Kupas Tuntas Standar WiMAX
Abstrak
Salah satu faktor terpenting dari sukses tidaknya sebuah teknologi adalah menyangkut standar sistem dari teknologi dimaksud. Sebagai contoh adalah teknologi seluler GSM (Global System for Mobile Communication). Dengan mengikuti standar GSM tersebut maka interoperability dari berbagai merk/vendor terjamin. Akhirnya tidak hanya vendor saja yang diuntungkan, operator dan user juga menikmatinya. Sebagai buktinya seluruh user GSM dapat melakukan roaming internasional. Lain halnya dengan teknologi yang bersifat proprietary, sebagai contoh WLL (Wireless Local Loop) merk Ultraphone. Maka dari BTS (Base Transceiver Station) sampai ke CPE (Customer Premises Equipment)-nya harus bermerk Ultraphone. Akibatnya fleksibilitasnya terhambat sehingga teknologi tersebut merugikan baik dilihat dari sisi operator maupun usernya. Akibatnya teknologi Ultraphone tidak terlalu berkembang.
Abstrak
Salah satu faktor terpenting dari sukses tidaknya sebuah teknologi adalah menyangkut standar sistem dari teknologi dimaksud. Sebagai contoh adalah teknologi seluler GSM (Global System for Mobile Communication). Dengan mengikuti standar GSM tersebut maka interoperability dari berbagai merk/vendor terjamin. Akhirnya tidak hanya vendor saja yang diuntungkan, operator dan user juga menikmatinya. Sebagai buktinya seluruh user GSM dapat melakukan roaming internasional. Lain halnya dengan teknologi yang bersifat proprietary, sebagai contoh WLL (Wireless Local Loop) merk Ultraphone. Maka dari BTS (Base Transceiver Station) sampai ke CPE (Customer Premises Equipment)-nya harus bermerk Ultraphone. Akibatnya fleksibilitasnya terhambat sehingga teknologi tersebut merugikan baik dilihat dari sisi operator maupun usernya. Akibatnya teknologi Ultraphone tidak terlalu berkembang.
Akhir-akhir ini di bidang teknologi Broadband Wireless Access (BWA) berkembang teknologi WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access). Teknologi ini merupakan pengembangan dari teknologi BWA sebelumnya. Fokus dari WiMAX adalah standardisasi sehingga diantara berbagai merk akan dapat saling ber-interoperability.
Standar WiMAX yang ada saat ini terbagi menjadi 2 kategori besar yaitu IEEE.802.16d (sering disebut 802.16-2004) dan IEEE 802.16e (sering disebut 802.16-2005). Keduanya sangat berbeda, dimana 802.16d diperuntukkan bagi segmen fixed dan nomadic sedangkan 802.16e bagi segmen portable dan mobile.
Standar WiMAX (802.16)
WiMAX merupakan standar Broadband Wireless Access (BWA) dengan kemampuan untuk menyalurkan data kecepatan tinggi (layaknya teknolodi xDSL pada jaringan wireline). Banyak kemampuan lebih yang ditawarkan oleh teknologi WiMAX dibanding teknologi sebelumnya seperti kemampuan diterapkan dalam kondisi NLOS (Non Line of Sight), aplikasinya baik untuk fixed, nomadix, portable maupun mobile.
Di IEEE sebenarnya telah ada working group yang khusus menangani dan mengembangkan WIMAX (802.16). Standar 802.16 ini difokuskan untuk mengatur spesifikasi sistem WiMAX di layer MAC (layer 2) dan PHY (layer 1).
Di ETSI (European Telecommunications Standard Institute) juga mengatur spesifikasi BWA yang setara dengan WiMAX yaitu ETSI BRAN HIPERACCESS. Standar ini mengatur spesifkasi fixed PMP (Point to Multipoint) BWA yang beroperasi pada band frekuensi 10 sampai dengan 66 GHz.
Pada tahun 2003, IEEE juga mengembangkan spesifikasi WiMAX dengan nama IEEE 802.16-2003 atau sering disebut 802.16a. Standar ini di ETSI dianalogikan dengan standar ETSI BRAN HiperMAN.
Secara sederhana perkembangan standar 802.16 dapat diuraikan sebagai berikut :
• 802.16
Standar ini mengatur pemanfaatan di band frekuensi 10–66GHz. Aplikasi yang mampu didukung baru sebatas dalam kondisi Line of Sight (LOS).
• 802.16a
Menggunakan frekuensi 2–11GHz, dapat digunakan untuk lingkungan Non Line of Sight. Standar ini difinalisasi pada Januari 2003.
Terdapat 3 spesifikasi pada physical layer di dalam 802.16a, yaitu :
- Wireless MAN-SC: menggunakan format modulasi single carrier.
- Wireless MAN-OFDM : menggunakan orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) dengan 256 point Fast Fourier Transform (FFT). Modulasi ini bersifat mandatori untuk non licensed band.
- Wireless MAN-OFDMA : menggunakan orthogonal frequency division multiple access (OFDMA) dengan 2048 point FFT.
• 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 difinalisasi pada 24 Juni 2004. Terdapat dua opsi dalam tranmisi pada 802.16d yaitu TDD (Time Division Duplex) maupun FDD (Frequency Division Duplex).
• 802.16e
Standar ini memenuhi kapabilitas untuk aplikasi portability dan mobility. Standar ini telah difinalisasi di akhir tahun 2005. Berbeda dengan standar sebelumnya, maka antara standar 802.16d dan 802.16e tidak bisa dilakukan interoperability sehingga diperlukan hardware tambahan bila akan mengoperasikan 802.16e.
Sampai saat ini, Standar WiMAX yang dikenal adalah 2 tipe standar yaitu 802.16d (802.16-2004) untuk aplikasi fixed dan nomadic dan standar 802.16e (802.16-2005) untuk aplikasi portable dan mobile.
WiMAX Forum
WiMAX Forum merupakan organisasi non-profit yang dibentuk untuk mempromosikan dan mensertifikasi aspek compatibility dan interoperability dari teknologi/produk Broadband Wireless yang menggunakan standar IEEE.802.16 dan ETSI HiperMAN (spesifikasi wireless MAN). Forum bertujuan untuk mengakselerasi dan mengenalkan device ke pasar. Produk yang telah mendapat sertifikasi forum WiMAX (WiMAX Forum Certified™) dijamin dapat interoperability dan compatibility yang mendukung untuk aplikasi fixed, nomadic, portable maupun mobile.
Anggota WiMAX Forum terdiri dari manufaktur komponen, semi konduktor maupun sistem wireless, service provider, network operator dan organisasi ekosistem.
WiMAX Forum membuat sistem profile yang mengatur beberapa fitur yang bersifat optional maupun mandatori namun tetap dapat memperhatikan aspek interoperability. Disamping sistem profile ini, WiMAX Forum juga menyusun spesifikasi test dan conformance serta memilih laboratorium yang bersifat independent untuk melakukan test conformance terhadap perangkat WiMAX. Sistem WiMAX yang lolos dalam test conformance ini akan memperoleh label “WiMAX Certified” yang berarti sistem ini memenuhi standard interoperability.
Pada bulan Januari 2005, WiMAX Forum telah menetapkan Cetecom di Spanyol sebagai laboratorium independen yang akan melakukan pengetesan perangkat WiMAX. Pengetesan sistem WiMAX ini telah dimulai pada bulan Nopember 2005.
Beberapa parameter yang didefinisikan oleh WiMAX forum adalah sebagai berikut :
• Spectrum band
Menyangkut frekuensi operasi yang digunakan oleh WiMAX.
• Duplexing
Dua opsi yang memungkinkan adalah Time Division Duplex (TDD) dengan tanpa pasangan dan Frequency Division Duplex (FDD). FDD mensyaratkan frekuensi yang berpasangan (2 channel/cariier), Satu untuk uplink dan channel lain untuk downlink. Pada TDD trafik menduduki satu channel, uplink dan downlink trafik dibedakan dari time slots-nya.
• Channel bandwidth (carrier spacing)
Channel bandwidth biasanya disebut dengan lebarnya spasi frekuensi. Besarnya spasi tersebut tidak tergantung dari frekuensi operasi namun berdasarkan alokasi yang telah diatur oleh regulator. Inisial spasi frekuensi untuk WiMAX sebesar 3,5 MHz dan 7 MHz. Semakin lebar spasi fekuensinya, maka akan semakin besar data rate yang mampu diberikan.
• Standar IEEE
Profil 802.16-2004 memanfaatkan OFDM dengan jumlah carrier 256 dan profil 802.16e menggunakan SOFDMA.
802.16d (802.16-2004)
Seperti diuraikan di atas bahwa standar 802.16d diperuntukkan bagi layanan yang bersifat fixed maupun nomadic. Standar ini berbasis pada 802.16-2004 versi IEEE 802.16 dan standar ETSI HiperMAN. Sistem ini menggunakan Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) dan mendukung untuk kondisi lingkungan Line of Sight (LOS) and Non Line of Sight (NLOS). Beberapa vendor telah dan sedang mengembangkan CPE baik yang bersifat indoor maupun outdoor dan untuk laptop (card PCMCIA). Produk akan beroperasi pada band frekuensi 3,5 GHz dan 5,8 GHz. Sertifikasi produk pertama kali telah dilakukan di akhir tahun 2005.
Profile dari standar 802.16d tersebut (terkait dengan frekuensi operasi dan besarnya bandwidth) dapat dilihat seperti tabel berikut :
Tabel 1. Sertifikasi Profile WiMAX berbasis 802.16-2004
802.16e
Standar WiMAX 802.16e mendukung untuk aplikasi portable dan mobile sehingga dikondisikan mampu hand-off dan roaming. Sistem ini menggunakan teknik Scalable Orthogonal Frequency Division Multiplexing Access (SOFDMA), teknik modulasi multi-carrier yang menggunakan sub-channelisasi.
Bagi service provider, standar 802.16e juga bisa dimanfaatkan untuk mengcover pelanggan yang bersifat fixed (tetap). Kandidat terbesar pemanfaatan frekuensi 802.16e pada band frekuensi 2,3 GHz dan 2,5 GHz.
Perbandingan 802.16d ke 80216e
Dengan telah diuraikannya perbandingan standar WiMAX untuk 802.16d dan 802.16e, maka tabel berikut dapat dijadikan sebagai acuan sebagai guidance awal dalam membandingkan kedua standar.
Beberapa perbandingan karakteristik diantara keduanya adalah sebagai berikut :
Tabel 2. Perbandingan Standar WiMAX
Sedangkan bila dilihat dari tipe aksesnya, maka dapat dibandingkan seperti tabel berikut :
Tabel 3. Perbandingan Tipe Akses WiMAX
Dalam menentukan standar yang mana (802.16-2004 dan 802.16e) yang akan digunakan, maka berikut merupakan item yang perlu mendapat perhatian dalam mengambil keputusan:
§ Target market
Bila operator akan meng-cover pelanggan bisnis dan residensial dengan kondisi hampir seluruhnya di daerah LOS (Line of Sight), maka CPE dengan antenna outdoor akan menghasilkan performansi/throughput yang bagus. Dengan kondisi seperti itu standar 802.16d cukup sesuai. Lain halnya bila operator akan menyasar pelanggan dengan kondisi NLOS (Non Line of Sight) dan mensyaratkan mobile, maka standar 802.16e lebih sesuai dibanding dengan standar 802.16d.
§ Spektrum/Frekuensi
Bila WiMAX forum mengembangkan profile WiMAX yang baru dimana antara standar 802.16d dan 802.16e beroperasi dalam band frekuensi yang sama, maka operator akan lebih mudah menentukan suatu teknologi.
Dengan kondisi ini maka peluang 802.16e lebih besar dibanding 802.16d karena dapat dioperasikan untuk pelanggan fixed dan nomadic dan sangat tahan terhadap kondisi multipath dan interference serta NLOS.
§ Regulasi
Regulasi biasanya terkait dengan pemanfaatan frekuensi. Antara Negara satu dengan negara lainnya tentunya mempunyai karakteristik yang berbeda dalam penerapan teknologi WiMAX. Seperti diketahui untuk frekuensi WiMAX 3,5 GHz di negara Eropa relatif tidak bermasalah, namun bagi Indonesia spektrum tersebut telah dipakai oleh operator satelit (band extended-C). Dengan demikian regulator, dalam hal ini Ditjen Postel, tidak mengijinkan frekuensi dimaksud.
Dengan kondisi tersebut pemanfaatan WiMAX di Indonesia agak terlambat bila dibanding negara lain
§ Timeline.
Munculnya teknlogi WiMAX baru-baru ini dimana pertama kali tersedia di frekuensi 3,5 GHz akan mempengaruhi peluang bagi operator untuk mengoperasikannya.
Migrasi Menuju 802.16e
WiMAX forum sangat berkomitmen untuk mendukung migrasi ke jaringan untuk aplikasi portable maupun mobile. Operator yang berkeinginan untuk memberikan layanan secara smooth dan secara ekonomis (effective cost) maka migrasi dari 802.16-2004 ke 802.16e dapat dilakukan dengan beberapa opsi yaitu :
§ Jaringan Overlay
Dalam situasi dimana operator menginginkan menyisir fixed sampai ke mobile, maka overlay antara jaringan 802.16e dan 802.16d dapat dilakukan dengan syarat operator dimaksud telah memiliki license untuk kedua teknologi dimaksud.
Dengan beroperasinya kedua teknologi secara overlay, maka operator dapat memberikan layanan yang beragam. Bagi pengguna dipersyaratkan untuk memiliki dua mode CPE yaitu yang compatible dengan 802.16d dan 802.16e.
§ CPE Dual-mode
Operator yang meninginkan pindah ke layanan 802.16e dapat melakukan implementasi dengan dua mode CPE yang mendukung 802.16d dan 802.16e. Pada awalnya operator menggelar BTS 802.16d beserta CPEnya, tetapi bila produk 802.16e telah muncul maka mulai mengenalkan CPE dobel mode. Ketika semua pelanggan telah mempunyai dua tipe CPE, maka operator siap mengganti jaringan 802.16-2004(d) dengan base station 802.16e dan secara otomatis CPE dapat berpindah ke 802.16e.
§ Upgrade Software/hardware base station
Solusi ini dapat dijadikan sebagai penghubung antara dua tipe CPE (802.16d dan 802.16e). Base station (BTS) 802.16d dilakukan upgrade software agar mendukung 802.16e. Namun demikian menurut informasi beberapa vendor upgrade secara software tidak bisa dilakukan. Solusinya vendor menyediakan BTS dengan system modular. Tiap BTS terdiri dari 6 modul yang bisa dipakai untuk modul 802.16d atau 802.16e. Dengan demikian dalam satu lokasi BTS dapat mempunyai dua tipe carrier yaitu yang berbasis pada 802.16d dan 802.16e.
§ Dual-mode base stations
Ketika CPE hanya mendukung untuk satu mode/tipe dan operator merencakan migrasi secara gradual maka dilakukan dengan cara menginstal tipe BTS WiMAX dual mode yaitu 802.16d dan 802.16e. Dengan cara ini apapun tipe CPE yang ada di pelanggan akan langsung bisa terhubung ke BTS WiMAX. Solusi ini sama dengan pada teknologi GSM (Global System for Mobile Communication) dimana operator menyediakan 2 tipe frekuensi baik di 900 MHz maupun 1800 MHz. Dengan demikian model CPE apapun yang ada di pelanggan baik frekuensi 900 MHz atapun hanya 1800 Mz dapat terhubung ke jaringan operator GSM.
Kesimpulan
Kesimpulan yang bisa diperoleh dari uraian di atas adalah sebagai berikut:
- WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access) adalah standard-based technology yang memungkinkan penyaluran akses broadband melalui penggunaan wireless sebagai alternatif kabel dan DSL.
- Secara umum standar WiMAX terdiri dari 2 (dua) yaitu 802.16d untuk pelanggan fixed dan nomadic dan standar 802.16e untuk pelanggan portable dan mobile.
- WiMAX merupakan sistem Broadband Wireless Access (BWA) yang memiliki kemampuan interoperability antar perangkat yang berbeda dan dapat dioperasikan untuk kondisi LOS maupun NLOS.
- Dalam perkembangannya teknologi WiMAX didukung oleh dua badan standarisasi dunia yaitu ETSI dan IEEE. ETSI menyebut WiMAX sebagai BWA HIPERMAN, sementara pada standard IEEE WiMAX dikenal dengan IEEE 802.16 MAN.
Gunadi Dwi Hantoro, bekerja di lab wireless TELKOMRisTI. Saat ini ia sedang terlibat dalam mengembangkan/riset teknologi WiMAX terkait dengan standar, aplikasi dan konvergensi dengan teknologi broadband lainnya.
Daftar Pustaka
Ø www.wimaxforum.com
Ø Materi presentasi WiMAX dari Alvarion dan www.alvarion.com
Ø www.airspan.com dan materi presentasinya
Ø Standar WiMAX (IEEE 802.16 2004)
Ø Standard System WiMAX, Telkom RisTI
Ø Berbagai sumber di Internet
Ø Kajian Teknis dan Bisnis WiMAX, TELKOMRisTI
sumber :http://www.ristinet.com/index.php?ch=8〈=inds=3cb61c9b78831c07c20e14537aaa8130&n=339