BAB II TEORI DASAR
BAB II TEORI DASAR 2.1 Sejarah Perkembangan Protokol TCP/IP Banyak
protokol
komunikasi
komputer
telah
dikembangkan
untuk
membentuk jaringan komputer. Kompetisi antar perusahaan komputer seperti DEC, IBM dll. menelurkan berbagai standart jaringan komputer. Hal ini menimbulkan kesulitan terutama jika akan dilakukan interkoneksi antar berbagai jenis komputer dalam wilayah yang luas. Sekitar tahun 70-an Department of Defence (DoD) di Amerika Serikat memelopori pengembangan protokol jaringan komputer yang sama sekali tidak terikat pada jenis komputer maupun media komunikasi yang digunakan. Protokol yang dikembangkan diberi nama InterNet Protocol (pada network layer) dan Transmission Control Protocol (pada transport layer) atau disingkat TCP/IP. Berbagai protokol tambahan kemudian dikembangkan untuk mengatasi berbagai masalah dalam jaringan TCP/IP. Jaringan komputer menggunakan TCP/IP kini lebih dikenal sebagai jaringan InterNet. Tampak bahwa jaringan InterNet berkembang dari kebutuhan dan implementasi di medan sehingga jaringan komputer ini terus disempurnakan. Saat ini TCP/IP merupakan standard pada sistem operasi UNIX dengan disertakan socket library untuk programmer di UNIX mengakes langsung ke TCP socket. Semua standard yang digunakan pada jaringan TCP/IP dapat diperoleh secara cuma-cuma dari berbagai komputer di InterNet.
6
BAB II TEORI DASAR
Selain TCP/IP sebetulnya keluarga protokol yang dikembangkan oleh OSI/ISO seperti X.25/X.75/X.400 juga mulai digunakan oleh beberapa institusi. Sayang segala informasi tentang protokol ini harus dibeli oleh kita ke ISO. Hal ini menyebabkan perkembangan ISO/OSI tersendat tidak seperti TCP/IP. Untuk jangka panjang, kemungkinan TCP/IP akan menjadi standart dunia jaringan komputer. Dalam artikel ini akan dijelaskan prinsip kerja TCP/IP. 2.1.1 Lapisan protokol di jaringan komputer Secara umum lapisan protokol dalam jaringan komputer dapat dibagi atas tujuh lapisan. Dari lapisan terbawah hingga tertinggi dikenal physical layer, link layer, network layer, transport layer, session layer, presentation layer dan application layer. Masing-masing lapisan mempunyai fungsi masing-masing dan tidak tergantung antara satu dengan lainnya. Dari ketujuh lapisan ini hanya physical layer yang merupakan perangkat keras selebihnya merupakan perangkat lunak. physical layer merupakan media penghubung untuk mengirimkan informasi digital dari satu komputer ke komputer lainnya yang secara fisik dapat kita lihat. Berbagai bentuk perangkat keras telah dikembangkan untuk keperluan ini. Satu diantaranya yang cukup banyak digunakan untuk keperluan jaringan komputer lokal (LAN) di Indonesia adalah ARCnet yang banyak digunakan menggunakan perangkat lunak Novell. Untuk keperluan Wide Area Network (WAN) dapat kita dapat menyambungkan berbagai LAN ini menggunakan media radio atau terrestrial menjadi satu kesatuan. Untuk mengatur hubungan antara dua buah komputer melalui physical layer yang ada digunakan protokol link layer. 7
BAB II TEORI DASAR
IEEE sebuah organisasi profesi untuk teknik elektro telah mengembangkan beberapa standart protokol physical layer dan link layer untuk LAN. Berdasarkan rekomendasi IEEE pada LAN yang menggunakan ARCnet (IEEE 802.3) atau Ethernet (IEEE 802.3) digunakan link layer (IEEE 802.2). Pada LAN Token Ring digunakan physical layer (IEEE 802.5). Bentuk lain dari LAN yang kurang dikenal adalah Token Bus (IEEE 802.4). Untuk LAN berkecepatan tinggi juga telah dikembangkan sebuah standart yang diturunkan dari IEEE 802.3 yang kemudian dikenal sebagai Fiber Data Distributed Interface (FDDI). 2.1.2 Prinsip kerja Internet Protokol (IP) Fungsi dari Internet Protokol secara sederhana dapat diterangkan seperti cara kerja kantor pos pada proses pengiriman surat. Surat kita masukan ke kotak pos akan diambil oleh petugas pos dan kemudian akan dikirim melalui route yang random, tanpa si pengirim maupun si penerima surat mengetahui jalur perjalanan surat tersebut. Juga jika kita mengirimkan dua surat yang ditujukan pada alamat yang sama pada hari yang sama, belum tentu akan sampai bersamaan karena mungkin surat yang satu akan mengambil route yang berbeda dengan surat yang lain. Di samping itu, tidak ada jaminan bahwa surat akan sampai ditangan tujuan, kecuali jika kita mengirimkannya menggunakan surat tercatat. Prinsip di atas digunakan oleh Internet Protokol, "surat" diatas dikenal dengan sebutan datagram. Internet protokol (IP) berfungsi menyampaikan datagram dari satu komputer ke komputer lain tanpa tergantung pada media kompunikasi yang digunakan. Data transport layer dipotong menjadi datagram-datagram yang dapat 8
BAB II TEORI DASAR
dibawa oleh IP. Tiap datagram dilepas dalam jaringan komputer dan akan mencari sendiri secara otomatis rute yang harus ditempuh ke komputer tujuan. Hal ini dikenal sebagai transmisi connectionless. Dengan kata lain, komputer pengirim datagram sama sekali tidak mengetahui apakah datagram akan sampai atau tidak. Untuk membantu mencapai komputer tujuan, setiap komputer dalam jaringan TCP/IP harus diberikan IP address. IP address harus unik untuk setiap komputer, tetapi tidak menjadi halangan bila sebuah komputer mempunyai beberapa IP address. IP address terdiri atas 8 byte data yang mempunyai nilai dari 0-255 yang sering ditulis dalam bentuk [xxx.xxx.xxx.xxx] (xxx mempunyai nilai dari 0-255). Pada header Internet Protokol selain IP address dari komputer tujuan dan komputer pengirim datagram juga terdapat beberapa informasi lainnya.Terdapat dua jenis protokol pada transport layer yaitu TCP dan UDP. Informasi penting lainnya adalah Time-To-Live (TTL) yang menentukan berapa lama IP dapat hidup didalam jaringan. Nilai TTL akan dikurangi satu jika IP melalui sebuah komputer. Hal ini penting artinya terutama karena IP dilepas di jaringan komputer. Jika karena satu dan lain hal IP tidak berhasil menemukan alamat tujuan maka dengan adanya TTL IP akan mati dengan sendirinya pada saat TTL bernilai nol. Disamping itu juga tiap IP yang dikirimkan diberikan identifikasi sehingga bersama-sama dengan IP address komputer pengirim data dan komputer tujuan, tiap IP dalam jaringan adalah unik. Khususnya untuk pemakai jaringan komputer hal yang terpenting untuk dipahami secara benar-benar adalah konsep IP address. Lembaga yang mengatur IP address adalah Network Information Center (NIC) di Department of Defence di US 9
BAB II TEORI DASAR
yang beralamat di
[email protected]. Pengaturan IP address penting, terutama pada saat mengatur routing secara otomatis. Sebagai contoh jaringan komputer di amatir radio mempunyai IP address kelas yang mempunyai address [44.xx.xx.xx]. Khusus untuk amatir radio di Indonesia IP address yang digunakan adalah [44.132.xx.xx]. Sedangkan penulis di Canada mempunyai IP address [44.135.84.22]. Hal ini terlihat dengan jelas bahwa IP address di amatir radio sifatnya geografis. Dari IP address penulis dapat dibaca bahwa mesin penulis berada di network 44 di InterNet yang dikenal sabagai AMPRNet (ampr.org). 135 menandakan bahwa penulis berada di Canada. 84 memberitahukan bahwa penulis berada di kota Waterloo di propinsi Ontario, sedang 22 adalah nomor mesin penulis. Dengan konsep IP address, route perjalanan IP dalam jaringan komputer dapat dilakukan secara otomatis. Sebagai contoh, jika sebuah komputer di InterNet akan mengirimkan IP ke [44.135.84.22], pertama-tama IP yang dilepas di network akan berusaha mencari jalan ke network 44.135.84, setelah mesin yang mengubungkan network 44.135.84 tercapai IP tersebut akan mencoba menghubungi mesin 22 di network tersebut. Kesemuanya ini dilakukan secara otomatis oleh program. Tentunya sukar bagi manusia untuk mengingat sedemikian banyak IP address. Untuk memudahkan, dikembangkan Domain Name System (DNS). Sebagai contoh mesin penulis di AMPRNet dengan IP address [44.135.84.22], penulis beri nama (hostname) ve3.yc1dav.ampr.org. Terlihat bahwa hostname yang digunakan penulis sangat spesifik dan sangat memudahkan untuk mengetahui bahwa penulis berada di AMPRNet dari kata ampr.org. Mesin tersebut berada di Kanada dan propinsi Ontario 10
BAB II TEORI DASAR
dari ve3 sedang yc1dav adalah penulis sendiri. Contoh lain dari DNS adalah sun1.vlsi.waterloo.edu yang merupakan sebuah Sun SPARC workstation (sun1) di kelompok peneliti VLSI di University of Waterloo, Kanada (waterloo.edu) tempat penulis bekerja dan belajar. Perlu dicatat bahwa saat ini NIC belum memberikan domain untuk Indonesia. Mudah-mudahan dengan berkembangnya jaringan komputer TCP/IP di Indonesia ada saatnya dimana kita di Indonesia perlu meminta domain tersendiri untuk Indonesia. 2.1.3 Prinsip kerja Transmission Control Protocol (TCP) Berbeda dengan Internet Protokol (IP), TCP mempunyai prinsip kerja seperti "virtual circuit" pada jaringan telepon. TCP lebih mementingkan tata-cara dan keandalan dalam pengiriman data antara dua komputer dalam jaringan. TCP tidak perduli dengan apa-apa yang dikerjakan oleh IP, yang penting adalah hubungan komunikasi antara dua komputer berjalan dengan baik. Dalam hal ini, TCP mengatur bagaimana cara membuka hubungan komunikasi, jenis aplikasi apa yang akan dilakukan dalam komunikasi tersebut (misalnya mengirim e-mail, transfer file dsb.) Di samping itu, juga mendeteksi dan mengoreksi jika ada kesalahan data. TCP mengatur seluruh proses koneksi antara satu komputer dengan komputer yang lain dalam sebuah jaringan komputer. Berbeda dengan IP yang mengandalkan mekanisme connectionless pada TCP mekanisme hubungan adalah connection oriented. Dalam hal ini, hubungan secara logik akan dibangun oleh TCP antara satu komputer dengan komputer yang lain. Dalam waktu yang ditentukan komputer yang sedang berhubungan harus 11
BAB II TEORI DASAR
mengirimkan data atau acknowledge agar hubungan tetap berlangsung. Jika hal ini tidak sanggup dilakukan maka dapat diasumsikan bahwa komputer yang sedang berhubungan dengan kita mengalami gangguan dan hubungan secara logik dapat diputus. TCP mengatur multiplexing dari data yang dikirim/diterima oleh sebuah komputer. Adanya identifikasi pada TCP header memungkinkan multiplexing dilakukan. Hal ini memungkinkan sebuah komputer melakukan beberapa hubungan TCP secara logik. Bentuk hubungan adalah full duplex, hal ini memungkinkan dua buah komputer saling berbicara dalam waktu bersamaan tanpa harus bergantian menggunakan kanal komunikasi. Untuk mengatasi saturasi (congestion) pada kanal komunikasi, pada header TCP dilengkapi informasi tentang flow control. Hal yang cukup penting untuk dipahami pada TCP adalah port number. Port number menentukan servis yang dilakukan oleh program aplikasi diatas TCP. Nomor-nomor ini telah ditentukan oleh Network Information Center dalam Request For Comment (RFC) 1010 [10]. Sebagai contoh untuk aplikasi File Transfer Protokol (FTP)
diatas
transport
layer
TCP
digunakan
port
number
20,
aplikasi
browsing(HTTP) menggunakan port number 80 dan masih banyak lagi. Prinsip kerja dari TCP berdasarkan prinsip client-server. Server adalah program pada komputer yang secara pasif akan mendengarkan (listen) port number yang telah ditentukan pada TCP. Sedang client adalah program yang secara aktif akan membuka hubungan TCP ke komputer server untuk meminta servis yang dibutuhkan.
12
BAB II TEORI DASAR
2.1.4 Contoh Aplikasi Jaringan Internet Banyak aplikasi yang mungkin dilakukan menggunakan keluarga protokol TCP/IP. Aplikasi yang umum dilakukan adalah pengiriman berita secara elektronik yang dikenal sebagai elektronik mail (e-mail). Untuk ini dikembangkan sebuah protokol Simple Mail Transfer Protocol (SMTP). Protokol ini mengatur tata cara mengirimkan berita dari seorang user di sebuah komputer ke komputer lain menggunakan alamat yang unik. Sebagai contoh, alamat e-mail penulis di AMPRNet adalah
[email protected] yang berarti bahwa penulis yc1dav berada di (at, @) mesin ve3.yc1dav.ampr.org. Tentunya pada saat pengiriman berita, IP akan melakukan konversi dari hostname ve3.yc1dav.ampr.org ke IP address penulis [44.135.84.22] untuk kemudian mengirimkan informasi SMTP yang dimasukan dalam protokol TCP. Aplikasi lainnya adalah remote login ke komputer yang berjauhan. Hal ini dilakukan dengan menggunakan fasilitas Telnet yang dijalankan diatas transport layer TCP. Untuk melakukan file transfer digunakan File Transfer Protocol (FTP) yang juga dijalankan diatas TCP. Dengan semakin rumitnya jaringan maka manajemen jaringan menjadi penting artinya. Saat ini dikembangkan protokol yang khusus untuk digunakan mengatur jaringan dengan nama Simple Network Management Protocol (SNMP). Masih banyak lagi aplikasi yang dijalankan di atas TCP, seperti NNTP, RSPF dsb. Masing-masing aplikasi mempunyai nomor port TCP yang unik. Satu hal yang cukup menarik dengan digunakannya protokol TCP/IP adalah kemungkinan
untuk
menyambungkan
beberapa
jaringan
komputer
yang 13
BAB II TEORI DASAR
menggunakan media komunikasi berbeda. Dengan kata lain, komputer yang terhubung pada jaringan yang menggunakan ARCnet, Ethernet, Token Ring, SKDP, amatir paket radio dll. dapat berbicara satu dengan lainnya tanpa saling mengetahui bahwa media komunikasi yang digunakan secara fisik berbeda. Hal ini memungkinkan dengan mudah membentuk Wide Area Network di Indonesia. 2.2 Teknologi WiMAX Worldwide Interoperability for Microwave Access (WiMAX) merupakan teknologi
komunikasi data nirkabel tingkat lanjut yang dikembangkan untuk
meningkatkan kinerja dan kapasitas serta jangkauan layanan. WiMAX dan WiFi dibedakan berdasarkan standar teknik yang
bergabung didalamnya.
WiFi
menggabungkan standar IEEE 802.11 dengan 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-standar dengan spesifikasi yang mendukung komunikasi sampai tingkat MAN disatukan dengan standar WiMAX. Pada masa mendatang, segala sesuatu yang berhubungan dengan teknologi wireless 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
14
BAB II TEORI DASAR
standar interkoneksi antar teknologi broadband wireless access (BWA) yang mereka miliki pada produk-produknya. Teknologi WiMAX saat ini tergolong masih baru dan merupakan salah satu teknologi broadband wireless connection yang saat ini banyak operator di Indonesia mulai tertarik untuk mengimplementasikan. WiMAX yang mengacu pada standart 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. Pada 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. WiMAX tidak hanya hanya dapat melayani para pengguna dengan antenna tetap saja misalnya pada gedung-gedung diperkantoran, rumah tinggal dan sebagainya. Bagi para pengguna antenna indoor, notebook, PDA, PC yang sering berpindah tempat dan banyak lagi perangkat mobile lainnya yang telah kompatibel dengan standar-standar yang dimiliki WiMAX. 15
BAB II TEORI DASAR
Perangkat WiMAX juga mempunyai ukuran kanal yang bersifat fleksibel, sehingga sebuah BTS dapat melayani lebih banyak pengguna dengan range spektrum frekuensi 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 pengaturan kanal yang fleksibel, maka para pengguna tetap dapat terkoneksi dengan BTS selama mereka berada dalam range operasi dari BTS. Sistem kerja media access control pada data link layer yang connection oriented memungkinkan digunakan untuk komunikasi video dan suara.
Gambar 2.1. BTS WiMAX dapat digunakan sebagai backhaul untuk titik-titik Hotspot.
16
BAB II TEORI DASAR
Seperti halnya dengan standar IEEE 802.11 yang dibuat khusus untuk mengatur komunikasi lewat media wireless. 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. Versi awal dari standar 802.16 ini dikeluarkan oleh IEEE pada tahun 2002. Pada versi awal ini, perangkat 802.16 beroperasi dalam lebar frekuensi 1066 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 dibawah berikut ini.
17
BAB II TEORI DASAR
Tabel 2.1. Perbedaan teknologi IEEE 802.11 dengan IEEE 802.16
2.2.1 Standar IEEE 802.16 (WiMAX) Dengan tower yang dipasang dipusat akses internet (hot spot) di tengah kota metropolitan, seorang pemakai laptop, komputer, handphone, hingga personal digital assistant (PDA), dengan wireless card bisa koneksi dengan internet, bahkan sampai ke pedesaan yang masih dalam cakupan area 50 kilometer. Hal ini dapat terjadi karena teknologi WiMAX yang menggunakan standar baru IEEE 802.16. 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
18
BAB II TEORI DASAR
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 pengguna. 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 bisa mencapai sekitar 50 km dengan kecepatan transfer data sebesar 70 Mbps. Intel akan mulai memasang antena luar ruangan WiMAX sebagai tahap pengembangan WiFi. Teknologi WiFi dan WiMAX akan saling melengkapi. WiFi untuk jangkauan jarak dekat di seputar kampus atau kantor sedangkan WiMAX untuk memfasilitasi sebuah kota dengan akses wireless internet. Pada akhirnya, diperkirakan hampir semua laptop, PDA, dan piranti information and communication technology (ICT) lainnya akan compatible dengan fitur WiFi dan WiMAX. 2.2.2. Varian-Varian IEEE 802.16 Varian-varian WiMAX dimaksudkan untuk mengembangkan kinerja dan kemampuan dari teknologi yang digunakannya, agar menjadi lebih hebat dan dapat meluas penggunaannya. Untuk mengembangkan jangkauan dan daya jualnya, maka
19
BAB II TEORI DASAR
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 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 standar IEEE 802.16 dapat dilihat pada tabel berikut ini: Tabel 2.2. Varian Standar IEEE 802.16
20
BAB II TEORI DASAR
Perubahan yang sangat signifikan pada standar 802.16 untuk membentuk varian terletak pada lebar frekuensi operasinya. Standar 802.16 beroperasi pada range 10-66 GHz, sedangkan 802.16a menggunakan frekuensi yang lebih rendah, yaitu 2–11 GHz, sehingga memungkinkan komunikasi non line of sight (NLOS). Perbedaan ini dimaksudkan untuk mendukung komunikasi dalam kondisi line of sight (LOS), dan non line of sight (NLOS). Dengan adanya sistem NLOS, keterbatasan yang ada pada WiFi dapat dikurangi. Kelemahan dari komunikasi dengan frekuensi rendah ini adalah semakin kecil kapasitas bandwidth dari koneksi yang dilakukannya. Ukuran kanal-kanal frekuensi yang fleksibel dengan range yang lebar, merupakan keunggulan dari 802.16a. Beberapa topologi dan pilihan backhauling telah didukung oleh teknologi WiMAX, antara lain saluran kabel backhauling (typically over Ethernet), dan koneksi point to point. Pada Gambar 2.2 di bawah ini terlihat empat buah base station (BS)mengcoverage 4 sektor/kawasan, sebuah repeater sebagai pengumpulan (aggregation) sinyal yang akan dikirimkan ke wilayah pedesaan (rural area). Komunikasi antar base station (BS) dapat menggunakan wireless maupun optical fiber.
21
BAB II TEORI DASAR
Gambar 2.2. Topologi WiMAX dalam area perkotaan dan pedesaan Selain perubahan frekuensi operasi, pada layer physical dari standar IEEE 802.16a ditambahkan tiga spesifikasi baru untuk mendukung fitur NLOS-nya ini, yaitu single carrier PHY, 256 FFT OFDM PHY dan 2048 FFT OFDM PHY. Format sinyaling OFDM dipilih dalam standar ini dimaksudkan agar teknologi ini dapat bersaing dengan competitor utamanya yaitu teknologi CDMA, yang juga bekerja dalam sistem NLOS. Fitur-fitur lain yang ada pada standar IEEE 802.16a adalah sebagai berikut: 1. Untuk menghantarkan jaringan komunikasi yang berkualitas dengan jangkauan yang luas adalah lebar kanal frekuensi yang fleksibel. 2. Burst profile yang dapat beradaptasi (fasilitas burst adalah ciri khas dari teknologi broadband). 3. Forwarding error correction (FEC) untuk mengoreksi jika terjadi kesalahan. 4. Advanced antenna system untuk meningkatkan wilayah jangkauan.
22
BAB II TEORI DASAR
5. Kapasitas dan kekebalan terhadap interferensi dari sinyal lain. 6. Dynamic frequency selection (DFS), pemilihan frekuensi kanal secara dinamis dan juga berfungsi untuk mengurangi interferensi. 7. Space time coding (STC) yang akan meningkatkan performance dalam area batas pinggir dari sinyal yang dipancarkan oleh sebuah base station (BS). Tabel 2.3. Fitur pada IEEE 802.16
2.2.3
Peranan WiMAX
Sebagai suatu perangkat telekomunikasi, WiMAX berperan sebagai: 1. Menghubungkan hotspot-hotspot Wi-Fi antar satu dengan yang lain, dan menghubungkannya dengan bagian (jaringan) lain dari Internet. 2. Menyediakan alternatif jaringan wireless selain kabel dan DSL untuk akses broadband jarak jauh
23
BAB II TEORI DASAR
3. Pengganti kabel coaxial pada line telepon diperusahaan maupun personal. 4. Pengganti kabel dalam menangkap siaran televisi melalui satelit ataupun dalam terrestrial. 5. Mendukung layanan mobile data berkecepatan tinggi dan layanan
telekomunikasi.
Gambar 2.3. Penggunaan WiMAX 2.2.4 Kelebihan dan Kekurangan WiMAX a.
Kelebihan yang bisa didapat dari WiMAX adalah: 1. Menawarkan kecepatan akses yang tinggi(up to 75Mbps). 2. Jangkauan yang lebih luas dibanding teknologi pendahulunya(WiFi). 24
BAB II TEORI DASAR
3. 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 4. Fleksibel, WiMAX tidak hanya diperuntukkan bagi pelanggan fixed
seperti pelanggan DSL, namun dapat pula untuk melayani pelanggan nomadic dan mobile. 5. 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. 6. 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. 7. Kemudahan dalam melaksanakan instalasi, kelebihan lain WiMAX adalah
kecepatan instalasi. Untuk instalasi pelanggan dengan antena outdoor
25
BAB II TEORI DASAR
memakan waktu tidak sampai satu jam. Bandingkan bila harus menggelar jaringan kabel dan modem DSL. b. Kekurangan yang terdapat pada WiMAX adalah:
1) Dibutuhkan infrastruktur yang mahal untuk menunjang komunikasi WiMAX terutama pembangunan backbone ataupun trunk untuk digunakan sebagai jalur komunikasi yang bersifat global(WAN/Internet) 2) Optimum pada jarak 7-10km 3) Harga sewa yang relatif mahal dikarenakan pelaku telekomunikasi yang memanfaatkan teknologi WiMAX di Indonesia masih terbatas. Selain itu kesuksesan WiMAX sangat bergantung pada ketersediaan dan kesesuaian spektrum frekuensi karena pada umunya wimax dikenal berbasis pada frekuensi. Jenis Frekuensi pada WiMAX terbagi dua: 1. Licensed Band Frekuensi Wimax yang membutuhkan lisensi atau otoritas dari regulator, dalam artian operator yang mempunyai hak lisensi diberikan hak eklusif untuk menyelenggarakan layanan dalam coverage area. 2. Unlicensed Band
26
BAB II TEORI DASAR
Frekuensi
Wimax
yang
tidak
membutuhkan
lisensi
dalam
penggunaan,dalam artian setiap orang dapat menggunakan frekuensi secara bebas di semua coverage area. Secara umum frekuensi WiMAX untuk memayoritaskan
Fixed Wimax dengan
frekuensi 3,5 GHZ sedangkan untuk mobile WiMAX 2,5GHz. 2.2.5
Vendor-vendor WiMAX Saat ini banyak sekali vendor terkenal dari berbagai belahan dunia yang
menawarkan berbagai macam produknya untuk menjamin eksistensi WiMAX sebagai perangkat telekomunikasi dewasa ini. Beberapa macam vendor WiMAX tersebut diantaranya : 1. Motorola Dalam hal fleksibilitas, WiMAX Motorola merupakan produk yang unggul dan dapat diandalkan. Motorola menawarkan portofolio produk dan layanan untuk memenuhi tujuan suatu provider apabila provider berencana untuk menawarkan layanan mencakup akses broadband, voice-line, akses mobile-data, atau komunikasi selular penuh. Motorola berbagai macam produk pada setiap tingkat yang memungkinkan memberikan kecepatan waktu untuk pendapatan dan keuntungan yang tinggi. Dengan WiMAX Motorola, provider memiliki semua opsi yang diperlukan untuk membuat kesuksesan didalam bisnis WiMAX, terlepas dari wilayah
27
BAB II TEORI DASAR
kerja provider dan apakah provider tersebut berupa operator baru atau memiliki jaringan wireline yang ada, nirkabel, ataukah sebuah penyedia layanan ISP(Internet Service Provider). Dengan keunggulan yang telah disebutkan diatas, maka tidaklah salah apabila dalam Tugas akhir ini memprioritaskan pengujian system WiMAX dalam jaringan internet menggunakan vendor Motorola. Dalam Tugas Akhir ini juga mencakup pembahasan singkat mengenai perangkat WiMAX Motorola yang digunakan sebagai data pengukuran. Perangkat tersebut diantaranya WiMAX CPE series 400 dan WiMAX Access Point series WMX 1.0. Namun, dewasa ini Motorola selaku vendor terkemuka WiMAX telah mengeluarkan berbagai macam produk yang telah mengalami peningkatan kinerja dan mutunya. Beberapa diantaranya adalah Access Point seri WAP 650 dan CPEi 885 dengan data sebagai berikut : 1.1.
Motorola WAP 650 WAP seri 650 merupakan upgrade dari WiMAX Motorola seri WAP 450.
Produk ini memungkinkan operator memiliki basis pelanggan yang lebih luas secara efisien dan cakupan 50 persen lebih tinggi dibanding teknologi pendahulunya dengan penurunan biaya kepemilikan hingga 30 persen. WAP Motorola seri 650 titik akses memiliki empat mengirim dan menerima empat jalan ("4X4") dan tersedia dalam beberapa gelombang frekuensi yang termasuk 2.3GHz, 2.5GHz dan 3.5GHz. WAP 650 memiliki empat jalur receive dan transmit yang memberikan power sebesar 20W.
28
BAB II TEORI DASAR
Spesifikasi lengkap tentang WiMAX Motorola WAP 650 series terletak pada gambar dibawah :
Gambar 2.4. WiMAX Motorola WAP series 650. 1.2.
Motorola CPEi 885 Motorola CPEi 885 memberikan kemampuan daya dan fungsionalitas untuk mendukung meningkatnya permintaan untuk kebutuhan rumah tangga ke jaringan, termasuk hiburan digital dan akses broadband kecepatan tinggi. Tipe CPEi 885 juga memungkinkan kita untuk tetap terhubung dengan beberapa pengguna pada jaringan yang sama di lokasi yang sama, menggunakan satu perangkat yang sama.
29
BAB II TEORI DASAR
Gambar 2.5. WiMAX Motorola CPEi series 885 Beberapa fiture utama CPEi Seri 885 diantaranya : 1. High End Design Dengan perpaduan keseimbangan power, performa, kehandalan dan kesederhanaan design, tipe CPE WiMAX CPEi 885 termasuk perangkat built-in router WiFi selain port ATA untuk Voice over IP (VoIP). Perangkat CPEi 885 yang mencakup semua teknologi ini didesain dengan bentuk yang unik ultra-tipis sehingga mudah ditempatkan dimana saja. 2. Handal dan Efisien CPE yang didesain untuk standarisasi WiMAX 802.16e ini memiliki substansi dan keanggunan. Para provider dapat mengandalkan kinerja serta keandalan perangkat ini. Perangkat ini Memiliki beberapa akses port data dan suara, sebuah firewall untuk keamanan, dan router WiFi yang
30
BAB II TEORI DASAR
terintegrasi, memberikan efektifitas dan solusi untuk kebutuhan di dalam rumah tangga. 3. Kenyamanan Perangkat CPEi 885 yang user-friendly, memiliki keunggulan dalam mengurangi biaya(cost) dan membuat dampak positif yang kuat pada operator WiMAX. 4. Kinerja Kinerja CPEi 885 menetapkan standar baru dalam daya pancar dan menerima sensitivitas, meningkatkan pengalaman bagi pengguna, dan mengurangi biaya infrastruktur untuk biaya total kepemilikan yang lebih rendah bagi penyedia jasa. 5. Pengendalian Perangkat
CPEi
Motorola
885
mendukung
kemampuan
remote
management yang memungkinkan pengelolaan dan pemantauan perangkat dari suatu sistem manajemen jaringan terpusat. Motorola CPEs mendukung berbagai statistik untuk operator untuk melihat kinerja jaringan dari perspektif perangkat.
31
BAB II TEORI DASAR
2. Aperto Aperto Networks telah menjadi kontributor utama bagi IEEE 802.16 dan standar ETSI HiperMAN, memastikan bahwa fitur teknis utama seperti QoS dan perangkat tambahan link adaptasi yang didukung dengan persyaratan yang ketat carrier. Aperto Networks adalah perusahaan pertama untuk memberikan sistem IEEE 802.16-kelas pada tahun 2000. Pada tahun 2006, PacketMAX 5000 adalah sistem pertama yang menerima sertifikasi WiMAX Forum untuk standarisasi 802,16-2.004 . Aperto sendiri telah berada di garis depan pengembangan dan sertifikasi produk berdasarkan IEEE 802.16e-2005. Seri PacketMAX untuk WiMAX mobile termasuk kelengkapan untuk BTS, base station makro, mobile terminal, desktop unit, aggregation gateway dan solusi penagihan pelanggan. Aperto wireless broadband telah membuat kemudahan dalam pengaksesan kepada masyarakat dengan memperluas teknologi WiMAX untuk produk yang beroperasi di spektrum bebas lisensi. Prestasi ini telah memperkuat momentum untuk menaklukkan batas teknologi baru di laboratorium Aperto. Hal ini telah menjelaskan teknologi dan solusi PacketMAX memenangkan penghargaan salah satu merek terkemuka dalam komunikasi konvergen untuk operator dan untuk melihat kinerja jaringan dari perspektif perangkat.
32
BAB II TEORI DASAR
2.1.
Base Station PacketMAX 5000 adalah base station pertama yang mendapat pengakuan forum pengembang Wimax tersebut sejak 17 Januari 2006. Bekerja dengan frekuensi 3,5 gigahertz, perangkat buatan Aperto itu bekerja dengan mode time division duplex(TDD). BTS ini dapat digunakan untuk komunikasi point to point(PTP) dan Point to Multipoint(PTMP). Sampai dengan saat ini Aperto telah mengeluarkan beberapa macam Base Station untuk WiMAX dengan berbagai jenis. PT. CSM(Citra Sari Makmur) sebagai perusahaan yang menyokong kebutuhan teknis PT Tigatra Komunikatama dalam memenuhi layanan telekomunikasi sudah memiliki perangkat PacketWAVE (pra-WiMax) untuk berbagai tipe pelayanan, dan akan meningkatkan serta memperluas penyebaran distribusi produk dengan produk PacketMAX WiMAX bersertifikat. Gelombang pertama sertifikasi hanya mencakup beberapa karakteristik BTS, tetapi sudah didorong sebagai titik penjualan. Pada tahun 2006, PT CSM telah menggelar layanan di 10 kota besar, seperti Jakarta, Surabaya, dan Denpasar. Para pelanggannya berasal dari kalangan korporat, small office home office (SOHO) yang banyak menggunakan aplikasi internet, serta jaringan core perbankan. Untuk sementara, perangkat yang digunakan adalah Pre Wimax untuk pengguna diam sesuai standar IEEE 802.16d
33
BAB II TEORI DASAR
dan belum siap untuk pengguna bergerak. Begitu regulasi pemerintah siap mengatur pemakaian Wimax, CSM berencana untuk migrasi ke teknologi standard. CSM dapat menggunakan perangkat tersebut karena telah mengantongi ijin penggunaan frekuensi di 2,5 gigahertz dan 3,5 gigahertz. 2.2.
Subscriber Unit Subscriber Unit merupakan perangkat antenna yang terletak di tempat end user/pelanggan. Dengan adanya SU, maka koneksi ke arah BTS dan server komunikasi bisa dijalankan. Seperti pada halnya Aperto yang menawarkan PacketMAX 300 model sesuai dengan standar 802,16-2.004. Aperto's PacketMAX unit Seri 300 mengijinkan provider memberikan pelayanan secara efektif terhadap segmen yang paling dibutuhkan oleh pengguna WiMAX, diantaranya
pelanggan
korporasi
(perusahaan
besar).
PacketMAX
300
memberikan rentang seluruh fungsi yang dibutuhkan untuk hampir semua lingkungan bisnis dan mendukung layanan berkecepatan tinggi hingga ratusan pengguna walaupun terhubung secara bersamaan. Dengan kinerjanya PacketMAX 300 dapat mendukung lebih dari 1000 pengguna untuk dihubungkan ke aplikasi bisnis seperti suara, web browsing, download file, streaming video, dan lainnya dengan multi-megabits layanan data secara bersamaan yang dikelola melalui link wireless. PacketMAX 300 mendukung 256 FFT OFDM PHY dan telah memenuhi sertifikasi WiMAX Forum ™.
34
BAB II TEORI DASAR
3. Samsung Samsung telah mengembangkan teknologi OFDMA berbasis Internet portabel sejak tahun 2002. Sementara itu Samsung dan Teknologi Telekomunikasi Association (TTA) mengembangkan teknologi yang dipimpin oleh Menteri Informasi dan Komunikasi (MIC) di Korea, standar teknologi yang disesuaikan dengan IEEE 802.16e pada tahun 2004. Samsung juga sebagai vendor pertama yang merasakan pengalaman teknologi nirkabel 4G pada 2006. Samsung menunjukkan transmisi data 100 mbps di bawah mobile setting pada bis yang bergerak dengan 60 kilometer per jam. Hal ini menunjukkan adanya teknologi yang mampu mentransfer data dengan kecepatan 1gbps(giga bit per second) di dalam tempat forum. Selain itu, Samsung mendemonstrasikan teknologi terbaru Mobile WiMAX, yaitu Mobile WIMAX Wave2 di 3GSM World Congress 2007 Barcelona, Spanyol. Samsung menggunakan Mobile WiMAX Wave2 sistem untuk berhasil menunjukkan kecepatan tinggi transmisi data pada 34 Mbps untuk download dan 8 Mbps untuk upload.
Gambar 2.6. Perkembangan Produk WiMAX Samsung 35
BAB II TEORI DASAR
Samsung Mobile WiMAX adalah produk yang memiliki solusi total end-toend yang berorientasi teknologi. Samsung Mobile WiMAX juga menawarkan solusi total termasuk berbagai terminal seperti CPE, PCMCIA, PDA, dan telepon, jaringan layanan akses terdiri dari RAS (base station) dan ACR (ASN-GW), komponen inti IMS, dan server aplikasi. Selain itu, juga ekosistem bagi komersialisasi sistem turnkey yang sedang dibangun. Dalam kasus BTS, Samsung mengamankan berbagai Formasi yang mencakup dari perkotaan padat untuk kasus-kasus di dalam gedung, dan menyediakan produk-produk di semua gelombang frekuensi (2.3/2.5/3.5GHz) yang termasuk dalam profil WiMAX Mobile.
Gambar 2.7. Solusi Total Samsung Mobile WiMAX Samsung memiliki pengalaman yang mengkomersilkan CDMA (IS95/1X/EVDO) dan WCDMA (Rel.4/Rel 5) untuk pertama kalinya di dunia. Berdasarkan
36
BAB II TEORI DASAR
komersialisasi ini, Samsung memulai bisnis pertama di dunia komersialisasi layanan Mobile WiMAX dengan nama WiBro'swith KT dan SKT pada bulan Juni 2006. (Layanan WiBro diluncurkan di Seoul akan diperluas ke daerah-daerah dekat Seoul pada akhir tahun 2006, dan ditawarkan ke seluruh dunia di tahun 2008 - 2009.) Berdasarkan keberhasilan komersialisasi teknologi ini di pasar Korea, Samsung melakukan upaya habis-habisan untuk mencapai globalisasi Mobile WiMAX. Samsung kini mengejar Mobile WiMAX bisnis dengan 35 operator di 23 negara secara global untuk diadakannyakontrak komersialisasi, dan Samsung sendiri sudah menyimpulkan atau melaksanakan pelayanan ujicoba dengan sembilan operator di tujuh negara termasuk Amerika Serikat, serta Eropa, dan negara-negara Amerika Selatan.
Gambar 2.8. Ujicoba Samsung Mobile WiMAX di 7 negara lain
37
BAB II TEORI DASAR
Samsung sangat terlibat dalam forum dan badan-badan standar industri untuk memastikan standardisasi global. Samsung secara aktif berpartisipasi dalam Forum WiMAX sebagai anggota dewan dengan kekuatan teknologi akumulasi mereka, memainkan peranan utama dalam Kelompok Kerja Teknis dan Jaringan Kelompok Kerja, dan memimpin pengaturan standar WiMAX Mobile dan menyebarkan Mobile WiMAX. Samsung juga memainkan peran penting dalam 802.16f IEEE / g dengan menempatkan wakilnya.
38
