teknologi broadband wireless access-mobilewimax
Post on 03-Jan-2016
31 Views
Preview:
DESCRIPTION
TRANSCRIPT
2.1 Teknologi Broadband Wireless Access[10]
Layanan broadband dapat dipenuhi dengan berbagai teknologi, baik wireline
maupun wireless. Untuk teknologi wireline dapat memanfaatkan fiber optik, xDSL,
ataupun MSAN. Sedangkan wireless dapat memanfaatkan WiFi (Wireless Fidelity),
WiMAX, UMB (Ultra Mobile Broadband), Ultra wide band, maupun 3G dan LTE.
Beberapa teknologi diatas memiliki karakteristik masing-masing sehingga
implementasinya bergantung pada kondisi dan lingkungan tertentu. Sebagai contoh
WiFi lebih cocok untuk area indoor dengan layanan data hingga 11 Mbps dengan
jangkauan hingga 100 meter. Sedangkan WiMAX akan lebih cocok untuk melayani
pelanggan outdoor dan kebutuhan bandwidth besar dengan jangkauan hingga 30 km.
Gambar berikut dapat menjelaskan masing-masing teknologi mobile
broadband baik dilihat dari standar ETSI maupun IEEE.
Gambar 2.2 Standar Mobile Broadband
2.2 Teknologi Mobile WiMAX
Mobile WiMAX merupakan solusi broadband wireless yang memungkinkan
konfergensi jaringan mobile dan fixed broadband melalui satu teknologi akses radio
yang luas dan arsitektur jaringan yang fleksibel. Air interface pada Mobile WiMAX
menerapkan Orthogonal Frequency Division Multiple Access (OFDMA) untuk
memperoleh performa multi-path yang lebih baik pada lingkungan yang Non Line Of
Sight (NLOS). Untuk mendukung bandwidth kanal yang berkembang (scalable) dari
1,25 MHz ke 20 MHz, IEEE 802.16e mengenalkan Scalable-OFDMA (SOFDMA),
Mobile Technical Group (MTG) pada WiMAX Forum sedang mengembangkan
profil sistem Mobile WiMAX yang memungkinkan sistem mobile dikonfigurasikan
berdasarkan set fitur yang sedemikian rupa dalam memastikan fungsi dasar untuk
terminal dan base station yang fully interoperable. Profile Mobile WiMAX Realease-
1 akan menjangkau bandwidth kanal sebesar 5 MHz; 7MHz; 8,75 MHz dan 10 MHz
untuk alokasi spektrum yang terdaftar pada frekuensi 2.3 GHz; 2.5 GHz; 3.3 GHz;
dan 3.5 GHz.
Gambar 2.3 Profil Sistem Mobile WiMAX[11]
2.2.1 Arsitektur Mobile WiMAX
Menurut WiMAX Forum, arsitektur Mobile WiMAX terdiri dari 3 bagian
pokok, yaitu:
User Terminal yang digunakan oleh end-user untuk mengakses jaringan.
Access Service Network (ASN) yang terdiri dari satu atau lebih BS dan satu atau
lebih ASN gateway yang membentuk jaringan akses radio.
Connectivity Service Network (CSN) yang menyediakan konektivitas IP dan
semua fungsi core Network Internet Protocol.
Gambar 2.4 Arsitektur Mobile WiMAX[11]
Network Working Group (NWG) WiMAX Forum merupakan organisasi yang
mempunyai kewenangan untuk merancang arsitektur jaringan dan protocol Mobile
WiMAX dengan air interface yang telah distandarkan oleh IEEE 802.16e. WiMAX
NGW mendefinisikan beberapa entity dalam jaringan Mobile WiMAX:
Base Station (BS)
Base Station memiliki fungsi utama yaitu membangun hubungan dengan mobile
station. BS juga memiliki fungsi lain yaitu mengatur micromobility management
seperti proses handover, radio resource management.
Access Service Network - Gateway (ASN-GW)
ASN-GW berfungsi untuk mengatur location management dan paging intra-
ASN, mengatur AAA pelanggan, serta menjalankan fungsi mobile IP.
Connectivity Service Network (CSN)
Berfungsi menyediakan konektivitas ke internet, ASP dan fungsi jaringan umum
lainnya.
Gambar 2.5 Arsitektur Mobile WiMAX[2]
2.2.2 Alokasi Frekuensi dan Sistem Duplexing
Dalam teknologi WiMAX ada beberapa spektrum frekuensi yang disediakan
antara lain 2.3 GHz, 2.5 GHz, 3.3 GHz, 3.5 GHz, 5.8 GHz dan 10.5 GHz. Penggunaan
alokasi frekuensi tersebut berbeda-beda untuk tiap negara sesuai dengan kondisi dan
kebijaksanaan masing-masing negara.
Frekuensi yang digunakan dalam tugas akhir ini adalah spektrum frekuensi 2.3
GHz. Frekuensi ini dipilih karena pemerintah Indonesia merencanakan akan
mengalokasikan spektrum frekuensi 2.3 GHz untuk jaringan Mobile WiMAX (IEEE
802.16e) dengan bandwidth kanal yang digunakan masing-masing 10 MHz walaupun
saat ini belum ada kebijakan yang pasti. Pada arah kebijakan frekuensi di Indonesia,
frekuensi 2.3 GHz memiliki range frekuensi 2300-2390 MHz, dimana 10 MHz
digunakan untuk buffer (penyangga) terhadap out-of band emission dari WLAN/WiFi
2.4 GHz [9].
Tabel 2.3 Bandwidth Kanal dan Sistem Duplexing pada WiMAX
Sedangkan untuk sistem duplexing yang digunakan adalah TDD (time division
duplex). TDD menggunakan frekuensi single channel yang digunakan sebagai
transmitter dan receiver tetapi dalam waktu yang berbeda. Akibatnya TDD dibagi
menjadi data stream frame dan setiap frame dibagi menjadi time slot untuk mengirim
dan menerima. Hal ini mengijinkan transmisi data dalam satu frekuensi saja.
2.2.3 Model Propagasi Mobile WiMAX
Model kanal propagasi yang digunakan pada Mobile WiMAX adalah model
propagasi COST 231-Hata. Model COST-231 sebagai perluasan model Hatta terbatas
untuk pemakaian dengan karakteristik sebagai berikut:
Frekuensi (f) : 1500 – 2000 MHz.
Tinggi antena base station (hb) : 30 – 200 m
Tinggi antena mobile station (hm) : 1 – 10 m
Jarak Tx – Rx (R) : 1 – 20 Km
Model kanal ini disebut juga model PCS Extension to Hata Model, yaitu
formula pengembangan dari model Okumura Hatta untuk frekuensi PCS (2 GHz).
Model Propagasi Okumura-Hata didefinisikan dengan persamaan sebagai berikut:
(2.17)
Dimana L = Redaman lintasan
fc = Frekuensi (MHz)
hb = Tinggi antena base station (m)
hm = Tinggi antena mobile station (m)
a(hm) = Faktor koreksi tinggi antena mobile station
R = Jari-jari sel (km)
CM = 0 dB, untuk kota ukuran menengah dan sub urban
CM = 3 dB, untuk area metropolitan.
Nilai faktor koreksi tinggi antena mobile station (a(hm)) adalah :
(2.18)
Dengan mengetahui nilai link margin dari perhitungan link budget, dan
dengan menggunakan persamaan pathloss diatas dapat dihitung coverage range dari
sel dan juga jumlah sel yang diperlukan untuk mengcover area tertentu.
Jari-jari sel:
(2.19)
2.2.4 Perhitungan Jumlah Sel
Perhitungan jumlah sel berdasarkan radius jangkauan menggunakan
pendekatan luas daerah yang dicakup terhadap luas daerah tinjauan. Pemilihan
arsitektur dalam perencanaannya menggunakan pendekatan arsitektur seluler.
Coverage area untuk satu sel dengan konfigurasi heksagonal adalah[5]:
L = k R (2.20)
Dimana:
L = Coverage area
R = maximum cell range
K = constant accounting for the sector
Tabel 2.4 Nilai K untuk Masing-masing Konfigurasi Coverage [5]
Konfigurasi Omni 2 sektor 3 sektor 6 sektor
Nilai K 2.6 1.3 1.95 2.6
2.2.5 Estimasi Kapasitas Sistem Mobile WiMAX
Peak Busy Hour (PBH) merupakan probabilitas yang akan mempengaruhi
operator untuk memprediksi suatu trafik. Hal ini akan bergantung dari aplikasi,
customer mix, dll. Jadi kepadatan trafik yang harus disediakan adalah:
PBH subscriber density = (2.21)
Throughput Demand Density = Data Rate Downlink x % Custumer Mix x PBH
Dalam proses perhitungan kapasitas pada Mobile WiMAX, sama halnya
dengan proses perhitungan kapasitas pada CDMA2000 1X dan jumlah pelanggan
Mobile WiMAX dibuat sama dengan jumlah pelanggan CDMA2000 1X karena
pelanggan yang dilayani oleh jaringan CDMA2000 1X, seluruhnya akan dilayani oleh
jaringan Mobile WiMAX saat terjadi proses migrasi. Namun ada sedikit perbedaan
dimana pada Mobile WiMAX terdapat klasifikasi pelanggan pengguna layanan
Mobile WiMAX.
Proses perhitungan ini dapat dilihat pada gambar 3.3 dibawah ini:
Gambar 3.4 Proses Perhitungan Kapasitas pada Mobile WiMAX
3.1 Analisa Proses Migrasi Berdasarkan Konfigurasi Jaringan
Untuk melakukan proses migrasi, maka perlu dilihat dari sisi efisiensi
perangkat yang digunakan pada suatu sistem. Jika suatu perangkat masih memiliki
fungsi yang sama dan masih dapat digunakan pada sistem yang baru, maka perangkat
pada sistem yang lama masih dapat dipertahankan. Namun jika kondisi sebaliknya,
maka perangkat pada sistem yang lama harus diganti untuk mendukung sistem yang
baru. Oleh karena itu perlu dianalisa perangkat-perangkat apa saja yang masih dapat
dipertahankan dan perangkat apa saja yang harus diganti.
3.1.1 BTS
Tabel dibawah ini menunjukkan perbandingan antara BTS CDMA2000 1X
dengan BTS Mobile WiMAX. Perbandingan inilah yang akan menjadi alasan apakah
BTS CDMA harus diganti atau tetap dipertahankan guna menerapkan teknologi
Mobile WiMAX.
Tabel 4.1 Perbandingan BTS Antara CDMA2000 1X dengan Mobile WiMAX
Parameter CDMA2000 1X Mobile WiMAX
FungsiSebagai penghubung antara jaringan CDMA2000 1X dengan pelanggan.
Sebagai penghubung antara jaringan Mobile WiMAX dengan pelanggan.
Frekuensi 800-900 MHz2.3GHz, 2.5GHz, 3.3GHz, 3.5GHz, (fleksibel)
Link Budget (Pathloss) 128.3 dB 150.83 dB
Kapasitas Maksimum 988.41 Kbps 31.68 Mbps
Ukuran Sel
Daerah Cakupan: RUrban = 1,2721 km RSuburban = 1,2733 kmTrafik: RUrban = 1.13446 km RSuburban = 1.2186 km
Daerah Cakupan: RUrban = 1.73 km RSuburban = 2.11 kmTrafik RUrban = 1.15 km RSuburban = 1.81 km
Multiple AccessDowlink: TDMUplink : CDMA
OFDMA
Metode Duplex FDD TDD
BW Kanal 1.25 MHz5, 7, 8.75, 10 MHz (scalable)
Berdasarkan tabel perbandingan diatas, maka ada parameter yang sama namun
ada banyak parameter yang berbeda. Dan parameter yang berbeda inilah yang menjadi
faktor utama yang harus diperhatikan, khususnya parameter frekuensi dan multiple
access yang digunakan. Kedua faktor ini tidak dapat ditolerir untuk tetap
dipertahankan. Jika frekuensi dan multiple access yang digunakan berbeda, maka
antena dan seluruh perangkat BTS termasuk interface yang digunakan harus diganti.
3.1.2 BSC
Pada jaringan CDMA2000 1X, terdapat perangkat BSC yang menghubungkan
antara BTS dengan core network. Selain itu, BSC juga bertanggung jawab untuk
mengontrol semua BTS yang berada di dalam daerah cakupannya serta mengatur rute
paket data dari BTS ke PDSN atau sebaliknya serta trafik suara berbasis TDM dari
BTS ke MSC atau sebaliknya. Sedangkan pada jaringan Mobile WiMAX, yang
menghubungkan antara BTS dengan core network adalah Access Service Network -
Gateway (ASN-GW). Selain itu, BSC belum berbasis IP, sedangkan ASN-GW sudah
berbasis IP. Oleh karena itu untuk memigrasikan jaringan CDMA2000 1X ke jaringan
Mobile WiMAX, maka perlu mengganti perangkat BTS menjadi ASN-GW.
3.1.3 Core Network
Core network pada jaringan CDMA2000 1X terbagi dalam dua bagian yaitu
circuit core network dan packet core network. Packet core network sudah berbasis
IP sedangkan circuit core network belum. Pada jaringan Mobile WiMAX, core
network-nya dikenal dengan nama Connectivity Service Network (CSN). CSN ini
sudah berbasis IP. Oleh karena itu untuk memigrasikan jaringan CDMA2000 1X ke
jaringan Mobile WiMAX, maka circuit core network tidak digunakan kembali
sedangkan seluruh perangkat pada packet core network CDMA2000 1X seperti
Router, Firewall, AAA, Home Agent dapat digunakan di jaringan Mobile WiMAX
dengan melakukan proses integrasi.
3.2 Keuntungan Dan Kerugian dari Kedua Sistem
Pada tabel 4.2 berikut akan ditunjukkan keuntungan dan kerugian dari sistem
CDMA2000 1X dan Mobile WiMAX.
Tabel 4.2 Keuntungan dan Kerugian dari Kedua Sistem
Parameter CDMA2000 1X Mobile WiMAX
1. Frekuensi a. Keuntungan
1. Sudah memiliki regulasi
yang pasti, sehingga
memudahkan operator untuk
menggelar jaringan baru.
2. Memiliki redaman yang
lebih kecil sehingga daya
terima pada MS lebih besar
karena menempati frekuensi
yang lebih rendah dibanding
Mobile WiMAX.
a. Keuntungan
Memiliki beberapa pilihan
band frekuensi yaitu 2.3, 2.5,
3.3, 3.5, 5.8 dan 10.5 GHz.
b. Kerugian
1. Hingga saat ini belum
memiliki regulasi yang pasti
sehingga operator baru yang
ingin membangun jaringan
masih mengalami kesulitan.
b. Kerugian
Hanya memiliki satu band
frekuensi sehingga sulit untuk
melakukan ekspansi jika band
frekuensi CDMA sudah penuh.
2. Karena menempati frekuensi
yang lebih tinggi maka
redamannya akan semakin
besar sehingga daya terima
pada MS semakin kecil.
2. Hasil
Perhitungan
a. Keuntungan
b. Kerugian
1. Jari-jari sel lebih kecil
dibanding Mobile WiMAX
sehingga membutuhkan
lebih banyak BTS untuk
melayani suatu daerah
layanan yang sama.
2. Kapasitas sel yang mampu
disediakan hanya sebesar
988.41kbps/sel dengan data
rate sebesar 9.6 kbps.
a. Keuntungan
1.Jari-jari sel lebih besar
dibanding CDMA2000 1X
sehingga BTS yang dibutuhkan
lebih sedikit.
2.Mobile WiMAX mampu
menyediakan kapasitas sel
sebesar 95.04 Mbps/sel dengan
data rate hingga 512 kbps.
b. Kerugian
Jumlah BTS yang dibutuhkan
tidak berbeda jauh dibandingkan
CDMA2000 1X untuk melayani
daerah layanan yang sama.
3. Konfigurasi
Jaringan
a. Keuntungan
Dalam proses migrasi, masih ada beberapa perangkat
CDMA2000 1X yang masih dapat dipertahankan yaitu pada
bagian core network sehingga hanya perlu melakukan proses
integrasi.
b. Kerugian
Harus menggantikan perangkat CDMA2000 1X yang belum
berbasis IP diantaranya perangkat BTS, BSC dan MSC.
Perangkat BTS CDMA2000 1X diganti dengan Perangkat BTS
Mobile WiMAX, perangkat BSC diganti dengan perangkat
ASN-GW, sedangkan perangkat MSC tidak diperlukan karena
seluruh perangkat Mobile WiMAX sudah berbasis paket data
(all IP).
3.3 Usulan Pertimbangan
Berdasarkan hasil analisa yang dilakukan maka dapat diberikan usulan
pertimbangan untuk proses migrasi yang harus dilakukan sebagai berikut :
1. Proses migrasi dilakukan secara bertahap. Perangkat CDMA2000 1X masih dapat
digunakan dan diikuti dengan penambahan perangkat Mobile WiMAX sehingga
kedua sistem ini dapat dioperasikan secara bersama yaitu dengan melakukan
proses integrasi. Dengan demikian keuntungan yang diperoleh, diantaranya:
Perangkat CDMA2000 1X tidak terbuang percuma
Operator telekomunikasi yang ingin melakukan proses migrasi tidak
kehilangan pelanggannya yang masih menginginkan layanan CDMA2000 1X
Tidak semua pelanggan CDMA2000 1X harus mengganti perangkat MS,
hanya pelanggan yang menginginkan layanan Mobile WiMAX saja.
2. Bagi operator telekomunikasi yang sudah menerapkan teknologi CDMA2000 1X
Ev-DO, maka proses migrasi ini akan lebih mudah karena BTS yang digunakan
pada CDMA2000 1X Ev-DO sudah berbasiskan IP BTS sebab BTS pada Mobile
WiMAX berbasis IP. Sedangkan bagi operator yang belum menerapkan teknologi
CDMA2000 1X Ev-DO, maka proses migrasi dapat dimulai dengan mengganti
atau menambahkan IP BTS pada jaringannya.
top related