13 BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Perkembangan teknologi telekomunikasi dan informasi saat ini sangat pesat, khususnya teknologi wireless (nirkabel). Seiring dengan meningkatnya kebutuhan informasi melalui internet maka teknologi nirkabel memberikan suatu solusi untuk layanan dengan lebih mudah yaitu tanpa menggunakan kabel. Teknologi nirkabel berkembang menuju arah komunikasi broadband, diawali oleh wireless personal area network (WPAN), wireless local area network (WLAN) dan pada cakupan yang lebih luas lagi wireless metropolitan area network (WMAN).[1] WLAN atau dikenal sebagai WiFi (wireless fidelity) merupakan salah satu teknologi nirkabel yang banyak digunakan untuk publik dengan sebutan HotSpot. Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) mengeluarkan standar untuk WLAN yaitu IEEE 802.11 yang membahas mengenai protokol dan skema transmisi [2]. IEEE 802.11 dirancang untuk sistem radio pada unlicensed spectrum sehingga IEEE 802.11 dapat diakses oleh siapa saja dalam daerah cakupannya. Penggunaan IEEE 802.11 yang sederhana maka menjadikan IEEE 802.11 sebagai standar komersil bagi sistem komunikasi nirkabel. Standar IEEE 802.11 yang mampu memberikan QoS adalah standar IEEE 802.11e. WLAN yang dikembangkan oleh standar IEEE 802.11 telah banyak diterapkan saat ini, namun WLAN hanya dapat menjangkau pelanggan dalam cakupan yang kecil dengan bit rate maksimal 54 Mbps.[3] Cakupan sinyal dari WLAN yang tidak terlalu luas ini akan menimbulkan permasalahan backhaul bagi penggunanya. Selain itu komunikasi pada WLAN umumnya dilakukan secara point to point dengan kondisi line of sight (LOS), sedangkan kondisi non line of sight (non LOS) masih terbatas. WMAN dengan cakupan sinyal lebih luas menawarkan solusi bagi permasalahan dalam penggunaan WLAN. IEEE 802.16 merupakan standar
14 WMAN untuk broadband wireless access (BWA). Salah satu teknologi BWA adalah WiMAX (Wireless Interoperability for Microwave Access). WiMAX merupakan standar internasional BWA (Broadband Wireless Acceess) yang mengacu pada standar IEEE 802.16 yang dapat digunakan untuk kondisi LOS maupun non LOS.[4]. Standar ini kemudian dikembangkan lebih lanjut oleh forum gabungan antar perusahaan-perusahaan dunia terkait (produsen produk-produk wireless, operator-operator wireless), atau disebut dengan WiMAX Forum. WiMAX mampu melayani penggunanya sampai dengan jarak 50 km. Bit rate yang mampu diberikan oleh WiMAX dapat mencapai 100 Mbps. IEEE 802.16 juga mampu diaplikasikan untuk jaringan mata jala (mesh network) sehingga IEEE 802.16 dapat menjadi mesh backhaul network bagi IEEE 802.11 untuk melayani pelanggan IEEE 802.11. Perbandingan antara WLAN (IEEE 802.11) dengan WMAN (IEEE 802.16) terlihat pada Tabel 1.1 di bawah ini. Tabel 1.1 Perbandingan IEEE 802.11 dengan IEEE 802.16 [4] Range IEEE 802.11 IEEE 802.16 Technical Difference Sub 300ft (add access point for greater coverage) Up to 30 miles (typical cell size of 4-6 miles IEEE 802.16 MAC tolerate greater multipath delay spread (from reflection) Coverage Optimized for indoor performance Outdoor NLOS performance. Standard support for advanced antenna technique IEEE 80216: 256 OFDM (vs 64 OFDM) adaptive modulation Bit rate Up to 54 Mbps in 20 MHz channel Up to 100 Mbps in a 20 MHz channel IEEE 802.16: MAC efficiency constant with PHY rate increse QoS No QoS support except IEEE 802.11e working to standardize QoS built into MAC (voice, video and differentiated service level) IEEE 802.11: contention based MAC (CSMA) IEEE 802.16: grant request MAC Scalability Channel bandwidth is wide (20 MHz) and fixed (cell planning constrained) Flexible use of available spectrum 3 non overlapping IEEE 802.11b channels; 5 for IEEE 802.11a. IEEE 802.16: limited by available spectrum Keunggulan yang dimiliki IEEE 802.16 ini akan dapat menangani permasalahan IEEE 802.11 bagi penggunanya. IEEE 802.16 dengan kapasitas lebih besar, cakupan lebih luas akan dapat melayani pengguna IEEE 802.11 dengan menerapkan relay pada jaringan IEEE 802.16. Hal ini dapat dilakukan melalui interworking dari kedua sistem dengan cara mengintegrasikan frame IEEE 802.11 ke dalam frame MAC IEEE 802.16. Interworking kedua sistem tersebut
15 diupayakan untuk mendapatkan QoS (quality of service) yang baik bagi keduanya. Saat ini standar WLAN yang mampu mendukung QoS adalah IEEE 802.11e, begitu juga standar IEEE 802.16 telah mampu memberikan QoS. Interworking IEEE 802.16 dengan IEEE 802.11 dapat dilakukan melalui beberapa mekanisme, seperti di tunjukkan pada Gambar 1.1 di bawah ini. Gambar 1.1 Mekanisme interworking IEEE 802.16 dengan IEEE 802.11 [5] Salah satu cara interworking IEEE 802.16 dengan IEEE 802.11 berdasarkan radio resource management adalah melalui admission control yaitu dengan cara melayani pengguna IEEE 802.11e melalui BSHC (Base Station Hybrid Coordinator) yang berfungsi hybrid sebagai base station bagi pengguna IEEE 802.16d dan QAP (Qos Access Point) bagi pengguna IEEE 802.11e. Interworking dari kedua sistem tersebut akan menyebabkan sistem IEEE 802.16 digunakan untuk melayani pemakai IEEE 802.11e dan pemakai IEEE 802.16. Penelitian ini akan membahas mengenai kemampuan sistem IEEE 802.16d untuk melayani sistem IEEE 802.11e melalui proses interworking dari kedua sistem tersebut dengan menggunakan BSHC. 1.2 Perumusan Masalah Permasalahan yang teridentifikasi dari interworking IEEE 802.16d dengan IEEE 802.11e antara lain:
16 1. Kebutuhan akan adanya full control medium access dari kedua sistem. Interworking IEEE 802.16d dengan IEEE 802.11e dilakukan melalui frame TDD (time division duplex) dari MAC kedua sistem. Full control tersebut dilakukan oleh sebuah central coordinating device yang menggabungkan central base station dari IEEE 802.16d dengan hybrid coordinator dari IEEE 802.11e yang disebut Base Station Hybrid Coordinator (BSHC). BSHC ini akan berfungsi sebagai relay pada backhaul jaringan nirkabel IEEE 802.16d untuk melayani IEEE 802.11e. BSHC memiliki kemampuan untuk bekerja secara dual mode yaitu mode IEEE 802.16d dan IEEE 802.11e.[6] 2. Penggunaan spektrum frekuensi secara bersama-sama antara IEEE 802.16d dengan IEEE 802.11e. BSHC akan bekerja pada satu frekuensi untuk mengatur layanan bagi pelanggan IEEE 802.16 dan IEEE 802.11e. Gambar 1.2 menunjukan alokasi spektrum frekuensi yang dapat digunakan oleh IEEE 802.16 dan IEEE 802.11 secara bersama-sama. Pita frekuensi yang dapat digunakan oleh IEEE 802.16d dan IEEE 802.11e adalah pada pita 5725-5850 MHz. Gambar 1.2 Alokasi Spektrum Frekuensi WiFi dan WiMAX [2] 3. Penerapan relay bagi IEEE 802.16d untuk melayani IEEE 802.11e. Jaringan IEEE 802.11 (WLAN) yang hanya mampu bekerja untuk point to point dikembangkan oleh jaringan relay IEEE 802.16d sehingga terjadi interworking dari kedua sistem.
17 4. Sistem IEEE 802.16d yang harus mampu memberikan layanan bagi pengguna IEEE 802.11e maka sistem IEEE 802.11d perlu untuk mengoptimalkan kemampuan BSHC dalam melakukan proses interworking dengan IEEE 802.16d dengan menggunakan frame TDD. 1.3 Tujuan Penelitian Penelitian ini memiliki tujuan untuk merancang dan mengimplementasikan proses interworking IEEE 802.16d dengan IEEE 802.11e menggunakan BSHC pada jaringan IEEE 802.16d, serta mengevaluasi hasil implementasi tersebut dengan cara menganalisa kemampuan dari sistem IEEE 802.16d untuk memberikan layanan bagi pengguna IEEE 802.11e melalui BSHC. Penelitian ini dilakukan dengan membuat simulasi menggunakan software OPNET versi 14.0.A. 1.4 Manfaat Penelitian Penelitian interworking IEEE 802.16 dengan IEEE 802.11e akan memberikan manfaat bagi: 1. Perkembangan jaringan masa depan untuk menyatukan berbagai macam jaringan ke dalam mesh network.(heterogeneous network for mesh network) 2. Operator dan vendor dari IEEE 802.16d dan IEEE 802.11e untuk mengembangkan jaringan IEEE 802.11e yang sudah ada sehingga dapat dilayani oleh IEEE 802.16d tanpa harus mengubah jaringan yang sudah ada. Hal ini dapat dilakukan dengan menambahkan sebuah perangkat yang mampu bekerja dual mode pada sistem IEEE 802.16 dan IEEE 802.11e. 1.5 Pembatasan Penelitian Pembatasan penelitian interworking IEEE 802.16d dengan IEEE 802.11e meliputi: 1. Interworking yang terjadi pada admission control dari kedua sistem dengan cara melayani pengguna IEEE 802.11e di dalam jaringan IEEE 802.16d melalui BSHC.
18 2. Performansi interworking ditinjau dari admission control bagi sistem IEEE 802.16d dengan dan tanpa pengguna IEEE 802.11e melalui BSHC. 3. Proses interworking dilakukan dengan menggunakan satu relay pada sistem IEEE 802.16d yaitu BSHC untuk melayani pengguna IEEE 802.11e 4. Interworking dilakukan dengan kondisi MAC IEEE 802.11e menerapkan distributed control dengan contention based medium access adalah carrier sense multiple access/ collision avoidance (CSMA/CA) yang berdasarkan EDCA. 1.6 Sistematika Penulisan Sistematika penulisan membahas mengenai penelitian untuk menyelesaikan permasalahan pada interworking IEEE 802.16d dengan IEEE 802.11e yang diuraikan dalam lima bab secara garis besarnya adalah sebagai berikut: BAB I berisi pendahuluan yang membahas mengenai latar belakang masalah, permasalahan, tujuan penelitian, batasan masalah, dan sistematika penulisan. BAB II berisi teori dasar MAC sistem IEEE 802.16d dan IEEE 802.11e pada admission control khususnya pada frame MAC TDD kedua sistem. BAB III berisi tentang pemodelan sistem dan perancangan simulasi mengenai proses interworking sistem IEEE 802.16d dan IEEE 802.11e dengan menggunakan OPNET. BAB IV berisi mengenai hasil simulasi dan analisis hasil simulasi pada interworking kedua sistem. BAB V berisi mengenai kesimpulan dari hasil simulasi dan analisis.