Sabtu, 30 Juni 2012

WiMAX


WIMAX

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 diantara 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. 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. Masing-masing 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.

3. Perbedaan Teknologi WiMAX dengan Non-WiMAX :

Pada frekuensi non-WiMAX, sebuah gelombang radio biasanya akan saling mengganggu gelombang radio lain, khususnya jika frekuensi tersebut memiliki siklus getaran yang berdekatan. Hal yang paling terlihat adalah pada saat kita memainkan dua mobil remote control pada frekuensi radio yang berdekatan, misalnya mobil A (frekuensi 27,125MHz) dan mobil B (frekuensi 27,5MHz). Jika kedua mobil (berikut kontrol radionya) dihidupkan, kedua frekuensi tersebut akan bisa saling mengganggu. Akibatnya, jika kita akan menggerakkan mobil A, mobil B bisa ikut berjalan. Atau jika kita membelokkan mobil B, mobil A akan mundur beberapa meter.
Dengan teknologi yang ditawarkan WiMAX, semua kendala tersebut akan sirna dengan sendirinya. Teknologi WiMAX memungkinkan kita memancarkan berbagai sinyal dalam jarak yang sangat berdekatan, tanpa harus cemas bahwa aneka sinyal tersebut akan saling mengganggu atau berinterferensi.

             3.1. Perbedaan Wi-Fi dan WiMAX :

Perbedaan antara keduanya terletak pada pembagian spektrum yang dipakai, dan pada penggunaan frekuensi berlisensi dalam WiMAX. Meskpun WiMAX dan Wi-Fi juga menggunakan salah satu frekuensi Free License (5,8GHz).
Wi-Fi umumnya bekerja pada frekuensi 2,4 GHZ (Free License), tidak mampu bekerja dengan sinyal pantulan dan harus bekerja tanpa halangan obyek (biasa disebut dengan istilah Line of Sight).
WiMAX dengan frekuensi 2,5GHz and 3,5GHz (License) mampu menjangkau jarak yang lebih jauh, dan memiliki kemampuan untuk melewati aneka penghalang seperti gedung atau pohon, sangat sesuai untuk diterapkan di daerah perkotaan yang memiliki gedung perkantoran dan pemukiman dengan struktur bangunan yang tinggi.
WiMAX merupakan standar IEEE 802.16 yang membawahi aneka standar turunannya. Standar ini mengatur penggunaan perangkat nirkabel untuk keperluan jaringan perkotaan (Metropolitan Area Network/MAN). Standar ini khususnya dirancang untuk memenuhi kebutuhan jaringan akan akses nirkabel berkecepatan tinggi atau BWA (broadband wireless access) sehingga memungkinkan peningkatan daya keluaran perangkat WiMAX agar bisa menjangkau jarak yang lebih jauh.
Wi-Fi merupakan standar IEEE 802.11 beroperasi pada kisaran 100 meter hingga 20 km, sedangkan WiMAX bisa beroperasi pada kisaran 50 kilometer. Selain itu, WiMAX dirancang dalam tataran teknologi carrier-grade. Hal ini membuat WiMAX memiliki kehandalan dan kualitas pelayanan yang lebih baik dibandingkan Wi-Fi.
 
Perbandingan Perkembangan Teknologi Wireless

WiFi 802.11g
WiMAX 802.16-2004*
WiMAX 802.16e
CDMA2000 1x EV-DO
WCDMA/ UMTS
Approximate max reach (dependent on many factors)
100 Meters
8 Km
5 Km
*
*
Maximum throughput
54 Mbps
75 Mbps (20 MHz band)
30 Mbps (10 MHz band)
3.1 Mbps (EVDO Rev. A)
2 Mbps (10+ Mbps fpr HSDPA)
Typical Frequency bands
2.4 GHz
2-11 GHz
2-6 GHz
1900 MHz
1800,1900,2100 MHz
Application
Wireless LAN
Fixed Wireless Broadband (eg-DSL alternative)
Portable Wireless Broadband
Mobile Wireless Broadband
Mobile Wireless Broadband

 

4. Spektrum Frekuensi WiMAX

Sebagai teknologi yang berbasis pada frekuensi, kesuksesan WiMAX sangat bergantung pada ketersediaan dan kesesuaian spektrum frekuensi. Sistem wireless mengenal dua jenis 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 negara-negara 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.

5. 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.

5.1. Base Station (BS)

Merupakan perangkat transceiver (transmitter dan receiver) yang biasanya dipasang satu lokasi (colocated) dengan jaringan Internet Protocol (IP). Dari BS ini akan disambungkan ke beberapa CPE dengan media interface gelombang radio (RF) yang mengikuti standar WiMAX. Komponen BS terdiri dari:
  • 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

5.2. Antena

Antena yang dipakai di BS dapat berupa sektor 60°, 90°, atau 120° tergantung dari area yang akan dilayani.

5.3. 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.

5.4. Network Manajemen Jaringan WiMAX

Sebuah Network Management System (NMS) adalah kombinasi dari hardware dan software yang digunakan untuk memonitor dan mengatur jaringan.
Setiap elemen jaringan di jaringan akan dikelola oleh sebuah elemen sistem manajemen.
Pada dasarnya pada saat kita menggunakan Network Manajemen di WiMAX, kita dapat menentukan,

6. Teknologi WiMAX dan Layanannya

BWA WiMAX adalah standards-based technology yang memungkinkan penyaluran akses broadband melalui penggunaan wireless sebagai komplemen wireline. WiMAX menyediakan akses last mile secara fixed, nomadic, portable dan mobile tanpa syarat LOS (NLOS) antara user dan base station. WiMAX juga merupakan sistem BWA yang memiliki kemampuan interoperabilty antar perangkat yang berbeda. WiMAX dirancang untuk dapat memberikan layanan Point to Multipoint (PMP) maupun Point to Point (PTP). Dengan kemampuan pengiriman data hingga 10 Mbps/user.
Pengembangan WiMAX berada dalam range kemampuan yang cukup lebar. Fixed WiMAX pada prinsipnya dikembangkan dari sistem WiFi, sehingga keterbatasan WiFi dapat dilengkapi melalui sistem ini, terutama dalam hal coverage/jarak, kualitas dan garansi layanan (QoS). Sementara itu Mobile WiMAX dikembangkan untuk dapat mengimbangi teknologi selular seperti GSM, CDMA 2000 maupun 3G. Keunggulan Mobile WiMAX terdapat pada konfigurasi sistem yang jauh lebih sederhana serta kemampuan pengiriman data yang lebih tinggi. Oleh karena itu sistem WiMAX sangat mungkin dan mudah diselenggarakan oleh operator baru atau pun service provider skala kecil. Namun demikian kemampuan mobility dari Mobile WiMAX masih berada dibawah kemampuan teknologi selular.

7. Tinjauan Teknologi

WiMax adalah istilah yang digunakan untuk menggambarkan standar dan implementasi yang mampu beroperasi berdasarkan jaringan nirkabel IEEE 802.16, seperti WiFi yang beroperasi berdasarkan standar Wireless LAN IEEE802.11. Namun, dalam implementasinya WiMax sangat berbeda dengan WiFi.
Pada WiFi, sebagaimana OSI Layer, adalah standar pada lapis kedua, dimana Media Access Control (MAC) menggunakan metode akses kompetisi, yaitu dimana beberapa terminal secara bersamaan memperebutkan akses. Sedangkan MAC pada WiMax menggunakan metode akses yang berbasis algoritma penjadualan (scheduling algorithm). Dengan metode akses kompetisi, maka layanan seperti Voice over IP atau IPTV yang tergantung kepada Kualitas Layanan (Quality of Service) yang stabil menjadi kurang baik. Sedangkan pada WiMax, dimana digunakan algoritma penjadualan, maka bila setelah sebuah terminal mendapat garansi untuk memperoleh sejumlah sumber daya (seperti timeslot), maka jaringan nirkabel akan terus memberikan sumber daya ini selama terminal membutuhkannya.
Standar WiMax pada awalnya dirancang untuk rentang frekuensi 10 s.d. 66 GHz. 802.16a, diperbaharui pada 2004 menjadi 802.16-2004 (dikenal juga dengan 802.16d) menambahkan rentang frekuensi 2 s.d. 11 GHz dalam spesifikasi. 802.16d dikenal juga dengan fixed WiMax, diperbaharui lagi menjadi 802.16e pada tahun 2005 (yang dikenal dengan mobile WiMax) dan menggunakan orthogonal frequency-division multiplexing (OFDM) yang lebih memiliki skalabilitas dibandingkan dengan standar 802.16d yang menggunakan OFDM 256 sub-carriers. Penggunaan OFDM yang baru ini memberikan keuntungan dalam hal cakupang, instalasi, konsumsi daya, penggunaan frekuensi dan efisiensi pita frekuensi. WiMax yang menggunakan standar 802.16e memiliki kemampuan hand over atau hand off, sebagaimana layaknya pada komunikasi selular.
Banyaknya institusi yang tertarik atas standar 802.16d dan .16e karena standar ini menggunakan frekuensi yang lebih rendah sehingga lebih baik terhadap redaman dan dengan demikian memiliki daya penetrasi yang lebih baik di dalam gedung. Pada saat ini, sudah ada jaringan yang secara komersial menggunakan perangkat WiMax bersertifikasi sesuai dengan standar 802.162.
Spesifikasi WiMax membawa perbaikan atas keterbatasan-keterbatasan standar WiFi dengan memberikan lebar pita yang lebih besar dan enkripsi yang lebih bagus. Standar WiMax memberikan koneksi tanpa memerlukan Line of Sight (LOS) dalam situasi tertentu. Propagasi Non LOS memerlukan standar .16d atau revisi 16.e, karena diperlukan frekuensi yang lebih rendah. Juga, perlu digunakan sinyal muli-jalur (multi-path signals), sebagaimana standar 802.16n.

7.1. Manfaat Membangun Jaringan LAN (Local Area Network)

Banyak keuntungan yang didapatkan dari terciptanya standardisasi industri ini. Para operator telekomunikasi dapat menghemat investasi perangkat, karena kemampuan WiMAX dapat melayani pelanggannya dengan area yang lebih luas dan tingkat kompatibilitas lebih tinggi. Selain itu, pasarnya juga lebih meluas karena WiMAX dapat mengisi celah broadband yang selama ini tidak terjangkau oleh teknologi Cable dan DSL (Digital Subscriber Line).
WiMAX salah satu teknologi memudahkan mereka mendapatkan koneksi Internet yang berkualitas dan melakukan aktivitas. Sementara media wireless selama ini sudah terkenal sebagai media yang paling ekonomis dalam mendapatkan koneksi Internet. Area coverage-nya sejauh 50 km maksimal dan kemampuannya menghantarkan data dengan transfer rate yang tinggi dalam jarak jauh, sehingga memberikan kontribusi sangat besar bagi keberadaan wireless MAN dan dapat menutup semua celah broadband yang ada saat ini. Dari segi kondisi saat proses komunikasinya, teknologi WiMAX dapat melayani para subscriber, baik yang berada dalam posisi Line Of Sight (posisi perangkat-perangkat yang ingin berkomunikasi masih berada dalam jarak pandang yang lurus dan bebas dari penghalang apa pun di depannya) dengan BTS maupun yang tidak memungkinkan untuk itu (Non-Line Of Sight). Jadi di mana pun para penggunanya berada, selama masih masuk dalam area coverage sebuah BTS (Base Transceiver Stations), mereka mungkin masih dapat menikmati koneksi yang dihantarkan oleh BTS tersebut.
Selain itu, dapat melayani baik para pengguna dengan antena tetap (fixed wireless) misalnya di gedung-gedung perkantoran, rumah tinggal, toko-toko, dan sebagainya, maupun yang sering berpindah-pindah tempat atau perangkat mobile lainnya. Mereka bisa merasakan nikmatnya ber-Internet broadband lewat media ini. Sementara range spektrum frekuensi yang tergolong lebar, maka para pengguna tetap dapat terkoneksi dengan BTS selama mereka berada dalam range frekuensi operasi dari BTS.
Sistem kerja MAC-nya (Media Access Control) yang ada pada Data Link Layer adalah connection oriented, sehingga memungkinkan penggunanya melakukan komunikasi berbentuk video dan suara. Siapa yang tidak mau, ber-Internet murah, mudah, dan nyaman dengan kualitas broadband tanpa harus repot-repot. Anda tinggal memasang PCI card yang kompatibel dengan standar WiMAX, atau tinggal membeli PCMCIA (Personal Computer Memory Card International Association) yang telah mendukung komunikasi dengan WiMAX. Atau mungkin Anda tinggal membeli antena portabel dengan interface ethernet yang bisa dibawa ke mana-mana untuk mendapatkan koneksi Internet dari BTS untuk fixed wireless.

8. Vendor / Manufactures WiMAX

Berikut adalah perusahaan pembuat perangkat WiMAX

9. WiMAX di Indonesia

Di Indonesia, izin prinsip penyelenggaraan jaringan WiMAX di frekuensi 2,3 GHz diberikan melalui proses lelang yang diselenggarakan oleh Direktorat Jenderal Pos dan Telekomunikasi Depkominfo yang hasilnya diumumkan pada 16 Juli 2009 [1][2]. Hasil lelangnya adalah:








10. Instalasi BS WiMAX










Beberapa kunci penting dalam instalasi Base Station WiMAX dapat di rangkum sebagai berikut,
  • Base Station (BS) biasanya di letakan di atas tower. Kemungkinan ada BS yang membagi peralatannya menjadi Unit Outdoor dan Unit Indoor. Sebagian BS mungkin mempunyai antena yang sudah built-in di dalamnya.
  • Power over Ethernet (PoE) di gunakan pada sebagian BS. Sebagian BS ada yang menggunakan kabel power / listrik langsung masuk ke peralatan BS. Karena menggunakan PoE kemungkinan akan terjadi drop tegangan jika harus dilalukan ke kabel Ethernet yang panjang.
  • Antenna external. Biasanya berupa antena sektoral yang mempunyai gain dan membuat performance sistem jauh lebih bagus di bandingkan dengan antenna omni.
Selanjutnya adalah peralatan pendukung seperti,
  • Router yang akan membagi akses ke beberapa BS jika ada. Untuk instalasi yang sederhana, kita dapat menggunakan hub tanpa router sama sekali. Router juga mengatur akses ke Internet.
  • Kabel anti petir untuk menyalurkan energi petir ke tanah. Kita harus mengisolasi kabel anti petir ini dari tower.
  • Kabel anti petir di masukan ke tanah.
  • Tower juga di grounding ke tanah.



10.1. Instalasi BS WiMAX Hariff

Tampak pada gambar adalah BS produksi Hariff. Kabel pigtail antenna menggunakan coax yang berkualitas baik, seperti, Heliax, terlihat berwarna hitam keluar dari bawah BS dan tampak menggantung di samping BS menuju ke antenna.
Tampak close-up dari kabel antenna dan kabel UTP yang tersambung ke BS. Tampak jelas konektor antenna di lapisi oleh selotape warna hitam untuk melindungi konektor antenna dari gangguan cuaca dan terutama air hujan.
Sebaiknya semua konektor yang ada di antenna semua di bungkus menggunakan selotape listrik yang berwarna hitam untuk melindungi konektor dari cuaca.
Tampak pada gambar adalah instalasi peralatan BS WiMAX yang di pasang pada pipa yang semuanya di pasang pada tower di ketinggian sekitar 70 meter di lokasi percobaan WiMAX milik RISTEK di PUSPIPTEK SERPONG.

10.3. Instalasi BS Airspan LEN

Sebuah BS Airspan LEN tampak dari agak samping. Bracket untuk memegang antenna tampak di belakangnya.
Sebuah BS Airspan LEN tampak bawah. Kabel UTP yang terbungkus dengan kuat tampak keluar dari badan BS Airspan LEN.
Sebuah BS Airspan LEN tampak muka. Tampaknya hanya berbentuk antenna sectoral saja. Padahal di dalamnya terdapat semua peralatan radio dll.
Subscriber Data Adapter (SDA) untuk BS Airspan LEN tampak atas. Di dalam sebuah Subscriber Data Adapter (SDA) [BS]] Airspan LEN adalah hub dan Power over Ethernet.
Subscriber Data Adapter (SDA) untuk BS Airspan LEN tampak atas.
Subscriber Data Adapter (SDA) untuk BS Airspan LEN tampak belakang.

11. Instalasi Tower & Hub di Network Operation Center

Mari kita perhatikan lebih dekat instalasi tower yang digunakan untuk WiMAX. Perlu di catat di sini bahwa tower yang digunakan di sini cukup tinggi sekitar 70 meter yang dibangun secara profesional.

12. Konfigurasi Client WiMAX buatan Hariff

Dalam contoh berikut adalah proses konfigurasi sebuah Subscriber Station (SS) dari Hariff. Proses konfigurasi dilakukan menggunakan interface Web sehingga relatif sederhana.
Untuk dapat masuk ke menu konfigurasi, kita biasanya harus memasukan terlebih dulu username & password.
Biasanya butuh waktu beberapa saat yang tidak terlalu lama untuk Subscriber Station (SS) men-cek username & password yang dimasukan.
Menu pertama / awal yang akan di tampilkan adalah informasi secara umum dari Subscriber Station (SS) yang akan kota konfigurasi. Pada menu awal ini beberapa informasi penting dapat kita lihat di layar, seperti,
Juga berbagai detail informasi dari sambungan antara BS dan SS, seperti,
Konfigurasi radio SS dapat dilakukan melalui menu sebelah kiri, Configuration → WiMAX radio. Kita akan memperoleh menu untuk mengkonfigurasi radio WiMAX. Beberapa parameter yang dapat di konfigurasi adalah,

Konfigurasi jaringan komputer pada SS dapat dilakukan melalui menu sebelah kiri, Configuration → network. Kita akan memperoleh menu untuk mengkonfigurasi jaringan komputer pada SS WiMAX. Beberapa parameter yang dapat di konfigurasi adalah,
Menu lain yang akan sangat berguna adalah menu untuk melakukan alignment (mengarahkan) antenna. Menu alignment ini dapat di lihat pada Home → Utility → RF Alignment. Pada menu RF alignment ini kita dapat melihat secara realtime parameter penting seperti,

12.1. Beberapa fasilitas pendukung konfigurasi SS Hariff

Pada menu konfigurasi SS Hariff terdapat beberapa fasilitas pendukung yang dapat di akses melalui menu Home → Utilities.

Ping adalah salah satu fasilitas pendukung yang tersedia di SS buatan Hariff. Kita cukup masuk ke menu Utilities dan memilih ping.
Untuk melakukan ping, kita dapat memasukan alamat IP mesin yang di tuju dan tekan tombol Ping di bawahnya untuk mencek kondisi sambungan.
Pada menu utility ini terdapat menu untuk manajemen user yang dapat mengkonfigurasi SS. Melalui menu manajemen user ini kita dapat melihat username dan hak akses yang akan di peroleh untuk user tersebut.
Biasanya user admin yang mempunyai hak akses untuk mengkonfigurasi. Sementara user monitor hanya dapat melihat status saja.
Menu yang tidak kalah membantu adalah menu Status kondisi SS. Menu status dapat di akses pada menu Home → Stats. Pada gambar diperlihatkan status Uplink classifier yang diperoleh SS dari BS
Pada menu status ini ada beberapa data statistik yang dapat kita lihat seperti,
  • Konfigurasi IP
  • Free Memory
  • Informasi tentang CPU
  • Informasi tentang memory yang digunakan
  • Informasi tentang uptime
  • Uplink classifier
  • Catatan Error
  • data ifconfig
  • Catatan ARQ
  • Catatan DCD
  • Catatan QOS
dan masih banyak lagi.
Gambar di atas di perlihatkan contoh catatan Error yang dicatat oleh SS. Cukup banyak sebetulnya Error yang akan di catatan oleh SS. Dari catatan Error yang ada akan sangat membantu pada saat kita harus mendeteksi / mengatasi masalah pada saat melakukan konfigurasi jaringan.











































Tidak ada komentar:

Posting Komentar