Teknologi Wireless Masa Kini dan Masa Depan (WiFi, WIMAX & LTE)

 

Teknologi Komunikasi Jaringan saat ini sudah memasuki era Wireless alias Nirkabel atau tanpa kabel. Hal ini disebabkan oleh tuntutan kebutuhan komunikasi data manusia yang perlu mobilitas yang tinggi. Saat ini, orang-orang ingin dapat berkomunikasi data / informasi satu sama lain dimana saja dan kapan saja. Tentu saja hal ini tidak dapat dipenuhi oleh Teknologi jaringan kabel (wired) yang bersifat Fixed atau tidak dapat berpindah-pindah. Kemudian dari masalah-masalah dan kebutuhan tersebut munculah teknologi komunikasi data yang bersifat nirkabel yang dapat digunakan dimana saja dan kapan saja selama kita masih berada di dalam radius jangkauannya, seperti WiFi (Wireless Fidelity), WIMAX dan yang terbaru adalah LTE (Long Term Evolution). Tidak perlu berpanjang lebar lagi basa-basinya, berikut penjelasan dari masing-masing teknologi Komunikasi Wireless tersebut.

 

1. WiFi atau Wireless LAN

WiFi (Wireless Fidelity) atau lebih dikenal dengan Wireless LAN (WLAN) ditujukan untuk menghubungkan beberapa terminal berbasis IP (PC notebook atau PDA) dalam suatu area LAN (Local Area Network). Sehingga dalam implementasinya, WiFi dapat difungsikan untuk mengganti jaringan kabel data (UTP) yang biasanya digunakan untuk menghubungkan terminal LAN.

Wireless LAN merupakan salah satu aplikasi pengembangan wireless untuk komunikasi data. Sesuai dengan namanya Wireless, yang berarti tanpa kabel, WLAN (Wireless Local Area Network) adalah jaringan lokal (dalam satu gedung, ruang, kantor, dsb.—bukan antar kota) yang tidak menggunakan kabel.

Berbagai kombinasi dari wireless, NIC dan Access Point-nya akan memberikan konfigurasi utama untuk network manager dan engineer untuk menciptakan berbagai jenis konfigurasi jaringan.

 

1.1. Arsitektur Wireless LAN

Menurut standar yang diajukan oleh IEEE untuk wireless LAN, ada 2 model konfigurasi utama untuk jaringan ini. Yaitu : ad-hoc dan infrastruktur.

 

Ad-Hoc Wireless LAN

Contoh dari jaringan Ad-Hoc, adalah jaringan yang memiliki konfigurasi peer-to-peer. Untuk sebuah kantor yang tidak terlalu besar dan hanya terdiri atas satu lantai, maka konfigurasi peer-to-peer wireless akan cukup memadai. Peer-to-peer Wireless LAN hanya mensyaratkan wireless NIC dalam setiap device yang terhubung ke jaringan. Disini, kita tidak memerlukan Access Point.

Dengan konfigurasi peer-to-peer ini, maka kita dapat memebentuk sebuah jaringan temporer (penggunaan sewaktu-waktu). Jadi jika sewaktu-waktu kita memerlukan adanya jaringan, dan hanya digunakan pada saat itu saja, kita tidak perlu repot-repot untuk mengurusi kabel-kabel yang akan menghubungkan jaringan kita tersebut, dan membongkarnya kembali ketika sudah tidak memerlukannya lagi.

Jaringan Ad-Hoc

 

Infrastruktur Wireless LAN

Infrasturktur Wireless LAN adalah sebuah konfigurasi jaringan dimana jaringan wireless tidak hanya berhubungan dengan sesama jaringan wireless saja. Akan tetapi, berhubungan juga dengan jaringan wired (kabel). Agar jaringan wireless dapat terhubung dengan jaringan wired, maka disini digunakan Access Point.

Jaringan Infrastruktur

 

Terdapat 2 model arsitektur Wireless LAN (WLAN) infrastruktur, yaitu Basic Service Set (BSS) dan Extended Service Set (ESS).

 

Basic Service Set (BSS)

Basic Service Set, satu set station yang berkomunikasi pada kanal yang sama dan area yang sama. Basic Service Set merupakan suatu konfigurasi wireless LAN dimana terdapat sebuah access point terhubung pada jaringan wired dan station wireless. Basic Service Set terdiri dari hanya satu access point dan satu atau lebih wireless client, seperti terlihat pada gambar dibawah ini.

 

Extended Service Set (ESS)

Extended Service Set, beberapa BSS membentuk ESS melalui jaringan kabel, atau bisa juga dengan antena directional. Extended Service Set didefinisikan sebagai sebuah konfigurasi Wireless LAN (WLAN) yang terdiri dari dua atau lebih Basic Service Set (BSS) yang terhubung menjadi satu dalam suatu Distribution System (DS). Suatu sistem ESS sedikitnya memiliki dua Access Point, hal ini menyebabkan jangkauan area dari sistem wireless tersebut menjadi luas.

 

 

1.2. Komponen Wireless LAN

Komponen Wireless LAN terdiri dari perangkat berikut ini :

 

Access Point

Pada wireless LAN, device transceiver disebut sebagai Access Point (AP), dan terhubung dengan jaringan kabel (wired) pada suatu lokasi yang  tetap. Tugas dari Access Point adalahmengirim dan menerima data serta berfungsi sebagai buffer data antara wireless LAN dengan wired LAN.

Suatu Access Point dapat melayani sejumlah user (tergantung metode akses yang digunakan) untuk jarak sampai ratusan kaki (feet/ft). Umumnya antena Access Point ditempatkan pada langit-langit ruangan, atau dimanapun tergantung pada cakupan yang diinginkan.

Penggunaan Access Point dapat meningkatkan cakupan jaringan. Jarak jengkauan dapat mencapai hingga ratusan meter.

Client dan Access Point

Roaming adalah kemampuan client untuk berpindah tanpa kehilangan kontak dengan jaringan.

Multiple Access Point dan Roaming

 

Extension Point

Untuk mengatasi berbagai problem khusus dalam topologi jaringan, designer dapat menambahkan extension point untuk menambah cakupan jaringan. Extension Point hanya berfungsi layaknya repeater untuk client ditempat yang lebih jauh.

Penggunaan Extension Port

 

Antena

Antena merupakan alat untuk mentransformasikan sinyal radio yang merambat pada sebuah konduktor menjadi gelombang elektromagnetik yang merambat diudara. Antena memiliki sifat resonansi sehingga antena dapat beroperasi pada daerah tertentu. Ada dua tipe antena yang dapat mendukung implementasi WLAN, yaitu Antena Omnidirectional dan Antena Directional.

 

Antena Omnidirectional

Yaitu jenis antena yang memiliki pola pancaran sinyal kesegala arah dengan daya yang sama. Keuntungan dari antena jenis ini adalah dapat melayani jumlah pengguna yang lebih banyak. Namun, kesulitannya adalah pola pengalokasian frekuensi pada setiap sel agar tidak terjadi interferensi.

Penggunaan Antena Omnidirectional

 

Antena Directional

Yaitu antena yang meiliki pola pemancaran sinyal dengan satu arah tertentu. Antena ini idealnya digunakan sebagai penghubung antar gedung untuk daerah yang mempunyai konfigurasi cakupan area yang kecil seperti pada lorong-lorong yang panjang.

Penggunaan Antena Directional

 

Wireless LAN Adapter

User mengakses wireless LAN melewati wireless LAN Adapter, yang diimplementasikan sebagai card PC pada notebook (PCMIA Card) atau sebagai card pada PC. Wireless LAN Adapter berfungsi sebagai inteface antara sistem operasi jaringan client dengan format interface udara yang digunakan.

Hardware wireless LAN yang ada dipasaran saat ini berupa :

- PCI

- USB

- PCMIA

- Compact Flash

- Embeded (tertanam) di Notebook atau PDA atau HP

Wireless LAN Card dalam bentuk USB

 

1.3. Standard / Spesifikasi WLAN

WiFi dirancang berdasarkan spesifikasi IEEE 802.11. Saat ini ada empat variasi dai 802.11, yaitu: 802.11a, 802.11b, 802.11g, dan 802.11n. Spesifikasi b merupakan produk pertama WiFi.

Spesifikasi Wireless LAN

 

Versi WiFi yang paling luas sekarang ini (berdasarkan IEEE 802.11b/g) beroperasi pada 2.400 MHz sampai 2.483,50 MHz (2,4 GHz). Dengan begitu, frekuensi operasi meliputi 11 channel, berpusat di frekuensi berikut :

-> Channel 1 - 2.412 MHz

-> Channel 2 - 2.417 MHz

-> Channel 3 - 2.422 MHz

-> Channel 4 - 2.427 MHz

-> Channel 5 - 2.432 MHz

-> Channel 6 - 2.437 MHz

-> Channel 7 - 2.442 MHz

-> Channel 8 - 2.447 MHz

-> Channel 9 - 2.452 MHz

-> Channel 10 - 2.457 MHz

-> Channel 11 - 2.462 MHz

 

IEEE 802.11

Standar 802.11 adalah standar pertama yang menerangkan tentang pengoperasian Wireless LAN. Standar ini berisis semua teknologi transmisi yang tersedia termasuk di dalamnya Direct Sequence Spread Spectrum (DSSS), Frequency Hopping Spread Spectrum (FHSS) dan Infrared. IEEE 802.11 adalah satu dari dua standar yang menerangkan tentang pengoperasian dari Frequency Hopping pada sistem Wireless LAN. Standar 802.11 juga menerangkan penggunaan dari sistem FHSS pada 1 dan 2 Mbps. 802.11 Compliant Product beroperasi pada 2,4GHz ISM Band antara 2.400 MHz dan 2.483,50 MHz

 

IEEE 802.11b

Digunakan mulai akhir tahun 1999 dengan menggunakan frekuensi 2,4GHz. Maksimum bandwidth yang bisa dicapai adalah 11 Mbps (Megabit per Second). Pada koneksi ini, modulasi yang digunakan adalah DSSS. Kanal yang tidak overlapping berjumlah 3, yaitu kanal 1, kanal 6, dan kanal 11. Protokol ini kompatibel dengan tipe 802.11g jika tipe 802.11g beroperasi pada mode mixed.

 

IEEE 802.11a

Digunakan mulai akhir 2001 dengan menggunakan frekuensi 5GHz. Maksimum bandwidth yang bisa dicapai adalah 54Mbps. Sementara modulasi sinyal yang digunakan adalah OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing). Kanal yang tidak overlapping berjumlah 12 (bisa lebih) dan tipe ini tidak kompatibel dengan 802.11b maupun 802.11g

 

IEEE 802.11g

Digunakan mulai pertengahan 2003 dengan menggunakan frekuensi 2,4GHz. Maksimum bandwidth yang bisa dicapai sebesar 54Mbps. Modulasi yang digunakan adalah OFDM. Kanal yang tidak overlapping berjumlah tiga buah. Protokol ini kompatibel dengan tipe 802.11b.

 

IEEE 802.11n

802.11n merupakan pengembangan dari versi 802.11 sebelumnya, dengan menambahkan teknologi multiple-input multiple-output (MiMo). 802.11n beroperasi pada band antara 2,4 ghz dan lebih rendah dari 5 Ghz. IEEE telah menyetujui amandemen tersebut dan diterbitkan pada tanggal Oktober 2009. Sebelum ratifikasi dirampungkan, perusahaan - perusahaan sudah mulai migrasi ke jaringan 802.11n berdasarkan sertifikasi Wi-Fi Alliance's sesuai dengan draft 2007 proposal 802.11n.

 

1.4. Aplikasi Wireless LAN

Secara umum, aplikasi Wireless LAN dapat dibedakan menjadi dua macam, yaitu indoor dan outdoor. Di area indoor Wireless LAN banyak digunakan diarea perkntoran (ruang rapat, ruang kerja), kampus (perpustakaan, ruang seminar, ruang kelas), hot spot (kafe, executive longue, ruang tunggu, kantin). Sedangkan outdoor Wireless LAN banyak dipakai untuk menghubungkan antar gendung, jaringan di taman, perkotaan, tempat parkir, dan lain sebagainya.

Penggunaan / Pengaplikasian Wireless LAN

 

2. WIMAX

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 802.11dengan 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 :

standar-standar yang ada dengan spesifikasi yang mendukung komunikasi sampai tingkat MAN disatukan dengan standar WiMax.

 

Kedua standar yang disatukan ini merupakan standar teknis yang memiliki spesifikasi yang sangat cocok untuk menyediakan koneksi berjenis broadband 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 produk-produknya.

Berbeda dengan WiFi yang hanya mencakup jaringan local yang kecil, kurang dari 50 meter, teknologi untuk WiMax sangat cocok untuk jaringan geografis yang luas hingga ratusan kilometer. Gambar 3.2.1 menggambarkan perubahan ukuran jaringan, teknologi WiMax mencakup : Wide Area Networks (WAN) dan Metropolitan Area Networks (MAN). Teknologi Local Area Network (LAN) seperti WiFi telah sukses mengantarkan data untuk jarak kurang dari 50 meter dan Personal Area Networks (PAN) seperti teknologi Bluetooth untuk jarak sekitar kurang dari 10 meter.

Beberapa sumber mengartikan Teknologi WIMAX sebagai berikut:

 

- WiMax (Worldwide Interoperability for Microwave Access) adalah standar Broadband Wireless Access dengan kemampuan menyediakan layanan data berkecepatan tinggi. Teknologi WiMax merupakan pengembangan dari tekologi WiFi yang didesain untuk kondisi non-LOS (non-Line Of Sight).

- WiMax adalah standard Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE, lihat http://www.ieee.org), yaitu 802.16-2004 (aplikasi fixed wireless) dan 802.16e-2005 (mobile wireless). - [http://wimax.com]

- WiMax adalah sebuah nama dagang sebuah rumpun teknologi Metropolitan Area Network (MAN) yang diprommosikan oleh WiMax Forum, yaitu kelompok vendor yang mengembangkan dan memproduksi peralatan yang mengimplementasikan standar IEEE seri 802.16. Atau WiMax juga dapat lebih dikenal dengan sebutan family of standards. Yang saling tidak kompatibe, seperti halnya keluarga standard 3G ITU-IMT2000 (International Telecommunication Union, International Mobile Telecommunication). - [Kelompok Keahlian Teknologi Informasi ITB]

- WiMax merupakan salah satu teknologi yang mampu memberikan layanan data dengan kecepatan sampai dengan132 Mbps. Yang menggunakan standard IEEE 802.16, 802.16a (Fixed Wireless Access), 802.16e (Mobile Wireless Access) Yang dimana dengan kecepatannya tersebut maka standard IEEE 802.16 dapat digunakan untuk hubungan antar backhaul yang bersifat line if sight (LOS). Sedangkan standard IEEE 802.16a mampu memberikan kecepatan akses17Mbps sampai dengan 70Mbps yang akan digunakan untuk link antar sel dalam satu cluster, serta hubungan Base Station sampai kesisi user. - [Wireless MAN Planning Using WiMax – STT Telkom]

 

2.1 Standar IEEE 802.16 (Standarisasi WIMAX)

Pada awalnya standard IEEE 802.16 beroperasi pada 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 2–11GHz, sehingga mudah diatur. Dan tidak memerlukan line-of-sight. Cakupan area yang dapat dicoverage sekitar 50km dan kecepatan transfer data sebesar 70Mbps. Pengguna tidak akan kesulitan dalam mengulur berbagai macam kabel. Apalagi WiMax mampu menangani hingga ribuan pengguna sekaligus.

 

2.2 Ide Kemunculan WIMAX

Banyak pencicilan untuk pembentukan WiMAX Forum^TM u2122 dan anggota pendiri WiMAX Forum, yang berkomitmen awal untuk proses menciptakan sebuah badan standar kolaboratif. Sebagai anggota pendiri WiMAX Forum, Intel diakui bahwa ekosistem yang berkembang dengan baik yang diperlukan untuk mendorong adopsi dan dengan demikian mendorong lebih rendah biaya hardware. Intel ini juga berperan dalam mendapatkan silikon lain produsen chip terlibat produk yang akan membentuk inti dari teknologi WiMAX.

 

2.3 Elemen dan Konfigurasi 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.

 

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

 

Antena

Antena yang berbeda jenis yang dirancang untuk aplikasi yang berbeda.

 

Antena WiMAX, seperti antena mobil radio, telepon seluler, FM radio atau TV, dirancang untuk mengoptimalkan kinerja untuk aplikasi tertentu. Gambar di atas menggambarkan tiga jenis utama dari antena digunakan dalam penyebaran WiMAX. Dari atas ke bawah omni directional, sektor dan panel antena masing-masing memiliki fungsi khusus. Antena yang dipakai di BS dapat berupa sektor 60°, 90°, atau 120° tergantung dari area yang akan dilayani.

 

Omnidirectional Antenna

Omni directional antennadigunakan untuk point-to-multipoint konfigurasi. Kelemahan utama dengan omni directional antenna adalah bahwa energi yang sangat menyebar dalam luas-casting 360 derajat. Ini membatasi jangkauan dan kekuatan sinyal pada akhirnya. Omni directional antenna baik untuk situasi di mana terdapat banyak pelanggan yang terletak sangat dekat dengan stasiun base. Contoh omni directional aplikasi adalah hotspot WiFi yang mana kisaran berjarak kurang dari 100 meter dan pelanggan terkonsentrasi di daerah kecil

 

Sector Antenna

Sebuah antena sektor, dengan memfokuskan sinar di area yang lebih terfokus, menawarkan berbagai dan throughput dengan energi yang lebih besar. Banyak operator akan menggunakan sektor antena untuk menutupi 360-derajat cakupan daripada menggunakan antenna Wireless omni directional karena unggul per-formance sektor antena selama omni directional antena.

Panel Antenna

Antena panel ini biasanya panel datar sekitar satu kaki persegi. Mereka juga dapat konfigurasi yang mana berpotensi WiMAX radio yang terkandung dalam kandang persegi antena. Konfigurasi seperti yang didukung melalui kabel Ethernet yang menghubungkan kombinasi radio/antena ke jaringan lebih luas. Sumber daya yang dikenal sebagai Power over Ethernet (PoE). Ini arus penyebaran karena tidak perlu rumah radio di kandang yang terpisah, tahan cuaca jika di luar ruangan atau di dalam lemari kabel jika di dalam ruangan. Konfigurasi ini juga dapat sangat berguna untuk relay.

 

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.

 

Point-to-point (P2P)

Point-to-point digunakan dimana terdapat dua poin menarik, yaitu satu pengirim dan satu penerima. Ini juga merupakan sebuah skenario untuk backhaul atau transportasi dari sumber data (data center, fasilitas co-lo, serat POP, kantor pusat, dll) untuk pelanggan atau untuk titik untuk distribusi menggunakan titik multipoint arsitektur. Radio backhaul terdiri dari sebuah industri mereka sendiri dalam industri nirkabel. Sebagai arsitektur panggilan untuk berkas yang sangat terfokus antara dua titik berbagai dan throughput titik-ke titik radio akan lebih tinggi dari produk point-to-multipoint.

 

 

Point-to-Multipoint (PMP)

Seperti yang terlihat pada gambar di atas, point-to-multipoint ini identik dengan distribusi. Satu stasiun base bisa Layanan ratusan pelanggan yang berbeda dalam hal bandwidth dan layanan yang ditawarkan.

 

Line of sight (LOS) atau Non-line of sight (NLOS)?

Sebelumnya teknologi nirkabel (LMDS, MMDS misalnya) tidak berhasil di pasar massal seperti mereka tidak bisa memberikan layanan dalam skenario bebas-line-of-sight. Ini terbatas jumlah pelanggan yang mereka bisa mencapai dan mengingat tingginya biaya stasiun base dan CPE, rencana bisnis mereka gagal. WiMAX fungsi terbaik di garis pandang situasi, tidak seperti teknologi itu sebelumnya, menawarkan rentang yang dapat diterima dan throughput untuk pelanggan yang tidak line of sight pada stasiun base. Bangunan antara stasiun base dan pelanggan mengurangi berbagai throughput, tetapi di lingkungan perkotaan, sinyal masih akan cukup kuat untuk memberikan layanan yang memadai. Mengingat WiMAX memiliki kemampuan untuk memberikan layanan bebas-line-of-sight, penyedia layanan WiMAX dapat mencapai banyak pelanggan di bangunan perkantoran tinggi untuk mencapai harga murah per pelanggan karena begitu banyak pelanggan dapat dicapai dari satu base station.

 

2.4 Varian - varian WIMAX

Varian-varian WiMax dimaksudkan untuk mengembangkan performance dan kemampuan 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 protkol-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 berikut ini :

Varian-varian standar IEEE 802.16

 

2.5 Teknologi Mobile WIMAX

Mobile WiMAX merupakan solusi broadband wireless yang memungkinkan konfergensi jaringan mobile dan fixed broadband melalui satu teknologi akses radio yang luas dan arsitektur jaringan yang fleksibel. Air interface pada Mobile WiMAX menerapkan Orthogonal Frequency Division Multiple Access (OFDMA) untuk memperoleh performa multi-path yang lebih baik pada lingkungan yang Non Line Of Sight (NLOS). Untuk mendukung bandwidth kanal yang berkembang (scalable) dari 1,25 MHz ke 20 MHz, IEEE 802.16e mengenalkan Scalable-OFDMA (SOFDMA), Mobile Technical Group (MTG) pada WiMAX Forum sedang mengembangkan profil sistem Mobile WiMAX yang memungkinkan sistem mobile dikonfigurasikan.

Profil Sistem Mobile WIMAX

 

Arsitektur Mobile WiMAX

Menurut WiMAX Forum, arsitektur Mobile WiMAX terdiri dari 3 bagian pokok, yaitu:

• User Terminal yang digunakan oleh end-user untuk mengakses jaringan.

• Access Service Network (ASN) yang terdiri dari satu atau lebih BS dan satu atau lebih ASN gateway yang membentuk jaringan akses radio.

• Connectivity Service Network (CSN) yang menyediakan konektivitas IP dan semua fungsi core Network Internet Protocol.

Arsitektur Mobile WIMAX

 

Network Working Group (NWG) WiMAX Forum merupakan organisasi yang mempunyai kewenangan untuk merancang arsitektur jaringan dan protocol Mobile WiMAX dengan air interface yang telah distandarkan oleh IEEE 802.16e. WiMAX NGW mendefinisikan beberapa entity dalam jaringan Mobile WiMAX:

• Base Station (BS)

Base Station memiliki fungsi utama yaitu membangun hubungan dengan mobile station. BS juga memiliki fungsi lain yaitu mengatur micromobility management seperti proses handover, radio resource management.

• Access Service Network - Gateway (ASN-GW)

ASN-GW berfungsi untuk mengatur location management dan paging intra-ASN, mengatur AAA pelanggan, serta menjalankan fungsi mobile IP.

• Connectivity Service Network (CSN)

Berfungsi menyediakan konektivitas ke internet, ASP dan fungsi jaringan umum lainnya.

 

2.6 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. Hasil lelangnya adalah:

Hasil Lelang WIMAX

 

3. LTE (Long Term Evolution)

Istilah LTE pertama kali diperkenalkan oleh 3GPP untuk memulai tahap evolusi berikutnya dalam sistem komunikasi mobile yang berdasarkan pada teknologi Orthogonal Frekuensi Division Multiplexing (OFDM). LTE digunakan untuk menyediakan solusi all-IP pada arsitektur jaringannya. LTE memiliki kemampuan untuk beroperasi pada mode FDD ataupun TDD. Tidak seperti UMTS, LTE tidak mendukung soft andover. LTE memberdayakan operator untuk mencapai tingkat puncak uplink dan downlink, meningkatkan efisiensi spektrum, dan mengurangi CAPEX dan OPEX.Jaringan inti LTE didasarkan padasolusi all-IP, dan tidak seperti GSM/UMTS, tidak ada elemen jaringan yang terpisah.Pada LTE circuit-switching hadir dijaringan inti. Perubahan siginifikan dibandingkan standar sebelumnya meliputi 3 hal utama, yaitu air interface, jaringan radio serta jaringan core.

Menurut IMT Advanced (International Mobile Telecommunications Advanced), LTE tidak sepenuhnya sesuai dengan persyaratan 4G. Layanan LTE pertama di dunia dibuka oleh TeliaSonera di dua kota Skandinavia yaitu Stockholm dan Oslo pada 14 Desember 2009. LTE adalah satu set perangkat tambahan ke Universal Mobile Telecommunications System (UMTS) yang diperkenalkan pada 3rd Generation Partnership Project (3GPP) Release 8 dan juga merupakan evolusi teknologi 1xEV-DO sebagai bagian dari roadmap standar 3GPP2.

Teknologi LTE sendiri merupakan pengembangan teknologi dari aplikasi GSM dan CDMA yang sudah ada di Indonesia saat ini. Bila pada GSM (2G), berevolusi menjadi GPRS (2,5G), yang dilanjutkan dengan EDGE, serta EDGE Evolved. Maka di WCDMA (3G), berevolusi menjadi HSPA (3,5G) dan HSPA+, maka solusi berikutnya adalah penggunaan LTE yang mempunyai layanan kapasitas gigabytes di atas semuanya.

Evolusi system komunikasi 3GPP

 

LTE juga secara dramatis menambah kemampuan jaringan untuk mengoperasikan fitur Multimedia Broadcast Multicast Service (MBMS), bagian dari 3GPP Release 6, dimana kemampuan yang ditawarkan dapat sebanding dengan DVB-H dan WiMAX .LTE dapat beroperasi pada salah satu pita spektrum seluler yang telah dialokasikan yang termasuk dalam standar IMT-2000 (450, 850, 900, 1800, 1900, 2100 MHz) maupun pada pita spektrum yang baru seperti 700 MHz dan 2,5 GHz.

Sesuai spesifikasi release 8, jaringan inti yang berkembang dikenal sebagai EPC, dan menyediakan jaringan inti all-IP untuk LTE. Berbeda dengan multidomain jaringan inti UMTS (packet-switched dan circuit-switched), EPC menggunakan domain IP tunggal paket-switched. Sebuah domain IP tunggal dalam jaringan inti secara signifikan meningkatkan kinerja jaringan untuk layanan real time dan non real-time. EPC memfasilitasi koneksi IP end-to-end dari UE untuk setiap perangkat akhir atau pada jaringan. Menurut spesifikasi 3GPP, sebuah EPC terdiri dari bagian-bagian berikut :

- Mobility Management Entity (MME)

- Serving Gateway (SG)

- Packet Data Network (PDN) Gateway (PGW)

- Policy and Charging Rules Function (PCRF)

- Home Subscription Server (HSS)

Evolusi Jaringan 3G ===> LTE

 

3.1 Tujuan Desain LTE

LTE Physical Layer (PHY) di desain dengan tujuan sebagai berikut :

1. Mendukung skalabilitas bandwidth 1.25, 2.5, 5.0, 10.0, dan 20.0 MHz

2. Tingkat petak data berskala dengan sistem bandwidth

a. Downlink (2 Ch MIMO) peak rate 100 Mbps pada Channel 20 MHz

b. Uplink (Single Ch Tx) peak rate 50 Mbps pada Channel 20 MHz

3. Konfigurasi Antenna Pendukung

a. Downlink: 4x2, 2x2, 1x2, 1x1

b. Uplink: 1x2, 1x1

4. Efisiensi Spektrum

a. Downlink: 3 to 4 x HSDPA Rel. 6

b. Uplink: 2 to 3 x HSUPA Rel. 6

5. Latency

a. C-Panel: <50 - 100 msec untuk membangun U-Plane

b. U-Panel: <10 msec dari UE ke server

6. Mobility

a. Optimal untuk Low Speed (<15 Km/h)

b. Performansi yang tinggi pada kecepatan sampai 120 Km/h

c. Pemeliharaan hubungan pada kecepatan sampai 350 Km/h

7. Cakupan/Jangkauan

a. Full Peformance sampai 5 km

b. Sedikit penurunan kinerja pada 5 - 30 km

c. Operasi sampai 100 km tidak harus dihalangi oleh standar

 

Ada empat teknologi kunci yang membuat LTE dapat memberikan kemampuan lebih, yaitu:

- Orthogonal frequency division multiple access-OFDMA (DL) / Single carrier frequency division multiple access-SC-FDMA (UL) - Selain teknik modulasi yang robust, OFDMA dapat meningkatkan spektral efisiensi sedangkan SC-FDMA memiliki keunggulan dalam efisiensi daya. Selain itu, penggunaan kedua teknik multiple access tersebut membuat rancangan Rx lebih sederhana sehingga harga user equipment (UE) menjadi lebih murah.

TeknologiLTE Menggunakan OFDM-based pada suatu air interface yang sepenuhnya baru yang merupakan suatu langkah yang radikal dari 3GPP. Merupakan pendekatan evolusiner berdasar pada  peningkatan advancedari  CDMA.

Teknologi OFDM-based dapat mencapai data rates yang tinggi dengan implementasi yang lebih sederhana menyertakan biaya relatif lebih rendah dan efisiensi konsumsi energi pada perangkat kerasnya.

Orthogonal Frequency Division Multiple Access (OFDMA)

 

- LTE mendukung teknik MIMO untuk mengirimkan data pada sinyal path secara terpisah yang menduduki bandwidth RF yang sama pada waktu yang sama, sehingga dapat mendorong pada peningkatan data rates dan throughput. Sistem antena MIMO merupakan metode pada suatu layanan broadband sistem wireles memiliki kapasitas lebih tinggi serta memiliki performa dan keandalan yang lebih baik.

MIMO adalah salah satu contoh teknologi dengan kualitas yang baik dari LTE pada kecenderungan teknologi yang berkembang saat ini. Saat ini fokus adalah untuk menciptakan frekuensi yang dapat lebih efisien. Teknologi seperti MIMO dapat menghasilkan frekuensi yang efisien yaitu dengan mengirimkan informasi yang sama dari dua atau lebih pemancar terpisah kepada sejumlah penerima, sehingga mengurangi informasi yang hilang dibanding bila menggunakan system transmisi tunggal. Pendekatan lain yang akan dicapai pada system MIMO adalah  teknologi beam forming yaitu mengurangi gangguan interferensi dengan cara mengarahkan radio links pada penggunaan secara spesifik.

- Flat IP Architecture

- Peningkatan spesifikasi pada elemen Radio Access Network (RAN) dan Radio Access Control (RAC) untuk meningkatkan performansi jaringan. Penggunaan OFDM dan MIMO yakni untuk mendukung berbagai kondisi, seperti mobilitas pengguna, baik yang bergerak dengan kecepatan tinggi (mobile) atau pun yang berkecepatan rendah (nomadic), jenis trafik (data atau suara), atau batasan cakupan (cellcentre/boundary), maka dikembangkanlah teknik-teknik yang mengkombinasikan beberapa akses jamak (hybrid multiple access).

 

3.2 Arsitektur LTE

Arsitektur UMTS dan LTE

 

LTE release 8 sangat terkait dengan evolusi arsitektur 3GPP yang disebut proyek system architecture evolution (SAE) yang menghasilkan Evolved Packet System (EPS). EPS terdiri atas evolved packet core (EPC) dan Evolved UTRAN (E-UTRAN). EPC dapat pula terhubung ke jaringan radio akses lain baik yang menggunakan standar 3GPP maupun bukan 3GPP.

Logical Nodes dan koneksi interface antar node yang diperlukan untuk menggelar jaringan LTE. Beberapa node dan element interface lain diperlukan untuk koneksi antara LTE dengan jaringan lain seperti interoperability ke jaringan 2G/3G. Secara keseluruhan jaringan arsitektur LTE sama dengan teknologi GSM dan UMTS. Secara mendasar, jaringan di bagi menjadi bagian jaringan radio dan bagian jaringan inti. Walaupun begitu, jumlah bagian jaringan logis dikurangi untuk melangsingkan aristektur secara keseluruhan dan mengurangi biaya serta latensi di dalam jaringan.

 

3.3 Fitur -Fitur dan Layanan LTE

Fitur -fitur yang ada pada LTE

Layanan LTE

 

3.4 Kekurangan Teknologi LTE

Kekurangan yang dimiliki oleh teknologi LTE antara lain adalah biaya untuk infrastruktur jaringan baru realtif mahal. Selain itu jika jaringan harus diperbaharui maka peralatan baru harus diinstal.

Selain itu teknologi LTE menggunakan MIMO (Multiple Input Multiple Output), teknologi yang memerlukan antena tambahan pada pancaran pangakalan jaringan untuk transmisi data. Sebagai akibatnya jika terjadi pembaharuan jaringan maka pengguna perlu memebeli mobile device baru guna mengguna infrastruktur jaringan yang baru.

 

3.5 LTE di Indonesia

Teknologi LTE yang telah diuji coba oleh beberapa operator di Indonesia bukanlah merupakan teknologi 4G yang sebenarnya. Teknologi yang telah diuji coba di Indonesia merupakan LTE release – 8 yang baru memenuhi spesifikasi 3GPP tapi belum memenuhi spesifikasi IMT-advanced.

3 operator yang sudah tercatat melakukan uji coba teknologi LTE adalah Telkomsel, Indosat dan XL Axiata. Walaupun begitu LTE bisa diturunkan kepasaran kurang lebih sekitar dua tahun lagi. Mengingat pemerintah yang sedang berkonsentrasi kepada teknologi WiMAX yang baru-baru ini diadopsi Indonesia.