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.