Standarisasi IEEE 802.16 (WiMAX)

Standar 802.16 dikembangkan oleh Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE), yang disebut WirelessMANTM , memberikan perspektif baru dalam mengakses internet dengan kecepatan tinggi tanpa tergantung pada jaringan kabel atau modem. Tahun 2002 terbentuk forum Worldwide Interoperability for Microwave Access (WiMAX) yang mengacu pada standar 802.16 dan bertugas menginterkoneksikan berbagai standar teknis yang bersifat global menjadi satu kesatuan. Teknologi WiMAX lebih murah dibandingkan dengan teknologi broadband lain seperti digital subscriber line (DSL) atau kabel modem.

Standar IEEE 802.16 memberikan kemudahan dalam akses internet untuk area metropolitan dengan hanya mendirikan beberapa base station (BS) yang dapat meng-coverage jutaan subscriber (SS). Teknologi WiMAX merupakan solusi untuk kota atau daerah pedesaan yang belum berkembang dalam penyediaan akses internet. Enkripsi data yang digunakan berupa data encryption standar (DES) dan authentication pada setiap client/subscriber station (SS) yang sangat baik dengan sertifikat X.509 yang unik, handal dan dapat dipercaya ketangguhannya.

Pada awalnya standard IEEE 802.16 beroperasi ada 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 2-11 GHz, sehingga mudah diatur, dan tidak memerlukan line-of-sight. Cakupan area yang dapat dicoverage sekitar 50 km dan kecepatan transfer data sebesar 70 Mbps. Pengguna tidak akan kesulitan dalam mengulur berbagai macam kabel, apalagi WiMAX mampu menangani sampai ribuan pengguna sekaligus. Prediksi perkembangan pemakai yang menggunakan WiMAX akan terus berkembang dari tahun ke tahun.

WiMAX adalah singkatan dari Worldwide Interoperability for Microwave Access, merupakan teknologi akses nirkabel pita lebaryang memiliki kecepatan akses yang tinggi dengan jangkauan yang luas.WiMAX merupakan evolusi dari teknologi BWA(broadband wireless access) 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. Dengan kecepatan data yang besar, WiMAX dapat diaplikasikan untuk koneksi broadband last mile, ataupun backhaul.

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.

(Perbandingan Perkembangan Teknologi Wireless)

WiFi menggabungkan standar IEEE802.11 dengan ETSI HiperLAN yang merupakan standar teknis yang cocok untuk keperluan WLAN, sedangkan WiMAX merupakan penggabungan antara standar IEEE802.16 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)

Saat ini WiFi menggunakan standar komunikasi IEEE 802.11. Yang paling banyak dipakai adalah IEEE 802.11b dengan kecepatan 11 Mbps, hanya mencapai cakupan area tidak lebih dari ratusan meter saja. WiMAX merupakan saluran komunikasi radio yang memungkinkan terjadinya jalur internet dua arah dari jarak puluhan kilometer. Dengan memanfaatkan gelombang radio, teknologi ini bisa dipakai dengan frekuensi berbeda, sesuai dengan kondisi dan peraturan pemakaian frekuensi di negara user.

Keuntungan WiMAX

Ada beberapa keuntungan dengan adanya WiMAX, jika dibandingkan dengan WiFi antara lain sebagai berikut :

1.    Para produsen mikrolektronik akan mendapatkan lahan baru untuk dikerjakan, dengan membuat chip-chip yang lebih general yang dapat dipakai oleh banyak produsen perangkat wireless untuk membuat BWA-nya. Para produsen perangkat wireless tidak perlu mengembangkan solusi end-to-end bagi penggunanya, karena sudah tersedia standar yang jelas.

2.    Operator telekomunikasi dapat menghemat investasi perangkat, karena kemampuan WIMAX dapat melayani pelanggannya dengan area yang lebih luas dan dengan kompatibilitas yang lebih tinggi.

3.    Pengguna akhir akan mendapatkan banyak pilihan dalam berinternet. WiMAX merupakan salah satu teknologi yang dapat memudahkan kita untuk koneksidengan internet secara mudah dan berkualitas.

4.    Memiliki banyak fitur yang selama ini belum ada pada teknologi WiFi dengan standar IEEE 802.11. Standar IEEE 802.16 digabungkan dengan ETSI HiperMAN, maka dapat melayani pangsa pasar yang lebih luas.

5.    Dari segi coverage-nya saja yang mencapai 50 kilometer maksimal, WiMAX sudah memberikan kontribusi yang sangat besar bagi keberadaan wirelass MAN. Kemampuan untuk menghantarkan data dengan transfer rate yang tinggi dalam jarak jauh dan akan menutup semua celah broadband yang tidak dapat terjangkau oleh teknologi kabel dan digital subscriber line (DSL).

6.    Dapat melayani para subscriber, baik yang berada pada posisi line of sight (LOS) maupun yang memungkinkan untuk tidak line of sight (NLOS).
 
WiMAX memang dirancang untuk melayani baik para pengguna yangmemakai antena tetap (fixed wireless) maupun untuk yang sering berpindah-pindahtempat (nomadic). WiMAX tidak hanya hanya dapat melayani para pengguna dengan antena tetap saja misalnya pada gedung-gedung diperkantoran, rumah tinggal, tokotokodan sebagainya. Bagi para pengguna antenna indoor, notebook, PDA, PC yangsering berpindah tempat dan banyak lagi perangkat mobile lainnya memang telahkompatibel dengan dengan standar-standar yang dimilik WiMAX.

Perangkat WiMAX juga mempunyai ukuran kanal yang bersifat fleksibel,sehingga sebuah BTS dapat melayani lebih banyak pengguna dengan range spektrumfrekuensi yang berbeda-beda. Dengan ukuran kanal spektrum yang dapat bervariasi ini,sebuah perangkat BTS dapat lebih fleksibel dalam melayani pengguna. Range spektrum teknologi WiMAX termasuk lebar, dengan didukung dengan pengaturankanal yang fleksibel, maka para pengguna tetap dapat terkoneksi dengan BTS selamamereka berada dalam range operasi dari BTS. Fasilitas quality of service (QOS) jugadiberikan oleh teknologi WiMAX ini. Sistem kerja media access control pada data link layer yang connection oriented memungkinkan digunakan untuk komunikasi video dan suara.

 Pemilik internet service provider (ISP) juga dapat membuat berbagaimacam produk yang dapat dijual dengan memanfaatkan fasilitas ini, sepertimembedakan kualitas servis antara pengguna rumahan dengan pengguna tingkatperusahaan, membuat bandwidth yang bervariasi, fasilitas tambahan dan masih banyak lagi.

Standar IEEE 802.16 merupakan keluaran dari organisasi IEEE, sama seperti IEEE 802.11 adalah standar yang dibuat khusus untuk mengatur komunikasi lewat media wireless. Yang membedakannya adalah WiMAX mempunyai tingkat kecepatan transfer data yang lebih tinggi dengan jarak yang lebih jauh, sehingga kualitas layanan dengan menggunakan komunikasi ini dapat digolongkan ke dalam kelas broadband.Standar ini sering disebut air interface for fixed broadband wireless access system atau interface udara untuk koneksi broadband.

Sebenarnya standarisasi IEEE 802.16 ini lebih banyak mengembangkan hal-hal yang bersifat teknis dari layer physical dan layer datalink (MAC) dari sistem komunikasi BWA. Versi awal dari standar 802.16 ini dikeluarkan oleh IEEE pada tahun 2002. Pada bersi awalini, perangkat 802.16 beroperasi dalam lebar frekuensi 10-66 GHz dengan jalur komunikasi antar perangkatnya secara line of sight (LOS).Bandwidth yang diberikan oleh teknologi ini sebesar 32-134 Mbps dalam areacoverage maksimal 5 kilometer. Kapasitasnya dirancang mempu menampung ratusan pengguna setiap satu BTS. Dengan kemampuan semacam ini teknologi perangkat yang menggunakan standar 802.16 cocok digunakan sebagai penyedia koneksi broadband melalui media wireless. Perbedaan teknis antara IEEE 802.11 dengan IEEE 802.16 dapat dilihat pada tabel berikut ini.

Perbedaan teknologi IEEE 802.11 dengan IEEE 802.16

 

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.

Elemen Perangkat WiMAX 

 -   Base Station (BS)
 Merupakan perangkat transceiver yang biasanya dipasang satu lokasi 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:

1.    NPU (networking processing unit card)
2.    AU (access unit card)up to 6 +1
3.    PIU (power interface unit) 1+1
4.    AVU (air ventilation unit)
5.    PSU (power supply unit) 3+1

-    Antena

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

-    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.

-    Network Manajemen Jaringan WiMAX
Sebuah Network Management System 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 :

1.    Base Station yang menjadi bagian dari jaringan WiMAX yang kita managed.
2.    User / Subscriber yang menjadi pelanggan. Tersambung kemana saja subscriber tersebut.
3.    Quality of Service dan Classifer untuk masing-masing produk yang akan digunakan oleh pelanggan.

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.

Varian-Varian IEEE 802.16

Varian-varian WiMAX dimaksudkan untuk mengembangkan performance dan kemapuan 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 protokol-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

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 penjadwalan (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 penjadwalan, 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 cakupan, 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 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, sebagaimana standar 802.16n.

Sumber Referensi : 

http://id.wikipedia.org/wiki/WiMAX
http://inawimax.blogspot.com/2009/11/sejarah-wimax.html
http://12238-if-unsika.blogspot.com/2013/01/teknologi-jaringan-wimax.html