yang terkoneksi secara outdoor dengan metode akses point-to-multipoint broadband wireless, dan memungkinkan digunakan pada berbagai keperluan, diantaranya konektivitas jarak jauh untuk rumah-rumah, bisnis, dan backhaul wireless hotspot, sehingga dapat membantu user yang sering mobile maupun nomadic. Berikut adalah variasi standart keluaran IEEE yang telah banyak digunakan didaerah asal maupun diseluruh dunia.
Gambar 2.3 Varian standar IEEE 2.2 Perbandingan Standar Wi-Fi dengan WiMAX 2.2.1 Standar WiFi (IEEE 802.11) Jaringan lokal dengan metode nirkabel ini merupakan kumpulan standar dengan spesifikasi IEEE 802.11, lebih dikenal dengan Wi-Fi (Wireless Fidelity). Sekarang ini spesifikasi 802.11 Wi-Fi memiliki 3 tipe umum yaitu : 1. 802.11 b, DSS pada lapisan fisik dengan transfer data 5,5 11 Mbps. 2. 802.11 a, 5 GHz dengan teknologi OFDM. 3. 802.11 g, standar untuk penggunaan DSSS dengan transfer 20 Mbps dan OFDM 54 Mbps. Standar ini backward-compatible dengan 802.11b dan bisa dikembangkan sampai lebih 20 Mbps.
Tabel 2.2 Spesifikasi Wi-Fi Spesifikasi Wi-Fi Spesifikasi Kecepatan Frekuensi Enable class 802.11b 11 Mbps 2.4 GHz b 802.11a 54 Mbps 5 GHz a 802.11g 54 Mbps 2.4 GHz b,g 802.11n 100 Mbps 2.4 GHz b,g,n Perbedaan keempat tipe Wi-Fi ini adalah luas jangkauan (covered area) dan kecepatan dalam mentransfer data. Di beberapa negara, pengguna Wi-Fi tidak perlu mendapatkan izin dari pengaturan lokal untuk mendapatkan frekuensi Wi-Fi. Jaringan Wi-Fi tidak hanya dapat bekerja di jangkauan WLAN tetepi juga dapat bekerja dijaringan WMAN (Wireless Metropolitan Area Network) atau disebut juga WiMAX yang memiliki nilai standar 802.16. Biasanya 802.11a dan 802.16 bekerja di frekuensi 5 GHz sedangkan 802.11b hanya digunakan di frekuensi 2,4 GHz. 2.2.2 Standar WiMAX (IEEE 802.16) Standarisasi WiMAX mengacu pada standar internasional BWA (Broadband Wireless Access) IEEE 802.16, dikembangkan oleh forum IT dengan perusahaanperusahaan mobile terkait yang lebih dikenal dengan WiMAX Forum. Forum ini
membahas kemampuan interoperabilitas antar perangkat-perangkat BWA yang akan diproduksi oleh berbagai vendor. Kemampuan ini diharapkan dapat membawa standar WiMAX untuk bisa menembus pasar komersial dengan kelebihan yang dimiliki untuk bersaing dengan produk-produk broadband lainnya. Varian standar WiMAX memiliki kegunaan dan kemampuan tersendiri berdasarkan jenis standar yang dimiliknya. Tabel berikut menunjukkan perbandingan standar varian WiMAX. Tabel 2.3 Perbandingan standar WiMAX IEEE 802.16a dan 802.16e IEEE 802.16 IEEE 802.16a IEEE 802.16e Terstandarisasi Desember 2001 Perkiraan tahun 2004 Petengahan tahun 2005 Spektrum 10-66 GHz 2-11 GHz < 6 GHz Kondisi Hanya line of sight Non-line of sight Non-light of sight Bit Rate 32-134Mbps dengan frekuensi kanal 28MHz Mampu hingga 70 Mbps dengan frkuensi 20 Mhz Mampu hingga 15 Mbps dengan frekuensi 5 Mhz Mobilitas Perangkat wireless Fixed, dan Portable Nomadic Frekuensi Per Kanal tetap (Fixed) protability 20,25 dan 28 Mhz 1,5 20 MHz 1,5 20 MHz dengan uplink subchanels Radius Per Canal 2 sampai 5 Km 7-10 Km. jarak maksimal 50 Km 2 5 Km 2.2.2.1 Standar IEEE 802.16 Standar 802.16 bekerja pada frekuensi 2-11 GHz, mampu mengatasi keadaan NLOS dengan adaptive modulation dan teknologi OFDM. 802.16 juga telah menerapkan
teknik error correction, power control, dan transmit-receive diversity, serta sistem penjaminan kualitas layanan, QoS. Varian selanjutnya yang akan digunakan untuk komunikasi bergerak adalah 802.16e. 2.2.2.2 Standar IEEE 802.16a Standar IEEE 802.16a merupakan standar yang berbasis 802.16-2004 dan 802.16 RevD dengan beberapa perbaikan. 802.16a/-2004 diperuntukkan bagi layanan yang bersifat fixed maupun nomadic. Terdapat dua opsi dalam transmisi pada 802.16, yaitu TDD (Time Division Duplex) maupun FDD (Frequency Division Duplex). Sistem ini menggunakan Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) dengan jumlah carrier 256 dan mendukung untuk kondisi lingkungan line of Sight (LOS) dan Non- Line of Sight, dimana standar ini bekerja pada rentang frekuensi 3,5 GHz dan 5,8 GHz. 2.2.2.3 Standar IEEE 802.16e Standar WiMAX 802.16e mendukung untuk pengapllikasian di bidang portable dan mobilitas sehingga dikondisikan mampu hand-off dan roaming. Sistem ini menggunakan teknik Scalable Orthogonal Frequency Division Multiplexing Access (SOFDMA), teknik modulasi multcarrier yang menggunakan subchannelisasi. Standar
802.16e juga bisa dimanfaatkan untuk mengcovered pelanggan yang bersifat fixed (tetap). Kandidat terbesar pemanfaatan frekuensi 802.16 pada band frekuensi 2,3 GHz dan 2,5 GHz. 2.3 Perbandingan Spread Spektrum Wi-Fi dengan WiMAX 2.3.1 Spread Spektrum Wi-Fi Pada awalnya spread spektrum merupakan suatu teknik modulasi pada komunikasi tanpa kabel (wireless). Teknik ini untuk pertama kalinya digunakan oleh kalangan militer United State, yaitu pada perang dunia ke II, dan pada tahun 1980-an teknologi spread spectrum mulai diaplikasikan untuk keperluan komersial. Dan pada tahun 1990 Federal Communications Commission (FCC) mengeluarkan lisensi pemakai teknologi ini pada daerah frekuensi 2,4 2,4835 Ghz. Teknik modulasi spread spectrum yang sering digunakan pada komunikasi data untuk jaringan komputer wireless adalah Direct sequence dan Frekuensi Hoping. Dengan mentransmisikan sinyal informasi pada bandwidth yang sangat lebar, spread spektrum memiliki dua kelebihan utama yaitu; a. kecepatan daya spectral yang rendah yang mengakibatkan tidak terganggu (interferensi) dengan sistem yang lain pada daerah yang sama.
b. Memiliki redudansi, dimana terjadinya pada penerimaan informasi yang dikirimkan berada pada frekuensi yang berbeda, sehingga apabila terjadi kesalahan penerimaan tetap dapat menerima informasi yang benar. Keuntungan dari redudansi ini menyebabkan spread spectrum tidak akan terganggu oleh noise (suara riuh) dan interferensi. Dengan kecepatan daya spektral rendah dan tahan terhadap gangguan tersebut memungkinkan spread spektrum sendiri menurut konsepnya dapat menjadi beberapa jenis; a. Direct Sequence (DS) Sistem Direct Sequence adalah sistem spread spektrum yang meratakan interferensi sehingga disebar dalam band yang luas oleh spreading code. Kinerja yang perlu ditinjau dari sistem spread spektrum adalah: i. Efek multipath interferensi : jika rate dari code jauh lebih cepat dari pada sinyal multipath yang terdelay dari sinyal langsung, maka sinyal yang terdelay akan dianggap sebagai interferensi dan akan dihilangkan karena mempunyai korelasi yang sangat kecil dengan urutan kode berikutnya. ii. Low Probability Intercept (LPI), karena demulator korelator dan power yang disebar pada frekuensi yang lebar maka probabilitas untuk dideteksi akan sangat kecil.
b. Frequency Hopping (FH) Sistem Frequency Hopping adalah sistem spread spectrum yang memindahkan frekuensi pemancaran dalam band yang luas oleh spreading code. Kinerja yang perlu ditinjau sistem FH ini adalah: i. Efek multipath interferensi : Pada FHSS dimana setiap carrier yang dibangkitkan akan mengalami efek miltipath yang berbeda, kemudian efek tersebut diratakan pada penerimanya, walau tidak sebaik pada DSS rejectionnya tetapi sudah lebih baik dibanding sistem biasa. ii. LPI, walaupun power pada setiap carrier besar, sistem FHSS tetap sulit terdeteksi oleh pihak lain. 2.3.2 Spread Spektrum WiMAX WiMAX merupakan teknologi jaringan komputer dengan media wireless menggunakan frekuensi gelombang radio. Untuk itu teknologi ini bergantung pada ketersediaan dan kesesuaian spektrum frekuensi. Dari rentang spektrum frekuensi 2-6 GHz yang distandarkan oleh WiMAX Forum untuk BWA (broadband Wireless Access) sistem WiMAX mengenal dua jenis jalur frekuensi, yaitu Licensed Band dan Unlincensed Band.
2.3.2.1 Licensed Band Lincensed band merupakan frekuensi WiMAX yang membutuhkan lisensi atau otoritas dari regulator, dalam hal ini dimaksudkan adalah operator yang mempunyai hak lisensi memberikan hak eksklusif untuk menyelenggarakan layanan dalam coverage area. Licensed frequency yang dikembangkan untuk teknologi WiMAX pada tahap awal berada pada 2.5 GHz dan 3.5 GHz. Pengembangan di tahap berikutnya pada spektrum frekuensi 2.305 2.302 GHz, 2.345 2,360 GHz dan 3.300 3.400 GHz. Permasalahan utama dalam hal pemakaian licensed frekuensi ini bila pada alokasi frekuensi akan digunakan untuk WiMAX maka akan timbul permasalahan seperti: 1. Penggunaan jalur frekuensi secara bersamaan menurut advance tidak begitu efektif, sering terjadinya saling gangguan (interferensi) antara layanan-layanan yang akan memakai pita frekuensi secara bersamaan. 2. Penggusuran pengguna jalur frekuensi yang lama tidak mudah untuk dilakukan.
Berdasarkan masalah tersebut regulator perlu membuat kebijakan dan perencanaan pengguanaan frekuensi di band 2.5 GHz termasuk standarisasi dan spesifikasi perangkat serta mekanisme seleksi. Sedangkan pada penggunaan frekuensi 3.5 GHz, terdapat 25 kanal dengan masing masing kanal selebar 3.5 MHz, 5 kanal yaitu kanal 4 samapai dengan kanal ke 18. Penggunaan frekuensi 3.5 GHz untuk teknologi WiMAX juga memngalami sedikit masalah yaitu: 1. Ada gangguan frekuensi (interferensi) terhadap layanan satelit yang belum dapat diatasi. 2. Perlu investigasi yang mendalam mengenai penggunaan pita frekuensi 3.5 GHz terutama dengan munculnya WiMAX yang menggunakan jalur yang sama. 2.3.2.2 Unlicensed Band Unlicensed band merupakan frekuensi WiMAX yang tidak menggunakan atau membutuhkan lisensi dalam penggunaan, dalam hal ini setiap orang dapat menggunakan frekuensi secara bebas di semua coverage area. Untuk unlicensed frekuensi, pertama kalinya dikembangkan spectrum 5.8 GHz yaitu pada band frekuensi 5.725 5.850 GHz. Sedangkan pengembangan berikutnya direncanakan menggunakan band/jalur frekuensi yang juga digunakan untuk Wi-Fi standar
802.11b/g di 2.4 GHz dan standar 802.11a di 5.8 GHz. Penggunaan alokasi frekuensi ini akan menimbulkan masalah antara lain: 1. Banyak penggunaan perangkat Wi-Fi 5.8 GHz secara illegal akibat misi interpretasi terhadap unlicensed band. 2. Perlu peninjauan kembali tentang penggunaan pita frekuensi 5.8 GHz terutama dengan adanya Wi-Fi dan WiMAX yang menggunakan pita/jalur yang sama. 2.4 Perbandingan Elemen / Perangkat Wi-Fi dengan WiMAX 2.4.1 Elemen / Perangkat Wi-Fi Hal yang perlu diperhatikan dalam membeli peralatan jaringan wireless adalah teknologi anda sudah memenuhi persyaratan standar dari IEEE. Teknlogi jaringan wireless merupakan teknologi yang murah dalam hal pemasangannya, dan digunakan juga oleh banyak vendor. Elemen / Perangkat Wi-Fi secara umum terdiri dari : 1. Koneksi DSL / Kabel Internet 2. DSL modem / kabel Modem 3. Router yang dilengkapi dengan wireless akses point. 4. Wireless adapter untuk unit komputer yang akan terhubung.
Gambar 2.4 Diagram jaringan Wi-Fi Dengan menghubungkan setiap perangkat seperti skema diatas. Dengan menghubungkan kabel modem ke router menggunakan kabel UTP jaringan wireless dapat tecipta. Selain itu anda juga bisa menghubungkan sebuah PC ke router dengan kabel UTP untuk konfigurasi awal router. 2.4.2 Elemen / Perangkat WiMAX Perangkat teknologi WiMAX secara umum terdiri dari BS (Base Stasion) sebagai center / spot point dan CPE di sisi subscriber/pelanggan. Selain dari itu perangkat tambahan WiMAX lainnya seperti ; antena, kabel, dan perangkat lain.
2.4.2.1 Base Station (BS) Base station atau yang sering disebut dengan tiang / tower merupakan alat dengan sistem kerja transceiver ( transmited dan receiver ) yang diletakkan pada suatu lokasi dengan jaringan Internet Protocol (IP). Dari satu buah BS / Tower dapat disambungkan dengan beberapa CPE dengan media gelombang radio yang mengikuti regulasi bandwidth ditempat tersebut 2.4.2.2 Customer Premises Equipment (CPE) CPE atau Subscriber Station terbagi Outdoor unit dan Indoor unit, diaman pernagkat radionya ada yang terpisah dan ada yang terintegrasi dengan antenna. Antenna WiMAX bekerja untuk mengoptimalkan kinerja terhadap penerimaan sinyal. Gambar 2.5 Antena WiMAX dengan Kebutuhan Berbeda
Antena Omni Directional digunakan pada situasi ketika subscriber / pelanggan yang banyak pada suatu Base station. Antena Sector berfungsi menyalurkan sinyal pada sebuah area yang difokuskan, juga digunakan untuk mengcovered 360 0 service area. Sedangkan Antena Panel dikonfigurasikan untuk memberikan aliran listrik melalui kabel Ethernet yang dikoneksikan ke radio / antena. 2.5 Tantangan regulasi pada WiMAX Tantangan teknologi jaringan WiMAX di Indonesia adalah mengenai regulasi frekuensi, baik dari alokasi penggunaan frekuensi, proses perizinan, distribusi spectrum dan standaridisasi. Seperti yang terjadi dengan negara lain, pemerintah Indonesia juga belum menentukan frekuensi WiMAX yang akan digunakan. Vendor pertama kali membuat perangkat WiMAX di frekuensi 3.5 GHz, sedangkan di Indonesia frekuensi itu digunakan dalam hal komunikasi satelit. Teknologi WiMAX butuh ketergantungan pada pabrikan pembuatnya, walaupun bersifat open standard dengan operability tinggi. Tantangan yang timbul dalam pengaturan range frekuensi dan implementasi WiMAX terbuka lebar, sehingga perlu pengaturan agar pengembangan meguntungkan semua pihak (operator, regulator, user) serta manufaktur, aplikasi, dan konten.