WiMAX“Worldwide Interoperability for Microwave Access”

Disusun oleh :

Satria Khalif Isnain 4.35.10.0.20

Siti Rahayu 4.35.10.0.21

Zulhan Dwi Ikhsani 4.35.10.0.24

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO

PROGRAM STUDI JARINGAN RADIO DAN KOMPUTER

POLITEKNIK NEGERI SEMARANG

TAHUN 2011/2012

KATA PENGANTAR

Puji syukur kami panjatkan kehadirat Allah SWT atas segala segala limppahan

rahmat dan hidayah-Nya, sehingga kami dapat menyelesaikan Tugas Kewarganegaraan

mengenai “WiMAX”. Makalah ini dibuat untuk memenuhi tugas akhir semester 3 dan

mempelajari tentang perkembangan komunikasi radio WiMAX. Materi dalam makalah

ini kami ambil dari e-book dan sumber-sumber lain yang berkaitan dengan penjelasan

materi tersebut.

Terwujudnya makalah ini tidak terlepas dari banyaknya hambatan yang telah kami

lalui. Atas bantuan dari berbagai pihak dan sumber-sumber yang tidak dapat penulis

sebutkan satu per satu makalah ini dapat diselesaikan dengan baik. Oleh karena itu kami

ingin mengucapkan terima kasih kepada:

1. Allah SWT yang telah memberikan rahmat dan hidayah, sehingga penulis dapat

menyelesaikan makalah ini.

2. Bapak Slamet Widodo selaku Dosen Komunikasi Radio yang telah membimbing

kami dalam penyusunan makalah ini.

3. Dan seluruh teman-teman yang sudah membantu kami menyelasaikan tugas ini.

Penyusun berharap makalah ini dapat memberi manfaat bagi semua pihak

terutama bagi generasi muda pada umumnya dan para pembaca yang budiman pada

khususnya.

Semarang, Desember 2011

Penyusun

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL................................................................................i

KATA PENGANTAR.............................................................................ii

DAFTAR ISI............................................................................................iii

BAB I PENDAHULUAN........................................................................1

A. Latar Belakang......................................................................................2

B. Rumusan Masalah.................................................................................2

BAB II PEMBAHASAN.........................................................................3

A. WiMAX secara Umum.........................................................................3

B. Standar yang digunakan pada WiMAX................................................7

C. Arsitektur WiMAX...............................................................................6

1. OFDM dan OFDMA pada Komunikasi.........................................6

2. Sub-Kanalisasi (Sub-Channelization)............................................11

3. Modulasi Adaptif (Adaptive Modulation).....................................11

4. Keamanan WiMAX.......................................................................11

D. Quality of Service (Kualitas Pelayanan)...............................................13

E. Protokol Standar untuk WiMAX..........................................................15

F. Topologi Jaringan WiMAX..................................................................17

G. Prinsip Kerja WiMAX..........................................................................19

BAB III PENUTUP.................................................................................21

A. Kesimpulan...........................................................................................21

B. Saran.....................................................................................................22

DAFTAR PUSTAKA..............................................................................23

BAB I

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Kebutuhan layanan data multimedia yang semakin besar dalam teknologi

wireless access untuk suara, gambar, internet telah mendorong perkembangan

teknologi informasi, komputer dan telekomunikasi. Salah satunya adalah layanan

pita lebar (broadband) untuk komunikasi nirkabel yang kecepatannya dapat

mencapai ratusan bit per detik. Ada beberapa alasan untuk menggelar akses nirkabel

pita lebar atau BWA (Broadband Wireless Access) yaitu karena bersifat fleksibel,

efisien dan efektif dari segi biaya. Beberapa teknologi BWA yang telah digelar

seperti teknologi 3G (Third Generation) GSM yang bebasis WCDMA (Wideband

Code Division Multiple Access) yang berasal dari standar UMTS (Universal Mobile

Telecommunication Service), dan Wi-Fi yang berasal dari standar IEEE 802.11.

Teknologi 3G adalah teknologi layanan akses seluler yang bergerak (mobile) dimana

ia dapat menyediakan layanan internet pita lebar dan video telefoni, sedangkan

teknologi Wi-Fi adalah layanan akses tetap (fixed access) untuk internet dalam

jangkauan yang tidak terlalu jauh. Teknologi broadand yang semakin berkembang

telah memunculkan teknologi yang bernama WiMAX yang telah menjadi popular

dalam beberapa tahun ini. WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave

Access) mempunyai potensi untuk menggantikan sejumlah infrastruktur

telekomunikasi yang ada. Dalam konfigurasi fixed wireless, WiMAX dapat

menggantikan jaringan copper wire perusahaan telepon, maupun infrastruktur

coaxial cable TV kabel yang juga menawarkan pelayanan Internet Service Provider

(ISP). Dalam telekominikasi mobile, WiMAX sangat potensial untuk menggantikan

jaringan seluler. WiMAX mempunyai jangkauan yang luas tetapi tidak membatasi

akses internet broadband, Voice over Internet Protocol (VoIP) sebagai pengganti

perusahaan telepon, Internet Protocol Television (IPTV) sebagai pengganti TV

kabel, pelayanan mobile telephone, mobile data TV. Yang menjadikan WiMAX

semakin popular pada beberapa tahun terakhir ini adalah kemampuan transmisi

datanya yang berkecepatan tinggi dan mempunyai jangkauan yang lebih luas jika

dibandingkan dengan teknologi broadband wireless yang ada sebelumnya. Oleh

karena itu, dalam makalah ini akan dibahas lebih lanjut mengenai teknologi

WiMAX tersebut.

B. Rumusan Masalah

Dalam makalah ini terdapat beberapa masalah yang akan dibahas. Yang menjadi

rumusan masalah dalam makalah ini adalah sebagai berikut :

1. Bagaimanakah WiMAX secara umum?

2. Apa standar yang digunakan dalam WiMAX dan bagaimana perkembangannya?

3. Bagaimanakah arsitektur WiMAX?

4. Bagaimana QoS pada WiMAX?

5. Bagaimanakah protokol standar untuk WiMAX?

6. Bagaimana topologi yang digunakan pada WiMAX?

7. Bagaimanakah prinsip kerja WiMAX?

BAB II

PEMBAHASAN

A. WiMAX secara Umum

WiMAX atau Worldwide Interoperability for Microwave Access adalah sebuah

teknologi wireless yang mengoptimalkan pelayanan IP centric untuk daerah yang

luas, WiMAX merupakan evolusi dari teknologi BWA, oleh karena itu WiMAX

sering disebut dengan teknologi koneksi broadband yang memiliki kecepatan akses

yang tinggi dan jangkauan yang luas. WiMAX menggunakan standar IEEE 802.16

dan variannya yang kemudian dikembangkan oleh forum gabungan antar

perusahaan-perusahaan dunia terkait, atau yang disebut dengan WiMAX Forum.

Seperti yang telah disebutkan bahwa teknologi WiMAX mempunyai keunggulan

dibandingkan dengan teknologi sebelumnya. Keunggulan WiMAX yaitu :

1. Area yang dijangkau lebih luas, maksimal mencapai 50 km.

2. Wilayah pasar WiMAX jauh lebih luas.

3. Kecepatan data bisa mencapai 70 Mbps.

Pada sistem komunikasi wireless telah dikenal kondisi LOS dan NLOS yang

berkaitan dengan daerah pancar antara BS dan SS. Selain kecepatan transmisinya

yang lebih cepat dan jangkauannya yang lebih luas, keunggulan lain dari WiMAX

adalah dapat menjangkau daerah yang berada dalam kondisi NLOS. Kemampuan

NLOS pada WiMAX ditunjang oleh penerapan beberapa inovasi teknologi antara

lain adalah :

1. Teknologi OFDM dan sub-kanalisasi (Sub-Channelization)

2. Antena direksional (directional antenna)

3. Diversitas pada transmitter dan receiver (transmit and receive diversity)

4. Modulasi adaptif (adaptive modulation) dan teknik error correction

5. Pengendalian daya (power control)

B. Standar yang Digunakan pada WiMAX

Standar yang digunakan pada WiMAX adalah standar IEEE 802.16. Proyek

802.16 dimulai pada tahun 1998 tujuannya adalah untuk membuat broadband

wireless access tersedia lebih luas dan lebih murah melaui standar untuk WMAN.

Pandangan keseluruhan untuk 802.16 adalah tentang pengaturan base station yang

terhubung ke jaringan publik. Masing-masing base station akan mendukung ratusan

subscriber station tetap.

Standar 802.16 versi pertama dipublikasikan pada bulan April 2002. Standar ini

mengatur pemanfaatan di band frekuensi 10-66 GHz. Aplikasi yang mampu

didukung baru sebatas dalam kondisi LOS.

Standar generasi selanjutnya yaitu 802.16a, standar ini diselesaikan pada Januari

2003 dengan menggunakan frekuensi 2-11 GHz dan dapat digunakan untuk

lingkungan NLOS. Terdapat 3 spesifikasi pada physical layer di dalam 802.16a,

yaitu :

1. Wireless MAN-SC : menggunakan format modulasi single carrier

2. Wireless MAN-OFDM : menggunakan OFDM dengan 256 poin FFT.

Modulasi ini bersifat mandatory untuk non licensed band.

3. Wireless MAN-OFDMA : menggunakan OFDMA dengan 2048 poin FFT.

Selanjutnya standar 802.16d, merupakan standar yang berbasis 802.16 dan

802.16a dengan beberapa perbaikan. 802.16d juga dikenal sebagai 802.16-2004.

Frekuensi yang digunakan sampai 11 GHz. Standar ini telah selesai pada 24 Juni

2004. Terdapat dua opsi dalam transmisi pada 802.16d yaitu TDD maupun FDD.

Standar yang selanjutnya adalah 802.16e, standar ini memenuhi kapabilitas

untuk aplikasi portability dan mobility. Standar ini telah difinalisasi di akhir tahun

2005. Berbeda dengan standar sebelumnya, antara standar 802.16d dan 802.16e

tidak bisa dilakukan interoperability sehingga diperlukan perangkat hardware

tambahan bila akan mengoperasikan 802.16e.

Beberapa poin penting standar WiMAX adalah sebagai berikut :

1. WiMAX adalah standar teknologi yang memungkinkan penyaluran akses

broadband melalui penggunaan wireless sebagai alternatif kabel dan DSL.

2. Secara umum standar WiMAX terdiri atas standar 802.16d untuk pelanggan

fixed dan nomadic serta standar 802.16e untuk pelanggan portable dan

mobile.

3. WiMAX merupakan sistem BWA yang memiliki kemampuan

interoperability antar perangkat yang berbeda dan dapat dioperasikan untuk

kondisi LOS maupun NLOS.

4. Dalam perkembangannya teknologi WiMAX didukung oleh dua badan

standardisasi dunia yaitu ETSI dan IEEE. ETSI menyebut WiMAX sebagai

BWA HIPERMAN, sementara pada standar IEEE WiMAX dikenal dengan

IEEE 802.16 MAN.

Tabel 1. Karakteristik dasar standar IEEE 802.16

802.16 802.16-2004 802.16-2005

Status Desember 2001 Juni 2004 Desember 2005

Frekuensi

kerja

10-66 GHz 2-11 GHz 2-11 GHz untuk fixed

2-6 GHz untuk mobile

Aplikasi Fixed LOS Fixed NLOS Fixed dan mobile NLOS

Arsitektur

MAC

Point-to-

multipoint, mesh

Point-to-multipoint,

mesh

Point-to-multipoint, mesh

Skema

transmisi

Single carrier Single carrier, 256

OFDM atau 2048

OFDM

Single carrier, 258 OFDM

atau scalable OFDM

dengan 126, 512, 1024

atau 2048 subcarriers

Modulasi QPSK, 16QAM,

64QAM

QPSK, 16QAM,

64QAM

QPSK, 16QAM, 64QAM

Laju data

kotor

32Mbps-134.4

Mbps

1 Mbps-75 Mbps 1 Mbps-75 Mbps

Multiplexing Burst TDM/TDMA Burst

TDM/TDMA/OFDMA

Burst

TDM/TDMA/OFDMA

Duplexing TDD dan FDD TDD dan FDD TDD dan FDD

Lebar pita

kanal

20 MHz, 25 MHz,

28 MHz

1.75 MHz, 3.5 MHz, 7

MHz, 14 MHz, 1.25

MHz, 5 MHz, 10 MHz,

15 MHz, 8.75 MHz

1.75 MHz, 3.5 MHz, 7

MHz, 14 MHz, 1.25 MHz,

5 MHz, 10 MHz, 15 MHz,

8.75 MHz

Implementasi

WiMAX

Tidak ada 256-OFDM sebagai

fixed WiMAX

Scalable OFDMA sebagai

mobile WiMAX

Radius Sel 2-5 km 7-10 km dengan maks

50 km

2-5 km

C. Arsitektur WiMAX

1. OFDM dan OFDMA pada Komunikasi

OFDM

Teknik multiplexing digunakan untuk mengefisiensikan proses

pentransmisian data. Salah satu teknik multiplexing adalah FDM (Frequency

Division Multiplexing) yang menggunakan frekuensi sebagai parameter yang di-

multiplex-kan.

OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) adalah sebuah teknik

transmisi yang menggunakan beberapa buah frekuensi (muticarrier) yang saling

tegak lurus (orthogonal). Prinsip kerja OFDM adalah deretan data informasi

yang akan dikirim dikonversikan kedalam bentuk parallel, sehingga bila bit rate

semula adalah R, maka bit rate di tiap-tiap jalur parallel adalah R/M dimana M

adalah jumlah jalur parallel (sama dengan jumlah sub-carrier). Setelah itu,

modulasi dilakukan pada tiap-tiap sub-carrier. Modulasi yang sering digunakan

dalam OFDM adalah BPSK, QPSK, dan QAM. Kemudian sinyal yang telah

termodulasi tersebut diaplikasikan ke dalam Inverse Discrete Fourier Transform

(IDFT), untuk pembuatan simbol OFDM. Penggunaan IDFT ini memungkinkan

pengalokasian frekuensi yang saling tegak lurus. Setelah itu simbol-simbol

OFDM dikonversikan lagi kedalam bentuk serial, dan kemudian sinyal dikirim.

Sinyal carrier dari OFDM merupakan penjumlahan dari banyaknya sub-

carriers yang orthogonal, dengan data baseband pada masing-masing sub-

carriers dimodulasikan secara bebas menggunakan teknik modulasi QAM atau

PSK.

Pada stasiun penerima, dilakukan operasi yang berkebalikan dengan apa

yang dilakukan di stasiun pengirim. Mulai dari konversi dari serial ke parallel,

kemudian konversi sinyal parallel dengan Fast Fourier Transform (FFT), setelah

itu demodulasi, konversi parallel ke serial, dan akhirnya kembali menjadi bentuk

data informasi.

Pada OFDM, frekuensi-frekuensi multicarrier tersebut saling tegak lurus,

yang berarti bahwa crosstalk di antara sub-channels dihilangkan dan inter-

carrier guard bands tidak diperlukan.

Gambar 1. Gambaran umum teknik transmisi OFDM

Pada OFDM, sinyal didesain sedemikian rupa agar orthogonal, sehingga bila

tidak ada distorsi pada jalur komunikasi yang menyebabkan ISI (intersymbol

interference) dan ICI (intercarrier interference), maka setiap subchannel akan

bisa dipisahkan stasiun penerima dengan menggunakan DFT. Solusi yang

termudah adalah dengan menambah jumlah subchannel sehingga periode simbol

menjadi lebih panjang, dan distorsi bisa diabaikan bila dipandingkan dengan

periode simbol. Berikut gambar penyisipannya :

Gambar 2. Penyisipan guard interval (interval penghalang)

Properti OFDM

a. Performa Bit Error Rate (BER)

BER dari OFDM disini hanya dicontohkan pada lingkungan dengan fading.

Kita tidak akan menggunakan OFDM sebagai straight line dari sight link

seperti satellite link. Sinyal OFDM, dikarenakan variasi amplitudonya, tidak

berlaku baik pada channel non-linier seperti yang dihasilkan high power

amplifier pada board satelit. Penggunaan OFDM pada satelit akan

membutuhkan backoff yang besar, sekitar 3 dB, sehingga harus ada alasan

untuk pemaksaan penggunaannya seperti ketika sinyal digunakan untuk

pengguna yang bergerak.

b. Rasio daya Peak to Average

Untuk sinyal OFDM yang mempunyai 128 carrier, masing-masing dengan

daya normalisasi 1 W, maka maksimum PAPR adalah mencapai log (128)

atau 21 dB. RMS dari PAPR akan didapatkan sekitar setengah dari jumlah

tersebut atau 10-12 dB.

c. Sinkronisasi

Sinkronisasi dibutuhkan pada OFDM. Sering pilot tones digunakan pada

ruang sub-carrier. Tujuannya untuk mengunci fasa dan menyeimbangkan

channel.

d. Coding

OFDM secara tidak tetap digunakan pada konjungsi dengan channel coding

(forward error detection), dan hampir selalu menggunakan interleaving

frekuensi dan/atau waktu. Tipe umum dari error correction coding yang

digunakan pada sistem berbasis OFDM adalah convolutional coding, yang

sering disambung dengan Reed-Solomon coding. Convolutional coding

digunakan sebagai inner code dan Reed-Solomon coding digunakan untuk

outer code.

Keunggulan OFDM adalah adalah tingginya tingkat efisiensi dalam

pemakaian frekuensi, pada OFDM cukup menggunakan FFT saja. Keuntungan

yang lainnya adalah, dengan rendahnya kecepatan transmisi di tiap subcarrier

berarti periode simbolnya menjadi lebih panjang sehinnga kesensitifan sistem

terhadap delay spread (penyebaran sinyal-sinyal yang datang terlambat) menjadi

relatif berkurang.

Gambar 3. Orthogonal Frequency Division Multiplexing

Karakter utama yang lain dari OFDM adalah kuat menghadapi frequency

selective fading. Dengan menggunakan teknologi OFDM, meskipun jalur

komunikasi yang digunakan memiliki karakteristik frequency selective fading

(dimana bandwidth dari channel lebih sempit daripada bandwidth dari transmisi

sehingga mengakibatkan pelemahan daya terima secara tidak seragam pada

beberapa frekuensi tertentu), tetapi tiap sub carrier dari sistem OFDM hanya

mengalami flat fading (pelemahan daya terima secara seragam). Pelemahan yang

disebabkan oleh flat fading ini lebih mudah dikendalikan, sehingga performansi

dari sistem mudah untuk ditingkatkan.

Teknologi OFDM bisa mengubah frequency selective fading menjadi flat

fading, karena meskipun sistem secara keseluruhan memiliki kecepatan

transmisi yang sangat tinggi sehingga mempunyai bandwidth yang lebar, karena

transmisi menggunakan subcarrier (frekuensi pembawa) dengan jumlah yang

sangat banyak, sehingga kecepatan transmisi di tiap subcarrier sangat rendah

dan bandwidth dari tiap subcarrier sangat sempit, lebih sempit daripada

coherence bandwidth (lebar daripada bandwidth yang memiliki karakteristik

yang relatif sama). Perubahan dari frequency selective fading menjadi flat fading

bisa diilustrasikan seperti gambar berikut :

Gambar 4. Perubahan dari frequency selective fading menjadi flat fading

Kelemahan OFDM :

Frequency Offset

Sistem ini sangat sensitif terhadap carrier frequency offset yang

disebabkan oleh jitter pada gelombang pembawa (carrier wave) dan juga

terhadap Efek Doppler yang disebabkan oleh pergerakan baik oleh

stasiun pengirim maupun stasiun penerima.

Distorsi Non-linier

Teknologi OFDM adalah sebuah sistem modulasi yang menggunakan

multi-frekuensi dan multi-amplitudo, sehingga sistem ini mudah

terkontaminasi oleh distorsi nonlinear yang terjadi pada amplifier dari

daya transmisi.

Sinkronisasi sinyal

Pada stasiun penerima, menentukan start point untuk memulai operasi

Fast Fourier Transform (FFT) ketika sinyal OFDM tiba di stasiun

penerima adalah hal yang relatif sulit.

OFDMA

OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access), yaitu

penggabungan sinyal-sinyal dari beberapa stasiun pengirim pada sebuah jalur

komunikasi yang harus digunakan secara bersama. Merupakan kombinasi antara

teknologi OFDM untuk modulasi tiap stasiun dan CDMA untuk multiple access.

Gambar 5. OFDMA

2. Sub-Kanalisasi (Sub-Channelization)

Sub-kanalisasi (Subchannelization) didefinisikan sebagai sub-kanal yang dapat

dialokasikan kepada pelanggan yang berbeda tergantung kepada kondisi kanal

dan kebutuhan data pelanggan.

Kanalisasi mengkonsentrasikan daya ke dalam sejumlah carrier OFDM dan

meningkatkan penguatan sistem sehingga dapat digunakan untuk

memperluas jangkauan sistem, mengurangi konsumsi daya dan mengatasi rugi

– rugi akibat adanya bangunan.

3. Modulasi Adaptif (Adaptive Modulation)

WiMAX mendukung berbagai skema modulasi dan pengkodean yang

mengizinkan skema untuk berubah pada setiap transmisi per link tergantung

kondisi kanal. Kualitas kanal downlink dapat dideteksi dengan menggunakan

indikator umpan balik kualitas kanal yang ada pada pelanggan (mobile station).

Sedangkan untuk uplink, base station dapat memperkirakan kualitas kanal

berdasarkan kualitas sinyal yang diterima. Modulasi adaptif dan pengkodean

secara umum dapat meningkatkan kapasitas kanal karena mengizinkan

pertukaaran antara throughput dan robustness pada setiap link secara real-time.

4. Keamanan WiMAX

Pada standar IEEE 82.16 digunkan metode untuk meningkatkan keamanan

berupa authentication, authorization, dan encryption. BS memproteksi

pengaksesan data dengan cara enkripsi pada seluruh jaringan. Dalam privasi

sublayer dibedakan menjadi dua protokol, yaitu :

a. Enkapsulasi protokol yang akan bertanggung jawab terhadap data yang

melewati jaringan BWA.

b. Protokol key management (Privacy Key Management/ PKM) yang

menyediakan keamanan distribusi antara BS dan SS. Pada saat SS

mengirimkan login ke BS, maka SS akan mengirimkan pesan Authentication

Information (AI) ke BS. Setelah SS memberikan identifikasi ke BS, maka

BS akan mengirimkan pesan Authorization Request (AR). Pada saat BS

menerima pesan AI dan AR, maka BS akan segera melakukan validasi

identitas SS dan mengecek permintaan. Apabila permintaan diperbolehkan,

maka BS akan mengeluarkan sebuah Security Association Identity (SAID)

dengan requesting SS dan sebuah Authorization Key (AK) yang telah

dienkripsi dengan SS public key.

Gambar 6. Proses authentification pada jaringan WiMAX

Agar perangkat IEEE 802.16 (WiMAX) aman, maka dilakukan tiga tahapan

sebagai berikut :

a. Device authentication. Authentication berkaitan dengan metode untuk

menyatakan bahwa informasinya betul-betul asli, atau orang yang

mengakses atau memberikan informasi adalah betul-betul orang yang

dimaksud.

b. Data confidentiality/ privacy. Inti utama aspek confidentiality atau privacy

adalah usaha untuk menjaga informasi dari orang yang tidak berhak

mengakses.

c. Data integrity. Keutuhan data mutlak diperlukan dalam suatu komnikasi

wireless.

D. Quality of Service (Kualitas Pelayanan)

Fitur QoS sangatlah penting dan dapat dijadikan suatu nilai tambah dari

teknologi WiMAX.

Tipe-tipe QoS (Class of Service)

Salah satu aspek yang tersedia pada QoS WiMAX adalah data rate

manageability dimana ditentukan oleh analisis link (link by link basis) antara BS dan

SS. Kuat sinyal antara BS dan SS akan menetukan jumlah data rate yang mampu di-

deliver ke sisi pelanggan. Besar kecilnya data rate tersebut didasarkan pada jenis

modulasi yang tersedia. Biasanya semakin jauh pelanggan (subscriber) dari BS,

maka data rate-nya akan semakin kecil.

Terdapat 5 tipe service class yang disediakan oleh WiMAX, yaitu :

1. UGS (Unsolicited Grant Service)

UGS digunakan untuk layanan yang membutuhkan jaminan transfer data dengan

prioritas paling utama. Dengan demikian layanan dengan kriteria UGS ini

memiliki karakteristik :

a. Seperti halnya layanan CBR (Constant Bit Rate) pada ATM, yang dapat

memberikan transfer data secara periodik dalam ukuran yang sama (burst).

b. Untuk layanan-layanan yang membutuhkan jaminan real-time.

c. Efektif utk layanan yang sensitif terhadap througput, latency dan jitter

seperti layanan pada TDM (Time Division Multiplexing).

d. Maximum dan minimum bandwidth yang ditawarkan sama.

e. Contohnya untuk aplikasi VoIP, T1/E1 atau ATM CBR.

2. Real Time Polling Service (RTPS)

Didesain untuk menduku ng layanan secara real time seperti aplikasi

video MPEG, yang menggunakan ukuran paket data yang bervariasi pada

waktu tertentu.

a. Efektif untuk layanan yang sensitif terhadap throughput dan latency namun

dengan toleransi yang lebih longgar bila dibandingkan dengan UGS.

b. Untuk real-time service flows, periodic variable size data packets (variable

bit rate).

c. Garansi rate dan syarat delay telah ditentukan.

d. Contohnya MPEG video, VoIP, video conference.

e. Parameter service: commited burst, commited time

3. Non-Real Time Polling Srevice (NRTPS)

Didiseain untuk mendukung aliran data yang toleransi terhadap tundaan (delay)

seperti FTP.

a. Efektif untuk aplikasi yang membutuhkan throughput yang intensif dengan

garansi minimal pada latency-nya.

b. Layanan non real-time dengan regular variable size burst.

c. Layanan mungkin dapat di-expand sampai full bandwidth namun dibatasi

pada kecepatan maksimum yang telah ditentukan.

d. Garansi rate diperlukan namun delay tidak digaransi.

e. Contohnya aplikasi seperti video dan audio streaming.

f. Parameter service: committed burst, committed time excess burst.

4. Best Effort (BE)

Dirancang untuk mendukung aliran data yang tidak memerlukan jaminan

pelayanan minimum.

a. Untuk trafik yang tidak membutuhkan jaminan kecepatan data (best effort).

b. Tidak ada jaminan (requirement) pada rate atau delay-nya.

c. Contohnya aplikasi internet (web browsing), email, FTP.

5. Extended-Real-Time Variable Rate Services (ERT-VR)

Didesain untuk mendukung aplikasi real-time yang laju datanya bervariasi dan

memerlukan jaminan laju data minimun dan tundaan. Service ini hanya

terdapat pada IEEE 802.16-2005.

E. Protokol Standar untuk WiMAX

WiMAX yang mengadopsi IEEE 802.16 menganut semua protokol layer yang

dipakai dalam standar IEEE 802 yaitu pada layer Data Link dan Physical. Layer

terbawah adalah layer Physical (PHY). Sedangkan layer kedua, Data Link, dibagi

menjadi dua sub layer yaitu sub layer Logical Link Control (LLC) dan sub layer

Medium Access Control (MAC).

Gambar 7. Model 7 layer OSI untuk jaringan. Pada WiMAX/ 802.16, hanya

mendefinisikan dua layer pertama

Protokol WiMAX sendiri yang berasal dari standar IEEE 802.16 terdiri atas dua

layer protokol, yaitu layer PHY (Physical) dan layer MAC (Medium Access

Control). Untuk layer MAC terdapat tiga sub layer yaitu sublayer CS (Convergence

Sublayer), CPS (Common Part Sublayer), dan Security Sublayer. Komunikasi antara

semua layer tersebut diadakan melalui SAP (Service Access Point). Sedangkan jika

dua peralatan berkomunikasi, maka akan berkomunikasi antar layer yang sama.

Gambar 8. Protocol layer dari standar BWA 802.16

Convergence Sublayer (CS)

Sublayer ini berada di atas sublayer CPS, fungsinya adalah sebagai berikut :

1. Menerima PDU (Protocol Data Unit) dari layer di atasnya dan mengolahnya

sesuai klasifikasi. Ada dua tipe layer yang ditangani, yaitu ATM (Asynchronous

Transfer Mode) dan IP (Internet Protokol).

2. Mengklasifikasikan dan memetakan MAC SDU (Service Data Unit) ke dalam

CID (Connection Identifier) yang sesuai, yang digunakan untuk QoS untuk

mekanisme akses nirkabel pita lebar.

3. PHS (Payload Header Suppression), yaitu proses untuk memperkecil ulangan

bagian-bagian dari header payload di pengirim, dan memperbaiki kembali di

penerima.

Medium Access Control Common Part Sublayer (MAC CPS)

CPS berada di tengah-tengah layer MAC, CPS berfungsi sebagai inti dari protokol

MAC dan bertanggung jawab untuk :

1. Alokasi lebar pita (bandwidth)

2. Pembentukan koneksi

3. Mempertahankan koneksi antara dua belah pihak

Security Sublayer

Merupakan sublayer terbawah dari MAC yang bertugas untuk menyediakan

autentikasi, perubahan kode kunci yang aman, enkripsi, dan control integritas dalam

akses nirkabel pita lebar.

Layer PHY pada WiMAX membangun koneksi antara dua belah pihak yang

berkomunikasi baik dari dua arah yaitu Uplink dan Downlink. Layer ini bertanggung

jawab atas transmisi urutan bit-bit. Layer ini juga mendefinisikan tipe sinyal yang

digunakan, rentang lebar pita, jenis modulasi dan demodulasi, daya transmisi dan

karakter fisik lainnya.

Standar IEEE 802.16 yang dipakai WiMAX memberi rentang lebar pita anatar

2-66 GHz dan dibagi menjadi dua, yaitu :

1. Antara 10-66 GHz dan dipergunakan transmisi gelombang mikro LOS.

2. Antara 2-11 GHz dan dipergunakan transmisi gelombang mikro NLOS.

F. Topologi Jaringan WiMAX

Jaringan WiMAX mirip dengan jaringan komunikasi seluler. Dalam jaringan

tersebut ada sebuah BS (Base Station) yang memepunyai cakupan seperti pada

jaringan komunikasi seluler. BS mempunyai antenna gelombang mikro yang

berfungsi sebagai transceiver. Dalam cakupan BS, terdapat beberapa SS (Subscriber

Station) yang merupakan peralatan akses dimana terdapat CPE (Customer Premise

Equipment) dan peralatan lain. BS menghubungkan jaringan WiMAX ke CN (Core

Network).

BS dapat mempunyai kontrol penuh terhadap SS bagaimana dan kapan SS

mengakses medium nirkabel. Hubungan antar BS ke SS disebut sebagai downlink,

sedangkan SS ke BS disebut sebagai uplink.

Ada dua jenis topologi jaringan yang mungkin diterapkan dalam jaringan

WiMAX, yaitu :

1. Topologi PMP (Point-to-Multipoint), dimana sebuah grup pelanggan

dihubungkan ke sebuah BS secara terpisah dengan menggunakan antenna

parabola direksional yang terhubung ke sebuah sektor sel untuk mendukung

penggunaan kembali frekuensi.

Gambar 9. Topologi Point-to-Multipoint

2. Topologi Mesh, adalah suatu topologi dimana SS dapat berkomunikasi dengan

SS lainnya tanpa harus melalui BS. Elemen jaringan mesh disebut node, dimana

setiap node dapat terdiri dari beberapa SS. Topologi mesh mempunyai dua

kategori yaitu switched-mesh dan routed-mesh. Switched mesh mempunyai jalur

tetap antara dua node, sedangkan routed mesh tidak ada jalur yang tetap. Ada

dua jenis routed mesh, yang pertama sebuah node mengetahui semua node yang

ada di jaringan, sedangkan yang kedua sebuah node hanya mengetahui node

tetangga yang berhubungan langsung dengannya.

Gambar 10. Topologi Mesh

G. Prinsip Kerja WiMAX

Teknologi WiMAX dapat meng-cover area sekitar 50 kilometer dimana ratusan

pengguna akan di share sinyal dan kanal untuk mentrasmisikan data dengan

kecepatan sampai 155 Mbps.

Aliran trafik pada WiMAX terdiri atas tiga bagian, yaitu :

1. Pelanggan akan mengirimkan data dengan kecepatan 2-155 Mbps dari SS ke BS.

2. BS akan menerima sinyal dari beberapa pelanggan dan mengirimkan pesan

melalui wireless atau kabel switching pusat melalui protokol IEEE 802.16.

3. Switching center akan mengirimkan pesan ke Internet Service Provider (ISP)

atau PSTN (Public Switch Telephone Network).

Gambar 11. Aliran trafik pada WiMAX

Pada dasarnya, sistem WiMAX umumnya terdiri dari dua bagian base station

dan WiMAX receiver. Base station adalah menara yang mirip dengan konsep

menara telepon seluler yang bekerja sama dengan satu set peralatan elektronik

dalam ruangan. Sebuah menara tunggal WiMAX dapat mnyediakan cakupan yang

luas maksimal hingga radius 30 mil, tergantung ketinggian menara, penguatan dan

daya transmisi antena. Biasanya, penyebaran akan menggunakan sel-sel pada radius

2 hingga 6 mil, sehingga node wireless bisa mendapatkan akses dalam jangkauan

ini.

Pusat base station dihubungkan dengan sejumlah subscriber station, yang

disebut sebagai CPE (customer Premise Equipment) receiver. Komunikasai jaringan

WiMAX menggunkana base station dan CPE untuk membangun sistem komunikasi

wireless. WiMAX receiver dapat dipasang berupa kotak kecil diluar pintu rumah

atau bangunan, atau terintegrasi dalam komputer pribadi sebagai kartu memori, atau

dibnagun ke laptop sebagai cara akses Wi-Fi yang dilakukan saat ini.

Gambar 12. Jaringan WiMAX 802.16

Pertama pelanggan mengirimkan permintaan akses wireless dari antenna tetap di

atas bangunan atau menggunakan CPE dalam ruangan. Base station menerima

transmisi dari beberapa situs dan mengirimkan trafik melalui link NLOS atau LOS

ke sebuah pusat switching dengan menggunakan protokol 802.16d. kemudian pusat

switching trafik ke ISP atau PSTN untuk akses internet. Sementara pada jaringan

mobile WiMAX, terminal seperti laptop, PDA, dan WiMAX phone yang tertanam

dengan chip WiMAX di dalamnya dapat secara langsung menerima sinyal dari

tower terdekat, dan pengguna bisa portabel dan bergerak dalam suatu wilayah

tertentu hingga 30 mil.

BAB III

PENUTUP

A. Kesimpulan

Dari apa yang telah diuraikan di atas, maka dapat disimpulkan bahwa :

1. WiMAX atau Worldwide Interoperability for Microwave Access merupakan

evolusi teknologi BWA yang mempunyai keunggulan area yang dijangkau

lebih luas, wilayah pasar yang jauh lebih luas, kecepatan data yang lebih

cepat dibandingkan teknologi BWA sebelumnya, WiMAX baik digunakan

dalam kondisi LOS maupun NLOS.

2. Standar yang digunakan pada WiMAX adalah standar IEEE 802.16 yang

dimulai pada tahun 1998 tujuannya adalah untuk membuat broadband

wireless access tersedia lebih luas dan lebih murah melaui standar untuk

WMAN.

3. OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) adalah sebuah teknik

transmisi yang menggunakan beberapa buah frekuensi (muticarrier) yang

saling tegak lurus (orthogonal).

4. Terdapat 5 tipe service class yang disediakan oleh WiMAX, yaitu : UGS

(Unsolicited Grant Service), Real Time Polling Service (RTPS), Non-Real

Time Polling Srevice (NRTPS), Best Effort (BE), dan Extended-Real-Time

Variable Rate Services (ERT-VR).

5. Protokol WiMAX sendiri yang berasal dari standar IEEE 802.16 terdiri atas

dua layer protokol, yaitu layer PHY (Physical) dan layer MAC (Medium

Access Control). Untuk layer MAC terdapat tiga sub layer yaitu sublayer CS

(Convergence Sublayer), CPS (Common Part Sublayer), dan Security

Sublayer.

6. Ada dua jenis topologi jaringan yang mungkin diterapkan dalam jaringan

WiMAX, yaitu : topologi PMP (Point-to-Multipoint) dan topologi Mesh.

7. Pada dasarnya, sistem WiMAX umumnya terdiri dari dua bagian base

station dan WiMAX receiver. Base station adalah menara yang mirip

dengan konsep menara telepon seluler yang bekerja sama dengan satu set

peralatan elektronik dalam ruangan. Pusat base station dihubungkan dengan

sejumlah subscriber station, yang disebut sebagai CPE (customer Premise

Equipment) receiver.

B. Saran

Dengan adanya banyak keunggulan dan keuntungan WiMAX jika dibandingkan

dengan teknologi BWA sebelumnya, sebaiknya teknologi WiMAX ini segera

dikembangkan dan diterapkan dalam komunikasi.

Daftar Pustaka

Gabriel, Caroline. Tanpa tahun. WiMAX: the Critical Wireless Standard. London:

ARCchart ltd.

Langton, Charan. 2002. Orthogonal Frequency Division multiplexing Tutorial.

www.complextoreal.com, 2002

Maha, Denny Hasminta Sembiring. 2008. WiMAX sebagai Teknologi Akses Nirkabel

Pita Lebar bagi Daerah Pedesaan: Teknokrida vol 6.

Nuaymi, Loutfi. 2007. WiMAX Technology for Broadband Wireless Access. Perancis:

John Wiley & Sons Ltd.

Puspito W.J, Sigit. 1999. Mengenal Teknologi Orthogonal Frequency Division

Multiplexing. Jakarta: Elektro Indonesia.

Siddiqui, Alam dan Hasan Mithu. 2009. Broadband Wireless Access based on WiMAX

Technology with Business Analysis. Dhaka: BRAC University Dhaka

Bangladesh.

Wibisono, Gunawan dan Gunadi Dwi Hantoro. 2009. WiMAX Teknologi Broadband

Access (BWA) Kini dan Masa Depan. Bandung: INFORMATIKA