Post on 04-Dec-2015
description
MAKALAH
TEKNOLOGI BROADBAND WIRELESS ACCESS
MATAKULIAH APLIKASI MOBILE
Disusun Oleh
Rendi Putra Firmansyah
Purna Irawan
Gusra Mahendra
JURUSAN TEKNIK INFORMATIKA
FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI
INSTITUT TEKNOLOGI PADANG
2015
Teknologi Broadband Wireless Access
Teknologi Komunikasi Jaringan saat ini sudah memasuki era Wireless alias Nirkabel
atau tanpa kabel. Hal ini disebabkan oleh tuntutan kebutuhan komunikasi data manusia yang
perlu mobilitas yang tinggi. Saat ini, orang-orang ingin dapat berkomunikasi data /
informasi satu sama lain dimana saja dan kapan saja. Tentu saja hal ini tidak dapat dipenuhi
oleh Teknologi jaringan kabel (wired) yang bersifat Fixed atau tidak dapat berpindah-
pindah. Kemudian dari masalah-masalah dan kebutuhan tersebut munculah teknologi
komunikasi data yang bersifat nirkabel yang dapat digunakan dimana saja dan kapan saja
selama kita masih berada di dalam radius jangkauannya, seperti WiFi (Wireless Fidelity),
WIMAX dan yang terbaru adalah LTE (Long Term Evolution). Tidak perlu berpanjang lebar
lagi basa-basinya, berikut penjelasan dari masing-masing teknologi Komunikasi Wireless
tersebut.
BAB I
WIFI ATAU WIRELESS LAN
WiFi (Wireless Fidelity) atau lebih dikenal dengan Wireless LAN (WLAN)
ditujukan untuk menghubungkan beberapa terminal berbasis IP (PC notebook atau PDA)
dalam suatu area LAN(Local Area Network). Sehingga dalam implementasinya, WiFi
dapat difungsikan untuk mengganti jaringan kabel data (UTP) yang biasanya digunakan
untuk menghubungkan terminal
LAN.
Wireless LAN merupakan salah satu aplikasi pengembangan wireless untuk
komunikasi data. Sesuai dengan namanya Wireless, yang berarti tanpa kabel, WLAN
(Wireless Local Area Network) adalah jaringan lokal (dalam satu gedung, ruang, kantor,
dsb.—bukan antar kota) yang tidak menggunakan kabel.
Berbagai kombinasi dari wireless, NIC dan Access Point-nya akan memberikan
konfigurasi utama untuk network manager dan engineer untuk menciptakan berbagai
jenis konfigurasi jaringan.
1.1 Arsitektur Wireless LAN
Menurut standar yang diajukan oleh IEEE untuk wireless LAN, ada 2 model konfigurasi
utama untuk jaringan ini. Yaitu ad-hoc dan infrastruktur.
1.1.1 Ad-Hoc Wireless LAN
Contoh dari jaringan Ad-Hoc, adalah jaringan yang memiliki konfigurasi peer-to-
peer. Untuk sebuah kantor yang tidak terlalu besar dan hanya terdiri atas satu lantai, maka
konfigurasi peer-to-peer wireless akan cukup memadai. Peer-to-peer Wireless LAN hanya
mensyaratkan wireless NIC dalam setiap device yang terhubung ke jaringan. Disini, kita
tidak memerlukan Access Point.
Dengan konfigurasi peer-to-peer ini, maka kita dapat memebentuk sebuah jaringan
temporer (penggunaan sewaktu-waktu). Jadi jika sewaktu-waktu kita memerlukan adanya
jaringan, dan hanya digunakan pada saat itu saja, kita tidak perlu repot-repot untuk
mengurusi kabel-kabel yang akan menghubungkan jaringan kita tersebut, dan
membongkarnya kembali ketika sudah tidak memerlukannya lagi.
Gambar 1.1 Jaringan Ad-hock
1.1.2 Infrastruktur Wireless LAN
Gambar 1.2 Jaringan Infrastruktur
Infrasturktur Wireless LAN adalah sebuah konfigurasi jaringan dimana jaringan
wireless tidak hanya berhubungan dengan sesama jaringan wireless saja. Akan tetapi,
berhubungan juga dengan jaringan wired (kabel). Agar jaringan wireless dapat terhubung
dengan jaringan wired, maka disini digunakan Access Point.
1.2 Komponen Wireless LAN
Komponen Wireless LAN terdiri dari beberapa perangkat seperti Access Point,
Extension Point dan Directional Antenna
1.2.1 Access Point
Pada wireless LAN, device transceiver disebut sebagai Access Point (AP), dan
terhubung dengan jaringan kabel (wired) pada suatu lokasi yang tetap. Tugas dari Access
Point adalahmengirim dan menerima data serta berfungsi sebagai buffer data antara wireless
LAN dengan wired LAN. Suatu Access Point dapat melayani sejumlah user (tergantung
metode akses yang digunakan) untuk jarak sampai ratusan kaki (feet/ft). Umumnya
antena Access Point ditempatkan pada langit-langit ruangan, atau dimanapun tergantung
pada cakupan yang diinginkan. Penggunaan Access Point dapat meningkatkan cakupan
jaringan. Jarak jengkauan dapat mencapai hingga ratusan meter
Gambar 1.3 Client dan Access Point
Roaming adalah kemampuan client untuk berpindah tanpa kehilangan kontak dengan
jaringan.
Gambar 1.4 Multiple Access Point dan Roaming
1.2.2 Extention Point
Untuk mengatasi berbagai problem khusus dalam topologi jaringan,
designer dapat menambahkan extension point untuk menambah cakupan jaringan.
Extension Point hanya berfungsi layaknya repeater untuk client ditempat yang lebih jauh.
Gambar 1.5 Penggunaan Extention Point
1.2.3 Dirrectional Antenna
Yaitu antena yang meiliki pola pemancaran sinyal dengan satu arah tertentu. Antena ini
idealnya digunakan sebagai penghubung antar gedung untuk daerah yang mempunyai
konfigurasi cakupan area yang kecil seperti pada lorong-lorong yang panjang
.
Gambar 1.6 Penggunaan Antenna Directional
1.2.4 LAN Adapter
User mengakses wireless LAN melewati wireless LAN Adapter, yang
diimplementasikan sebagai card PC pada notebook (PCMIA Card) atau sebagai card
pada PC. Wireless LAN Adapter berfungsi sebagai inteface antara sistem operasi jaringan
client dengan format interface udara yang digunakan.
Hardware wireless LAN yang ada dipasaran saat ini berupa :
1. PCI
2. USB
3. PCMIA
4. Compact Flash
5. Embeded di Notebook, PDA atau HP
Gambar 1.7 Wireless LAN Card dalam bentuk USB
1.3 Standart/Spesifikasi WLAN
WiFi dirancang berdasarkan spesifikasi IEEE 802.11. Saat ini ada empat variasi
dai 802.11, yaitu: 802.11a, 802.11b, 802.11g, dan 802.11n. Spesifikasi b merupakan produk
pertama WiFi.
Tabel 1.1 Spesifikasi Wireless LAN
Spesifikasi Kecepatan Frekuensi Band Cocok Dengan
802.11b 11Mb/s 2.5 GHz b
802.11a 54Mb/s 5 GHz a
802.11g 54Mb/s 2.5 GHz b,g
802.11n 100Mb/s 2.5 GHz b,g,n
Versi WiFi yang paling luas sekarang ini (berdasarkan IEEE 802.11b/g) beroperasi
pada 2.400 MHz sampai 2.483,50 MHz (2,4 GHz). Dengan begitu, frekuensi operasi
meliputi 11 channel, berpusat di frekuensi berikut :
Channel 1-2,412 MHz;
Channel 2-2,417 MHz;
Channel 3-2,422 MHz;
Channel 4-2,427 MHz;
Channel 5-2,432 MHz;
Channel 6-2,437 MHz;
Channel 7-2,442 MHz;
Channel 8-2,447 MHz;
Channel 9-2,452 MHz;
Channel 10-2,457 MHz;
Channel 11-2,462 MHz;
1.3.1 IEEE 802.11
Standar 802.11 adalah standar pertama yang menerangkan tentang pengoperasian
Wireless LAN. Standar ini berisis semua teknologi transmisi yang tersedia termasuk di
dalamnya Direct Sequence Spread Spectrum (DSSS), Frequency Hopping Spread Spectrum
(FHSS) dan Infrared. IEEE 802.11 adalah satu dari dua standar yang menerangkan
tentang pengoperasian dari Frequency Hopping pada sistem Wireless LAN. Standar 802.11
juga menerangkan penggunaan dari sistem FHSS pada 1 dan 2 Mbps. 802.11 Compliant
Product beroperasi pada 2,4GHz ISM Band antara 2.400 MHz dan 2.483,50 MHz
1.3.2 IEEE 802.11b
Digunakan mulai akhir tahun 1999 dengan menggunakan frekuensi 2,4GHz.
Maksimum bandwidth yang bisa dicapai adalah 11 Mbps (Megabit per Second). Pada
koneksi ini, modulasi yang digunakan adalah DSSS. Kanal yang tidak overlapping
berjumlah 3, yaitu kanal 1, kanal 6, dan kanal 11. Protokol ini kompatibel dengan tipe
802.11g jika tipe 802.11g beroperasi pada mode mixed.
1.3.3 IEEE 802.11a
Digunakan mulai akhir 2001 dengan menggunakan frekuensi 5GHz. Maksimum
bandwidth yang bisa dicapai adalah 54Mbps. Sementara modulasi sinyal yang
digunakan adalah OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing). Kanal yang tidak
overlapping berjumlah 12 (bisa lebih) dan tipe ini tidak kompatibel dengan 802.11b maupun
802.11g
1.3.4 IEEE 802.11g
Digunakan mulai pertengahan 2003 dengan menggunakan frekuensi 2,4GHz.
Maksimum bandwidth yang bisa dicapai sebesar 54Mbps. Modulasi yang digunakan adalah
OFDM. Kanal yang tidak overlapping berjumlah tiga buah. Protokol ini kompatibel dengan
tipe 802.11b.
1.4 Aplikasi Wireless LAN
Secara umum, aplikasi Wireless LAN dapat dibedakan menjadi dua macam, yaitu
indoor dan outdoor. Di area indoor Wireless LAN banyak digunakan diarea perkntoran
(ruang rapat, ruang kerja), kampus (perpustakaan, ruang seminar, ruang kelas), hot spot
(kafe, executive longue, ruang tunggu, kantin). Sedangkan outdoor Wireless LAN banyak
dipakai untuk menghubungkan antar gendung, jaringan di taman, perkotaan, tempat parkir,
dan lain sebagainya
.
Gambar 1.8 Aplikasi Outdoor Wireless LAN
BAB II
WIMAX
2.1 Pengertian WiMAX
Worldwide Interoperability for Microwave Access (WiMAX) merupakan standar
industri yang bertugas menginterkoneksikan berbagai standar teknis yang bersifat
global menjadi satu kesatuan. WiMAX dan WiFi dibedakan berdasarkan standar teknik
yang bergabung didalamnya. WiFi menggabungkan standar IEEE 802.11dengan ETSI
HiperLAN yang merupakan standar teknis yang cocok untk standar 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 global yang dipakai di dunia dapat digambarkan sebagai berikut
:
Gambar 2.1 standar-standar yang ada dengan spesifikasi yang mendukung komunikasi
sampai tingkat MAN disatukan dengan standar WiMAX.
Kedua standar yang disatukan ini merupakan standar teknis yang memiliki
spesifikasi yang sangat cocok untuk menyediakan koneksi berjenis broadband lewat
media wireless atau broadband wireless access (BWA). Pada masa mendatang, segala
sesuatu yang berhubungan dengan teknologi BWA 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 standar interkoneksi antar teknologi BWA yang mereka
miliki pada produk-produknya. Berbeda dengan WiFi yang hanya mencakup jaringan local
yang kecil, kurang dari 50 meter, teknologi untuk WiMax sangat cocok untuk jaringan
geografis yang luas hingga ratusan kilometer. Gambar 3.2.1 menggambarkan erubahan
ukuran jaringan, teknologi WiMAX mencakup : Wide Area Networks (WAN) dan
Metropolitan Area Networks (MAN). Teknologi Local Area Network (LAN) seperti WiFi
telah sukses mengantarkan data untuk jarak kurang dari 50 meter dan Personal Area
Networks (PAN) seperti teknologi Bluetooth untuk jarak sekitar kurang dari 10 meter.
2.2 Fixed WiMAX
Gambar 2.2 Topologi Jaringan Fixed WiMAX
Standar IEEE 802.16-2006 (yang meninjau kembali dan menggantikan versi IEEE
802.16a dan 802-16REVD) didesain untuk digunakan pada model akses tetap. Wireless tetap
(fixed wireless) merujuk pada standar ini dikarenakan penggunaan pemasangan antenna pada
site pelanggan. Antenna ini dipasang di atap atau tiang, mirip dengan bagian dari tv satelit.
IEEE 802.16-2004 juga mengatur instalasi dalam ruangan. Instalasi dalam ruangan tidak
seukuat instalasi luar ruangan
Arsitektur WiMAX tetap terdiri dari base station (BS) dan subsrcriber station (SS).
Jaringan WiMAX tetap memiliki dua topologi utama, yaitu point-to-multipoint (PMP) dan
point to point (P2P). Topologi PMP menghubungkan user secara langsung , sedangkan P2P
biasanya digunakan sebagai backhaul atau sebagai sambungan antara BS dengan single SS.
Layer protocol pada fixed WiMAX dapat ditunjukan seperti pada gambar berikut :
Gambar 2.3 Layer Protokol IEEE 802.16-2004
Gambar diatas merupakan ilustrasi dari layer protocol pada fixed WiMAX. Layer
protocol ini diklasifikasikan menjadi dual layer utama, yaitu : medium access control (MAC)
layer dan physical (PHY) layer.
2.2.1 Fitur Fixed WiMAX
Fitur-fitur dari physical layer fixed WiMAX terdapat pada tabel berikut :
Tabel 2.1 fitur fitur physical layer
NO FITUR KEUNTUNGAN
1 Sistem signaling 256 FFT
OFDM
Mendukung sistim multipath untuk memungkinkan
diaplikasikan pada area terbuka (outdoor) dengan kondisi
LOS dan NLOS
2 Frekuensi kanal yang fleksibel
(3.5 MHz, 5 MHz, 19 MHz)
Menyediakan fleksibilitas yang memungkinkan komunikasi
beroperasi menggunakan kanal kanal frekuensi yang
berfariasi sesuai dengan kebutuhan
3 Mendukung Smart antenna Dengan menggunakan smart antenna yang lebih nyaman
dapat digunakan seharihari, inteferensi dapat ditekan dan
gain dapat ditingkatkan
4 Mendukung TDD dan FDD
duplexing
Menangani masalah bervariasinya regulasi regulasi
diseluruh dunia
5 Modulasi leksibel dengan
system error correction yang
berfariasi pada RF burst
Memungkinkan terjalinya koneksi yang reliable,
memberikan transfer rate yang maksimal kepada setiap
subscriber yang terkoneksi dengannya
Fitur-fitur dari MAC layer fixed WiMAX terdapat pada tabel berikut :
Tabel 2.2 Fitur-fitur MAC Layer
NO FITUR KEUNTUNGAN
1 Connection oriented Proses routing dan paket forwarding yang lebih reliable
2 Automatic retransmisi
request (ARQ)
Meningkatkan performance end to end dengan
menyembunyikan error pada layer RF yang dibawa dari layer
di atasnya
3 Automatic power control Memungkinkan pembuatan topologi celluler dengan power
yang dapat terkontrol secara otomatis
4 Security dan encryption Melindungi privasi dari para subscriber
5 Mendukung sistem modulasi
adaptive
Memungkinkan data rate yang lebih tinggi
6 Scalability yang tinggi
hingga 100 subscriber
Biaya penggunaan yang sangat efektif, karena mampu
menampung jumlah yang besar
7 Mendukung system quality of
services (QoS)
Dapat memberikan latency rendah pada aplikasi aplikasi
delay sensitive, seperti VoIP dan streaming video
2.3 Mobile WiMAX
Mobile WiMAX merupakan solusi broadband wireless yang memungkinkan
konvergensi jaringan mobile dan fixed broadband melalui teknologi akses radio broadband
luas dan arsitektur jaringan yang fleksibel. Untuk mensuport bandwith kanal yang
berkembang dari 1,25MHz ke 20 mMHz, IEEE 802.16e mengenalkan scalable-
OFDMA(SOFDMA). Profile WiMAX release-1 akan menjangkau bandwidth kalan sebesar
5MHz; 7MHz; 8.75MHz dan 10MHz untuk alokasi spektrum yang terdaftar pada frekuensi
2,3GHz; 2,5GHz; dan 3,5GHz.
Gambar 2.4 Profil Sistem Mobile WiMAX
Ada 3 komponen utama dalam aristektur mobile WiMAX menurut WiMAX forum,
yaitu user terminal, ASN dan CSN. Arsitektur detailnya sebagai berikut :
Gambar 2.5 Arsitektur Mobile WiMAX
Mobile WiMAX Network Architecture yang ditetapkan oleh WiMAX Forum di atas terdiri
dari User terminal, ASN, dan CSN terdiri dari layer-layer protocol seperti yang ditujukan
pada gambar di bawah ini
Gambar 2.6 Arsitektur Protokol Mobile WiMAX
Beberapa protokol yang terlibat sebagai berikut:
1. IPv6 dan IPv6CS
Merupakan protokol yang dikembangkan dari IPv4, memiliki panjang alamat sebesar
128bit untuk menyampaikan paket ke alamat yang tepat. Sedangkan IPv6CS
merupakan IPv6 yang digunakan untuk membentuk hubungan antara satu komponen
jaringan dengan yang lain secara connection oriented.
2. MAC berfungsi untuk mengatur akses untuk radio channel melalui pembentukan
suatu frame-frame.
3. PHY berfungsi untuk menghubungkan media fisik antara satu komponen jaringan
dengan yang lain, transmisi bit-bit, serta pemrosesan sinyal
4. GRE (Generic Routing Encapsulation) Merupakan protokol yang digunakan untuk
tunneling, digunakan untuk membawa paket IPv6 antara BS dan AR/ASN-GW.
System mobile WiMAX menawarkan scalability pada teknologi akses radio dan arsitektur
jaringan, sehingga dapat menyediakan fleksibelitas yang baik pada pilihan penerangan
jaringan dan penawaaran layanan. Beberapa hal yang disupport oleh Mobile WiMAX antara
lain:
Kecepatan Data Tinggi
Adanya teknik antenna MIMO bersama dengan skema sub-channelization,
pengkodean dan modulasi dan advance memungkinkan teknologi mobile WiMAX
untuk menyuport kecepatan data downlink puncak 63 Mbps per sector dan kecepatan
data uplink sampai mencapai 28 Mbps per sector di kanal 10 MHz.
Quality of Service
Dasar pikiran dari arsitektur MAC IEEE 802.16 adalah QoS yang mendefenisikan
service flow yang dapat memetakan menjadi DiffServ code point atau MPLS flow
label yang memungkinkan IP end-to-end berbasis QoS.
Scalability
Spektrum frekuensi untuk wireless broadband di selurh dunia tetap berbeda-beda pada
setiap lokasi. Oleh Karena itu, teknologi mobile wimax didesain untuk dapat bekerja
pada kanal yang berbeda dari 1.25 MHz. sampai 20 MHz untuk memenuhi kebutuhan
yang bervariasi sebagai usaha untuk mencapai harmonisasi spectrum di masa yang
akan dating.
Keamanan
Fitur-fitur yang disediakan untuk aspek-aspek keamanan mobile wimax adalah dengan
autentikasi berbasis EAP, enkripsi dengan autentikasi berbasis AES-CCM dan skema
proteksi pesan control berbasis CMAC dan HMAC.
Mobilitas
Mobile wimax menyuport skema handover yang optimal dengan waktu kurang dari 50
ms untuk memastikan aplikasi real-time seperti VoIP tetap penurunan performa
layanan.
2.3.1 Fitur-fitur Mobile WiMAX
2.3.1.1 Teknologi smart antenna
Teknologi smart antenna melibatkan operasi vector atau matriks yang rumit pada sinyal
dari multiple antenna. OFDMA memunkinkan operasi smart antenna untuk dapat bekerja
pada vector-flat sub-carrier. MIMO-OFDMA/OFDMA dipandang sebagi batu loncatan untuk
system komunikasi broadband generasi mendatang. Mobile WiMAX mendukung semua
teknologi smart antenna yang menigkatkan performa system. Teknologi smart antenna yang
didukung meliputi:
Beamforming
Dengan beamforming, system memungkinkan banyak antenna untuk mengirimkan
sinyal untuk memperbaiki kapasitas dan jangkauan system dan mengurangi
kemungkinan outage.
Space-Time Code (STC)
Diversitas pengiriman seperti kode alamout disuport untuk menyediakn diversitas
spasial dan mengurangi fade margin.
Spatial Multiplexing (SM)
SM disuport untuk memperoleh kecepatan puncak lebih tinggi dan throughput yang
meningkat.
2.3.1.2 Fractional Frequency Reuse
Mobile WiMAX mendukung frequency reuse minsalnya jika semua cell beroperasi
pada frekuensi yang sama untuk memaksimalkan efiseinsi spectrum. Dengan mobile
WiMAX, pengguna beroperasi pada sub-chanel yang hanya menduduki sebagian (fraction)
kecil dari keseluruhan bandwidth kanal. Sub-chanel dan zona permutasi. Suatu segment
merupakan subdivisi dari sub-canel OFDMA yang tersedia. Satu segment digunkan untuk
menerapkan MAC tunggal. Zona DL dan UL yang menggunkan pemutasi yang sama.
Pola sub-chanel reuse dapat dikonfigurasi sehingga pengguna yang dekat denga base station
dapat beroperasi pada zona di mana semua sub-chanel tersedia. Pada gambar dibawah ini F1,
F2 dan F3 merepresntasika set yang berbeda-beda dari sub-chanel pada kanal dengan
frekuensi yang sama.
Gambar 2.7 Fractional frequency reuse
2.3.1.3 Multicast and Broadcast Service (MBS)
Mbs yang didukung oleh mobile WiMAX menggabugkan fitur-fitur terbaik dari DVB-
H, Medai FLO dan 3GPP E-ULTRA serta memenuhi persyaratan berikut:
Kecepatan data tinggi dan jangkauan luas dengan menggunakan single frequency
Network (SFN)
Alokasi spectrum radio yang fleksibel
Konsumsi daya MS yang rendah
Pendukung data-casting sebagai tambahan audio dan video stream
Waktu switching kanal yang cepat
2.3.2 Kelebihan Mobile WiMAX
Mobile wimax yang pada awalnya dibangun untuk memenuhi kebutuhan aplikasi
mobile broadband memiliki beberapa kelebihan dibandingkan dengan teknologi mobile
broadband lainya. Yaitu antara lain:
1. Algoritma Mobile IP (MIP)
Algoritma MIP pada jaringan core-nya meliputi element-element seperti home agent
yang memungkinkan layanan handover saat pelanggan bergerak dari satu area
jangkauan ke area jaungkauan lain.
2. Scalable Transmission Coding
Dengan adanya beberapa pilihan untuk setiap preangkat, mobile WiMAX akan
memaksimalkan performanya serta ketersediaan dan kualitas layanannya
3. Spectral efficiency
Penggabungan skema pengkodean transmisi dengan beberapa pilihan kanal (mencapai
20 MHz) serta kemampuan untuk mengelompokkan sub-carrier memungkinkan para
operator untuk menggunaan spektrum frekuensi yang tersedia dengan sebaik-baiknya.
4. Advanced overe-the-QoS
Penawaran layanan multimedia yang menggabungkan suara, data dan video dalam
satu air link ke beberapa pengguna menunjukkan bahwa QoS penting dalam
pengoperasian jaringan yang sesuai.
5. Non line-of-sight (NLOS) dan Smart Antenna
Mobile WiMAX memiliki teknologi NLOS karena memungkinkan adanya
komunikasi yang mampu melewati dinding dan halangan fisik lain baik pada
lingkungan perkotaan Maupun pedesaan.
BAB III
ULTRA WIDE BAND (802.15)
3.1 Pengertian Ultra Wide Band (IEEE 802.15)
Ultra Wide Band (UWB) Merupakan teknologi nirkabel untuk mengirimkan sejumlah
besar data digital melalui spektrum frekuensi yang lebar dengan daya rendah untuk jarak
dekat. UWB menepati bandwidth > 500 MHz. UWB tidak hanya dapat mengirim sejumlah
data besar dengan daya rendah (<0,5miliwatt), tetapi juga dapat membawa sinyal menembus
pintu dan benda-benda lainnya yang biasanya cenderung untuk memantulkan sinyal dengan
bandwidth terbatas dan daya tinggi.
Potensi-poteni dari UWB yang menjadikannya layak diimplementasikan secara luas,
diantaranya adalah :
1. Transmisi sinyal menggunakan daya kecil.
2. Kemungkinan terjadinya detection dan jamming lebih kecil.
3. Mempunyai kemampuan untuk menembus tembok dan vegetasi.
4. Ketahanan terhadap multipath fading.
5. Mempunyai kemampuan untuk mendeteksi lokasi asal sinyal informasi.
Trade-off antara data range pada teknologi UWB menyimpan potensi untuk
dikembangkan secara luas untuk diaplikasikan baik untuk keperluan militer, sipil, dan sektor
komersial.
UWB memiliki dua jenis aplikasi :
1. Aplikasi terkait radar, di mana sinyal mempenetrasi permukaan sekitarnya tetapi
merefleksi permukaan yang lebih jauh, bisa mendeteksi objek yang terhalang
dinding atau penutup lainnya.
2. Transmisi data dan suara menggunakan pulsa digital, hanya membutuhkan daya
yang sangat rendah dan biaya yang relatif rendah agar sinyal membawa informasi
pada high rates dalam jangkauan yang dilarang.
UWB menawarkan beberapa property yang unik dank has yang membuatnya lebih
cocok untuk beberapa aplikasi dan kurang cocok untuk aplikasi yang lain. Radar adalah salah
satu pemanfaatan terbaik UWB. Karakteristik puls UWB yang sempit memungkinkan UWB
sangan potensial diaplikasikan untuk radar, karena mendukung resolusi yang tinggi (dalam
orde centimeter). Selain itu dengan spektrum frekuensi yang ultrawide, sinyal UWB dapat
menembus objek dengan mudah. Sifat-sifat ini membuat Ground Penetrating Radar (GPR)
sebagai alat yang sangat membantu untuk mengevakuasi korban bencana alam yang tertimbun
reruntuhan atau tanah.
Seperti yang ditunjukkan sebelumnya, UWB memiliki potensi data rate yang sangat
tinggi digunakan pada daya rendah, namun hanya pada jangkauan yang sangat terbatas. Hal
ini, akan menghubungkannya dengan aplikasi semacam Wireless Personal Area Networking
(WPAN), atau Wireless Wide Area Networking, cell phone radios (WWAN), keduanya
memiliki ekspektasi jangkauan yang lebih besar. UWB akan menyediakan perbaikan mutu
untuk WPAN dalam tiga area. Pertama, konektivitas peripheral melalui koneksi tanpa kabel
untuk aplikasi seperti storage dan device I/O akan meningkatkan mutu penggunaan PC dan
Laptop. Kedua, transfer content kecepatan tinggi dapat dilakukan antara komputer dan
elektronik konsumen. Ketiga, karena data menjadi bagian terintegrasi dari komunikasi sehari-
hari, pengguna mobile akan meningkat untuk menerima solusi daya rendah performance
tinggi dari WPAN terkait dengan kebebasan dan ekspektasi baru. Aplikasi menarik lainnya
yaitu jaringan sensor daya rendah.
Berikut ini adalah tabel penggunaan UWB untuk masing-masing keperluan baik militer
maupun sipil.
Tabel 3.1 Penggunaan Ultra Wide Band
Militer dan Pemerintahan Komersial dan Kebutuhan Konsumen
Komunikasi Data Komunikasi data rahasia pada saat perang
LAN dan PAN pada area layanan public
Streaming video wireless Otomasi perlengkapan rumah
tangga
Radar Pencitraan tembus tembok (untuk keperluan polisi atau pemadam kebakaran)
Ground penetrating radar (untuk keperluan SAR)
Surveliance dan monitoring
Pencitraan medis (USG) Ground penetrating radar
(untuk mengetahui kebocoran atau keruasakan pada gas)
Industri otomotif
Pengidentifikasi Lokasi Identifikasi personil Pelacakan tahanan yang
kabur
Pelacakan barang inventaris Manajemen asset Tagging dan identifikasi
Tabel 3.2 Standar UWB
WLAN Bluetooth WPAN UWB Zigbee
802.11a 802.11b 802.11g 802.15.1 802.15.3 802.15.3a802.15.
4
Operational frequency
5 GHz 2,4 GHz 2,4 GHz 2,4 GHz 2,4 GHz3,1-10,6
GHz2,4
GHz
Maximum Data Rate
54 Mbps 11 Mbps54 Mbps
1 Mbps 55 Mbps 100 Mbps250
Kbps
Maximum Range
100 meters 100 meters 100 meters 10 meters 10 meters 10 meters50
meters
Walaupun transmisi UWB menggunakan serangkaian pulsa yang bersifat diskrit, namun
proses modulasi masih dapat dilakukan dengan menggnakan teknik-teknik tertentu. Terdapat
empat teknik yang dapat digunakan untuk modulasi UWB, yaitu :
1. TH-SS (Time Hopping Spread Spectrum)
2. DS-SS (Direct Sequence Spread Spectrum)
3. MB-OFDM ( Multiband Orgthogonal Frequency Division Multiplexing)
4. DH-TRSS (Delay Hopped Transmitted Reference Spread Spectrum)