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. Kecepatan koneksi atau kemajuan teknologi yang baru bukan hanya aspek yang penting yang harus dievaluasi, tetapi keduanya merupakan fakta transmisi wireless yang tidak aman untuk berkomunikasi. Aspek keamanan merupakan hal yang sangat penting untuk teknologi broadband dalam mengakses informasi dari internet.
Jaringan Mesh adalah suatu cara untuk mengarahkan data, suara dan instruksi antar nodes. Hal ini merupakan koneksi lanjutan dan juga "hopping" dari node-to-node sampai dengan tujuannya tercapai. Jarinagn Mesh, semua nodes dihubungkan satu sama lain dalam satu jaringan. Mesh berbeda dari jaringan lainnya, dalam arti bahwa seluruh bagian komponen dapat dihubungkan satu sama lain dengan berbagai hops, dan umumnya tidak mobile. Mesh dapat dilihat sebagai salah satu jenis ad-hoc. Mobile ad-hoc networking (MANet), dan yang kemudian saling berhubungan, tetapi jaringan mobile ad-hoc juga harus berhadapan dengan permasalaha mobilitas dari node.
Dalam makalah ini dibahas tentang perkembangan WiMAX, perbedaannya dengan WiFi, fitur-fitur yang ada serta sistem keamanan yang terdapat pada teknologi WirelessMANTM berdasarkan pada spesifikasi standar 802.16. Dibahas pula tentang perkembangan WiMESH, serta prinsip kerja dari WiMESH.
Pengertian Wi-Max
1. Pendahuluan
WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access) adalah standar Broadband Wireless Access dengan kemampuan menyediakan layanan data berkecepatan tinggi. Teknologi WiMAX merupakan pengembangan dari teknologi WiFi (802.11x) yang didisain untuk memenuhi kondisi non LOS (Line of Sight). Saat ini WiMAX digunakan untuk koneksi internet secara nirkabel dengan kecepatan hingga 70 Mbps. Tidak seperti WiFi yang cakupannya hanya sekitar rumah atau kantor, WiMAX mempunyai cakupan yang lebih luas hingga 50 km. Teknologi WiMAX dapat dimanfaatkan untuk berbagai aplikasi misalnya akses broadband, backhaul dan personal broadband. Untuk akses broadband, WiMAX dapat dimanfaatkan sebagai teknologi lastmile untuk melayani kebutuhan layanan broadband bagi korporasi, SoHo (Small Office Home Office) maupun pelanggan residensial. Untuk aplikasi backhaul, WiMAX dapat dimanfaatkan sebagai backhaul WiMAX itu sendiri, backhaul hotspot atau backhaul teknologi seluler.
Gambar 11.1. Standar-standar spesifikasi komunikasi
2. Sejarah Wi-Max
Bagaimana asal usul teknologi WiMAX dan nama WiMAX itu sendiri? Menurut James A. Johnson (Vice President, Intel Communications Group/General Manager, Wireless Networking Group), istilah WiMAX berasal dari singkatan wireless (disingkat Wi) Microwave Access (disingkat MAX). WiMAX menyerupai Wi-Fi dalam hal penggunaan teknologi modulasi yang sama.
Teknologi ini disebut OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing). OFDM merupakan sebuah sistem modulasi digital di mana sebuah sinyal dibagi menjadi beberapa kanal dengan pita frekuensi yang sempit dan saling berdekatan, dengan setiap kanal menggunakan frekuensi yang berbeda. Teknologi tersebut dikembangkan dalam tahun 1960-an - 1970-an. Teknologi ini dikembangkan pada saat dilakukannya penelitian untuk mengurangi terjadinya interferensi frekuensi di antara berbagai kanal yang jaraknya saling berdekatan.
Pada frekuensi non-WiMAX, sebuah gelombang radio biasanya akan saling mengganggu gelombang radio lain, khususnya jika frekuensi tersebut memiliki siklus getaran yang berdekatan[2]. Hal yang paling terlihat adalah saat kita memainkan dua mobil remote control pada frekuensi radio yang berdekatan, misalnya mobil A (frekuensi 27,125MHz) dan mobil B (frekuensi 27,5MHz). Jika kedua mobil (berikut kontrol radionya) dihidupkan, kedua frekuensi tersebut akan bisa saling mengganggu. Akibatnya, jika kita akan menggerakkan mobil A, mobil B bisa ikut berjalan. Atau jika kita membelokkan mobil B, mobil A akan mundur beberapa meter.
Bayangkan apa yang akan terjadi jika hal ini dialami oleh frekuensi yang dipakai untuk membawa data (carrier) seperti pada komunikasi data nirkabel. Gangguan tersebut bisa menimbulkan aneka kerugian, seperti terjadinya kerusakan data yang dibawa frekuensi tersebut, terjadinya kegagalan pengiriman data, atau terjadinya kesalahan dalam pengalihan data.
Dengan teknologi yang ditawarkan WiMAX, semua kendala tersebut akan sirna dengan sendirinya. Teknologi WiMAX memungkinkan kita memancarkan berbagai sinyal dalam jarak yang sangat berdekatan, tanpa harus cemas bahwa aneka sinyal tersebut akan saling mengganggu/berinterferensi. Dengan demikian, kita bisa menumpangkan lalu lintas data dengan kepadatan tinggi dalam berbagai kanal tersebut. Dengan banyaknya kanal yang bisa ditumpangi oleh data yang berlimpah dalam satu waktu, ISP atau penyedia layanan broadband bisa menghadirkan layanan berbasis kabel atau DSL untuk banyak pelanggan sebagai ganti media kabel tembaga.
Meskipun teknologi dasarnya sama, Wi-Fi dan WiMAX masih memiliki perbedaan. Menurut James, perbedaan antara keduanya terletak pada pembagian spektrum yang dipakai, dan pada penggunaan frekuensi berlisensi dalam WiMAX[2]. Meskpun WiMAX dan Wi-Fi menggunakan salah satu frekuensi tidak berlisensi (yakni frekuensi 5,8GHz), WiMAX juga diarahkan untuk bisa memanfaatkan dua frekuensi lain yang berlisensi, yakni 2,5GHz and 3,5GHz. Hal ini memungkinkan kita meningkatkan daya keluaran perangkat WiMAX sehingga bisa menjangkau jarak yang lebih jauh.
Dengan demikian, jika WiFi hanya beroperasi pada kisaran meter, WiMAX bisa beroperasi pada kisaran kilometer. Selain itu, WiMAX dirancang dalam tataran teknologi carrier-grade. Hal ini membuat WiMAX memiliki kehandalan dan kualitas pelayanan yang lebih baik dibandingkan Wi-Fi. Dengan jangkauan jarak yang lebih jauh, dan kemampuan untuk melewati aneka penghalang seperti gedung atau pohon, WiMAX sesuai untuk diterapkan di daerah perkotaan yang memiliki gedung perkantoran dan pemukiman.
3. Wi-Max dan WiFi
Sebenarnya perfomansi WiMAX hampir sama dengan WiFi yaitu, keduanya menggunakan "hotspot" atau lingkungan sekitar antenna dimana kita dapat mengakses informasi dengan PDA, Laptop atau gadget lainnya. Perbedaannya adalah pada segi jangkauan radiusnya. Untuk WiFi bisa menjangkau 100 feet atau sekitar radius 30 meter, sedangkan WiMAX memiliki jangkauan 25-30 mile atau sekitar 40-50 Km (maksimal 50 Km)[3]. Hal ini berarti bahwa WiMAX dapat digunakan sebagai pengganti broadband tradisional yang masih menggunakan line telepon (seperti, ASDL, ISDN) dan kabel (Internet melalui TV Kabel atau jaringan PLN misalnya). Untuk permulaan, WiMAX ditujukan untuk penggunaan fixed wireless.
Saat ini Memang banyak pebisnis teknologi informasi yakin WiMAX akan segera mendunia. Padahal pengembangan Wi-Fi saja memerlukan waktu 10 tahun. Teknologi ini sebenarnya adalah pengembangan lebih lanjut dari konsep Wi-Fi. Teknologi ini sudah banyak memberikan kemudahan bagi manusia, namun mempunyai kendala terbatasnya kapasitas dan jangkauannya. Sedangkan banyak perusahaan besar di dunia membutuhkan akses jaringan tanpa kabel yang memiliki kapasitas data besar, biaya murah dan bisa diakses dari semua tempat.
Teknologi Wi-Fi memiliki jangkauan yang terbatas, paling jauh sekira 100 meter saja. Bandingkan dengan WiMAX memiliki radius jangkauan sekira 7 sampai dengan 10 km. Tidak salah kalau WiMAX diproyeksikan sebagai teknologi jaringan tanpa kabel untuk daerah perkotaan.
Dengan WiMAX kemana pun kita pergi di dalam kota, akses internet dapat dilakukan tanpa biaya yang terlalu mahal. Untuk mencari informasi tidak perlu pergi ke kantor ataupun warung internet, cukup duduk di mobil sambil menunggu lalu lintas yang macet, kemudian membuka notebook. Sedangkan untuk Wi-Fi begitu keluar dari area hotspot, koneksi data langsung mati.
WiMAX memiliki kemampuan menghantarkan data sampai dengan kecepatan 75 megabit perdetik (Mbps), sedangkan Wi-Fi hanya 11 Mbps. Keunggulan lainnya adalah WiMAX bermain pada frekuensi yang cukup rendah dan lebar, yaitu 2 - 6 gigahertz (GHz). Sedangkan Wi-Fi yang diatur dalam protokol 802.11b di 2,4 GHz dan protokol 802.11a di 5 GHz.
Standar WiMAX ini menjanjikan penyediaan konektifitas broadband jarak jauh dengan kecepatan DSL. Komponen nirkabel ini diharapkan dapat menjadi suatu rancangan system-on-a-chip yang pertama bagi Customer Premise Equipment (CPE) dengan efektifitas biaya yang mendukung IEEE 802.16-2004 (dulu dikenal sebagai IEEE 802.16REVd). CPE sendiri digunakan untuk aplikasi pengiriman dan penerimaan suatu sinyal broadband nirkabel yang menyediakan konektifitas Internet.
WiFi (Wireless Fidelity) sebagai teknologi nirkabel lain yang cukup popular dengan ruang lingkup jaringan local. Tentu saja, dengan teknologi WiFi ini telah banyak diigunakan di restoran maupun kafe yang menyajikan layanan WiFi untuk pelanggannya dengan membeli kartu prabayar WiFi untuk dapat mengakses internet nirkabel dari notebook maupun PDA.
Yang membedakan WiFi dengan WiMAX adalah, WiFi dipasang terutama di satu spectrum yaitu 2.4 GHz yang umumnya tidak memerlukan lisensi. Sedangkan jika dibandingkan dengan WiMAX, berbasis frekuensi antara 2 -- 11 GHz.
Gambar 11.2. WiMax dan WiFi
4. WiMax dan DSL
Banyak ragam yang digunakan oleh operator telekomunikasi untuk memberikan layanan broadband akses ke pelanggan. Dari sisi media yang digunakan dapat dibedakan menjadi dua yaitu teknologi wireline (kabel) dan teknologi wireless (tanpa kabel). Dari kategori teknologi wireline dapat digunakan teknologi DSL (Digital Subscriber Line), kabel modem, HFC ,maupun optik. Sedangkan dari kategori wireless dapat memanfaatkan teknologi wireless LAN, BWA (Broadband Wireless Access) maupun teknologi terbaru WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access).
Dengan berbagai solusi di atas, sebagian operator memanfaatkan teknologi DSL (kabel) dan BWA (untuk wireless). Bagi operator telekomunikasi yang incumbent di suatu negara, contoh TELKOM untuk Indonesia dimana telah menggelar kabel sekitar 6 juta line maka akan memanfaatkan teknologi DSL guna meng-enhanced jaringan fisiknya untuk menyalurkan data kecepatan tinggi ke pelanggan. Sedangkan bagi operator baru tentunya sangat sulit dan mahal bila menggelar jaringan broadband dengan DSL. Alternatifnya memanfaatkan teknologi wireless (BWA). Dengan lahirnya teknologi wireless terbaru (WiMAX) maka dapat dijadikan sebagai pengganti atau alternatif untuk menyalurkan layanan broadband ke pelanggan.
Bila dilihat dari segmen pasarnya, maka antara WiMAX dan DSL memiliki kesamaan yaitu sama-sama ditujukan untuk MAN (Metro Area Network) dimana jarak ke pelanggan sekitar 10 km.
Gambar 11.69. Konfigurasi DSL
DSL sendiri memang berkecepatan tinggi dengan akses broadband kabel hanya tersedia bagi sebagian pengguna computer. Sehingga dengan WiMAX akan memungkinkan terjadinya koneksi nirkabel berkecepatan tinggi dengan biaya relative lebih murah dan efektif bagi pengguna rumahan dan bisnis, baik di daerah perkotaan maupun daerah pedesaaan.
Permasalahan yang ada di sector broadband telah diselesaikan dengan adanya teknologi WiMAX. Hal yang sangat disayangkan bagi pengguna/konsumen yang ingin menikmati layanan seperti telepon dan jaringan local yang mulai beranjak ke system nirkabel, akses broadband untuk bisnis atau perumahan masih cenderung mengandalkan kabel untuk penyaluran datanya. Akibatnya, merugikan operator sekaligus konsumen yang ada diluar jangkauan kabel tersebut.
Teknologi kabel seperti Digital Subscriber Line (DSL), moden kabel dan leasedline masih memiliki daya saing dalam hal biaya, kemudahan dan perangkat yang mudah ditemui. Dan solusinya jatuh pada WiMAX yang berupaya menyatukan industri nirkabel sekaligus menurunkan harga perangkat nirkabel tersebut.
5. Keuntungan dan Kekurangan Wi-Max
Ada beberapa keuntungan dengan adanya WiMAX, jika dibandingkan dengan WiFi antara lain sebagai berikut.
- 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.
- Operator telekomunikasi dapat menghemat investasi perangkat, karena kemampuan WIMAX dapat melayani pelanggannya dengan area yang lebih luas dan dengan kompatibilitas yang lebih tinggi.
- Pengguna akhir akan mendapatkan banyak pilihan dalam berinternet. WiMAX merupakan salah satu teknologi yang dapat memudahkan kita untuk koneksi dengan internet secara mudah dan berkualitas.
- 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.
- 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).
- Dapat melayani para subscriber, baik yang berada pada posisi line of sight (LOS) maupun yang memungkinkan untuk tidak line of sight (NLOS).
Sedangkan kekurangan yang ada pada WiMax adalah :
- Karena menggunakan pita spektrum frekuensi tinggi, maka cakupan layanan WiMAX lebih kecil dibanding 3G sehingga jumlah base station yang dibutuhkan untuk mencakup luas yang sama dibutuhkan lebih banyak jumlah base station.
- Alokasi spektrum frekuensi WiMAX memerlukan penyesuaian terhadap alokasi frekuensi eksisting di tiap negara. Ketidakseragaman alokasi frekuensi menyebabkan harga perangkat menjadi mahal.
- Kemampuan WiMAX untuk mobilitas akan tidak sebagus sistem seluler dan konsumsi battery akan lebih boros.
6. Standarisasi Wi-Max
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 system komunikasi BWA. Versi awal dari standar 802.16 ini dikeluarkan oleh IEEE pada tahun 2002. Pada sesi awal ini, 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 area coverage 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.
Tabel 11.4. Perbedaan teknologi IEEE 802.11 dengan IEEE 802.16
7. Teknologi Wi-Max
WiMAX (worldwide interoperability for microwave access, IEEE.802.16) dikembangkan secara khusus dari teknologi OFDM (orthogonal frequency division multiplexing) untuk mencapai coverage area yang luas (beberapa mil atau sekitar 50-an km) dengan kecepatan tinggi (sekitar 72 Mbps wireless) dan tambahan multiple access (lihat IEEE.802.16e: OFDMA access method) yang mungkin bisa diaplikasikan untuk sistem komunikasi selluler masa depan. Tambahan multiple access ini dengan performansi yang baik bisa-bisa akan menjadi kompetitor baru bagi jaringan telepon seluler yang sudah ada.
Teknologi pendahulunya, yaitu WiFi (IEEE.802.11) yang sekarang masih kita pakai di laboratorium, kampus, airport, ruang konferensi sampai coffee shop dan supermarket, hanya mampu menjangkau 20-100 meter dengan kecepatan beberapa puluh Mbps. Karena itulah WiMAX lebih menjanjikan untuk memperluas jaringan murah di pedesaan dimana pembangunan infrastruktur seperti kabel DSL terasa sangat mahal. Mungkin inilah yang mendasari komentar para pakar, bahwa teknologi WiMAX adalah vital dan sangat cocok (baca: murah) untuk diaplikasikan di negara-negara berkembang seperti Indonesia, dimana biaya investasi fixed communication masih dirasa berat.
8. OFDM Wi-Max
OFDM bukanlah barang baru karena sebenarnya sudah ramai diteliti sejak tahun 60-an meskipun baru booming setelah dipicu dengan penemuan FFT (Fast Fourier Transform) sekitar tahun 70-an, ditambah dengan aplikasi akhir-akhir ini dalam DSL, cable modem, WiFi, Televisi Digital dan WiMAX. OFDM mampu mensupport data kecepatan tinggi karena efisiensinya yaitu dengan frekuensi tumpang tindih (overlapping) tapi dijamin tidak rusak karena orthogonal (kecuali ada masalah lain seperti frekuensi offset karena efek Doppler).
Dengan karakter dasar OFDM di atas, dalam Standard WiMAX, OFDM akan mampu mencapai 72Mbps (data bersih) atau sampai 100Mbps (data plus coding) dalam spektrum 20MHz. Artinya, OFDM dalam WiMAX mampu mengirimkan 3.6 bps per Hz. Misalnya kita punya alokasi bandwidth 100MHz, diimplementasikan pada frekuensi 5.8GHz (yaitu misal 5.725-5.825GHz), diperoleh 5 blok band (yaitu 5 x 20MHz = 100MHz), maka kita akan peroleh kapasitas 5x72Mbps = 360Mbps (dengan asumsi seluruh channel ditambahkan dan dengan 1x frequency reuse). Kemudian dengan sektorisasi, maka total kapasitas suatu base station akan mencapai lebih dari 1Gbps, sebuah kecepatan sangat tinggi untuk wireless access.
9. Komponen Wi-Max
Komponen utama WiMAX system adalah Subscriber Station (SS) atau yang dikenal dengan nama CPE dan Base Station (BS). BS dan satu atau lebih SS dapat membentuk sebuah sel dengan struktur point-to-multipoint (P2MP). Di udara, BS mengontrol aktifitas bersama sel, termasuk akses ke medium oleh SS, alokasi untuk kualitas layanan (QoS) dan mengatur keamanan jaringan yang dibawahinya.
Sistem 802.16 menggunakan antenna di site SS. Antena ini meng-cover daerah cakupannya. Perlengkapan seperti Adaptive Antenna System (AAS) dan sub-kanal juga didukung oleh standar untuk perencanaan link budget untuk instalasi indoor. IEEE 802.16e bekerja khusus untuk standar mobilitas dan men-support kekuatan terminal SS.
BS umumnya menggunakan antenna sector directional atau omni-directional. Fixed SS umumnya menggunakan negara directional sedangkan mobile atau portable SS umumnya menggunakan negara directional.
Multiple BS dapat dikonfigurasi untuk membentuk jaringan selular wirelessw. Ketika Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) digunakan, radius sel mencakup 30 mile. Paling tidak, praktisnya radius minimal sel mencakup kurang lebih 5 mile.
Standar 802.16 juga dapat digunakan pada point-to-point (P2P) atau topologi Mesh, menggunakan sepasang negara directional. Hal ini dapat digunkan untuk meningkatkan range yang efektif dengan system yang relative untuk mendukung mode P2MP.
WiMAX merupakan standar IEEE 802.16 yang membawahi aneka standar turunannya. Standar ini mengatur penggunaan perangkat nirkabel untuk keperluan jaringan perkotaan (Metropolitan Area Network/MAN). Standar ini khususnya dirancang untuk memenuhi kebutuhan jaringan akan akses nirkabel berkecepatan tinggi atau BWA (broadband wireless access). Kehadiran teknologi ini diharapkan akan memungkinkan akses terhadap aneka aplikasi multimedia via koneksi nirkabel dengan jarak antarperangkat yang lebih jauh.
10. Karakteristik Wi-Max
Standar 802.16 (dan turunanannya) beroperasi pada pita frekuensi radio antara 2GHz sampai 11GHz. Standar ini memiliki transfer rate 75Mbit per detik dengan tingkat latency yang rendah, dan efisiensi penggunaan ruang spektrum frekuensi.
Untuk mengamankan koneksi yang terjadi, standar ini juga telah mendukung feature enkripsi data, dengan pengaturan kesalahan bertipe Forward Error Correction (FEC). Jarak yang bisa dijangkau oleh standar ini dapat diperluas sampai sekitar 30 mil, atau sekitar 48 kilometer dengan tingkat throughput yang masih memadai untuk mentransfer data.
WiMax terbagi menjadi dua model pemanfaatan yang masing-masing diwakili oleh dua standar IEEE yang berbeda. Model pemanfaatan pertama adalah pemanfaatan fixedaccess, atau sambungan tetap yang menggunakan standar IEEE 802.16-2004 (sebagai hasil revisi atas standar IEEE 802.16a). Standar ini termasuk dalam golongan layanan "fixed wireless" karena menggunakan antena yang dipasang di lokasi pelanggan. Antena ini dapat dipasang di atap atau tiang tinggi persis seperti cakram parabola untuk TV. Teknologi dari standar inilah yang menjadi subsitusi dari teknologi-teknologi seperti modem kabel, segala macam digital subscriber line (xDSL), sirkuit transmit/exchange (Tx/Ex), dan sirkuit optical carrier (Oc-x).
Sementara model pemanfaatan kedua, sering disebut pemanfaatan portable atau mobile yang menggunakan standar IEEE 802.16e. Standar ini khususnya diimplementasikan untuk komunikasi data pada aneka perangkat genggam, atau perangkat bergerak (mobile) seperti PDA atau notebook.
11. Konfigurasi Wi-Max
Secara umum konfigurasi WiMAX dibagi menjadi 3 bagian yaitu subscriber station, base station dan transport site. Untuk subscriber station terletak di lingkungan pelanggan (bisa fixed atau mobile/portable). Sedangkan base station biasanya satu lokasi dengan jaringan operator (jaringan IP/internet atau jaringan TDM/PSTN). Untuk memperjelas dari konfigurasi dimaksud, maka gambar berikut (Gambar 2) merupakan konfigurasi generik dari WiMAX.
Gambar 11.70. Konfigurasi Wi-MAX
Gambar 11.70. Contoh lain konfigurasi Wi-MAX
Open standar, salah satu kelebihan WiMAX adalah open standar. Sehingga baik vendor, pelanggan maupun operator tidak perlu dipusingkan lagi karena dapat memanfaatkan merk apa saja (tidak tergantung salah satu merk).
Kecepatan instalasi, kelebihan lain WiMAX adalah kecepatan instalasi. Untuk instalasi pelanggan dengan antena outdoor memakan waktu tidak sampai satu jam. Bandingkan bila harus menggelar jaringan kabel dan modem DSL.
Masalah regulasi, nampaknya masyarakat harus bersabar untuk bisa memanfaatkan WiMAX. Hal tersebut dikarenakan belum adanya regulasi dari pemerintah khususnya menyangkut masalah frekuensi. Untuk frekuensi WiMAX 3,5 GHz saat ini masih berbenturran dengan frekuensi satelit sedangkan 2,5 GHz interferensi dengan Microwave dan TV kabel.
High speed, WiMAX mampu untuk menyalurkan data hingga kecepatan 75 Mbps dengan lebar spasi yang digunakan sebesar 20 MHz
Fleksibel, WiMAX tidak hanya diperuntukkan bagi pelanggan fixed seperti pelanggan DSL, namun dapat pula untuk melayani pelanggan nomadic dan mobile.
Investasi, seiring dengan maturitas produk WiMAX maka banyak vendor yang menjanjikan akan turunnya harga investasi perangkat WiMAX. Bahkan tahap selanjutnya WiMAX nantinya akan diproduksi embeded (bersatu layaknya WiFi pada notebook centrino) dengan perangkat notebook, PDA bahkan Handphone.
Tidak tergantung kabel, lain dengan DSL yang membutuhkan jaringan kabel, maka WiMAX tidak tergantung infrastruktur kabel tersedia. Dengan demikian WiMAX lebih fleksibel digunakan untuk memberikan layanan akses broadband hingga ke daerah rural atau lokasi yang belum atau sulit bila menggunakan jaringan kabel.
12. Prinsip Kerja Wi-Max
Teknologi WiMAX dapat meng-cover area sekitar 50 kilometer, dimana ratusan pelanggan akan di-share sinyal dan kanal untuk mentransmisikan data dengan kecepatan sampai 155 Mbps. Aspek keamanan merupakan aspek yang sangat penting dan akan dievaluasi oleh para pengguna internet dengan menggunakan fasilitas ADSL atau teknologi kabel modem maupun yang berlangganan dengan teknologi WiMAX.
Sistem pengamanan data dilakukan pada layer physical (PHY) dan data link layer (MAC) pada suatu arsitektur jaringan, tepatnya pada base station (BS) untuk didistribusikan ke wilayah sekelilingnya dan subscriber station (SS) untuk komunikasi point to multipoint. Base station (BS) dihubungkan secara langsung dengan jaringan umum (public network).
Secara umum WirelessMAN traffic dibedakan menjadi tiga bagian, seperti berikut ini.
- Pelanggan mengirimkan data dengan kecepatan 2 -- 155 Mbps dari subscriber station (SS) ke base station (BS).
- Base station akan menerima sinyal dari berbagai pelanggan dan mengirimkan pesan melalui wireless atau kabel ke switching center melalui protokol IEEE 802.16.
- Switching center akan mengirimkan pesan ke internet service provider (ISP) atau
- public switched telephone network (PSTN).
13. Aplikasi Wi-Max
WiMAX dapat dimanfaatkan untuk backhaul WiMAX itu sendiri, backhaul Hotspot dan backhaul teknologi lain. Dalam konteks WiMAX sebagai backhaul dari WiMAX aplikasinya mirip dengan fungsi BTS sebagai repeater untuk memperluas jangkauan dari WiMAX. Sedangkan sebagai backhaul teknologi lain, WiMAX dapat digunakan untuk backhaul seluler. Juga Kalau biasanya hotspot banyak menggunakan saluran ADSL sebagai backhaulnya, namun karena keterbatasan jaringan kabel, maka WiMAX dapat dimanfaatkan sebagai backhaul hotspot.
Gambar 11.71. WiMAX Sebagai Backhaul Selular
WiMAX dapat digunakan sebagai "Last Mile" teknologi untuk melayani kebutuhan broadband bagi pelanggan. Dari pelanggan perumahan maupun bisnis dapat dipenuhi oleh teknologi WiMAX ini.
WiMAX sebagai penyedia layanan personal broadband dapat dimanfaatkan untuk dua 2 pangsa pasar yaitu yang bersifat nomadic dan mobile. Untuk solusi nomadic, maka biasanya tingkat perpindahan dari user WiMAX tidak sering dan kalaupun pindah dalam kecepatan yang rendah. Perangkatnya pun biasanya tidak sesimpel untuk aplikasi mobile. Untuk aplikasi mobile, pengguna layanan WiMAX melakukan mobilitas layaknya menggunakan terminal WiFi seperti notebook, PDA atau smartphone.
Pengertian WiMesh
Jaringan Mesh adalah suatu cara untuk mengarahkan data, suara dan instruksi antar nodes. Hal ini merupakan koneksi lanjutan dan juga "hopping" dari node-to-node sampai dengan tujuannya tercapai. Jarinagn Mesh, semua nodes dihubungkan satu sama lain dalam satu jaringan. Mesh berbeda dari jaringan lainnya, dalam arti bahwa seluruh bagian komponen dapat dihubungkan satu sama lain dengan berbagai hops, dan umumnya tidak mobile. Mesh dapat dilihat sebagai salah satu jenis ad-hoc. Mobile adhoc networking (MANet), dan yang kemudian saling berhubungan, tetapi jaringan mobile ad-hoc juga harus berhadapan dengan permasalaha mobilitas dari node. Jarinagn mesh self-healing dimana suatu jaringan masih dapat beroperasi bahkan ketika suatu node break down atau tidak ada koneksi sama sekali.
Sebuah jaringan Wi-Mesh didesain untuk memperluas jangkauan jaringan Wi-Fi di dalam dan di luar ruangan secara jarak jauh. Caranya dengan membiarkan banyak access point saling menghantarkan lalu lintas data acces point yang berbeda-beda. Jika Wi-Fi hotspot memerlukan koneksi langsung ke internet, jaringan mesh melanjutkan permintaan data sampai koneksi jaringan ditemukan.
2. Prinsip Kerja
Dimana internet kebanyakan berbasis kabel, infrastruktur komunikasi elektronik kooperatif serupa dengan persetujuan yang berhubungan dengan pos internasional, pesan-pesan dikirimkan satu sama lain dan disiarkan di daerah-daerah terpisah secara gratis (yaitu. jika kamu menyiarkan ulang pesan-pesan yang terkirim di dalam daerah mu maka pesan tersebut akan disiarkan ulang di dalam daerahmu), Mesh adalah satu infrastruktur komunikasi kooperatif wireless antar satu jumlah besar dari individu transceiver wireless (yaitu. satu wireless mesh) itu sudah Eternet.
Infrastruktur jenis ini dapat didesentralisasi (dengan tidak ada server pusat) untuk aplikasi yang tidak berubah atau dikontrol secara terpusat untuk aplikasi yang tidak berubah (dengan satu server), keduanya adalah relatif murah, dan sangat dapat dipercaya dan resilent, selama masing-masing node hanya membutuhkan transmit sejauh node berikutnya. Node-node bertindak sebagai repeter untuk tarnsmit data dari node terdekat untuk peer yang terlalu jauh untuk jangkauan, menghasilkan satu jaringan yang dapat memutar jarak-jarak besar. Jaringan mesh juga sangat dapat dipercaya, ketika masing-masing node dihubungkan sampai beberapa node lain. Jika satu jaringan node putus, dalam kaitan dengan kegagalan perangkat keras atau alasan lain, maka neighbournya hanya temukan route lain. Kapasitas besar dapat diinstall oleh banyak node. Jaringan mesh boleh menggunakan peralatan fixed atau peralatan mobile. Solusisolusi adalah sama ketika berkomunikasi di dalam situasi sulit seperti situasi-situasi keadaan darurat, memesang tunnel dan oil ring sampai aplikasi video gerak kecepatan tinggi dan kecepatan aplikasi vidio mobile pada public transport.
Prinsipnya adalah sama dengan cara pengiriman paket-paket melalui kabel internet --- data akan hop dari satu alat ke alat yang lain sampai ke satu tujuan yang diberi. Kemampuan pe-rute-an dinamik tercakup di masing-masing alat. Untuk menerapkan kemampuan pe-rute-an dinamik seperti itu, setiap peralatan memerlukan untuk menginformasikan rotingnya kesetiap perangkat yang terhubung dengannya. Masingmasing alat kemudian menentukan apa yang akan dilakukan dengan data yang diterima --- melewatkan ke alat berkutnya atau menyimpannya. Routing algoritma yang digunakan selalu memastikan bahwa pengambilan data cepat sampai ke tujuan.
Pilihan dari teknologi radio untuk jaringan wireless mesh adalah rumit. Dalam suatu laptop-laptop dimana jaringan wireless secara sederhana dihubungkan untuk single access point, masing-masing laptop harus berbagi satu kolam yang ditetapkan dari bandwidth. Dengan teknologi mesh dan radio adaptip, peralatan dalam suatu jaringan mesh hanya dihubungkan dengan alat-alat lain yang ada dalam satu range. Keuntungannya adalah, seperti satu sistem penyeimbangan beban, semakin peralatan semakin banyak bandwidth yang tersedia, dengan ketentuan bahwa banyaknya hop di dalam rata-rata jalur komunikasi tetap rendah.
3. Membuat WiMesh dari WLan
Secara fisik menghubungkan access point wireless pada infrastruktur jaringan wired bisa jadi salah satu tugas yang paling menantang dan mahal yang berhubungan dengan suatu penyebaran wireless LAN. Dalam organisasi dengan system pengkabelan yang terstruktur fleksibel, itu hanyalah suatu pelengkap nuisance, tapi dalam suatu kampus yang terbagi-bagi, kompleks perumahan atau kotamadya, menarik kabel ke setiap acces point hampir mustahil.
Pada lingkungan terbagi-bagi, jaringan mesh bisa jadi pertimbangan. Sebagai pengganti backhaul lalu-lintas Wi-Fi melewati suatu kabel Ethernet yang dikoneksikan ke switch, kita dapat backhaul secara wireless. Jaringan mesh bukanlah konsep yang baru. Standard 802.11 termasuk ketentuan untuk WDS (wireless distribution system) yang saling menghubungkan AP melalui radio sebagai pengganti kabel. Tetapi WDS menawarkan kemampuan terbatas dibandingkan dengan modern mesh systems.
(didesain khusus hanya untuk mengkoneksiksn dua AP secara wireless), jadi kelompok kerja IEEE 802.11s mengembangkan standard mesh yang baru, bertujuan untuk penyelesaian pada tahun 2007.
Pada wireless mesh, masing-masing wireless node jaringan bisa menjadi peserta aktif dalam sebuah mesh.. Mesh yang khusus secara teoritis menyediakan cakupan luas dengan biaya yang paling rendah. Tetapi, karena node bisa tampak dan menghilang pada waktu tertentu, jenis dari mesh ini tidak sesuai untuk banyak aplikasi. Suatu infrastruktur mesh, di mana mesh meneruskan pengiriman jasa wireless backhaul/backbone, biasanya lebih menyebar.
Pada jaringan wired dapat mengambil jalur alternative melewati mesh. Mesh node mengoptimisasi jalur-jalur tersebut. Arsitektur wimesh ini hampir sama dengan wired mesh yang digunakan pada internet, dimana router membuat keputusan forwarding menggunakan dynamic routing protocol. Dalam kedua kasus, jalur khusus dimana paket-paket melewati titik intermediate, adalah transparan di sisi client. Banyak faktor, termasuk level trafik, kapasitas link, efisiensi routing-protocol dan overhead, dapat berpengaruh terhadap seluruh performansi. Jaringan dengan diameter kecil (small hop counts) secara umum akan mempunyai throughput dan karakteristik latency lebih baik daripada jaringan dengan diameter besar, dimana pengalaman suatu performance hit untuk setiap intermediate hop. Untuk mengatasi ini, kemungkinan diinginkan suatu koneksi mesh backhaul yang cepat dan dedicated.
4. Pilihan Desain
Meski beberapa system mesh membatasi diri untuk menyediakan layanan backbone wireless, sebagian besar menyediakan suatu kombinasi dari backbone/infrastruktur dan layanan client access. Oleh karena itu, suatu client Wi-Fi dapat berkoneksi ke sebuah node yang secara simultan berperan sebagai sebuah perangkat infrastruktur untuk backbone mesh. Dalam sistem ini, mesh node harus menghandle standard akses Wi-Fi (biasanya 802.11 b/g tapi terkadang 802.11 a dengan baik), ingress traffic dari titik mesh lainnya, egress traffic ke titik mesh lain dan, dalam beberapa kasus, sebuah koneksi Ethernet ke jaringan kabel/wired.
Desain wireless mesh yang paling sederhana menggunakan sebuah single-radio untuk akses, ingress dan egress. Karakteristik distinguish-nya sederhana dan biaya rendah, dalam sebuah desain single-radio, baik akses client maupun komunikasi antara titik-titik mesh mengambil tempat melebihi satu radio, yang secara dinamis bertukar fungsi dari AP-node ke mesh-node (lihat bagan “Solo radio” di bawah).
Sistem ini, secara tipikal menggunakan 2.4 GHz 802.11b/g, adalah sistem yang sedikit mahal untuk disebarkan, tetapi sistem menawarkan pembatasan performance dan kapasitas. Itulah sebabnya single-radio dalam setiap titik mesh harus time-slice antara akses client, ingress dan egress. Untuk mengatasi pembatasan ini, jaringan harus didesain untuk meminimalisasi penghitungan hop. Jadi sekitar sepertiga sampai setengah dari seluruh titik mesh juga harus mempunyai koneksi ke jaringan kabel, secara direct melalui Ethernet atau melalui suatu dedicated point-to-point, atau point-tomultipoint, sistem fixed wireless backhaul. Lebih besar lagi, jaringan mesh single-radio secara tipikal disebarkan dalam konjungsi dengan 5 GHz sistem multipoint wireless backhaul dari Alvarion atau Motorola. Itu dapat berarti biaya yang lebih tinggi sebaik komplikasi manajemen jaringan.
Jaringan wireless mesh yang lebih canggih menggunakan suatu desain multiradio, memisahkan akses, fungsi ingress dan egress. Dalam suatu desain two-radio, trafik akses client mengambil tempat pada satu kanal radio (biasanya 2.4 GHz 802.11b/g) sementara trafik mesh infress/egress menggunakan sebuah kanal berbeda (biasanya 5 GHz 802.11a). dengan memisahkan akses dan fungsi mesh, desain dual radio menawarkan beberapa performansi dan keuntungan desain.
Didapatkan suatu peningkatan dalam keseluruhan kapasitas sistem dan alokasi yang lebih fleksibel dari kanal RF. Perdagangan berhenti, meski begitu,sistem dualradio cenderung untuk menghabiskan banyak biaya daripada sistem single-radio, karena hardware untuk setup dual-radio lebih mahal dan umumnya rely pada 5 GHz untuk komunikasi mesh.
Sinyal-sinyal ini teratenuasi berat oleh gedung-gedung dan dedaunan dari pohon, jadi dibutuhkan lebih banyak titik mesh untuk sistem seperti ini daripada sistem singleradio, desain 2.4 GHz. Dan penyebarannya membutuhkan rancang bangun radio-link yang lebih kompleks untuk memastikan LOS antara titik-titik mesh.
Yang terakhir dan desain jaringan mesh yang paling canggih dan yang bisa dibantah menggunakan tiga atau lebih radio per titiknya. Radio-radio tambahan ini dapat digunakan untuk dua tujuan. Pertama, dapat membuat suatu system akses multisector dan/atau multikanal dengan antenna directional untuk menambah range dan menyediakan kapasitas akses client lebih besar. Kedua, dapat mengoptimalisasi trafik mesh dengan memisahkan trafik ingress dan egress pada kanal radio yang berbeda. Multiradio ini menawarkan performansi yang sangat baik, tapi butuh lebih banyak biaya dan kompleks penginstalannya.
Agar diingat bahwa menambah banyak radio ke suatu titik mesh tidak selalu menjamin kinerja yang superior. Itu karena factor-faktor lain, termasuk efisiensi radio, routing protocol, dan diameter mesh, juga kontribusi ke performansi. Pada umumnya, bagaimanapun juga, semakin banyak radio menerjemahkan ke performansi dan kapasitas yang lebih baik sekalipun hanya pada biaya yang lebih tinggi.
5. Miz dan Mash
Karena belum ada standard wireless mesh, interoperability antar sistem dari berbagai vendor yang berbeda dibatasi. Secara teoritis memungkinkan untuk membangun jaringan mesh besar menggunakan gear dari banyak vendor, tetapi kebanyakan organisasi memilih untuk suatu vendor tunggal. Karena popularitas dari wireless mesh meningkat, kebutuhan akan interoperability akan meningkat dengan baik.
Hal ini benar sekali untuk sistem yang dirancang untuk pasar konsumen, dimana kesenangan dalam instalasi adalah sebuah kunci yang dibutuhkan.
Kelompok kerja IEEE 802.11 memulai pertimbangan proposal dari suatu perluasan mesh ke standard 802.11 pada bulan Juli. Proposal terkemuka, yang diterima dari 83 persen oleh pemilih, dikenal dengan SEEMesh (Simple, Efficient, and Extensible Mesh). SEEMesh digawangi oleh suatu kelompok besar high-profile vendor termasuk Intel, Motorola, Nokia, NTT DoCoMo, dan Texas Instruments. Keterangan lebih rinci mengenai proposal ini tidak tersedia untuk sementara waktu, tetapi diorientasikan untuk membuat standarisasi kemampuan mesh yang tersedia untuk pasar konsumen yang mungkin luas.
Dekat di belakang (dengan selisih 76 persen dari pemilih) adalah suatu proposal yang disubmit oleh Wi-Mesh Aliance, yang termasuk Accton, Nexthop, Nortel dan Philips. Proposal Wi-Mesh mengalamatkan suatu cakupan kebutuhan lebih luas, termasuk kedua desain elemen single dan multi-radio, kualitas servis (QoS) dan peningkatan keamanan. Keterangan lebih rinci dari proposal tersebut, tersedia di www.wi-mesh.org.
6. Pengembangan Mash
Dalam pengembangan WLAN, terdapat perbedaan yang jelas diantara peralatan infrastruktur dan yang berada di clien untuk bisa bergabung dalam WLAN. Peralatan infrastruktur WLAN dikembangkan berdasarkan standar 802.11 AP yang menyediakan beberapa service, khususnya dukungan terdapat penghemtan daya peralatan, untuk menyimpan trafik, services autentifikasi dan menggunakan jaringan AP biasanya langsung terhubung jaringan kabel, dan menyediakan layanan konektifitas wireless kepada peralatan client melebihi konektifitas peraltan wireless itu sendiri. Perlatan client, dengan kata lain, di implementasikan sebagai 802.11 yang harus digabungkan dengan AP dalam access gain ke jaringan. STA tergantung pada AP yang tehubung untuk berkomunikasi. Model pengembangan WLAN dan peralatannya diilustrasikan dalam gambar berikut:
Gambar 11.6. Model Pengembangan 802.11 dan Peralatannya
Tidak ada alasan, akan tetapi, banyak peralatan yang digunakan dalam WLAN tidak dapat mendukung conektivitas wireless secara fleksibel. Infrastruktur peralatan seperti AP harus bisa menetapkan peer-to-peer wireless dengan AP berdekatan untuk menetapkan satu infrastruktur mesh backhaul, tanpa memerlukan kabel jaringan yang dikoneksikan ke masing-masing AP. Biasanya, peralatan lama yang dikategorikan sebagai client perlu juga ditetapkan peer-to-peer wireless dengan clientnhya dan AP pada jaringan mesh. Dalam beberapa hal, perangkat client mesh-enable ini menyediakan layanan yang sama seperti AP untuk membantu menetapkan STA access gain pada jaringan.
Tujuan arsitektur disini peralatan wireless dibagi dalam dua kelas utama : nodes klas mesh adalah node-node yang mampu melayani mesh, sedangkan klas non-mesh meliputi client STA. Node-node klas mesh bisa secara optimal memdukung layanan AP dan bisa diatur atau tidak.
Layanan mesh bisa diimplementasikan sebagai interface MAC yang tidak tergantung pada 802.11 MAc. Prinsipnya, peralatan tunggal bisa dimainkan dari fungsi kedua point mesh dan AP atau fungsi dari kedua ponit mesh dengan STA. Singkatnya bagaimana cara merealisasikan peralatan multi-role.
7. Kesimpulan
WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access) adalah standar Broadband Wireless Access dengan kemampuan menyediakan layanan data berkecepatan tinggi. Teknologi WiMAX merupakan pengembangan dari teknologi WiFi (802.11x) yang didisain untuk memenuhi kondisi non LOS (Line of Sight). Saat ini WiMAX digunakan untuk koneksi internet secara nirkabel dengan kecepatan hingga 70 Mbps. Tidak seperti WiFi yang cakupannya hanya sekitar rumah atau kantor, WiMAX mempunyai cakupan yang lebih luas hingga 50 km. Teknologi WiMAX dapat dimanfaatkan untuk berbagai aplikasi misalnya akses broadband, backhaul dan personal broadband. Jaringan Mesh adalah suatu cara untuk mengarahkan data, suara dan instruksi antar nodes. Hal ini merupakan koneksi lanjutan dan juga "hopping" dari node-to-node sampai dengan tujuannya tercapai. Jarinagn Mesh, semua nodes dihubungkan satu sama lain dalam satu jaringan. Mesh berbeda dari jaringan lainnya, dalam arti bahwa seluruh bagian komponen dapat dihubungkan satu sama lain dengan berbagai hops, dan umumnya tidak mobile. Mesh dapat dilihat sebagai salah satu jenis ad-hoc.
8. SOAL
- Jelaskan apa yang dimaksud dengan Wi MAX dan jelaskan prinsip kerjanya secara singkat.
- Sebutkan standard yang dipakai pada WiMAX serta sebutkan perbedaannya dengan standard WLAN.
- Jelaskan apa yang dimaksud dengan WiMESH dan jelaskan secara singkat prinsip kerjanya.
- Gambarkan konfigurasi WiMAX dan beri penjelasan singkat.
- Bagaimana cara membuat jaringan WiMESH dari WLAN?
