BAB II TEORI-TEORI WIMAX
2.1 Nirkabel Pita Lebar Seiring meningkatnya kebutuhan jalur akses informasi jarak jauh dan keterbatasan penggunaan kabel , penerapan teknologi nirkabel berpita lebar dirasakan sangat mendesak untuk dikembangkan secara serius tidak hanya untuk komunikasi suara tetapi juga data , gambar maupun viedo streaming. Perkembangan internet yang sangat pesat mendorong kemajuan perkembangan teknologi nirkabel pita lebar. Era Nirkabel Pita Lebar dimulai ketika Wifi ( Wireless Fidelity ) atau sering disebut WLAN ( Wireless Local Area Network ) diperkenalkan pada awal tahun Milenium . Kesuksesan WLAN membuat para ahli berlomba-lomba untuk menemukan terobosan teknologi baru dengan konsep canggih dan murah. Wifi , Wimax , 3G dan UWB ( Ultra Wideband ) merupakan beberapa teknologi yang akan membentuk satu jaringan besar komunikasi Nirkabel Pita Lebar. UWB dan Wifi bekerja untuk cakupan sempit , Wimax dan 3G bekerja dalam cakupan luas . Salah satu yang menarik adalah Wimax dan 3G apakah akan saling melengkapi atau saling menggantikan . Teknologi 3G pada masa ini sudah diterapkan dalam industri secara komersial sedangkan Wimax masih dalam pengujian dan perbaikan di sana-sini namun memberikan hasil uji yang cukup bagi para vendor untuk beralih ke Wimax disamping kemudahan untuk berkonvergensi dengan teknologi lain termasuk dengan 3G sendiri.
5
6
Sebagai gambaran awal pembahasan mengenai komunikasi nirkabel pita lebar khususnya Wimax , berikut perbandingan beberapa teknologi nirkabel pita lebar sesuai dengan spesifikasi yang telah ditetapkan maupun dari beberapa hasil uji coba yang dilakukan oleh para vendor telekomunikasi.
Tabel 2.1 Perbandingan Teknologi Nirkabel Pita lebar Teknologi
Standar
Cakupan
Rate (Mbps)
Jarak
UWB
802.15A
WPAN
110-480
< 30
Frekuensi ( Ghz ) 7.5
feet Wifi
802.11a
WLAN
Maks. 54
< 300
5
feet Wifi
802.11b
WLAN
Maks. 11
< 300
2.4
feet Wifi
802.11g
WLAN
Maks. 54
< 300
2.4
feet WIMAX
WIMAX
WCDMA /
802.16d
802.16e
3G
WMAN
Maks. 75 ( BW
4-6
20 Mhz )
mil
Mobile
Maks. 30 ( BW
1-3
WMAN
10 Mhz )
mil
WWAN
Maks. 2 / maks.
1-5
10 dengan
mil
UMTS
11
2-6
1.8 / 1.9 / 2.1
HSDPA CDMA 2000
3G
WWAN
1x EV-DO
Maks. 2.4 (
1-5
0.4 / 0.8 / 0.9 ,
tipikal 300-600
mil
1.7 / 1.9 / 2.1
1-5
1.9
kbps ) EDGE
2.5G
WWAN
Maks. 348 kbps
mil
7
Teknologi Wimax jika dibandingkan dengan 3G memperlihatkan performa yang menawan dimana mendukung kecepatan data yang tinggi dan dapat mencapai jarak yang hampir sama dengan 3G . Mengapa bisa begitu ? Pertanyaan tersebut akan dijawab dengan penjelasan-penjelasan ilmiah baik pada bab ini maupun babbab selanjutnya. 2.2. Definisi WIMAX WiMAX adalah standar teknologi yang memungkinkan diselenggarakannya akses wireless broadband pada last mile (end user) sebagai alternatif dari kabel dan DSL. WiMAX menyediakan fixed, nomadic, portable dan mobile wireless connectivity tanpa membutuhkan line-of-sight dengan base station. Pada radius sel yang dilayaninya 3 – 10 km sistem yang telah disertifikasi WiMAX Forum Certified™ dapat diharapkan melewatkan kapasitas sampai 40 Mbps per kanal untuk aplikasi akses fixed dan portable. Bandwidth yang tersedia akan cukup untuk mendukung secara simultan ratusan bisnis dengan kapasitas T1 dan ribuan pengguna rumahan dengan kapasitas setara DSL. Aplikasi untuk jaringan mobile diharapkan dapat mencapai kapasitas 15 Mbps dalam radius sel hingga 3 km. Diharapkan pada 2006 teknologi WiMAX sudah akan diadopsi ke dalam PDA notebook dan perangkat mobile gadget lainnya, memungkinkan area urban dan kota untuk menjadi “MetroZones” untuk portable outdoor broadband wireless . Wimax sampai saat ini masih terus dikembangkan dan disempurnakan. Besar kemungkinan pada saat tulisan ini diturunkan spesifikasi parameter tertentu berubah atau terdapat standar lain yang ditetapkan badan konsorsium Wimax. Namun tentunya tidak mengurangi sisi kelimuan dari Wimax itu sendiri.
8
Gambar 2.1 Konfigurasi dasar Wimax
2.3. Standar WIMAX Dari sisi standar, IEEE menerapkan empat jenis standar : 802.16, 802.16a, 802.16d, dan 802.16e. Namun pengembangan selanjutnya hanya difokuskan pada standar 802.16.d untuk fixed wireless dan 802.16.e untuk mobile wireless. Untuk lebih jelasnya akan dijelaskan secara singkat dibawah ini. 2.3.1. Standar IEEE 802.16a Teknologi Wireless MAN bekerja pada ferkuensi 2 – 11Ghz dan mulai diperkenalkan pada Januari 2003. Standar mendukung kondisi kanal Non Line of Sight ( NLOS ) . Modulasi yang digunakan antara lain QPSK , 16QAM, 64QAM, dll. Jarak jangkauan standar ini umumnya antara 3 – 5 mil. Namun dapat dimaksimalkan sampai 30 mil tergantung tinggi menara , penguatan antena dan daya yang dipancarkan pengirim. 2.3.2. Standar IEEE 802.16b Standar ini dikhususkan bekerja pada fekuensi 5-6 Ghz. Standar ini pada saat diperkenalkan sudah mendukung QoS sehingga digunakan untuk aplikasi realtime voice dan layanan video. Namun bila dilihat dari literatur maupun proyek-proyek
9
penelitian wimax sepertinya standar ini kurang begitu diminati untuk dikembangkan lebih lanjut. 2.3.3. Standar IEEE 802.16c IEEE telah mengeluarkan spesifikasi 802.16c pada Desember 2001 untuk bekerja pada peralatan dengan band frekuensi 10-66 GHz. Kecepatan standar ini antara 32-134 Mbps pada kanalisasi 28 Mhz. Modulasi yang digunakan pada standar ini antara lain QPSK,16QAM,64QAM, dll. Kondisi kanal yang didukung adalah LOS ( Line of Sight ). 2.3.4. Standar IEEE 802.16d Standar ini merupakan pengembangan dari 802.16a. Salah satu fitur yang dikembangkan pada standar ini adalah pada teknik modulasinya , dimana dilakukan penyempurnaan khususnya pada teknologi OFDM ( Orthogonal Frequency Division Multiplexing ) yang akan dibahas secara khusus pada subbab selanjutnya. Kecepatan standar ini dapat dimaksimalkan sampai 75 Mbps pada kanalisasi 20 Mhz . Pada masa sekarang standar ini ditetapkan sebagai standar untuk Wimax fixed wireless. 2.3.5. Standar IEEE 802.16e Standar ini merupakan standar terbaru untuk aplikasi Wimax dan merupakan kekuatan sesungguhnya dari Wimax dimana standar ini sangat mendukung sekali pada aplikasi bergerak . Frekuensi yang digunakan standar ini < 6 Ghz yang tentunya agak lebih mudah diterapkan pada kondisi “bergerak” bila dibandingkan dengan frekuensi > 10 Ghz. Salah satu yang berbeda bila dibandingkan dengan standar yang lain adalah pada sisi modulasinya dimana konsep multiple access
10
wajib dipenuhi . Teknik yang dipakai adalah OFDMA ( Orthogonal Frequency Division Multiple Access ) atau teknik lain yang merupakan turunan dari OFDMA. OFDMA merupakan pengembangan dari OFDM . OFDMA sendiri tidak akan dibahas pada Tugas Akhir ini. Berikut tabel rangkuman standar dari IEEE 802.16 : Tabel 2.2 Tabel perbandingan beberapa standar Wimax Karakteristik
802.16a
802.16b
802.16c
802.16d
802.16e
Spektrum ( Ghz )
2 – 11
5-6
10 – 66
< 11
<6
Maks 75 Mbps
Maks 15 Mbps / 5
/ 20 Mhz
Mhz
Maks 75 Bit rate
Mbps / 20
32 – 134 11 Mbps
Mhz
Mbps / 28 Mhz
Single
Single
Single
OFDM 256
OFDMA 2048
Carrier 2
Carrier 2
Carrier
FFT
FFT
Fixed
Fixed
Fixed
Fixed
Mobile
MOK, CCK,
MOK, CCK,
MOK, CCK,
CCSK,
CCSK,
CCSK, OFDM,
OFDMA,
BPSK,
BPSK,
BPSK , COFDM
SOFDMA
QPSK
QPSK
QPSK,
QAM
QAM,
QAM,
Standar PHY
Mobilitas
Modulasi
Beberapa tahun kedepan standar Wimax akan bertambah seiring perkembangan Wimax yang semakin hari disempurnakan untuk mendukung efisiensi dan efektifitas teknologi telekomunikasi. 2.4. Spesifikasi WIMAX Pada sistem Wimax terdapat berbagai macam aspek-aspek yang penting untuk dibahas, diantaranya dijabarkan pada sub bab berikut:
11
2.4.1. Modulasi-modulasi pada Wimax Pada prinsipnya semua modulasi digital dapat digunakan pada sistem Wimax , namun modulasi yang berbeda akan menghasilkan throughput dasn kualitas sinyal yang berbeda. Belakangan ini untuk mengadopsi antara kualitas SNR dengan ketersediaan koneksi digunakan Adaptive Modulation , yaitu menggunakan modulasi yang berbeda-beda sesuai dengan kondisi jaringan. Berikut beberapa teknik modulasi yang sering dan sepertinya akan menjadi standar modulasi pada sistem Wimax 2.4.1.1 BPSK (Binary Phase Shift Keying) Teknik modulasi BPSK dikenal dengan modulasi M-PSK (M-ary Pase Shift Keying), dimana nilai M merupakan jumlah simbol yang digunakan pada modulasi PSK, dengan nilai M=2, maka jumlah simbol yang digunakan 2 (0 dan 1) atau dikenal dengan sebutan Binary Phase Shift Keying (BPSK). 2.4.1.2 QPSK (Quadrature Phase Shift Keying) Teknik modulasi QPSK sama seperti BPSK yang berasal dari modulasi M-PSK (M-ary Pase Shift Keying), dimana nilai M merupakan jumlah simbol yang digunakan pada modulasi PSK, dengan nilai M=4, maka jumlah simbol yang digunakan 4 (0,1,2,3) atau dikenal dengan sebutan Quadrature Phase Shift Keying (QPSK). 2.4.1.3 QAM (quadrature amplitude modulation) Modulasi quadrature terjadi ketika dua komponen carrier berbeda phasa 90 derajat yang masing-masing dimodulasi oleh sinyal yang berbeda. QAM merupakan
12
bentuk modulasi quadrature dimana beberapa bentuk dari pulse amplitude modulation (PAM) digunakan untuk kedua inputnya. Beberapa vendor telah mengevaluasi QAM untuk desain high-speed WMAN. Tetapi QAM tidak menjamin sebagai solusi efektifitas dalam sistem high-speed. Hasil Energy-to-Noise Eb/No juga menyebabkan masalah dalam QAM pada sistem WMAN. Hasil Eb/No dari QAM tidak sebaik MOK karena memiliki dua komponen phasa dan amplitudo. Sebagai hasilnya, QAM pada sistem WMAN lebih sensitif terhadap distorsi. Perbaikan performa QAM pada IEEE 802.11 WLAN dapat pula diterapkan pada sistem IEEE 802.16 WiMAX. 2.4.1.4 OFDM (Orthonal frequency division multiplexing) OFDM, Orthogonal Frequency Division Multiplex, merupakan bentuk spesial dari pada modulasi multicarrier. Konsep dasarnya untuk mengirim broadband, informasi data rate tinggi, dengan membagi data menjadi beberapa interleaved. Bit stream paralel, dan satu-satu dari setiap bit stream memoduilasi subcarrier tersendiri. Dengan cara ini spektrum kanal dilewatkan menjadi beberapa sub kanal frekuensi yang independent. Sub kanal tersebut digunakan untuk pengiriman link antara Base Station (BS) dan Subscriber Station (SS). Penggunaan OFDM mencapai efisiensi dengan menggunakan signal processing yang efektif, transformasi fast-fourier didalam transmitter dan receiver. Salah satu manfaat OFDM adalah bersifat tahan terhadap efek propagasi multipath dengan respek terhadap interferensi intersimbol. Selain itu juga efisien spektrum karena subcarrier dipaketkan bersama secara maksimal. OFDM juga mengenal
13
fleksibilitas yang tinggi dengan mempertimbangkan realisasi pilihan alternatif modulasi yang berbeda.
Gambar 2.2. Konsep OFDM
Gambar 2.3. Domain Waktu OFDM
Gambar 2.4. Domain Frekuensi OFDM
OFDM telah disetujui oleh satu atau lebih supplier yang mengumumkan 10 Mbps ketika menghasilkan data rate WLAN yang lebih tinggi. Dengan resmi disetujui
14
sebagai metode untuk mencapai data rate yang lebih baik daripada 20 Mbps dalam sistem WLAN 5 GHz, OFDM menyediakan kanal multiple frekuensi pada jarak yang teratur (regular spacing), masing-masing dimodulasi dengan PSK. Keberhasilan penerapan OFDM pada WLAN membuat OFDM juga digunakan pada sistem WIMAX. OFDM membuat pemakaian spektrum yang terbaik dengan penempatan tepi kanal ke tepi kanal lainnya dengan seragam. Ini menghasilkan interferensi antara pengguna yang paling sedikit. Meskipun banyak keuntungannya, terdapat beberapa masalah dengan pola modulasi OFDM dalam aplikasi WLAN ( Wifi ) atau WMAN ( Wimax ). Simbol yang panjang dari OFDM menyatakan lebih bersifat melawan multipath. Tetapi dengan menjumlahkan 16 carrier yang bebas dapat menghasilkan modulasi amplitudo yang besar. Hal ini mengakibatkan transmitter sulit untuk mendesain dan mengendalikan kemampuan yang terbatas pada penerima sistem Wimax. Pengolahan merupakan masalah lain dalam sistem Wimax berbasis OFDM. Pengolahan OFDM dilakukan secara konvensional dengan Fast Fourier transforms (FFTs) dan kebalikan dari FFTs. FFTs secara umum lebih komplek dan haus tenaga daripada teknik korelasi sederhana yang digunakan oleh bentuk gelombang lain dalam sistem high-speed WMAN. Meningkatnya pemakaian daya dalam Wimax, dapat merugikan perusahaan wireless. 2.4.2. Teknik multiple akses Multiple access mempunyai arti bahwa sejumlah pengguna secara bersamaan dapat dilayani dengan baik. Dengan kata lain, sejumlah besar pengguna (user)
15
dapat bersama-bersama menggunakan kanal radio dan setiap pengguna dapat mempunyai akses ke kanal mana saja yang tersedia. Terdapat beberapa teknik multiple akses pada WMAN antara lain OFDM ( Orthogonal Frequency Division Multiplexing ) itu sendiri, COFDM ( Coded Orthogonal Frequency Division Multilexing ), OFDMA ( Orthogonal Frequency Division Multiple Access ) , SOFDMA ( Scalable Orthogonal Frequency Division Multilexing ). Namun hanya OFDM dan OFDMA saja yang dibahas pada tugas Akhir ini ditambah TDMA , FDMA dan CDMA sebagai perbandingan walaupun tidak termasuk komponen penyusun Wimax. OFDM sebenarnya sebuah teknik modulasi bila dipandang dari sudut hubungan antara sinyal input dan output dimana terjadi perubahan bentuk sinyal input menjadi sinyal output dengan rumusan tertentu . Namun OFDM juga dikategorikan sebagai sebuah teknik multipleksi bila dilihat bahwa dengan muticarrier dapat menampung lebih dari satu user dalam setiap transmisinya. Untuk mempermudah pembahasan maka OFDM penulis kategorikan sebagai sebuah teknik multipleksi, akan tetapi pada saat simulasi OFDM penulis sejajarkan dengan teknik modulasi single carrier seperti BPSK, QPSK dan QAM. Hal ini untuk memperlihatkan sejauh mana kinerja OFDM dibandingkan dengan teknik modulasi lainnya. OFDM digunakan pada standar 802.16d / 802.16-2004 untuk fixed wireless sedangkan OFDMA digunakan pada strandar 802.16.e untuk mobile wireless.
16
Standar-standar sebelumnya masih menerapkan single carrier
menggunakan
modulasi-modulasi seperti BPSK, QPSK dan QAM. 2.4.2.1 Time Division Multiple Access (TDMA) Pada sistem TDMA ini para pengguna masih dibagi dan menggunakan frekuensi selebar 30 KHz dari spektrum RF, namun sekarang tiga pengguna harus berbagi kanal RF tersebut dalam sebuah basis time slot. Tiga pengguna tersebut bergantian memakai kanal RF. Sistem FDMA masih tetap digunakan, namun selanjutnya kanal-kanal yang ada tersebut dibagi lagi dalam kawasan waktu, yaitu tiga time slot untuk setiap kanal FDMA. Untuk sistem TDMA, bagian FDMA merupakan carrier untuk time slot kanal. Setiap pengguna diberikan dalam suatu time slot dalam kanal dan hanya dapat mengirim atau menerima informasi pada waktu yang telah diberikan. Pengguna lain akan menggunakan time slot yang lain, sehingga aliran informasi tidak mengalir secara kontinyu, namun dikirim dan diterima secara “burst”, yang kemudian pada bagian penerima diubah kembali seperti sinyal asalnya.
Gambar 2.5. Time Division Multiple Access (TDMA)
17
2.4.2.2 Frequency Division Multiple Access (FDMA) FDMA digunakan dalam sistem komunikasi bergerak analog. FDMA hanya mengijinkan satu pengguna untuk satu kanal karena dalam sistem ini pengguna dapat menggunakan kanal secara 100% dari waktu. Sehingga hanya kawasan frekuensi saja yang digunakan untuk penyedia kanal. Keunggulan dari sistem ini adalah semua informasi dikirim dalam real time. Setiap pengguna diberi sebagian dari spektrum RF yang dipakai.
Gambar 2.6. Frequency Division Multiple Access (FDMA)
2.4.2.3. Code Division Multiple Access CDMA) CDMA menggunakan kode digital yang unik dan berbeda, kemudian menyebarkan setiap kode tersebut keseluruh carrier, bukan dibagi-bagi dalam RF yang terpisah atau kanal yang terpisah, yang digunakan untuk dapat membedakan antara pengguna yang satu dengan pengguna yang lain. Setiap pengguna menggunakan semua carrier pada semua waktu. Oleh karena itu setiap pengguna bertumpukan antara satu dengan yang lainnya, namun masing-masing mempunyai
18
pola yang berbeda, yang dapat memisahkan antar pengguna tersebut. Kode tersebut digunakan bersama baik mobile station maupun base station, kode tersebut dinamakan “pseudo-random code sequences”. CDMA yang digunakan dalam komunikasi bergerak adalah Direct Sequence Code Division Multiple Access (DS-CDMA).
Gambar 2.7. Code Division Multiple Access (CDMA)
2.4.2.4 OFDM ( Orthogonal Frequency Division Multiplexing ) Sebagai teknik multiplexing , OFDM menggunakan kemampuan multicarrier dalam mengakomodasi koneksi dengan banyak user. OFDM sebelumnya telah dijelaskan pada bagian Modulasi-modulasi Wimax 2.4.2.5 OFDMA ( Orthogonal Frequency Division Multiple Access ) OFDMA pada dasarnya menggunakan teknik yang sama dengan OFDM , hanya menambahkan sebuah fungsi dimana total carrier yang digunakan dibagi ke dalam group-group tertentu dimana tiap pengguna dialokasikan dalam group carrier yang berbeda . Ha ini memungkinkan penggunaan lebih dari satu user dalam satu waktu
19
2.4.3. Modulasi Adaptive Modulasi Adaptive mengijinkan sistem Wimax untuk menyesuaikan skema modulasi sinyal berdasarkan perbandingan Sinyal terhadap noise ( SNR ) pada jaringan radio . Ketika kualitas jaringan radio ( SNR ) tinggi , maka digunakan teknik modulasi tertinggi untuk menambah kapasitas jaringan . Ketika kualitas sinyal ( SNR ) menurun , maka digunakan teknik modulasi rendah untuk mempertahankan ketersediaan dan kualitas koneksi jaringan. Hal ini mengijinkan sistem untuk memperdayakan time-selective fading. Fitur utama dari modulasi ini adalah peningkatan jangkauan dimana skema modulasi tertinggi dapat didayagunakan secara lebih , dimana sistem dapat menyesuaikan diri dengan kondisi fading yang sebenarnya . Sebagai lawan dari skema modulasi tetap yang disiapkan untuk kondisi-kondisi terburuk. Berbagai macam teknik modulasi yang digunakan pada Modulasi Adaptiv akan dibahas lebih mendalam dan disimulasikan pada tugas akhir ini .
Gambar 2.8 Sel relative untuk modulasi adaptive 2.4.4. Teknik Koreksi Kesalahan ( Error Correction ) Teknik koreksi kesalahan telah diimplementasikan pada sistem Wimax untuk mengurangi persyaratan SNR sistem. Reed Solomon FEC , convolutional
20
encoding, dan algoritma interleaving digunakan untuk mendeteksi dan mengkoreksi berbagai kesalahan untuk meningkatkan throughput. Teknik koreksi ini membantu memulihkan frame-frame data yang mungkin hilang yang diakibatkan oleh frequency-selective fading atau burst errors. Automatic Repeat Request ( ARQ ) digunakan untuk mengkoreksi kesalahan yang tidak dapat dikoreksi oleh Forward Error Correction ( FEC ) , dengan pengiriman kembali informasi yang salah tersebut . Secara signifikan meningkatkan Bit Error Rate ( BER ) pada ambang batas yang sama. 2.4.5. Diversity Pengirim dan Penerima Skema diversity digunakan untuk mengambil keuntungan dari sinyal multipath dan pantul yang terdapat pada kondisi NLOS . Skema ini akan sangat berguna terutama untuk mobile Wimax ( 802.16e ) . Saat ini diversity merupakan fitur pilihan pada Wimax. Algoritma diversity yang ditawarkan Wimax dapat diaplikasikan baik pada sisi pengirim maupun penerima meningkatkan ketersediaan sistem. Diversity pada saat pengiriman menggunakan pengkodean ruang waktu ( space time coding ) untuk menyediakan slot pengiriman bebas ( transmit source independence ) , hal ini untuk mengurangi persyaratan fade margin dan melawan interferensi.. Untuk menerima diversity , variasi teknik kombinasi digunakan untuk meningkatkan ketersediaan sistem. Sebagai contoh , rasio kombinasi maksimum ( MRC = Maximum Ratio Combining ) mengambil keuntungan dari dua sinyal terpisah yang diterima untuk mendayagunakan fading dan mengurangi path loss. Dari beberapa ujicoba yang dilakukan Diversity terbutki efektif sebagai alat untuk mengatasi tantangan propagasi NLOS.
21
2.4.6. Kontrol Daya Algoritma kontrol daya digunakan untuk meningkatkan kinerja sistem secara keseluruhan. Hal ini dilakukan dengan BTS mengirimkan informasi kontrol daya ke tiap-tiap CPE ( Customer Premises Equipment ) untuk menyesuaikan level daya yang dikirimkan sehingga level daya yang diterima BTS pada level yang telah ditentukan. Dilingkungan fading yang berubah secara dinamis , level kinerja yang telah ditetapkan berarti CPE hanya mengirimkan daya secukupnya untuk memenuhi persyaratan minimal untuk melakukan koneksi dengan BTS. Level daya ini dtetapkan berdasarkan kondisi yang terburuk.
Kontrol daya ini mengurangi
konsumsi daya CPE secara keseluruhan dan menghindari kemungkinan interferensi dengan BTS terdekat. Untuk kondisi LOS ( Line of Sight ) daya yang dikirimkan hampir sebanding dengan jarak antara CPE dan BTS . Untuk NLOS sangat bergantung kepada kondisi geografi terutama penghalang antara BTS dan CPE. 2.4.7. Multiple access point dan roaming Akses memiliki jarak yang relatif terbatas, pada fasilitas besar seperti gudang atau pada kampus ini memungkinkan diperlukannya penambahan akses point. Tujuannya untuk menutupi daerah cakupan dengan overlapping sel-sel cakupan sehingga klien dapat menjangkau seluruh area tanpa kehilangan kontak jaringan. Kemampuan dari klien untuk bergerak tanpa gangguan diantara kelompok akses point disebut roaming.
22
Gambar 2.9 Jaringan multiple akses point 2.4.8. Sub-Kanalisasi Sub-kanalisasi di dalam uplink adalah suatu pilihan di dalam Wimax. Tanpa subkanalisasi, pembatasan pengatur dan kebutuhan akan biaya yang efektif CPES, secara khas menyebabkan mata rantai anggaran tidak asimetris, menyebabkan cakupan sistem menjadi lebih terbatas. Sub-kanalisasi memungkinkan mata rantai anggaran untuk seimbang baik untuk uplink dan downlink. Sub-kanalisasi mengkonsentrasikan daya pancar melalui carrier dengan jumlah yg lebih sedikit , hal ini yang menaikkan penguatan sistem yang memungkinkan perluasan jangakauan sistem, mengatasi rugi-rugi perambatan bangunan, dan atau mengurangi konsumsi daya dari CPE/Subsciber Station. Penggunaan sub-kanalisasi akan lebih diperluas terutama pada OFDMA ( Orthogonal Frequency Division Multiple Access ) yang memungkinkan pengunaan sumber daya dengan lebih fleksibel yang dapat mendukung aplikasi nomadic atau mobile
Gambar 2.10 Spektrum OFDM downstream terkirim dari BS , tiap slot mewakili satu RF Carrier
23
Gambar 2.11 Spektrum OFDM upstream terkirim dari CPE
Semua carrier dikirimkan tetapi hanya ¼ level dari BS , karenanya cakupan akan jadi lebih sedikit.
Gambar 2.12 Spektrum OFDM upstream terkirim dari CPE ¼ level
Spektrum pada gambar 2.13 menggunakan hanya ¼ jumlah carrier pd BS , cakupan sistem sama dengan penggunaan jumlah carrier yang sama namun dengan ¼ level pada BS. 2.4.9. Penggunaan antena directional Antena directional dapat meningkatkan fade margin dengan penguatan yang lebih dibandingkan antena omnidirectional. Hal ini meningkatkan ketersediaan koneksi yang ditunjukkan oleh perbandingan faktor K antara antena directional dan omnidirectional. Delay spread diminimalisasi baik pada sisi BS maupun SS. Pola antena directional menekan sinyal multipath pada sidelobe maupun backlobe. Efektifitas metode ini dalam beberapa uji coba terbukti berhasil dan efektif , dimana layanan dapat beroperasi dalam kondisi fading NLOS ( Non Line of Sight ) yang cukup besar. Teknologi Adaptive Antenna Sistem ( AAS ) merupakan salah satu pilihan yang cukup diperhitungkan di standar 802.16. Sistem antena ini mempunyai bentuk berkas ( beamforming ) yang dapat mengendalikan fokus pancaran ke arah
24
tertentu. Ini berarti pada saat pengiriman sinyal , sinyal dapat dibatasi hanya pada arah tertentu saja sesuai dengan arah receiver , seperti pada lampu sorot . Dan pada saat menerima sinyal , AAS difokuskan hanya pada sarah sinyal datang . AAS juga mempunyai kemampuan untuk menekan interferensi cochannel dari lokasi lain. AAS sangat dipertimbangkan untuk dikembangkan lebih lanjut peningkatan kemampuan spektrum re-use dan kapasitas jaringan khususnya Wimax dapat lebih dioptimalkan.
Gambar 2.13. WMAN menggunakan Antena Directional
2.5 Perangkat Lunak MatLab Matlab merupakan sebuah perangkat lunak yang khusus dibuat untuk merekayasa , mendesain dan menganalisa sebuah sistem dalam berbagai bidang teknik termasuk Teknik Telemunikasi . Dengan Matlab berbagai kerumitan
rumus-
rumus matematika , fisika dll menjadi tidak berarti dimana rumus-rumus tersebut digantikan oleh sebuah fungsi tertentu . Dengan memasukkan nilai parameter yang ditentukan , seketika hasilnya dapat dilihat baik bentuk maupun nilainya. Fungsi-fungsi Matlab yang digunakan pada Tugas Akhir ini tidak akan dibahas satu persatu secara khusus , namun akan dijelaskan pada tiap-tiap bagian komponen yang akan disimulasikan.
