PERKEMBANGAN TEKNOLOGI WIRELESS

Teknologi Komunikasi Jaringan saat ini sudah memasuki era Wireless alias Nirkabel atau tanpa kabel. Hal ini disebabkan oleh tuntutan kebutuhan komunikasi data manusia yang perlu mobilitas yang tinggi. Saat ini, orang-orang ingin dapat berkomunikasi data / informasi satu sama lain dimana saja dan kapan saja.

Tentu saja hal ini tidak dapat dipenuhi oleh Teknologi jaringan kabel (wired) yang bersifat Fixed atau tidak dapat berpindah-pindah. Kemudian dari masalah-masalah dan kebutuhan tersebut munculah teknologi komunikasi data yang bersifat nirkabel yang dapat digunakan dimana saja dan kapan saja selama kita masih berada di dalam radius jangkauannya, seperti WiFi (Wireless Fidelity), WIMAX dan yang terbaru adalah LTE (Long Term Evolution).

Tidak perlu berpanjang lebar lagi basa-basinya, berikut penjelasan dari masing-masing teknologi Komunikasi Wireless tersebut.

1. WiFi atau Wireless LAN

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

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

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

1.1. Arsitektur Wireless LAN

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

Ad-Hoc Wireless LAN

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

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

Infrastruktur Wireless LAN

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

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

1.2. Komponen Wireless LAN

Komponen Wireless LAN terdiri dari perangkat berikut ini :

Access Point

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

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

Penggunaan Access Point dapat meningkatkan cakupan jaringan. Jarak jengkauan dapat mencapai hingga ratusan meter. Roaming adalah kemampuan client untuk berpindah tanpa kehilangan kontak dengan jaringan.

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

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

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

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

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

Hardware wireless LAN yang ada dipasaran saat ini berupa :

• PCI
• USB
• PCMIA
• Compact Flash
• Embeded (tertanam) di Notebook atau PDA atau HP

1.3. Standard / Spesifikasi WLAN

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

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

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

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

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

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

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

2. WIMAX

Worldwide Interoperability for Microwave Access (WiMAX) merupakan standar industri yang bertugas menginterkoneksikan berbagai standar teknis yang bersifat global menjadi satu kesatuan.

WiMAX dan WiFi dibedakan berdasarkan standar teknik yang bergabung didalamnya. WiFi menggabungkan standar IEEE 802.11dengan ETSI HiperLAN yang merupakan standar teknis yang cocok untuk keperluan WLAN, sedangkan WiMAX merupakan penggabungan antara standar IEEE 802.16 dengan ETSI HiperMAN.

Standar keluaran IEEE banyak digunakan secara luas di daerah asalnya, yaitu Eropa dan sekitarnya. Untuk dapat membuat teknologi ini digunakan secara global, maka diciptakan WiMAX. Standar global yang dipakai di dunia dapat digambarkan sebagai berikut :

Kedua standar yang disatukan ini merupakan standar teknis yang memiliki spesifikasi yang sangat cocok untuk menyediakan koneksi berjenis broadband lewat media wireless atau broadband wireless access (BWA).

Pada masa mendatang, segala sesuatu yang berhubungan dengan teknologi BWA kemungkinan akan diberi sertifikasi WiMAX. Standar WiMAX dibentuk oleh gabungan-gabungan industri perangkat wireless dan chip-chip komputer diseluruh dunia.

Perusahaan  besar  ini bergabung dalam suatu forum kerja yang merumuskan standar interkoneksi antar teknologi BWA yang mereka miliki pada produk-produknya.

Berbeda dengan WiFi yang hanya mencakup jaringan local yang kecil, kurang dari 50 meter, teknologi untuk WiMax sangat cocok untuk jaringan geografis yang luas hingga ratusan kilometer. Gambar 3.2.1 menggambarkan perubahan ukuran jaringan, teknologi WiMax mencakup: Wide Area Networks (WAN) dan Metropolitan Area Networks (MAN).

Teknologi Local Area Network (LAN) seperti WiFi telah sukses mengantarkan data untuk jarak kurang dari 50 meter dan Personal Area Networks (PAN) seperti teknologi Bluetooth untuk jarak sekitar kurang dari 10 meter.

2.1 Standar IEEE 802.16 (Standarisasi WIMAX)

Pada awalnya standard IEEE 802.16 beroperasi pada frekuensi 10 – 66 GHz dan memerlukan tower line of sight. Tetapi pengembangan IEEE 802.16a yang disahkan pada bulan Maret 2004, menggunakan frekuensi yang lebih rendah yaitu sebesar 2-11GHz, sehingga mudah diatur. Dan tidak memerlukan line-of-sight. Cakupan area yang dapat dicoverage sekitar 50km dan kecepatan transfer data sebesar 70Mbps. Pengguna tidak akan kesulitan dalam mengulur berbagai macam kabel. Apalagi WiMax mampu menangani hingga ribuan pengguna sekaligus.

2.2 Elemen dan Konfigurasi WIMAX

Elemen/ perangkat WiMAX secara umum terdiri dari BS di sisi pusat dan CPE di sisi pelanggan. Namun demikian masih ada perangkat tambahan seperti antena, kabel dan asesoris lainnya.

Base Station (BS)
Merupakan perangkat transceiver (transmitter dan receiver) yang biasanya dipasang satu lokasi (colocated) dengan jaringan Internet Protocol (IP). Dari BS ini akan disambungkan ke beberapa CPE dengan media interface gelombang radio (RF) yang mengikuti standar WiMAX. Komponen BS terdiri dari:

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

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

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

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

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

Subscriber Station (SS)
Secara umum Subscriber Station (SS) atau (Customer Premises Equipment) CPE terdiri dari Outdoor Unit (ODU) dan Indoor Unit (IDU), perangkat radionya ada yang terpisah dan ada yang terintegrasi dengan antena.

Point-to-point (P2P)
Point-to-point digunakan dimana terdapat dua poin menarik, yaitu satu pengirim dan satu penerima. Ini juga merupakan sebuah skenario untuk backhaul atau transportasi dari sumber data (data center, fasilitas co-lo, serat POP, kantor pusat, dll) untuk pelanggan atau untuk titik untuk distribusi menggunakan titik multipoint arsitektur. Radio backhaul terdiri dari sebuah industri mereka sendiri dalam industri nirkabel. Sebagai arsitektur panggilan untuk berkas yang sangat terfokus antara dua titik berbagai dan throughput titik-ke titik radio akan lebih tinggi dari produk point-to-multipoint.

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

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

Arsitektur Mobile WiMAX

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

• User Terminal yang digunakan oleh end-user untuk mengakses jaringan.
• Access Service Network (ASN) yang terdiri dari satu atau lebih BS dan satu atau lebih ASN gateway yang membentuk jaringan akses radio.
• Connectivity Service Network (CSN) yang menyediakan konektivitas IP dan semua fungsi core Network Internet Protocol.

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

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

• Access Service Network – Gateway (ASN-GW)
  ASN-GW berfungsi untuk mengatur location management dan paging intra-ASN, mengatur AAA pelanggan, serta menjalankan fungsi mobile IP.

• Connectivity Service Network (CSN)
  Berfungsi menyediakan konektivitas ke internet, ASP dan fungsi jaringan umum lainnya.

3. LTE (Long Term Evolution)

Istilah LTE pertama kali diperkenalkan oleh 3GPP untuk memulai tahap evolusi berikutnya dalam sistem komunikasi mobile yang berdasarkan pada teknologi Orthogonal Frekuensi Division Multiplexing(OFDM). LTE digunakan untuk menyediakan solusi all-IP pada arsitektur jaringannya.

LTE memiliki kemampuan untuk beroperasi pada mode FDD ataupun TDD. Tidak seperti UMTS, LTE tidak mendukung soft andover. LTE memberdayakan operator untuk mencapai tingkat puncakuplink dan downlink, meningkatkan efisiensi spektrum, dan mengurangi CAPEX dan OPEX.Jaringan inti LTE didasarkan padasolusi all-IP, dan tidak seperti GSM/UMTS, tidak ada elemen jaringan yang terpisah.

Pada LTE circuit-switching hadir dijaringan inti. Perubahan siginifikan dibandingkan standar sebelumnya meliputi 3 hal utama, yaitu air interface, jaringan radio serta jaringan core.

Menurut IMT Advanced (International Mobile Telecommunications Advanced), LTE tidak sepenuhnya sesuai dengan persyaratan 4G. Layanan LTE pertama di dunia dibuka oleh TeliaSonera di dua kotaSkandinavia yaitu Stockholm dan Oslo pada 14 Desember 2009.

LTE adalah satu set perangkat tambahan ke Universal Mobile Telecommunications System (UMTS) yang diperkenalkan pada 3rd Generation Partnership Project (3GPP) Release 8 dan juga merupakan evolusi teknologi 1xEV-DO sebagai bagian dari roadmap standar 3GPP2.

Teknologi LTE sendiri merupakan pengembangan teknologi dari aplikasi GSM dan CDMA yang sudah ada di Indonesia saat ini. Bila pada GSM (2G), berevolusi menjadi GPRS (2,5G), yang dilanjutkan dengan EDGE, serta EDGE Evolved.

Maka di WCDMA (3G), berevolusi menjadi HSPA (3,5G) dan HSPA+, maka solusi berikutnya adalah penggunaan LTE yang mempunyai layanan kapasitas gigabytes di atas semuanya.

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

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