ISSN : HANDOVER WIMAX PADA KOMUNIKASI WIRELESS. Abstrak

ISSN : 1978-6603 HANDOVER WIMAX PADA KOMUNIKASI WIRELESS Siti Dara Fadilla#1, Prof. Zulfajri B. Hasanuddin#2 #1

Universitas Sumatera Utara (Medan), #2Universitas Hasanuddin (Sulawesi) E-mail : #[email protected]

Abstrak Handover adalah suatu sistem yang menjamin kontinuitas koneksi antar user tetap terjaga. Dalam sistem World Wide Interoperability for Microwave Access (WiMAX), terdapat beberapa faktor yang mempengaruhi terjadinya handover, antara lain jarak dan RSSI (Received Signal Strength Indicator). Makalah ini diperlihatkan handover pada saat terjadi pergerakan Mobile Station dari cakupan area BS_0 ke cakupan area BS_1 dan perbandingan throughput dan delay yang dihasilkan pada saat terjadi handover dengan mengubah parameter frekuensi, bandwidth, daya pancar Base Station, serta pathloss. Sehingga diperoleh bahwa semakin tinggi frekuensi maka throughput yang diterima Mobile Station akan semakin kecil sedangkan delay akan semakin besar. Kemudian juga diperoleh jika daya pancar yang lebih kecil maka level daya penerimaan juga akan semakin kecil sehingga kemampuan untuk melingkupi sel akan semakin kecil jika dibandingkan dengan daya pancar yang lebih besar. Kata Kunci : WiMAX, Handover, frekuensi, delay, Pathloss. Abstract Handover is a system that ensures continuity of the connection between the user to stay awake. In the system of World Wide Interoperability for Microwave Access (WiMAX), there are several factors that affect the handover, including distance and RSSI (Received Signal Strength Indicator). This paper demonstrated handover when there is movement of the Mobile Station BS_0 coverage area to coverage area and comparison BS_1 resulting throughput and delay in the event of handover by changing the parameters of frequency, bandwidth, transmit power Base Station, and pathloss. Thus found that the higher the frequency of the received throughput Mobile Station will be smaller while the delay will be even greater. Then also obtained if the transmit power is smaller then the power level at the reception also will be smaller so the ability to cover the cells will be smaller when compared with the larger emittance.

Keywords : WiMAX, Handover, frequency, delay, Pathloss.

169

Siti Dara Fadilla & Prof. Zulfajri B. Hasanuddin , Handover Wimax pada Komunikasi Wireless

PENDAHULUAN Kebutuhan akan koneksi, khususnya internet yang dewasa ini sudah menjadi keperluan sekunder terlebih lagi pada kotakota besar, tentunya membutuhkan sistem koneksi yang baik, cepat, dan ekonomis agar dapat mempergunakan fasilitas ini dengan nyaman. Teknologi yang paling baik digunakan pada saat ini adalah teknologi yang dapat dibawa ke mana-mana (mobile technology). Karena sekarang adalah zaman di mana era mobilitas manusia sangat tinggi. Pergerakan atau mobilitas sering dikaitkan dengan teknologi tanpa kabel atau sering disebut Wireless. Dewasa ini teknologi wireless telah mengalami perkembangan pesat. Mulai dari WCDMA (GSM), CDMA2000 1x EV-DO, WiFi 802.11g, WiMAX 802.16d-2004, WiMAX 802.16e. World Wide Interoperability for Microwave Access (WiMAX) merupakan teknologi nirkabel yang menyediakan hubungan jalur lebar dalam jarak jauh. WiMAX merupakan teknologi broadband yang memiliki kecepatan akses yang tinggi dan jangkauan yang luas. [2] Karena WiMAX dapat diakses dari jarak yang relatif jauh, standar ini merupakan solusi “terkini” yang efektif untuk menyediakan akses cepat pada pengguna-pengguna rumahan, dan untuk membuat hotspothotspot di berbagai tempat seperti bandara, kampus, dan komunitas-komunitas kecil lainnya. Pada komunikasi wireless, para pengguna memiliki tingkat mobilitas yang tinggi. Ada kemungkinan pengguna bergerak dari satu sel menuju sel lain yang memakai pasangan frekuensi yang berbeda ketika sedang terjadi koneksi. Untuk menjamin bahwa koneksi akan terus tersambung diperlukan fasilitas Handover, sehingga koneksi dijamin akan terus tersambung tanpa perlu melakukan pemanggilan ulang kembali 170

atau inisialisasi ulang. Handover merupakan suatu karakteristik dari mobile networks. Handover sangat berpengaruh pada throughput yang sampai pada penerima. Hal ini bisa disebabkan oleh berbagai hal antara lain jarak antar Base Station dengan Mobile Station, daya pancar Base Station dan Receive Signal Strength Indicator (RSSI). Manfaat yang diharapkan dari makalah ini adalah untuk memahami dan menganalisis proses berlangsungnya handover pada sistem WiMAX pada komunikasi wireless. WIRELESS DATA KECEPATAN TINGGI Standar Broadband Wireless Access (BWA) yang saat ini umum diterima dan secara luas digunakan adalah standar yang dikeluarkan oleh Institute of Electrical and Electronics Engineering (IEEE), seperti standar 802.15 untuk Personal Area Network (PAN), 802.11 untuk jaringan Wireless Fidelity (WiFi), dan 802.16 untuk jaringan World Wide Interoperability for Microwave Access (WiMAX). Umumnya masing-masing standar tersebut terus dikembangkan dengan varianvarian yang memiliki keunggulan pada penggunaan-penggunaan atau kondisi tertentu. Standar 802.11 memiliki popular 802.11a, b dan g. Standar 802.16 memiliki perkembangan varian 802.16a, 802.16 rev.d2004 dan 802.16e untuk mobile.[2] KONFIGURASI DAN KOMPONEN WiMAX Secara umum sistem WiMAX tidak berbeda jauh dengan sistem Wireless Local Area Network (WLAN). Bila pada WLAN terdiri dari Access Point (AP) yang tersambung ke jaringan kemudian pelanggan disambungkan dengan client (device WLAN) dengan menggunakan WLAN card. Maka sistem WiMAX secara general terdiri dari Base Station (BS), Subscriber Station (SS) dan server Jurnal SAINTIKOM Vol. 11, No. 3, September 2012


di belakang BS seperti Network Management System (NMS) serta koneksi ke jaringan.[2] HANDOVER PADA WiMAX Handover, yaitu proses otomatis pergantian frekuensi ketika Mobile Station (MS) bergerak menuju suatu daerah atau cell yang mempunyai kanal dengan frekuensi berbeda dengan cell sebelumnya, sehingga komunikasi dapat terus berlangsung tanpa perlu proses inisialisasi ulang. ada WiMAX terdapat tiga jenis handover, yaitu: a. Hard Handover (HHO) Dalam hard handover, MS berkomunikasi hanya dengan satu BS di setiap waktu. Semua hubungan dengan BS lama (disebut Melayani BS) rusak sebelum sambungan ke BS baru (Target BS) didirikan. Ini berarti ada waktu yang sangat pendek ketika MS tidak tersambung ke setiap BS. Handover dilaksanakan setelah kekuatan sinyal dari cell tetangga melebihi kekuatan sinyal dari cell saat ini. Situasi ini ditunjukkan dalam Gambar 1. Garis tebal merah di daerah cell menunjukkan tempat hard handover terjadi..

b. Macro Diversity Handover (MDHO) Ketika MDHO didukung oleh MS dan BS, “Diversity Set” (dalam beberapa publikasi tercatat sebagai “Active Set”) dikelola oleh MS dan BS. Diversity Set adalah sebuah daftar dari BS, yang terlibat dalam prosedur handover. Diversity Set dikelola oleh MS dan BS dan diupdate melalui manajemen pesan MAC (Media Access Control). Sebuah pengiriman pesan ini biasanya didasarkan pada jangka panjang CINR (Carrier to Noise ditambah Interface Ratio) dari BS dan tergantung pada dua threshold: menambah threshold dan menghapus threshold. Nilai threshold disiarkan di pesan DCD (Downlink Channel Descriptor). Diversity Set didefinisikan untuk setiap MS di dalam jaringan. MS secara terus-menerus memantau BS dalam Diversity Set dan mendefinisikan sebuah “Anchor BS”. Anchor BS adalah salah satu BS dari Diversity Set di MDHO. MS disinkronkan dan terdaftar pada Anchor BS, selanjutnya mulai melakukan dan memonitor saluran downlink untuk informasi kontrol. MS berkomunikasi (termasuk lalu lintas pengguna) dengan Anchor BS dan Active BS dalam Diversity Set (lihat Gambar 2).

Gambar 1 : Hard Handover [8]

Jenis handover ini kurang kompleks, cukup sederhana tetapi memiliki latency tinggi. Latency lebih tinggi menyebabkan ketidakcocokan untuk layanan yang memerlukan latency rendah (seperti VoIP). Hard handover biasanya digunakan untuk data.

Jurnal SAINTIKOM Vol. 11, No. 3, September 2012

Gambar 2: Macro Diversity Handover [8]

Untuk downlink, dua atau lebih BS mengirimkan data ke MS menggabungkan keanekaragaman sehingga dapat dilakukan di MS. Untuk uplink, transmisi MS diterima oleh 171


beberapa BS dan keragaman pilihan informasi yang diterima dilakukan. BS tercatat sebagai “Tetangga BS”, dapat menerima komunikasi diantaranya MS dan BS, tetapi level sinyal tidak cukup untuk ditambahkan ke Diversity Set. c. Fast Base Station Switching (FBSS) Dalam FBSS, Diversity Set dipertahankan oleh MS dan BS sama seperti dalam MDHO. Berlawanan dengan MDHO, MS berkomunikasi hanya dengan Anchor BS untuk semua jenis lalu lintas uplink dan downlink termasuk pengelolaan pesan (lihat Gambar 3). Ketika MS terhubung dengan satu BS, Diversity Set hanya berisi satu BS yang akan disebut Anchor BS. Anchor BS dapat berubah dari frame ke frame tergantung pada pilihan skema BS. Ini berarti bahwa setiap frame dapat dikirim melalui BS yang berbeda dalam Diversity Set.

Gambar 3 : Fast Base Station Switching [8]

Prosedur handover dapat dipisahkan menjadi beberapa tahapan, seperti pada gambar 6 :

172

Gambar 4: [9] tahapan prosedur handover

Dalam topologi jaringan dan selama fase MS neighborhood scanning, MS mengumpulkan informasi tentang base station-base station disekitarnya. Selama prosedur scanning, MS berusaha untuk target BS yang cocok atau BSBS yang sesuai untuk ditambahkan ke diversity set. Scanning dari neighborhood dilakukan “interval scanning” yang interleave operasi normal dari MS. Prosedur dilaporkan kembali ke BS yang melayani. Jenis laporan atau report ada dua yaitu : trigeered reporting dan periodic reporting. Pada trigeered reporting MS mengirim laporan setelah setiap pengukuran parameter kanal seperti : CINR (cerrier to interference and noise ratio), RSSI (receive signal strength indicator), delay relative dan Round Trip Delay (RTD). Pada periodic reporting laporan dikirim dalam interval periodic. Jarak masing-masing report ditunjukkan dalam frame. Target BS dipilih dalam prosedur seleksi sel berdasarkan kanal parameter dan QoS disediakan oleh BS target. Untuk inisialisasi prosedur handover (HO) di macro diversity handover (MDHO) dan fast base station switching (FBSS) ada dua batas yang Jurnal SAINTIKOM Vol. 11, No. 3, September 2012


didefenisikan yaitu: tambahkan threshold (T_Add), dan hapus threshhold (T_Delete) lihat pada gambar 5 :

Gambar 5 : [9] Prinsip inisialisasi HO pada MDHO dan FBSS.

Tanda panah menunjukkan waktu instance dari inisialisasi HO. Threshold terdahulu mendefinisikan level sinyal absolut untuk menambahkan BS ke diversity set. Threshold yang terakhir mendefinisikan level sinyal absolute untuk menghapus BS dari Diversity set. Jika salah satu threshold dipenuhi oleh BS tetangga, maka prosedur HO dapat dimulai. WiMAX DI INDONESIA

Standar WiMAX 802.16d-2004 (fixed and nomaden) maupun standar 802.16e-2005 bekerja pada frekuensi gelombang mikro (microwave) antara 3-300 GHz.[1] Untuk implementasi di Indonesia, berdasarkan regulasi dari badan terkait dalam hal ini Dirjen Postel Depkominfo dan melalui Peraturan Menteri Komunikasi dan Informatika No:08/Per/M.Kominfo/1/2009danNo: 09/Per/M.Kominfo/1/2009 tertanggal 19 Januari 2009, maka alokasi frekuensi BWA (Broadband Wireless Access) ditetapkan pada frekuensi 2.3 dan 3.3 GHz dengan menggunakan teknologi WiMAX 802.16d (fixed and nomaden) dengan metode dupleks TDD (Time Division Duplex). Jurnal SAINTIKOM Vol. 11, No. 3, September 2012

Berbeda dengan frekuensi 3.3 GHz yang sebelumnya telah terpakai untuk komunikasi satelit, frekuensi 2.3 GHz masih merupakan frekuensi yang lowong (belum terpakai oleh operator manapun) sehingga untuk proses penetapan blok-blok frekuensi pada pita frekuensi ini ditetapkan sendiri oleh pemerintah. Penetapan blok pita frekuensi 2.3 GHz beserta dengan lebar pita (bandwidth) masing-masing 5 MHz Sedangkan untuk penetapan blok pita frekuensi 3.3 GHz dengan lebar masing-masing pita sebesar 12.5 MHz.[4] Komunikasi bergerak mengenal istilah uplink dan downlink. Kualitas sinyal uplink tergantung seberapa besar kekuatan sinyal ketika meninggalkan mobile station (MS) dan menuju base station (BS). Pada arah downlink, kualitas sinyal tergantung seberapa kuat base station dapat memancarkan sinyal dan diterima mobile station.[7] PARAMETER HANDOVER Berikut adalah parameter-parameter simulasi dalam handover beserta nilainilainya. a. Frekuensi Frekuensi yang digunakan adalah 2.3 GHz dan 3.5 GHz. Frekuensi ini diambil karena merupakan frekuensi WiMAX yang akan diaplikasikan di Indonesia. b. Waktu Waktu adalah 900 detik. 900 detik digunakan karena waktu tersebut telah dapat menggambarkan throughput pada saat perpindahan MS dari coverage area BS_0 ke coverage area BS_1. c. Kecepatan MS Kecepatan MS adalah 10 km/h, 25 km/h, 50 km/h, 75 km/h dan 90 km/h. Kecepatan tersebut diambil untuk membandingkan throughput yang dihasilkan pada saat proses

173


handover dengan beberapa kecepatan yang berbeda. d. Jumlah BS Jumlah BS yang digunakan adalah 2 BS. Hal ini dimaksudkan agar terdapat 2 coverage area yang terbangun dalam simulasi, sehingga dapat menggambarkan proses terjadinya handover. e. Jumlah MS Jumlah MS yang digunakan adalah 5 MS. Dimana terdapat 2 MS pada coverage area BS_0 dan 3 MS pada coverage area BS_1. Jumlah 5 MS diambil karena di dalam satu coverage area terdapat minimal 1 MS. f. Daya Pancar BS Daya pancar yang digunakan dalam simulasi ini sebesar 2 Watt dan 5 Watt. Daya pancar ini digunakan karena dianggap telah dapat mengirimkan trafik ke MS dengan baik [5]. Daya pancar 5 Watt digunakan untuk membandingkan nilai throughput untuk daya pancar yang berbeda. g. Received Signal Strength Indicator (RSSI) RSSI yang digunakan adalah -100 dBm. RSSI ini adalah level daya penerimaan minimum pada komunikasi wireless[5]. h. Diameter Cakupan Sel Diameter cakupan sel yang digunakan adalah 5 km. Diameter ini diambil karena dianggap telah memenuhi syarat luas cakupan WiMAX.

Gambar 6. Perancangan Simulasi

174

Pada simulasi, Cell yang diamati sebanyak 2 cell yang diasumsikan berada pada daerah suburban dengan menetapkan jumlah MS sebanyak 5 buah, kecepatan MS_0 yang digunakan adalah 10 km/h, 25 km/h, 50 km/h, 75 km/h dan 90 km/h untuk waktu pengamatan 900 detik. MS_0 bergerak dari jarak 650 m BS_0 dan berhenti ketika berada pada luas cakupan BS_1. Pada simulasi ini, diameter cakupan sel BS_0 dan BS_1 sebesar 5 km dengan terjadi overlap pada jarak 661 m dari BS_0 dan 2354 m dari BS_0. Pada simulasi ini, diasumsikan MS mengalami hard handover yaitu pada awal komunikasi MS_0 hanya menerima trafik dari BS_0, pada saat kekuatan sinyal dari sel BS_0 atau dalam simulasi ini level daya penerimaan pada BS_0 menurun ataupun jarak MS_0 yang berada di tengah-tengah antara BS_0 dan BS_1 yaitu 1500 m dari BS_0, semua hubungan dengan BS_0 akan terputus sebelum diambil alih oleh BS_1. Tujuan dari simulasi ini adalah untuk menampilkan nilai throughput dan delay MS_0 dalam setiap detiknya pada saat proses handover. Adapun masukan program ini adalah: 1. Kecepatan rata-rata MS 2. Waktu simulasi 3. Daya pancar BS 4. RSSI (Receive Signal Strength Indicator) Langkah-langkah program simulasi handover ini adalah sebagai berikut: 1. Menentukan BS yang melayani suatu MS: Untuk menentukan BS mana yang melayani suatu MS, ditentukan oleh: a. Jarak minimum MS terhadap BS b. Nilai RSSI MS terhadap BS yang terbesar. 2. Menentukan terjadinya handover atau tidak untuk tiap MS: Terjadinya handover berdasarkan syarat: Jurnal SAINTIKOM Vol. 11, No. 3, September 2012


a. Apabila jarak MS terhadap BS lebih besar dari batas cell yang melayaninya. b. Apabila nilai RSSI lebih atau sama dengan ambang batas untuk kekuatan sinyal yaitu -100 dBm. 7. Hasil Simulasi a. Analisis Handover Berdasarkan Frekuensi Pada simulasi ini akan dibandingkan throughput yang dihasilkan pada saat menggunakan frekuensi 2.3 GHz dan 3.5 GHz. Mobile Station bergerak dengan kecepatan 10 km/h dan mengalami Terrain type C pathloss yaitu keadaan lingkungan yang hampir datar dengan redaman pohon yang rendah. Adapun Terrain type C ini memiliki nilai fading sebesar 8.2 dB.[3] Untuk menentukan jarak MS_0 terhadap BS_0 digunakan rumus : Kecepatan (m/s) = Kecepatan (km/h) x (1) Jarak (m) = Kecepatan (m/s) x Waktu (s) (2) Misalkan untuk waktu 45 detik : Kecepatan (m/s) = 10 km/h x = = 2.778 m/s Jarak (m) = 2.778 m/s x 45 sec = 125 m Jarak MS_0 terhadap BS_0 = 125 m + Jarak awal MS_0 = 125 m + 166 m = 291 m. Adapun jarak selanjutnya dapat dilihat pada tabel 1. Tabel 1. Perbandingan Throughput berdasarkan frekuensi :


Dari Tabel 1 dapat dilihat bahwa pada frekuensi 2.3 GHz dan 3.5 GHz, MS_0 baru menerima throughput pada detik ke-45 sebesar 105.78 bits/sec dan kemudian berangsur – angsur meningkat. Handover pada frekuensi 2.3 GHz terjadi pada detik ke576 dan jarak 1766 m dari BS_0 dengan throughput yang menurun sampai sebesar 3010.67 bits/sec. Sedangkan pada frekuensi 3.5 GHz, handover telah terjadi pada detik ke513 dan jarak 1591 m dari BS_0 dengan throughput sebesar 78.22 bits/second. Hal ini terjadi karena loss yang terjadi pada frekuensi 2.3 GHz lebih kecil dibandingkan frekuensi 3.5 GHz yang kemudian berpengaruh terhadap level daya penerimaan pada MS_0 sehingga jarak jangkau dari BS_0 semakin luas.

175


Throughput pada frekuensi 2.3 GHz kembali konstan pada detik ke-630 dan jarak 1916 dari BS_0. Untuk frekuensi 2.3 GHz, handover terjadi dari detik ke-567 hingga detik ke-585 yang berarti handover terjadi selama 18 sec. Sedangkan throughput pada frekuensi 3.5 GHz sudah kembali konstan pada detik ke-513 dan jarak 1591 m dari BS_0. Adapun waktu terjadinya handover untuk frekuensi 3.5 GHz berlangsung dari detik ke-513 sampai detik ke540 yang berarti handover terjadi dalam waktu 27 sec. Adapun perbandingan grafik throughput pada frekuensi 2.3 GHz dan 3.5 GHz sebagai berikut (gambar 7 dan gambar 8).

(signal strength) atau tingkat kesalahan (error rates)[6]. Pada saat handover, throughput untuk frekuensi 2.3 GHz menurun sampai sebesar 3010.67 bits/sec sedangkan untuk frekuensi 3.5 GHz throughput menurun secara drastis sampai sebesar 78.22 bits/sec (Gambar 8). Hal ini berarti pada saat handover tidak terjadi pemutusan hubungan tetapi terdapat suatu gangguan komunikasi yang diakibatkan oleh proses handover. Untuk frekuensi 2.3 GHz, loss pada throughput saat proses handover lebih rendah dibandingkan dengan frekuensi 3.5 GHz, karena pada frekuensi rendah, panjang gelombang lebih rendah sehingga tidak mudah terganggu dengan halangan secara fisik. Adapun untuk menentukan jarak pada tabel dapat dilihat pada rumus (1) dan (2). Tabel 2. Perbandingan delay berdasarkan frekuensi

Gambar 7. Grafik Throughput pada frekuensi 2.3 GHz

Gambar 8. Grafik Throughput pada frekuensi 3.5 GHz

Dari Gambar 7 grafik menunjukkan waktu beberapa detik sebelum throughput diterima oleh MS. karena MS harus men-scan BS untuk menentukan target yang sesuai didasarkan pada sejumlah kriteria seperti kekuatan sinyal 176



Dari Tabel 2 diketahui bahwa handover berpengaruh terhadap delay transmisi. Untuk frekuensi 2.3 GHz handover terjadi pada detik ke-576 dan jarak 1766 m dengan delay sebesar 3.853 msec. Dari tabel 2 diketahui bahwa pada saat terjadi handover, delay akan meningkat, karena adanya waktu tambahan untuk mengirimkan trafik. Hal tersebut terjadi karena pergerakan MS_0 dari cakupan BS_0 ke cakupan BS_1. Untuk frekuensi 3.5 GHz, handover terjadi pada detik ke-513 dan jarak 1591 m dari BS_0 dengan delay sebesar 3.9 msec.

sehingga proses pengiriman data memerlukan waktu yang lebih lama dibandingkan dengan frekuensi 2.3 GHz. Sehingga untuk keadaan bergerak, frekuensi 2.3 GHz cenderung lebih baik jika dibandingkan dengan frekuensi 3.5 GHz. Hal ini dapat dilihat dari throughput dan delay masing – masing frekuensi pada saat terjadi handover. b. Analisa Handover Berdasarkan Bandwidth Pada simulasi ini dibandingkan nilai throughput saat terjadi handover dengan bandwidth yang berbeda. Bandwidth yang dipilih adalah 5 MHz dan 20 MHz. Kecepatan yang dipilih adalah 10 km/h dengan pathloss yang terjadi adalah Terrain type C pathloss..[3] Tabel perbandingan throughput untuk bandwidth 5 MHz dan 20 MHz dapat dilihat pada tabel 3. Tabel 3. Perbandingan throughput berdasarkan bandwidth

Gambar 9. Grafik Delay pada frekuensi 2.3 GHz

Gambar 10. Grafik Delay pada frekuensi 3.5 GHz

Dari Gambar 9 dan Gambar 10 grafik menunjukkan bahwa delay pada frekuensi 3.5 GHz lebih besar dibandingkan dengan delay frekuensi 2.3 GHz. Hal ini terjadi akibat loss pada frekuensi 3.5 GHz yang lebih besar Jurnal SAINTIKOM Vol. 11, No. 3, September 2012

Dari tabel 3 diketahui bahwa untuk bandwidth 5 MHz dan 20 MHz, MS_0 telah menerima throughput pada detik ke-45 sebesar 105.78 bits/second. Untuk masing – masing bandwidth, handover terjadi pada detik ke177


513 dan jarak 1591 m dari BS_0 dengan nilai throughput sebesar 78.22 bits/sec. Pada bandwidth 5 MHz, berulang kali terjadi penurunan throughput. Hal ini diakibatkan karena lebar pita yang sempit sehingga kemungkinan terjadinya loss saat proses pengiriman trafik lebih besar jika dibandingkan bandwidth 20 MHz.

Gambar 11. Grafik Throughput pada bandwidth 5 MHz

Dari tabel 4 diketahui perbedaan delay pada bandwidth 5 MHz dan 20 MHz. Untuk kedua bandwidth pada awal pengiriman trafik, keduanya memiliki delay yang sama yaitu 5.178 msec. Saat proses pengirimanan trafik, delay untuk bandwidth 5 MHz lebih besar jika dibandingkan dengan bandwidth 20 MHz. Hal ini dapat dilihat pada detik ke-513, yaitu saat handover terjadi. Pada detik ke-513, delay untuk bandwidth 5 MHz sebesar 3.943 msec sedangkan untuk bandwidth 20 MHz sebesar 3.86 msec. Hal ini terjadi karena semakin kecil lebar pita maka proses pengiriman data juga akan semakin lambat jika dibandingkan menggunakan lebar pita yang lebih besar.

Gambar 12. Grafik Throughput pada bandwidth 20 MHz

Pada gambar 11 dan gambar 12, grafik menunjukkan perbedaan throughput untuk bandwidth 5 MHz dan 20 MHz. Pada bandwidth 5 MHz dapat dilihat terjadi delapan kali penurunan throughput sebelum terjadi proses handover sedangkan pada bandwidth 20 MHz terjadi tiga kali penurunan throughput sebelum proses handover, karena semakin kecil lebar pita maka kemungkinan terjadinya loss pada saat proses pentransmisian lebih besar jika dibandingkan lebar pita yang besar.

Gambar 13. Grafik Delay pada bandwidth 5 MHz

Tabel 4. Perbandingan delay berdasarkan bandwidth

178


Siti Dara Fadilla & Prof. Zulfajri B. Hasanuddin , Handover Wimax pada Komunikasi Wireless Tabel 5. Perbandingan Throughput berdasarkan daya pancar

Gambar 14. Grafik Delay pada bandwidth 20 MHz

Dari gambar 13 dan 14 terlihat grafik perbedaan delay untuk bandwidth 5 MHz dan 20 MHz. Dari grafik dapat diketahui bahwa saat proses pengirimanan trafik, delay pada bandwidth 5 MHz lebih besar jika dibandingkan dengan bandwidth 20 MHz. Untuk bandwidth 5 MHz sesaat sebelum handover yaitu pada detik ke-450 terjadi peningkatan delay hingga hampir mencapai 0.4 msec sedangkan pada bandwidth 20 MHz juga terjadi peningkatan delay tetapi hanya berkisar pada 3.88 msec. Bandwidth memiliki pengaruh yang besar dalam proses pengiriman data. Hal ini dapat diketahui dari perbandingan throughput dan delay untuk bandwidth 5 MHz dan bandwidth 20 MHz.

c.

Analisis Handover Berdasarkan Daya Pancar BS

Pada simulasi ini dibandingkan throughput antara BS yang mempunyai daya pancar yang berbeda. Keadaan pertama, BS mempunyai daya pancar sebesar 2 watt dan keadaan kedua, BS mempunyai daya pancar sebesar 5 watt. Dengan kecepatan 10 km/h dan pathloss yang terjadi adalah Terrain type C.


Dari tabel 5 diketahui bahwa untuk daya pancar 2 watt dan 5 watt, throughput diterima pada detik ke-45 sebesar 105.78 bits/sec. Dari detik ke-180 hingga detik ke-450 keduanya mempunyai throughput yang berkisar 6000 bits/sec. Untuk daya pancar 2 watt, handover terjadi pada detik ke-513 dan jarak 1591 m dari BS_0 dengan throughput yang menurun hingga 78.22 bits/sec, Sedangkan untuk daya pancar 5 watt, handover baru terjadi pada detik ke-540 dan jarak 1666 m dari BS_0 dengan throughput sebesar 78.22 bits/sec. Untuk daya pancar 2 watt, handover telah terjadi pada detik ke-513 sedangkan untuk daya pancar 5 watt, handover terjadi pada detik ke-540, karena pada daya pancar yang lebih kecil maka level daya penerimaan juga akan semakin kecil sehingga kemampuan untuk melingkupi sel juga semakin kecil jika dibandingkan dengan daya pancar yang lebih besar.

179

Siti Dara Fadilla & Prof. Zulfajri B. Hasanuddin , Handover Wimax pada Komunikasi Wireless Tabel 6. Perbandingan Delay berdasarkan daya pancar BS

Gambar 15. Grafik Throughput pada daya pancar 2 Watt

Gambar 16. Grafik Throughput pada daya pancar 5 Watt

Gambar 15 dan 16 menunjukkan grafik perbedaan throughput untuk daya pancar 2 watt dan 5 watt. Untuk daya pancar 2 watt, handover terjadi pada detik ke-513 dan jarak 1591 m dari BS_0 dengan throughput yang menurun hingga 78.22 bits/sec, Sedangkan untuk daya pancar 5 watt, handover baru terjadi pada detik ke-540 dan jarak 1666 m dari BS_0 dengan throughput sebesar 78.22 bits/sec. Dari gambar 15 dan 16 juga terlihat, untuk daya pancar 2 watt waktu terjadinya handover lebih lama jika dibandingkan dengan daya pancar 5 watt. karena level daya penerimaan yang akan meningkat seiring meningkatnya daya pancar pada Base Station.

180

Dari tabel 6 diketahui perbandingan delay untuk daya pancar 2 watt dan daya pancar 5 watt. Pada detik ke-45 hingga detik ke-360, delay untuk masing – masing daya pancar memiliki nilai yang sama. Delay untuk daya pancar 2 watt kembali meningkat pada detik ke-450 dengan nilai 3.901 msec, sesaat sebelum terjadinya handover pada detik ke513. Hal ini terjadi karena mulai terganggunya proses pengiriman trafik dari BS_0 ke MS_0 sehingga berpengaruh terhadap waktu pengiriman trafik. Untuk daya pancar 5 watt, delay pada proses transmisi data menurun dari detik awal hingga akhir. Hal ini terjadi karena besarnya daya pancar dari BS_0 sehingga waktu untuk mengirimkan data tidak mengalami kendala yang cukup berarti.



d. Analisis Handover Berdasarkan Pathloss

Gambar 17. Grafik Delay pada daya pancar 2 Watt

Pada simulasi ini dibandingkan throughput pada saat MS mengalami pathloss yang berbeda. Keadaan pertama, MS mengalami Terrain type B pathloss. Keadaan ini menggambarkan keadaan yang berbukit – bukit dan redaman pohon yang sedang. Nilai fading dari Terrain type B adalah 9.6 dB. Sedangkan pada keadaan kedua, MS mengalami Terrain type C. Keadan ini menggambarkan keadaan yang datar dengan redaman pohon yang rendah. Nilai fading Terrain type C adalah 8.2 dB. Pada simulasi ini kecepatan MS yang diambil adalah 10 km/h.[3] Tabel 7 menunjukkan perbandingan throughput MS mengalami vehicular pathloss dan pedestrian pahloss. Tabel 7. Perbandingan Throughput Berdasarkan Pathloss

Gambar 18. Grafik Delay pada daya pancar 5 Watt

Dari gambar 17 dan 18 grafik menunjukkan perbandingan delay untuk daya pancar 2 watt dan daya pancar 5 watt. Delay untuk masing – masing daya pancar cenderung sama. Delay untuk daya pancar 2 watt meningkat pada detik ke-450, sesaat sebelum terjadinya handover pada detik ke-513. Untuk daya pancar 5 watt, delay pada proses transmisi data cenderung menurun dari detik awal hingga akhir. Hal ini terjadi karena besarnya daya pancar dari BS_0 sehingga waktu untuk mengirimkan data tidak mengalami kendala yang cukup berarti. Dengan demikian bahwa pada keadaan bergerak, daya pancar yang semakin besar akan semakin meningkatkan kinerja dari sistem komunikasi. Hal ini dapat dilihat dari throughput dan delay masing – masing daya pancar pada saat terjadi handover.


Dari tabel 7 diketahui bahwa untuk kedua pathloss, throughput diterima pada detik ke45 sebesar 105.78 bits/sec. Dari detik ke-180 hingga detik ke-360 keduanya sama – sama mendapat throughput yang berkisar 6000 bits/sec. Pada detik ke-441 dan jarak 1391 m untuk Terrain type B pathloss, MS_0 mengalami penurunan yang drastis hingga 117.33 bits/sec. Hal ini terjadi karena keadaan lingkungan pada Terrain type B pathloss yang menyebabkan terjadinya gangguan pada proses pengiriman data. Throughput pada Terrain type B pathloss kembali konstan pada saat mendapat kiriman trafik dari BS_1 yaitu pada detik ke-630 dan jarak 1916 m dari BS_0. Pada Terrain type C pathloss, handover terjadi pada detik ke-513 dan jarak 181


1591 m dari BS_0. Hal ini terjadi karena pada detik ke-513, MS_0 berada pada jarak tengah antara BS_0 dan BS_1 sehingga terjadi pengalihan pengiriman trafik dari BS_0 ke BS_1. Throughput kembali konstan pada detik ke-540 dan jarak 1666 m dari BS_0. Hal ini terjadi karena MS_0 telah mendapat trafik dari BS_1.

handover yaitu pada detik ke-513 dan jarak 1591 m dari BS_0. Hal ini dikarenakan keadaan lingkungan Terrain type B yang berbukit – bukit sedangkan pada Terrain type C keadaan lingkungan lebih datar. Redaman pohon pada Terrain type B juga lebih besar daripada Terrain type C. Nilai fading juga mempengaruhi level penerimaan pada MS_0. Nilai fading pada Terrain type B sebesar 9.6 dB sedangkan pada Terrain type C sebesar 8.2 dB. Tabel 8. Perbandingan Delay Berdasarkan Pathloss

Gambar 19. Grafik Throughput pada Terrain type B pathlo

Gambar 20. Grafik Throughput pada Terrain type C pathloss

Gambar 19 dan 20 menunjukkan grafik perbedaan throughput pada Terrain type B pathloss dan Terrain type C pathloss. Dari gambar 19 dapat terlihat bahwa pada detik ke-441 hingga detik ke-540 yaitu pada jarak 1391 m sampai 1666 m dari BS_0 terdapat gangguan pada proses pengiriman trafik dari BS_0 ke MS_0. Sedangkan pada gambar 20 Terrain type C pathloss, gangguan pada proses komunikasi hanya terjadi pada saat proses 182

Dari tabel 8 diketahui bahwa untuk kedua pathloss, delay pada saat awal pengiriman data memiliki waktu yang sama yaitu 5.187 msec. Dari detik ke-45 hingga detik ke-270 keduanya memiliki nilai delay yang sama. Pada detik ke-360 pada Terrain type B pathloss, nilai delay mencapai 3.92 msec. Hal ini terjadi karena keadaan lingkungan pada Terrain type B pathloss yang menyebabkan terjadinya gangguan pada proses pengiriman data. Pada Terrain type C pathloss, delay transmisi pada saat proses pengiriman trafik tidak mengalami peningkatan. Hal ini terjadi karena keadaan lingkungan pada Terrain type C pathloss yang cenderung datar sehingga



proses pengiriman trafik berlangsung dengan baik.

juga

dapat

Gambar 21. Grafik Delay pada Terrain type B Pathloss

Gambar 22. Grafik Delay pada Terrain type C Pathloss

Dari gambar 21 dan 22 Grafik menunjukkan perbedaan delay untuk kedua jenis pathloss. Untuk Terrain type B pathloss nilai delay lebih besar jika dibandingkan dengan delay pada Terrain type C pathoss. Pada Terrain type B pathloss, ada keadaan dimana delay tidak stabil yaitu pada saat terjadi gangguan pada proses pengiriman trafik dari BS_0 ke MS_0. Hal ini terjadi karena keadaan lingkungan Terrain type B pathloss yang berbukit – bukit dengan nilai redaman pohon yang sedang sehingga proses pengiriman trafik menjadi terganggu.


SIMPULAN 1. Untuk keadaan bergerak, frekuensi 2.3 GHz cenderung lebih baik jika dibandingkan dengan frekuensi 3.5 GHz. Hal ini diketahui dari throughput saat handover. Untuk frekuensi 2.3 GHz throughput yang diterima oleh MS_0 sebesar 3010.67 bits/sec sedangkan untuk frekuensi 3.5 GHz throughput yang diterima oleh MS_0 sebesar 78.22 bits/sec. 2. Semakin besar bandwidth yang digunakan maka terjadinya loss pada proses pengiriman data akan semakin kecil. Untuk bandwidth 5 MHz terjadi delapan kali penurunan throughput sebelum terjadi proses handover sedangkan pada bandwidth 20 MHz terjadi tiga kali penurunan throughput sebelum terjadi proses handover. 3. Pada saat proses pengirimanan trafik, delay untuk bandwidth 5 MHz lebih besar jika dibandingkan dengan delay untuk bandwidth 20 MHz. Hal ini dapat dilihat pada detik ke-513, yaitu saat terjadi proses handover. Pada detik ke-513, delay untuk bandwidth 5 MHz sebesar 3.943 msec sedangkan untuk bandwidth 20 MHz sebesar 3.86 msec. 4. Untuk daya pancar 2 watt, handover telah terjadi pada detik ke-513 sedangkan untuk daya pancar 5 watt, handover terjadi pada detik ke-540. Hal ini diakibatkan karena pada daya pancar yang lebih kecil maka level daya penerimaan juga akan semakin kecil sehingga kemampuan untuk melingkupi sel juga semakin kecil jika dibandingkan dengan daya pancar yang lebih besar.

183


DAFTAR PUSTAKA Bruno Rés, Susana Sargento,”WiMAX Deployment, Planning and Optimization: Application to Different Scenarios”. Portugal:Institute of Telecommunications, University of Aveiro 3810-193. Gunawan Wibisono, Gunadi Dwi Hantoro. 2006. “WiMAX Teknologi Broadband Wireless Access (BWA) Kini dan Masa Depan”. Bandung: Informatika Bandung. IEEE Standard for Local and metropolitan area networks. 2006. Part 16: “Air Interface for Fixed and Mobile Broadband Wireless Access Systems Amendment 2: Physical and Medium Access Control Layers for Combined Fixed and Mobile Operation in Licensed Bands and Corrigendum 1”, The Institute of Electrical and Electronics Engineers, Inc. 3 Park Avenue, New York, NY 10016-5997, USA Published 28 February.

OPNET Technologies. 2008. “Undestanding WiMAX Model Internals and Interfaces Network R & D”. OPNETWORK. Paul Boone, Michel Barbeau and Evangelos Kranakis. 2009. “Strategies for Fast Scanning and Handovers in WiMax/802.16”. School of Computer Science. Canada: Carleton University Ottawa. Wahana computer,” Kupas Tuntas Teknologi WiMAX”,Yogyakarta: Andi Offset Yang Xiao [editor]. 2008. “WiMAX/MobileFi: Advanced Research and Technology. New York: Auerbach Publications-Taylor & Francis Group. Zdenek Becvar. TTh. Jan Zelenka, “Implementation of Handover Delay Timer into WiMAX”. Czech Republic: Prague.

Menteri Komunikasi dan Informatika, “Peraturan Menteri komunikasi dan Informatika, No:08/Per/M. Kominfo/1/2009 tentang Penetapan Pita Frekuensi Radio Untuk Keperluan Layanan Pita Lebar Nirkabel (Wireless Broadband) Pada Pita Frekuensi 2.3 GHz”. Jakarta: Departemen Komunikasi dan Informatika.

184


ISSN : HANDOVER WIMAX PADA KOMUNIKASI WIRELESS. Abstrak

Recommend Documents