Teknologi WiMAX

WiMAX adalah singkatan dari Worldwide Interoperability for Microwave Access, merupakan teknologi akses nirkabel pita lebar (broadband wireless access atau disingkat BWA) yang memiliki kecepatan akses yang tinggi dengan jangkauan yang luas. WiMAX merupakan evolusi dari teknologi BWA sebelumnya dengan fitur-fitur yang lebih menarik. Disamping kecepatan data yang tinggi mampu diberikan, WiMAX juga merupakan teknologi dengan open standar. Dalam arti komunikasi perangkat WiMAX diantara beberapa vendor yang berbeda tetap dapat dilakukan (tidak proprietary). Dengan kecepatan data yang besar (sampai 70 MBps), WiMAX dapat diaplikasikan untuk koneksi broadband ‘last mile’, ataupun backhaul. WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access) merupakan teknologi akses nirkabel pita lebar yang dibangun berdasarkan standar IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineering) 802.16 yang didesain untuk memenuhi kondisi non LOS (Line of Sight) dan menggunakan teknik modulasi adaptif seperti QPSK, QAM 16, dan QAM 64. WiMAX dapat digunakan sebagai alternatif kabel modem dan layanan DSL serta sebagai backhaul untuk hotspot-hotspot Wi-Fi. Yang membedakan WiMAX dengan Wi-Fi adalah standar teknis yang bergabung di dalamnya. Jika WiFi menggabungkan standar IEEE 802.11 dengan ETSI (European Telecommunications Standards Intitute) HiperLAN sebagai standar teknis yang cocok untuk keperluan WLAN, sedangkan WiMAX merupakan penggabungan antara standar IEEE 802.16 dengan standar ETSI HiperMAN. WiMAX menggunakan teknologi OFDM.
OFDM merupakan sebuah teknik multiplexing sinyal dimana sebuah sinyal dibagi menjadi beberapa kanal dengan pita frekuensi yang sempit dan saling berdekatan, dengan setiap kanal menggunakan frekuensi yang berbeda. Jangkauan operasi WiMAX cukup luas sehingga WiMAX dapat menjadi infrastruktur yang tepat untuk meningkatkan penetrasi internet. OFDM pada standar 802.16-2004, dibagi menjadi 256 carrier sedangkan untuk standar 802.11 adalah 64 carrier. OFDM adalah kombinasi dari modulasi dan multiplexing. Pada OFDM sinyal-sinyal dipisahkan kedalam beberapa kanal, lalu dimodulasi dan di multiplex untuk membentuk OFDM carrier. Sub-kanal dapat dimultiplex menggunakan FDM (Frequency Division Multiplex) disebut transmisi multi-carrier atau menggunakan CDM (Code Division Multiplex) disebut transmisi multi-code. Subcarrier-subcarrier pada OFDM harus orthogonal.

Standar IEEE 802.16 WiMAX
Pada awalnya standar IEEE 802.16 beroperasi pada frekuensi 10-66 GHz dan line of sight (LOS), tetapi pengembangan IEEE 802.16a yang disahkan pada bulan Maret 2004, menggunakan frekuensi yang lebih rendah yaitu sebesar 2-11 GHz, sehingga lebih mudah diatur, dan tidak memerlukan LOS. WiMAX dapat mencakup area sekitar 50 km dan kecepatan pengiriman data sebesar 70 Mbps. WiMAX mampu menangani sampai ribuan pengguna sekaligus. Standar IEEE 802.16a kemudian direvisi menjadi IEEE 802.16b yang menekankan segala keperluan dan permasalahan dengan quality of service (QoS) lalu IEEE 802.16c yang menekankan pada interoperability dengan protokol-protokol lain, IEEE 802.16e menekankan pada penggunaan secara mobile.

Elemen Perangkat WiMAX
Elemen/ perangkat WiMAX secara umum terdiri dari BS di sisi pusat dan CPE di sisi pelanggan. Namun demikian masih ada perangkat tambahan seperti antena, kabel dan asesoris lainnya:
- Base Station (BS)
Merupakan perangkat transceiver (transmitter dan receiver) yang biasanya dipasang satu lokasi (colocated) dengan jaringan Internet Protocol (IP). Dari BS ini akan disambungkan ke beberapa CPE dengan media interface gelombang radio (RF) yang mengikuti standar WiMAX. Komponen BS terdiri dari:
• NPU (networking processing unit card)
• AU (access unit card)up to 6 +1
• PIU (power interface unit) 1+1
• AVU (air ventilation unit)
• PSU (power supply unit) 3+1
- Antena
Antena yang dipakai di BS dapat berupa sektor 60°, 90°, atau 120° tergantung dari area yang akan dilayani.
- Subscriber Station (SS)
Secara umum Subscriber Station (SS) atau (Customer Premises Equipment) CPE terdiri dari Outdoor Unit (ODU) dan Indoor Unit (IDU), perangkat radionya ada yang terpisah dan ada yang terintegrasi dengan antena.

Teknologi WiMAX dan Layanannya
BWA WiMAX adalah standards-based technology yang memungkinkan penyaluran akses broadband melalui penggunaan wireless sebagai komplemen wireline. WiMAX menyediakan akses last mile secara fixed, nomadic, portable dan mobile tanpa syarat LOS (NLOS) antara user dan base station. WiMAX juga merupakan sistem BWA yang memiliki kemampuan interoperabilty antar perangkat yang berbeda. WiMAX dirancang untuk dapat memberikan layanan Point to Multipoint (PMP) maupun Point to Point (PTP). Dengan kemampuan pengiriman data hingga 10 Mbps/user.
Pengembangan WiMAX berada dalam range kemampuan yang cukup lebar. Fixed WiMAX pada prinsipnya dikembangkan dari sistem WiFi, sehingga keterbatasan WiFi dapat dilengkapi melalui sistem ini, terutama dalam hal coverage/jarak, kualitas dan garansi layanan (QoS). Sementara itu Mobile WiMAX dikembangkan untuk dapat mengimbangi teknologi selular seperti GSM, CDMA 2000 maupun 3G. Keunggulan Mobile WiMAX terdapat pada konfigurasi sistem yang jauh lebih sederhana serta kemampuan pengiriman data yang lebih tinggi. Oleh karena itu sistem WiMAX sangat mungkin dan mudah diselenggarakan oleh operator baru atau pun service provider skala kecil. Namun demikian kemampuan mobility dari Mobile WiMAX masih berada dibawah kemampuan teknologi selular.

Manfaat dan Keuntungan
WiMAX dapat melayani pelanggannya dengan area yang lebih luas dan tingkat kompatibilitas lebih tinggi. Selain itu, pasarnya juga lebih meluas karena WiMAX dapat mengisi celah broadband yang selama ini tidak terjangkau oleh teknologi Cable dan DSL (Digital Subscriber Line).
WiMAX salah satu teknologi memudahkan mereka mendapatkan koneksi Internet yang berkualitas dan melakukan aktivitas. Sementara media wireless selama ini sudah terkenal sebagai media yang paling ekonomis dalam mendapatkan koneksi Internet. Area coverage-nya sejauh 50 km maksimal dan kemampuannya menghantarkan data dengan transfer rate yang tinggi dalam jarak jauh, sehingga memberikan kontribusi sangat besar bagi keberadaan wireless MAN dan dapat menutup semua celah broadband yang ada saat ini. Dari segi kondisi saat proses komunikasinya, teknologi WiMAX dapat melayani para subscriber, baik yang berada dalam posisi Line Of Sight (posisi perangkat-perangkat yang ingin berkomunikasi masih berada dalam jarak pandang yang lurus dan bebas dari penghalang apa pun di depannya) dengan BTS maupun yang tidak memungkinkan untuk itu (Non-Line Of Sight). Jadi di mana pun para penggunanya berada, selama masih masuk dalam area coverage sebuah BTS (Base Transceiver Stations), mereka mungkin masih dapat menikmati koneksi yang dihantarkan oleh BTS tersebut.
Selain itu, dari spesifikasi teknis, beberapa keuntungan dengan adanya WiMAX sebagai koneksi backhaul jika dibandingkan dengan teknologi Wi-Fi yang saat ini sedang digunakan, antara lain sebagai berikut:
1. dirancang untuk penggunaan MAN, sampai radius 50 km, sehingga pemrosesan sinyal pada level fisik sudah disiapkan untuk mengatasi delay, jitter, dan multipath yang skalanya lebih besar.
2. mendukung penggunaan pemrosesan sinyal secara MIMO (multiple input, multiple output), sehingga semakin memperkuat penetrasi NLOS.
3. dirancang untuk penggunaan jarak jauh, jadi overhead protokol sudah optimal.
4. ukuran kanal fleksibel, bisa 1.75, 3.5, 5, 10, 14 atau 20 MHz.
5. frekuensi operasi bermacam-macam (2.3, 2.5, 3.5 dan 5.8).
6. dapat menghasilan bit rate sampai 100 Mbps, untuk lebar pita 20 MHz.
7. protokol telah dirancang agar optimal untuk menangani komunikasi multi-hop, dengan topologi jaringan mesh.
8. protokol mendukung smart-antenna, termasuk beam forming.
9. dirancang dari awal untuk memberikan layanan carrier-class, jadi QoS mendukung real-time services (seperti percakapan telepon) dan juga layanan non-real-time.
10. faktor keamanan data lebih baik karena menggunakan enkripsi Triple-DES.

Di pandang dari segi teknis, WiMAX hanya menggunakan dua buah perangkat utama dalam pengoperasiannya. Bila pada Wi-Fi, Access Point digunakan sebagai source, maka pada WiMAX akan menggunakan antena yang dinamakan WiMAX tower, sehingga jangkaunnya pun akan semakin meluas. Dalam hal cakupan area, sebuah tower WiMAX dapat menjangkau user yang berada dalam area 50 kilometer secara linear. Hal ini tentu saja sebuah solusi yang sangat baik, terutama untuk menghadapi permasalahan blind-spot yang sering kali ditemukan pada jaringan yang menggunakan Wi-Fi. Pada praktiknya nanti, satu buah tower WiMAX sudah dapat mencakup kurang lebih satu kota kecil, sehingga beberapa broadband access yang ada, bisa digantikan dengan satu buah tower WiMAX saja.

Teknologi WiFi

WiFi merupakan kependekan dari "Wireless Fidelity" yang memiliki pengertian yaitu sekumpulan standard yang digunakan untuk jaringan nirkabel yang didasari pada spesifikasi IEEE 802.11. yaitu standard frekuensi untuk Jaringan wireless. Untuk Jaringan WLAN (IEEE 802.11a/b/g) dan Untuk Jaringan WMAN (IEEE 802.11a/b dan IEEE 802.16). Jadi, Secara teknis operasional, Wi-Fi merupakan salah satu jenis teknologi komunikasi dan informasi yang dapat bekerja pada jaringan dan perangkat WLANs (wireless local area network) ataupun WMAN (wireless metropolitan area network).

2.1 802.11a
Standard 802.11a, adalah suatu model WiFi awal yang dibuat untuk umum dengan menggunakan kecepatan 54Mbps dan dapat mentransfer data double dari tipe g dengan kemampuan bandwidth 72Mbps atau 108Mbps. Sayangnya sistem ini tidak terlalu standard, karena masing masing vendor atau pabrikan memberikan standard tersendiri. Sebenarnya 802.11a mengunakan frekuensi tinggi yaitu pada 5Ghz adalah sangat baik untuk kemampuan transfer data besar. Tetapi 802.11a memiliki kendala pada harga , komponen lebih mahal ketika perangkat ini dibuat untuk publik dan jaraknya dengan frekuensi 5GHz biasanya lebih sulit menembus ruang untuk kantor. Alasan pemilihan 5Ghz cukup dikarenakan untuk membuat pancaran signal frekuensi 802.11a jauh dari gangguan seperti oven microwave atau cordless phone pada 2GHz, tetapi frekuensi tinggi juga memberikan dampak pada daya jangkau menjadi relatif lebih pendek.

2.2 802.11b
Pemakaian Standard 802.11a sempat menjadi dominasi tipe b. Standard 802.11b mengunakan frekuensi 2.4GHz. Standard ini sempat diterima oleh pemakai didunia dan masih bertahan sampai saat ini. Tetapi sistem b bekerja pada band yang cukup kacau, seperti gangguan pada Cordless dan frekuensi Microwave dapat saling menganggu bagi daya jangkaunya. Standard 802.11b hanya memiliki kemampuan tranmisi standard dengan 11Mbps atau rata rata 5MBbit/s yang dirasakan lambat oleh pemkainya, mendouble (turbo mode) kemampuan wireless selain lebih mahal tetapi tetap tidak mampu menandingi kemampuan tipe a dan g.

2.3 802.11g
Standard yang cukup kompatibel dengan tipe 802.11b dan memiliki kombinasi kemampuan tipe a dan b. Mengunakan frekuensi 2.4GHz dan mampu mentransmisi 54Mbps bahkan dapat mencapai 108Mbps bila terdapat inisial G atau turbo. Untuk hardware pendukung, 802.11g paling banyak dibuat oleh vendor. Secara teoritis mampu mentransfer data kurang lebih 20Mbit/s atau 4 kali lebih baik dari tipe b dan sedikit lebih lambat dari tipe a.Karena mengunakan carrier seperti tipe b dengan 2.4Ghz, untuk menghadapi gangguan frekuensi maka ditempatkan sistem OFDM.

2.4 Permasalahan WiFi
Infrastruktur yang digunakan di Indonesia saat ini kebanyakan adalah menggunakan teknologi Wi-Fi yang digunakan untuk jaringan fisik, terutama koneksi (backhaul) satu base station ke base-station yang lain. Sistem Wifi untuk R-NGN dibagi menjadi sub-sistem sebagai berikut :
1. Aplikasi Pengguna, terdiri dari aplikasi-aplikasi perangkat lunak dan perangkat keras yang digunakan sebagai alat dan media komunikasi seperti telepon, chat, e-mail, dan komputer.
2. Sistem Operasi, sistem operasi yang dapat mengatur kerja sistem dan mengaplikasikan protokol IP seperti Linux atau Windows.
Jaringan, infrastruktur sistem komunikasi, terbagi menjadi 3 sub-jaringan, yaitu Core Network (CN) menggunakan frekuensi 2,4 GHz yang menghubungkan desa (desa yang satu ke desa yang lain) dan salah satu tempat di kota, yang berjarak kurang lebih 10 km, Access Network dan node yang menghubungkan CN dengan pengguna. Secara teknis pada Wi-Fi, Access Point digunakan sebagai source. Akan tetapi, penggunaan teknologi Wi-Fi untuk koneksi backhaul dapat menimbulkan permasalahan. Potensi permasalahan tersebut, antara lain :
1. Wi-Fi dioptimasi untuk penggunaan dengan jangkauan yang pendek, penggunaan untuk luar ruangan(outdoor) dan jangkauan yang panjang atau jauh akan menyebabkan multipath dan delay spread tidak dapat tertangani secara optimal.
2. Teknologi antena masih terbatas, penetrasi non line of sight (NLOS) masih terbatas, komunikasi yang dilakukan hanya point-to-point Line of Sight (LOS) dan juga apabila ada penetrasi non line of sight (NLOS) harganya juga mahal.
3. Wi-Fi dirancang untuk aplikasi LAN.
4. Ukuran kanal 20 MHz, tidak fleksibel.
5. Bit rate max. 54 Mbps.
6. Tidak dirancang untuk komunikasi multi-hop.
7. Frekuensi unlicensed, banyak perangkat lain yang menggunakan frekuensi yang sama, sehingga interferensi akan menjadi masalah jika semakin banyak pengguna pada frekuensi tersebut.
8. Faktor keamanan dan kerahasiaan (WEP) menjadi hambatan.
Secara garis besar, jaringan wireless Wifi memiliki empat layer di mana keempat layer tersebut sebenarnya merupakan proses dari terjadinya komunikasi data pada media wireless. Pada setiap layer proses komunikasi melalui media wireless terdapat celah-celah yang menunggu untuk dimasuki. Maka itu, keamanan jaringan wireless menjadi begitu lemah dan perlu dicermati dengan ekstra teliti. Layer-layer beserta kelemahannya tersebut adalah sebagai berikut:

1. Physical Layer
Seperti yang diketahui, Physical layer (layer fisik) dari komunikasi data kebanyakan hanya akan membahas seputar media pembawa data itu sendiri. Di dalam sistem komunikasi data wireless, yang menjadi media perantaranya tidak lain adalah udara bebas. Di dalam udara bebas tersebut, data yang berwujud sinyal-sinyal radio dalam frekuensi tertentu lalu-lalang dengan bebasnya. Seperti yang kita ketahui bagaimana rentannya keamanan data tersebut karena lalu-lalang di alam bebas. Siapa saja mungkin bisa menangkapnya, menyadapnya, bahkan langsung membacanya.
Penyadapan tersebut akan sangat berbahaya apabila dilakukan pada perusahaan yang mengirimkan transaksi-transaksi bisnis, proyek-proyek perusahaan, info-info rahasia, rahasia keuangan, dan banyak lagi informasi sensitif di dalamnya.

2. Network Layer
Pada Network layer (layer jaringan) kebanyakan akan membahas seputar perangkat-perangkat yang memiliki kemampuan untuk menciptakan sebuah jaringan komunikasi yang disertai juga dengan sistem pengalamatannya. Pada jaringan komunikasi wireless, perangkat yang biasa digunakan sering disebut dengan istilah Access Point atau disingkat AP. Karena melayani komunikasi menggunakan media bebas yang terbuka, maka AP-AP tersebut juga dapat dikatakan sebagai perangkat yang terbuka bebas.
Perangkat jaringan yang tidak diverifikasi dan dikontrol dengan baik akan dapat menjadi sebuah pintu masuk bagi para pengacau. Mulai dari hanya sekadar dilihat-lihat isinya, diubah sedikit-sedikit, sampai dibajak penuh pun sangat mungkin dialami oleh sebuah AP. Untuk itu, keamanan AP sangat perlu diperhatikan pada jaringan wireless.

3. User Layer
Selain keamanan perangkat jaringan yang perlu diperhatikan, juga perlu diperhatikan siapa-siapa saja yang mengakses jaringan wireless tsb. Jaringan wireless memang menggunakan media publik untuk lalu-lintas datanya, namun jika jaringan tsb bukan merupakan jaringan publik yang dapat diakses oleh siapa saja, tentu harus ada batasan-batasan pengaksesnya. Tidak sulit bagi para pengguna yang tidak berhak untuk dapat mengakses sebuah jaringan wireless. Jika sembarangan pengguna dapat menggunakan jaringan Anda, tentu hal ini akan sangat merugikan para pengguna lain yang memang berhak.
Sebuah jaringan wireless yang baik harus memiliki kepastian bahwa hanya para pengguna yang dikenal, yang dipercaya, dan yang memang berhak yang dapat mengakses jaringan tersebut. Perangkat-perangkat jaringan yang biasa bergabung dalam jaringan wireless tersebut juga harus dapat di-track dan dimonitor dengan benar, karena hal ini akan sangat berguna untuk kepentingan monitoring, accounting.

4. Application Layer
Jaringan yang menggunakan media kabel saja dapat membuka celah-celah yang ada pada aplikasi dengan cukup lebar, apalagi jaringan wireless yang memang rentan di seluruh layer-nya. Aplikasi-aplikasi bisnis yang penggunaannya lalu-lalang melalui media wireless tentu sangat rentan keamanannya, baik sekadar disusupi maupun di DoS (Denial of Service). Untuk itu, jaringan wireless yang baik harus juga dapat melindungi aplikasi-aplikasi yang berjalan di dalamnya agar tidak dengan mudah dikacaukan.

Wireless LAN

Wireless LAN merupakan teknologi LAN yang menggunakan frekuensi dan transmisi radio sebagai media penghantarnya, pada area tertentu, menggantikan fungsi kabel. Pada umumnya WLAN digunakan sebagai titik distribusi di tingkat pengguna akhir, melalui sebuah atau beberapa perangkat yang disebut dengan Access Point (AP), memiliki fungsi yang sama dengan hub dalam terminologi jaringan kabel ethernet. Di tingkat backbone, sejumlah AP tersebut tetap dihubungkan dengan media kabel. WLAN dimaksudkan sebagai solusi alternatif media untuk menjangkau pengguna yang tidak terlayani oleh jaringan kabel, serta untuk mendukung pengguna yang sifatnya bergerak atau berpindah-pindah (mobilitas). Frekuensi yang kini umum dipergunakan untuk aplikasi WLAN adalah 2.4 Ghz dan 5.8 Ghz yang secara internasional dimasukkan ke dalam wilayah lisence exempt (bebas lisensi) dan dipergunakan bersama oleh publik (frequency sharing).
Standar BWA(broadband wireless access) 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 Worldwide Interoperability for Microwave Access (WiMAX).
Pada jaringan selular juga telah dikembangkan teknologi yang dapat mengalirkan data yang overlay dengan jaringan suara seperti GPRS, EDGE, WCDMA, dan HSDPA. Masing-masing evolusi pada umumnya mengarah pada kemampuan menyediakan berbagai layanan baru atau mengarah pada layanan yang mampu menyalurkan voice, video dan data secara bersamaan (triple play). Sehingga strategi pengembangan layanan broadband wireless dibedakan menjadi Mobile Network Operator (MNO) dan Broadband Provider (BP).