ASPEK PERANCANGAN
3.3 Teknik Jaringan WiMAX
Teknik jaringan WiMAX meliputi modulasi adaptif dan pengalokasian frekuensi.
3.3.1 Modulasi Adaptif
Modulasi adaptif adalah skema transmisi pada komunikasi digital, transmitter mengadaptasi mode transmisi dengan kondisi signal yang secara efektif dapat mengatur keseimbangan kebutuhan bandwitdh dan kualitas sambungan (link quality) atau biasanya diukur dengan Signal Noise Ratio ( SNR). WiMAX yang menggunakan standar IEEE 802.16 yang memiliki beberapa kombinasi modulasi yang berbeda, yaitu: QPSK (Quadrature Phase Shift Keying), 16 QAM (Quadrature Amplitude Modulation) dan 64 QAM. Perbandingan modulasi WiMAX dengan SNR dan daya yang diterima ditunjukkan oleh Tabel 3.1.
Tabel 3.1 Perbandingan Modulasi Dengan SNR Dan Daya Yang Diterima (Sumber:http://very_sa.students-blog.undip.ac.id, 2009 )
No Modulasi Bit Modulasi SNR Daya yang diterima 1 64 QAM 3/4 6 22 dB - 82 dBm 2 64 QAM 2/3 6 20 dB - 83.5 dBm 3 16 QAM 3/4 5 18 dB - 87.7 dBm 4 16 QAM 1/2 5 16 dB - 91 dBm 5 QPSK 3/4 2 12 dB - 94 dBm 6 QPSK 1/2 2 9 dB - 96.5 dBm
Modulasi yang digunakan merupakan modulasi adaptif yang mengizinkan sistem WiMAX menambahkan skema modulasi signal tergantung pada kebutuhan. Apabila kualitas signal tinggi maka skema modulasi tertinggi dapat digunakan dan hal ini akan memberikan kapasitas yang tinggi pada sistem. Selama terjadi fading(kondisi dimana menurunnya kualitas sinyal), maka sistem dapat bergeser ke skema modulasi yang lebih rendah sehingga konektivitas dapat dipertahankan yang diperlihatkan pada Gambar 3.2. Modulasi adaptif memerlukan informasi signal yang cocok pada transmitter, informasi ini haruslah bersifat real time dan sesuai dengan kondisi signal yang ada. Informasi ini dapat diperoleh dengan menggunakan metode duplexing TDD (Time Division Duplex), sehingga informasi signal dari pengirim ke penerima akan sama dengan informasi signal dari penerima ke pengirim. Selain itu, informasi signal juga dapat diperoleh sebagai feedback dari penerima kepada pengirim.
Gambar 3.2 Modulasi Adaptif Pada WiMAX (Sumber: http://very_sa.students-blog.undip.ac.id, 2009 )
Dalam mendesain dan implementasi sistem dilapangan, perhitungan kapasitas dan trafik sistem dengan modulasi adaptif menjadi lebih kompleks dibandingkan sistem yang menggunakan modulasi tetap. Dengan modulasi adaptif, kapasitas sistem menjadi dinamis dan kemampuan sistem untuk menyalurkan data kecepatan tingggi juga bervariasi. Pada umumnya, sistem modulasi dipasaran dapat menerapkan modulasi adaptif secara manual dan otomatis. Sistem modulasi adaptif manual
memungkinkan operator mengatur sendiri modulasi untuk memperoleh throughput dan jarak yang diinginkan sesuai dengan kondisi lingkungan. standar throughput untuk tiap-tiap modulasi menggunakan ukuran channelyang berbeda ditunjukkan oleh Tabel 3.2.
Tabel 3.2 Standar Throughput Pada Modulasi Dan Ukuran Channel Berbeda (Sumber:http://very_sa.students-blog.undip.ac.id, 2009 ) Channel Size QPSK ½ QPSK ¾ 16 QAM ½ 16 QAM ¾ 64 QAM 2/3 64 QAM 3/4 3.5 MHz 2.9 Mbps 4.3 Mbps 7.8 Mbps 10.7 Mbps 11.8 Mbps 13 Mbps 7 MHz 5.8 Mbps 8.6 Mbps 15.6 Mbps 21.4 Mbps 23.6 Mbps 26 Mbps 10 MHz 8.6 Mbps 12.3 Mbps 20.5 Mbps 28.8 Mbps 33 Mbps 37.2 Mbps 20 MHz 23.2 Mbps 24.6 Mbps 41 Mbps 57.6 Mbps 66 Mbps 74.4 Mbps 3.3.2 Pengalokasian Frekuensi
Ada 2 jenis frekuensi yang digunakan untuk pengembangan WiMAX yaitu frekuensi yang berlisensi dan frekuensi yang tidak berlisensi. Pemerintah di seluruh dunia telah menetapkan bidang frekuensi yang tersedia untuk penggunaan teknologi WiMAX berlisensi dan tidak berlisensi yang diperlihatkan oleh Tabel 3.3. Setiap daerah geografis mendefinisikan dan mengatur bidang berlisensi dan tidak berlisensi yang bertujuan untuk memenuhi kebutuhan regulasi global dan memungkinkan penyedia layanan menggunakan semua channelfrekuensi yang tersedia didalam bidang ini.
Tabel 3.3 Frekuensi Global Berlisensi dan Tidak Berlisensi (Sumber: Widodo, 2008)
Negara / Area Geografis Frekuensi Berlisensi Frekuensi Tidak Berlisensi
Amerika Utara 2.5 GHz 5.8 GHz
Amerika Tengah dan Selatan 2.5 GHz dan 3.5 GHz 5.8 GHz Eropa Barat dan Timur 3.5 GHz 5.8 GHz Timur Tengah dan Afrika 3.5 GHz 5.8 GHz
Yang harus diperhatikan adalah bahwa setiap frekuensi memberikan keuntungan yang berbeda dalam penggunaannya. Masing – masing melayani kebutuhan pasar yang berbeda berdasarkan pilihan antara biaya dan QoS (Quality of Service) yang diinginkan. Frekuensi berlisensi dan tidak berlisensi masing-masing menawarkan keuntungan tertentu ke penyedia. Ketersediaan keduanya memungkinkan vendor berkembang memenuhi berbagai kebutuhan pengguna.
3.3.2.1 Frekuensi Berlisensi
Untuk menggelar frekuensi berlisensi, operator atau penyedian layanan harus membeli frekuensi tersebut. Pembelian frekuensi merupakan proses yang merepotkan. Di beberapa negara, perijinan untuk memperoleh hak lisensi bisa memakan waktu beberapa bulan bahkan tahunan.
Keuntungan yang didapatkan ialah anggaran downlink lebih besar sehingga pengguna indoor lebih baik. Keuntungan yang signifikan yang lain ialah bahwa frekuensi rendah yang digunakan untuk frekuensi berlisensi (2.5 GHz dan 3.5 GHz) memungkinkan penggunaan NLOS dan RF yang lebih baik. Parameter yang digunakan dalam standar 802.16 berlisensi, akan ditunjukkan pada Tabel 3.4. Biaya yang lebih tinggi dan hak frekuensi yang eksklusif memungkinkan solusi yang lebih stabil untuk pengguna bergerak.
Tabel 3.4 Parameter Standar 802.16 Berlisensi (Sumber: Joyoboyo, 2005)
Parameter Frekuensi 3.5 Ghz
Ukuran Channel 7 Mhz 14 Mhz
Alokasi Bandwidth 2 x 21 Mhz 2 x 28 Mhz Bit Rate per Channel 35 Mbps 70 Mbps
Periode Simbol 34 �� 17 ��
Maximum Power Transmit 23 dBm 23 dBm
WiMAX berlisensi cocok digunakan untuk aplikasi berikut: 1. PMP dengan cakupan wilayah yang lebih luas. 2. Layanan mobile broadband ubiquitos (dimanapun).
3. Aplikasi yang memerlukan pengaturan pengguna frekuensi.
4. Aplikasi yang tidak memperdulikan biaya untuk memilih teknologi ini, karena teknologi telah dioptimalkan.
5. Aplikasi yang pelayanan dan peralatan base station hanya dapat disewa dari penyedia layanan.
3.3.2.2 Frekuensi Tidak Berlisensi
Beberapa negara dan penyedia layanan memahami bahwa interferensi yang diakibatkan sangat banyak. Frekuensi tidak berlisensi dapat mempengaruhi jaringan komunikasi pemerintah dan publik, seperti sistem radar. Negara-negara (misal Inggris) dan lembaga pemerintahan sekarang secara aktif melakukan pengaturan terbatas untuk frekuensi 5 GHz, kunci penting yang perlu diperhatikan adalah bahwa tidak berlisensi bukan berarti tidak diatur.Parameter yang digunakan dalam standar 802.16 tidak berlisensi, akan ditunjukkan pada Tabel 3.5.
Tabel 3.5 Parameter Standar 802.16 Tidak Berlisensi (Sumber: Joyoboyo, 2005)
Parameter Frekuensi 5.8 Ghz
Ukuran Channel 20 Mhz
Alokasi Bandwidth 2 x 40 Mhz Bit Rate per Channel 72 Mbps
Periode Simbol 11.9 ��
Maximum Power Transmit 20 dBm
RX Sensitivity - 86 dBm
Keuntungan yang didapat dari frekuensi tidak berlisensi ialah biaya awal yang rendah, pemasaran yang cepat dan frekuensi yang dapat gunakan diseluruh dunia. Beberapa penyedia layanan dapat menggunakan frekuensi tidak berlisensi untuk menyediakan akses last mile untuk perumahan, bisnis, backbone atau cadangan bagi
jaringan berkabelnya atau frekuensi yang berlisensi. penggunaan frekuensi tidak berlisensi berfokus pada daerah rural (pedesaan), pasar yang sedang berkembang, daerah tertinggal atau daerah pinggiran. WiMAX tidak berlisensi cocok untuk aplikasi berikut :
1. Solusi P2P jarak jauh dilingkungan berpenduduk jarang.
2. Solusi PMP dikomunitas pedesaan (termasuk negara berkembang).
3. Situasi dimana biaya merupakan faktor utama dalam menentukan teknologi wireless yang sedang berkompetisi.
4. Situasi dimana kepemilikan peralatan merupakan opsi bagi pengguna akhir.
Penyedia layanan yang mementingkan QoS misalnya dapat menggunakan frekuensi berlisensi sehingga dapat mengendalikan layanan sedangkan bagi penyedia layanan yang ingin melayani pasar yang sedang berkembang dapat menggunakan frekuensi yang tidak berlisensi, dengan perancangan yang memadai termasuk survei dan solusi antena khusus untuk menawarkan SLA (Service Level Agreement) bagi pasarnya yang khusus. Perbandingan kedua frekuensi ini diperlihatkan oleh Tabel 3.6.
Tabel 3.6Perbandingan Keuntungan Frekuensi (Sumber: Widodo, 2008)
Frekuensi Berlisensi Frekuensi Tidak Berlisensi Kualitas layanan yang lebih baik Pemasaran produk lebih cepat Penerimaan NLOS lebih baik pada frekuensi
yang lebih rendah
Biaya lebih murah
Rintangan lebih besar untuk digunakan Lebih banyak pilihan di seluruh dunia