Wimax

ABSTRACT

Recently, wireless technology that have been studied and developed by PT

TELKOM is broadband wireless access technology with IEEE 802.16d standard, or

well-known as WIMAX. It is an evolution of prior broadband wireless technology,

Wi-Fi. The technology is designed to provide non-LOS condition and use adaptive

modulation technique such as QPSK, BPSK, 16QAM, and 64QAM. IEEE 802.16d

standard can possibly make internet wireless connection reach out for 75 Mbps speed

or 35 times faster than copper wire line (ADSL). To support dynamic and good

modulation scheme, IEEE 806.16d adopts the technology which able to increase

coverage use mesh topology and smart antenna technology. With good scheme

modulation, IEEE 802.16d affords large throughput in long distance and high spectra

efficiency level.

This final project will analyze broadband wireless access technology with

IEEE 802.16d standard. Performance parameters used are link budget estimation

(RSL), signal quality (SNR), calculation of delay, and throughput. The results are:

smallest SNR 6.5 dB in RisTi Widyaloka 1 building, highest SNR 33.3 dB measured

in Mr. Mahyar’s house. Measurements of RSL higher than receiver sensitivity are:

smallest RSL -97.5 dBm in RisTi Widyaloka 1 building, and the highest -66.08 dBm

in Mr. Mahyar’s house. Average RTT delay SSs to BS is 25 ms. Percentage downlink

throughput is higher than uplink throughput. Downlink throughput is 9.43 Mbps

(84.68% from theoretical throughput value), and uplink throughput is 4.17 Mbps

(42.44% from theoretical throughput value).

ii

ABSTRAKSI

Teknologi wireless yang sedang dikaji dan dikembangkan oleh PT Telkom

saat ini adalah teknologi akses wireless pita lebar dengan standar IEEE.802.16d atau

lebih dikenal dengan nama WiMAX yang merupakan evolusi teknologi broadband

wireless sebelumnya Wi-Fi. Teknologi ini didesain untuk memenuhi kondisi non

LOS (Line of Sight) dan menggunakan teknik modulasi adaptif seperti QPSK, BPSK,

16 QAM, dan 64 QAM. Standar IEEE.802.16d memungkinkan koneksi internet

secara nirkabel dengan kecepatan mencapai 75 Mbps atau 35 kali lebih cepat dari

saluran kabel tembaga (ADSL).

Untuk mendukung terciptanya skema modulasi yang dinamis dan baik, IEEE

806.16d juga mengadopsi teknologi yang dapat meningkatkan coverage atau daya

jangkauannya dengan menggunakan topologi mesh dan teknologi smart antenna.

Melalui suatu skema modulasi yang baik, IEEE 802.16d mampu memberikan

throughput yang besar pada jarak yang jauh dan dengan level efisiensi spektral yang

tinggi.

Tugas akhir ini akan menganalisa teknologi akses wireless pita lebar standar

IEEE.802.16d dengan parameter performansi meliputi perhitungan link budget

(RSL), perhitungan kualitas sinyal (SNR), perhitungan delay dan throuhgput . Dari

hasil pengukuran diperoleh hasil sebagai berikut : SNR paling kecil terukur di lokasi

Gedung Widyaloka 1 RisTi sebesar 6,5 dB, SNR paling besar terukur di lokasi

Rumah Pak Mahyar sebesar 33,3 dB. Nilai RSL pengukuran lebih besar dari

sensitivitas penerima yaitu untuk nilai RSL paling kecil adalah -97,5 dBm lokasi

Gedung Widyaloka 1 RisTi dan nilai RSL terbesar adalah -66,08 dBm lokasi Pak

Mahyar. Delay RTT rata-rata SSs ke BS sebesar 25 ms. Throughput berupa

throughput uplink dan throughput downlink dengan presentase nilai throughput

downlink lebih besar dari throughput uplink. Throughput downlink sebesar 9,43 Mbps

(84,68 % dari nilai throughput teoritis) dan throughput uplink 4,17 Mbps (42,44 %

dari nilai throughput teoritis).

i

Uji Performansi Tekonologi WiMAX Studi kasus beberapa area di kota Bandung 1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Perkembangan layanan informasi komunikasi melaju begitu pesat. Pada awalnya

layanan informasi komunikasi hanya berupa suara melalui teknologi switching PSTN,

sekarang telah berkembang layanan yang dapat memenuhi kebutuhan informasi suara,

data (multimedia), dan video. Pada layanan informasi data (multimedia) dan video,

kecepatan dan kehandalan dalam pengaksesan data maupun video merupakan parameter

penting bagi pelanggan. Komunikasi video juga membutuhkan lebar pita yang besar

karena melibatkan transmisi suara dan data real time. Sehingga dibutuhkan teknologi

yang mampu memberikan layanan suara, data, maupun video dengan kualitas yang lebih

baik.

Teknologi yang digunakan sekarang masih berupa tradisional broadband yang

dilewatkan melalui saluran telepon dan kabel yang perkembangannya lambat karena

masalah pemasangan, pengembangan, dan pembangunan infrastruktur yang mahal dan

terbatas. Hadirnya teknologi dengan standar IEEE.802.16d memungkinkan koneksi

nirkabel kecepatan tinggi dengan biaya yang efektif ke pengguna rumahan dan bisnis,

baik yang berada di perkotaan maupun daerah.

IEEE.802.16d merupakan standar teknologi wireless pita lebar yang disediakan

untuk pelanggan yang tidak bergerak atau fixed wireless akses dan pelanggan bergerak

dengan mobilitas yang terbatas atau limited mobility. Menggunakan frekuensi yang

cukup tinggi (2-11 GHz) serta bandwidth kanal yang cukup lebar dan dapat diatur sesuai

kebutuhan, WiMAX mampu memberikan data rate dan throughput yang tinggi.

Teknologi ini dapat mendukung berbagai bentuk layanan data berbasiskan paket,

multimedia, dan internet seperti : transfer data kecepatan tinggi, streaming video, VoIP

telephony, tayangan diam maupun gerak, e-mail, Web browsing, e-commerce, dll.

BAB I. Pendahuluan

Uji Performansi Teknologi WiMAX Studi kasus beberapa area di kota Bandung

2

Parameter standar sistem IEEE.802.16d adalah sebagai berikut :

Tabel 1.1 Parameter sistem IEEE.802.16d

Frekuensi 2-11 GHz Daerah jangkauan Maksimum 50 km, Optimum 10 km Bandwidth Kanal 1,5-20 Mhz Spektral effisiensi 5 bps/Hz Skema Modulasi BPSK, QPSK,16QAM, 64 QAM, OFDM 256 subs carierKecepatan Data Mencapai 75 Mbps Sistem Duplex FDD/TDD Kondisi Propagasi NLOS dan LOS Aplikasi Metropolitan Area Network (MAN)

Keluaran yang diharapkan dengan adanya teknologi wireless akses pita lebar

standar IEEE.802.16d ini adalah terpenuhinya kebutuhan pelanggan terutama pelanggan

di daerah pedesaan yang belum terjangkau oleh jaringan broadband yang telah ada

( jaringan telepon, jaringan kabel modem, jaringan optik maupun jaringan ethernet) akan

layanan komunikasi berbasis data seperti suara (VoIP), multimedia , video, dan internet

yang cepat, handal, murah dan dapat diakses dimana saja dan kapan saja.

1.2 Permasalahan

1.2.1 Rumusan Masalah

Untuk mengetahui performansi jaringan akses wireless pita lebar standar

IEEE.802.16d serta tingkat kelayakan perangkatnya. Setelah mengetahui parameter

perangkat pada jaringan akses wireless pita lebar standart IEEE.802.16d melalui

pengukuran maka perangkat tersebut dapat dievaluasi dengan cara membandingkan hasil

pengukuran dengan spesifikasi yang telah ditetapkan sesuai standar. Evaluasi berguna

untuk mengetahui apakah perangkat tersebut layak diaplikasikan atau tidak dan dapat

dijadikan acuan untuk perencanaan jaringan WiMAX di masa depan.

BAB I. Pendahuluan


3

1.2.2 Batasan Masalah

Pembahasan masalah pada Tugas Akhir ini akan dibatasi pada beberapa hal

sebagai berikut :

• Parameter-parameter sistem menggunakan standar IEEE.802.16d

• Analisa mekanisme kerja perangkat jaringan wireless akses IEEE.802.16d

• Pengukuran yang dilakukan hanya berupa pengukuran untuk trial karena

terbatasnya alat dan waktu serta belum ada pihak yang mengimplementasikan

teknologi WiMAX

• Parameter yang dipergunakan untuk mengukur performansi jaringan akses

standar IEEE.802.16d meliputi perhitungan link budget, perhitungan kualitas

sinyal, throughput, dan delay.

• Penentuan Spesifikasi Teknis

Penentuan spesifikasi teknis meliputi teknik modulasi, teknik pengkodean, dan

gambaran spesifikasi perangkat terminal.

• Pengukuran dilakukan di Telkom RisTi dan daerah Bandung

• Analisa mekanisme dan prinsip kerja jaringan akses standar IEEE.802.16d

meliputi proses akses (Base Station ke pelanggan) dan proses transmisi.

Perangkat yang digunakan merupakan produk dari Airspan sehingga parameter

WiMAX disesuaikan dengan parameter pada perangkat WiMAX ( daya pancar,

RX Sensitivity, Gain, dll) Airspan.

1.3 Tujuan

Tujuan penulisan Tugas Akhir ini adalah menganalisa penerapan teknologi akses

wireless pita lebar (Broadband Wireless Access) yang menggunakan standar IEEE

802.16d dengan melakukan pengukuran. Dari penelitian dan pengukuran ini akan

diperoleh tingkat performansi dari jaringan akses wireless pita lebar berstandar

IEEE.802.16d sehingga dapat dijadikan acuan untuk penerapan teknologi ini di masa

depan.

BAB I. Pendahuluan


4

1.4 Metodelogi Penelitian

Metodologi yang akan digunakan dalam penyusunan Tugas Akhir ini adalah

sebagai berikut :

1. Melakukan studi literatur dengan mempelajari berbagai referensi yang

berhubungan dengan permasalahan di atas.

2. Pengambilan data

Tahapan ini dilakukan untuk memperoleh gambaran yang real mengenai prinsip

kerja jaringan akses wireless standart IEEE.802.16d serta pengambilan data-data

yang berkenaan dengan permasalahan yang akan dibahas.

3. Analisa hasil studi literatur dan pengambilan data

Tahapan ini dilakukan untuk menganalisa data-data yang diperoleh di lapangan

dan membandingkan hasil yang didapat setelah data-data diolah dengan teori

yang mendukung.

4. Konsultasi dengan pembimbing dan berbagai pihak yang berkompeten.

Tahapan ini dilakukan untuk membantu dalam penyelesaian penyusunan laporan.

5. Penyusunan Laporan

Tahapan ini dilaksanakan untuk membuat laporan hasil analisis studi literatur

dan pengambilan data.

1.5 Sistematika Penulisan

Adapun sistematika penulisan tugas akhir ini adalah sebagai berikut :

BAB I PENDAHULUAN

Pada bab ini dibahas tentang latar belakang masalah, permasalahan yang

terdiri atas rumusan dan batasan permasalahan, tujuan, metodologi

penyelesaian masalah dan sistematika penulisan

BAB II DASAR TEORI

Bab ini berisi teori dasar yang menjelaskan konsep tentang jaringan akses

wireless pita lebar standar IEEE.802.16d meliputi : deskripsi umum

BAB I. Pendahuluan


5

WiMAX, parameter standar IEEE.802.16d, struktur layer IEEE 802.16d,

kelebihan jaringan WiMAX , serta teknologi dan layanan yang dapat

diberikan oleh jaringan akses wireless pita lebar

BAB III UJI COBA dan PENGUKURAN TEKNOLOGI WiMAX

Bab ini berisi konfigurasi jaringan trial, perhitungan performansi meliputi

perhitungan link budget (RSL), perhitungan kualitas sinyal (SNR),

perhitungan delay, dan perhitungan throughput

BAB IV ANALISA

Bab ini akan menganalisa performansi perangkat jaringan akses wireless

pita lebar standar IEEE.802.16d berdasarkan data yang diperoleh

BAB V PENUTUP

Bab ini berisi kesimpulan dan saran dari hasil analisa yang telah

dilakukan


6

BAB II

DASAR TEORI

2.1 FWA (Fixed Wireless Access)

Fixed Wireless Access menurut ITU didefenisikan sebagai aplikasi wireless

access dimana lokasi dari end user termination dan network access point dihubungkan

ke end user secara fixed. Pada dasarnya wireless local loop (WLL) memiliki kesamaan

dengan Fixed Wireless Access (FWA) yaitu pada spektrum frekuensi yang diduduki.

Australian Communication authority (ACA) mendefenisikan Fixed Wireless Access

(FWA) sebagai Wireless Local Loop (WLL). WLL merupakan local loop yang

menghubungkan pelanggan dan local exchange dengan menggunakan link wireless.

WLL didefenisikan sebagai koneksi radio end-user ke jaringan utama, baik berupa

Public Switched Telephone Network (PSTN), Integrated Service Digital Network

(ISDN), Internet atau local/wide area network

2.2 Jaringan WiMAX (Worldwide Interoperability of Microwave Access)

2.2.1 Deskripsi Umum

WiMAX merupakan nama industri untuk kelompok standar IEEE 802.16 dan

dipromosikan oleh organisasi non-profit WiMAX Forum. IEEE 802.16 merupakan

teknologi yang membahas air interface untuk broadband wireless access sistem pada

wilayah metropolitan area network (MAN). Pada Tugas akhir ini teknologi WiMAX

yang digunakan berstandar IEEE.802.16d yang didesain untuk memenuhi kondisi non

LOS (non Line of Sight) dan menggunakan teknik modulasi adaptif seperti BPSK,

QPSK, 16 QAM, dan 64 QAM serta modulasi multicarier OFDM.

Standar IEEE.802.16d memungkinkan koneksi internet secara nirkabel dengan

kecepatan mencapai 75 Mbps atau 35 kali lebih cepat dari saluran kabel tembaga

(ADSL). Untuk mendukung terciptanya skema modulasi yang dinamis dan baik, IEEE

806.16d juga mengadopsi teknologi yang dapat meningkatkan daya jangkauannya

BAB II. Dasar Teori

Uji Performansi Teknologi WiMAX Studi kasus beberapa area di kota Bandung 7

dengan menggunakan topologi jaringan mesh dan teknologi smart antenna. Melalui

suatu skema modulasi yang baik, IEEE 802.16d mampu memberikan throughput yang

besar pada jarak yang jauh dan dengan level efisiensi spektral yang tinggi. Hadirnya

teknologi dengan standar IEEE.802.16d memungkinkan koneksi nirkabel kecepatan

tinggi dengan biaya yang efektif ke pengguna rumahan dan bisnis, baik yang berada di

perkotaan maupun daerah pedesaan.

IEEE.802.16d merupakan standar teknologi wireless pita lebar yang

disediakan untuk pelanggan yang tidak bergerak atau fixed wireless akses dan pelanggan

bergerak dengan mobilitas yang terbatas atau limited mobility. Teknologi ini dapat

mendukung berbagai bentuk layanan yang berbasiskan paket data, multimedia, dan

internet seperti : transfer data kecepatan tinggi, streaming video, VoIP telephony,

tayangan diam maupun gerak, e-mail, Web browsing, e-commerce, dll.

2.2.2 Varian Standar IEEE 802.16

Standar IEEE 802.16 mempunyai beberapa varian yang dimaksudkan untuk

mengembangkan performansi dan kemampuan dari teknologi standar IEEE 802.16

tersebut, agar menjadi lebih handal dan dapat meluas penggunaannya. Untuk

mengembangkan jangkauan dan daya jualnya, maka standar IEEE 802.16 direvisi

menjadi IEEE 802.16a. Standar teknis IEEE 802.16a banyak digunakan oleh perangkat-

perangkat dengan sertifikasi WiMAX. Selain IEEE 802.16a, varian lainnya adalah IEEE

802.16b yang menekankan pada masalah Quality of Service (QoS), IEEE 802.16c

menekankan pada interoperability dengan protokol-protokol lain, IEEE 802.16d

merupakan revisi dari IEEE 802.16c ditambah dengan kemampuan untuk access point,

serta IEEE 802.16e menekankan pada masalah mobilitas. Varian standar IEEE 802.16

dapat dilihat pada Tabel berikut ini.

BAB II. Dasar Teori


Tabel 2.1 Varian standar IEEE 802.16

IEEE.802.16 IEEE.802.16d IEEE.802.16e

Desember 2001 Juni 2004 Pertengahan 2005

10 GHz - 66 GHz 2 GHz -11 GHz 2 GHz - 6 GHz

Backhaul Backhaul dan wireless DSL Mobile internet

LOS NLOS NLOS

32-143 Mbps

menggunakan

frekuensi kanal 28

MHz

Hingga 75 Mbps menggunakan

frekuensi kanal 20 MHz

Hingga 15 Mbps

menggunakan

frekuensi kanal 5

MHz

QPSK, 16QAM, 64

QAM

OFDM 256 sub-

cariers,QPSK,16QAM,64QAM

OFDMA

Fixed Fixed dan limited mobility Nomadic mobility,

pedestrian mobility-

regional roaming

BW kanal:

20,25,28 MHz

BW kanal :

1,5-20 MHz

BW kanal :

1,5-20MHz

2-5 km Kemampuan optimal 7-10 km dan

kemampuan maksimal 50 km

2-5 km

2.3 Parameter-parameter standar IEEE 802.16d

Standar IEEE 802.16d merupakan varian dari standar IEEE 802.16 yang

digunakan untuk aplikasi akses fixed. Perangkat CPE yang biasa digunakan untuk

aplikasi fixed terdiri dari outdoor unit (antena) dan indoor unit (modem) yang

instalasinya dilakukan oleh teknisi. Sedangkan perangkat lain berupa indoor unit yang

BAB II. Dasar Teori


‘self installable’ yang penginstalasiannya dapat dilakukan sendiri oleh pelanggan.

Standar IEEE 802.16d diluncurkan pada bulan Juni 2004 merupakan pengembangan dari

standar IEEE 802 .16a.

Standar IEEE 802.16d mempunyai parameter sebagai berikut :

Menggunakan frekuansi 2-11 GHz, daerah jangkauan maksimum 50 km (untuk

kondisi LOS) dan optimal 7-10 km (untuk kondisi NLOS)

Bandwidth kanal bervariasi antara 1,5 MHz sampai dengan 20 MHz

Spektral efisiensi mencapai 5 bps/Hz

Menggunakan modulasi adaptif yaitu QPSK, BPSK, 16 QAM, dan 64 QAM

Menggunakan modulasi multicarier OFDM

Data rate maksimal 75 Mbps (menggunakan modulasi 64 QAM dengan

bandwidth kanal 20 MHz)

Sistem dupleks menggunakan TDD dan FDD

Jenis mobilitas fixed

Teknik akses jamak menggunakan TDMA

2.4 Konfigurasi umum Jaringan Wimax

Konfigurasi jaringan akses WiMAX terdiri dari BS (Base Station), Subscriber

Station dan transport site. Base Station dihubungkan secara point-to-multipoint untuk

melayani pelanggan sampai radius beberapa puluh kilometer tergantung pada frekuensi,

daya pancar dan sensitivitas penerima. Base Station biasanya biasanya satu lokasi

dengan jaringan operator (jaringan IP / internet atau jaringan TDM/PSTN). Sedangkan

Subscriber Station terdapat di pelanggan berupa fixed, portable maupun mobile.

Konfigurasi jaringan WiMAX dapat dilihat pada gambar 2.1 berikut :

BAB II. Dasar Teori


Gambar 2.1 Konfigurasi umum jaringan WiMAX

Keterangan :

AP : Access Point

SSs : Subscriber station

BS : Base Station

PMP : Point to Multipoint

PtP : Point to Point

Konfigurasi jaringan WiMAX pada gambar 2.1 merupakan konfigurasi untuk

jenis pelanggan yang fixed atau tidak bergerak maupun bergerak tetapi dengan

pergerakan yang terbatas atau limited mobility.

Elemen jaringan WiMAX terdiri atas :

SSs (Subscriber Station)

Subscriber Station atau CPE merupakan perangkat yang berada di pelanggan dan

terdiri dari tiga bagian utama yaitu : modem, radio dan antena. Modem merupakan

antarmuka antara jaringan pelanggan dan broadband access network. Sedangkan radio

merupakan antarmuka antara modem dan antena. Ketiga bagian tersebut dapat terpisah,

BAB II. Dasar Teori


terintregasi per bagian atau terintegrasi penuh dalam satu atau dua perangkat. SSs

(Subscriber Station) dapat berupa : pelanggan bisnis, perkantoran, dan perumahan yang

merupakan layanan first mile untuk public network.

BS (Base Station) equipment

BS merupakan perangkat transceiver yang berhubungan dari atau ke pelanggan.

Base Station terdiri dari satu atau lebih radio transceiver, dimana setiap radio

transceiver terhubung ke beberapa CPE didalam area sektorisasi. Radio modem

terhubung dengan multiplexer , contohnya adalah switch, dimana pada switch terjadi

pengumpulan trafik dari berbagai sektor dan meneruskan trafik tersebut ke router yang

menyediakan koneksi ke jaringan ISP.

Sedangkan konfigurasi jaringan WiMAX untuk aplikasi MAN (Metropolitan

Area Network) adalah sebagai berikut :

Gambar 2.2 Konfigurasi jaringan WiMAX untuk aplikasi MAN

BAB II. Dasar Teori


Untuk aplikasi MAN, topologi jaringan yang digunakan adalah gabungan dari

topologi Point to Point, Point to Multipoint maupun mesh. Jumlah base station lebih dari

satu buah untuk mencover wilayah MAN dengan jumlah subscriber station ratusan.

Topologi Point to Point digunakan untuk menghubungkan base station dengan base

station sebagai backhaul. Sedangkan topologi Point to Multipoint digunakan untuk

menghubungkan base station dengan pelanggan.

Proses hubungan antara BS dan SSs WiMAX adalah sebagai berikut :

1. Pelanggan atau SSs (subscriber station) mengirimkan data dengan kecepatan

maksimal sampai 75Mbps ke BS (base station) .

2. Base station akan menerima sinyal dari pelanggan dan mengirimkan sinyal

tersebut ke switching center dengan protokol IEEE 802.16d melalui jaringan

wireless atau kabel.

3. Switching center akan mengirimkan pesan ke internet service provider (ISP) atau

public switched telephone network (PSTN).

2.5 Struktur layer jaringan WiMAX (IEEE.802.16d)

Standar IEEE.802.16d mengkhususkan pengembangan teknologi pada lapisan

layer 1 atau layer fisik (PHY) dan layer 2 atau layer data link (MAC) Berikut merupakan

struktur layer sistem WiMAX

Gambar 2.3 Struktur layer sistem WiMAX

BAB II. Dasar Teori


2.5.1 MAC (Medium Access Control) layer

Karakteristik layer MAC adalah mendukung berbagai macam servis atau

layanan, bersifat conection oriented, mendukung berbagai macam backhaul seperti

ATM, IPv4, IPv6, VLAN, dan ethernet. Untuk arah downlink BS mengirimkan frame

dengan mode TDM sedangkan arah uplink dengan menggunakan mode TDMA. Berikut

merupakan gambar sublayer MAC :

Gambar 2.4 Sublayer MAC

Layer MAC terdiri dari tiga sub layer yaitu:

Service Specific Convergence Sub-layer (SSCS)

Merupakan antarmuka untuk layer berikutnya melewati CS SAP (Service Access Point)

MAC CPS

Merupakan inti dari fungsi MAC yaitu fungsi uplink scheduling, bandwidth request dan

grant, kontrol koneksi, ARQ dan ranging.

Privacy Sub-layer (PS)

Merupakan fungsi auntentifikasi dan enkripsi data

BAB II. Dasar Teori


2.5.1.1 Mekanisme dasar MAC dan frame MAC

Setiap user atau SSs secara berkala mengirimkan sinyal transmisi ke BS. BS

menerima menerima permintaan bandwidth dari SSs dan memberi balasan berupa time

slot untuk arah uplink. Frame yang digunakan berukuran 0,5; 1; dan 2 dan kanal uplink

dibagi dalam aliran time slot kecil. Struktur frame uplink dapat dilihat pada gambar 2.3

berikut

SSs#a SSs#b SSs#c Initial

Maintenance

Bandwidth Request

opportunity Scheduled

Transmission Scheduled

Transmission Scheduled

Transmission

Gambar 2.5 Struktur frame uplink [WMAN02]

Uplink frame terdiri dari :

1. Contention slot untuk initial ranging

2. Contention slot untuk bandwidth request

3. UL-transmission burst, merupakan trafik data yang jumlahnya tergantung jumlah

subscriber station. Tiap UL-transmission burst terdiri dari short preamble dan

UL-burst. Tiap UL-burst terdiri dari MAC PDU yang terdiri MAC header, MAC

payload, dan CRC.

Sedangkan struktur frame downlink dapat dilihat pada gambar 2.4 berikut :

Preamble DL-MAP UL-MAP TDM

SSs#a

TDM

SSs#b

TDM

SSs#c

TDMA portion

Gambar 2.6 Struktur frame downlink [WMAN02]

Downlink frame terdiri dari :

1. Preamble

2. Frame control header terdiri dari prefix, DCD, UCD, DL-MAP, dan UL-MAP.

Prefix terdiri dar rate ID, length, dan HCS.

BAB II. Dasar Teori


3. DL-burst, jumlahnya tergantung jenis modulasi yang terdapat pada jaringan

tersebut. DL-burst dipisahkan berdasarkan jenis modulasinya. Tiap DL-burst

terdiri dari MAC PDU yang terdiri dari MAC header, MAC payload, dan CRC.

2.5.1.2 SSS (Schedulling Service Classes)

Standar SSS untuk IEEE 802.16d adalah USG (Unsoliticied Grant Service), real

Time Polling Service (rtPS), Non real time polling service (nrtPS) dan Best Effort sevice.

SSS tersebut digunakan dalam arah uplink dari SSs ke BS. Fitur yang ada dilayer MAC

standar IEEE 802.16d dapat dilihat pada tabel 2.2 berikut :

Tabel 2.2 Fitur layer MAC

No Fitur Keuntungan

1 Connection oriented Proses routing dan paket forwading yang lebih

reliable

2 Automatic retransmisi

request (ARQ)

Meningkatkan performance end to end dengan

menyembunyikan error pada layer RF yang dibawa

dari layer diatasnya

3 Automatic power control Memungkinkan pembuatan topologi seluler dengan

power yang dapat terkontrol secara otomatis

4 Security dan encription Melindungi privacy pengguna

5 Mendukung sistem

modulasi adaptif

Memungkinkan data rate yang tinggi

6 Scalability yang tinggi

hingga mendukung 100

pengguna

Biaya penggunaan lebih efektif karena mampu

menampung pengguna atau user lebih banyak

7 Mendukung sistem QOS Dapat memberikan latency rendah untuk aplikasi

yang delay sensitive seperti VoIP dan video

streaming

BAB II. Dasar Teori


2.5.2. PHY (Physical ) layer

Karakteristik layer PHY standar IEEE 802.16d adalah untuk kondisi NLOS

menggunakan frekuensi >11 GHz (2-11 GHz) sedangkan untuk kondisi LOS

menggunakan frekuensi < 11 GHz (11-66 GHz), kanal broadband mencapai 20 MHz,

akses jamak menggunakan TDM/TDMA sedangkan dupleks menggunakan TDD dan

FDD, Adaptif burst profile untuk arah uplink dan downlink. Fitur yang ada dilayer PHY

dapat dilihat pada tabel 2.3 berikut :

Tabel 2.3 Fitur layer PHY

No Fitur Keuntungan

1 Menggunakan sistem signaling

256 point FFT OFDM

Mendukung sistem multipath untuk

memungkinkan diaplikasikan pada area

terbuka (outdoor) dengan kondisi LOS dan

NLOS

2 Ukuran kanal frekuensi yang

fleksibel (misal : 3,5 MHz, 5

MHz, 19MHz)

Menyediakan fleksibilitas yang

memungkinkan komunikasi beroperasi

menggunakan kanal-kanal frekuensi yang

bervariasi sesuai dengan kebutuhan

3 Didesain untuk dapat mendukung

sistem smart antena

Dengan menggunakan smart antena yang

lebih nyaman digunakan sehari-hari,

interferensi dapat ditekan dan gain dapat

ditingkatkan

4 Mendukung TDD dan FDD

duplexing

Menangani masalah bervariasinya regulasi

diseluruh dunia

5 Sistem modulasi yang fleksibel

dengan sistem error corection

yang bervariasi untuk setiap RF

burst

Memungkinkan terjalinnya koneksi yang

reliable, memberikan transfer rate yang

maksimal kepada setiap pengguna yang

terhubung dengannya

BAB II. Dasar Teori


2.5.2.1 Modulasi

WiMAX yang menggunakan standar IEEE802.16d didukung oleh 4 skema

modulasi yang berbeda yaitu : BPSK, QPSK. 16 QAM. dan 64 QAM. Modulasi yang

digunakan merupakan modulasi adaptif yang mengizinkan sistem WiMax menambahkan

skema modulasi sinyal tergantung dari kondisi SNR (Signal to Noise ratio) pada link

radio. Pada saat link radio mengalami peningkatan kualitas, maka skema modulasi yang

tertinggi akan dipergunakan, dan akan memberikan kapasitas yang lebih besar pada

sistem. Selama terjadi fading sinyal (yang berarti menurunnya kualitas pada link radio),

sistem WiMax dapat bergeser ke arah skema modulasi yang lebih rendah untuk menjaga

kualitas hubungan pada link radio dan kestabilan link. .

Gambar 2.7 Radius sel berdasar skema modulasi

2.5.2.2 FEC (Forward Error Control)

FEC pada sistem WiMAX menggunakan 2 skema yaitu : Red Solomon dan Red

Solomon concatenated dengan kode konvolusi. Teknik koreksi error telah disatukan

dalam teknologi WiMax untuk mengurangi peningkatan noise pada level SNR . Strong

Reed Solomon FEC, convolutional encoding, dan algoritma interleaving digunakan

untuk mendeteksi dan mengoreksi error untuk memperbaiki throughput. Teknik koreksi

error ini membantu untuk melindungi error pada frame yang mungkin saja bisa lolos

yang tergantung pada error burst. Sedangkan ARQ (Automatic repeat request)

digunakan untuk mengoreksi error yang tidak dapat dikoreksi oleh FEC.

BAB II. Dasar Teori


2.6 Pengalokasian Frekuensi

Ada 2 jenis frekuensi yang digunakan untuk pengembangan WiMAX yaitu

frekuesi berlisensi dan frekuensi yang tidak berlisensi. Penggunaan spektrum frekuensi

tersebut tergantung pada regulasi di setiap negara sehingga frekuensi yang digunakan

untuk tiap negara berbeda-beda.

a. Frekuensi berlisensi

2,5 GHz

Band frekuensi 2,5 GHz digunakan di banyak negara di dunia termasuk Amerika

Utara, Amerika Serikat, Amerika Latin, Eropa barat dan timur serta beberapa negara

di Asia-Pasific. Spektrum frekuensi yang digunakan antara 2,5 GHz - 2,69 GHz.

3,5 GHz

Di Eropa, ETSI mengalokasikan band frekuensi 3,5 GHz yang sebenarnya

dialokasikan untuk WPLL untuk pengembangan WiMAX. Spektrum frekuensi yang

digunakan antara 3,3 GHz - 3,8 GHz, tetapi yang banyak dipakai adalah frekuensi

antara 3,4 GHz -3,6 GHz.

b.Frekuensi tidak berlisensi

5 GHz

Spektrum frekuensi yang digunakan antara 5,25 GHz - 5,85 GHz. Di beberapa

negara yang menggunakan band frekeunsi ini, di frekuensi antara 5,725 GHz - 5,85

GHz penggunaan daya output dapat dinaikkan sebesar 4 watts untuk meningkatkan

daerah jangkauan.

Tabel 2.4 Alokasi frekuensi WiMAX di beberapa negara

Negara Band Frekuensi

Amerika Utara, Mexico 2,5 GHz dan 5,8 GHz

Amerika Tengah dan Selatan 2,5 GHz ; 3,5 GHz dan 5,8 GHz

Eropa barat dan timur 3,5 GHz dan 5,8 GHz

Asia tengah dan Afika 3,5 GHz dan 5,8 GHz

Asia Pasific 3,5 GHz dan 5,8 GHz

BAB II. Dasar Teori


2.7 Sektorisasi dan antena

Sektorisasi adalah pengarahan arah radiasi energi (daya pancar) untuk

menjangkau wilayah cakupan. Sektorisasi ini bertujuan untuk peningkatan kapasitas

trafik (sectorization gain). Kondisi sektorisasi yaitu ketika antena BS mengarahkan

radiasi (daya pancar) kearah tertentu. Pada sistem sektorisasi, dikenal beberapa jenis

sektorisasi, yaitu:

a. Sektorisasi 120° (3 sektor)

Pada kasus ini setiap sel dibagi dalam 3 sektor dan menggunakan 3 antena

directional, dimana masing-masing sektor menggunakan satu frekuensi yang berbeda

b. Sektorisasi 60° (6 sektor)

Pada kasus ini setiap sel dibagi dalam 6 sektor dan menggunakan 6 antena

directional, dimana masing-masing sektor menggunakan susunan frekuensi yang

berbeda.

Tabel 2.5 Antena untuk NLOS dan LOS

Kategori LOS Outdoor NLOS Indoor NLOS

Lintasan

radio

Langsung, tidak

ada hambatan atau

obstacle

Refleksi, tidak

ada komponen

LOS

Refleksi, tidak ada

komponen LOS

Antena

CPE

Directional,

diinstal diluar

bangunan

Directional,

diinstal diluar

bangunan

Omni directional,

terintegrasi dengan CPE,

diinstal didalam bangunan

oleh user sendiri

2.8 Kelebihan jaringan WiMAX

Kelebihan yang dimiliki oleh WiMAX adalah sebagai berikut :

Jarak jangkau jauh mencapai maksimal 50 km dengan jarak jangkau optimal

7-10 km, tidak ada masalah ‘hidden node’. Karena layer PHY pada standar

IEEE802.16d tahan terhadap 10 multi-path delay spread.

BAB II. Dasar Teori


Daerah jangkauan dioptimalkan untuk outdoor environment yang didukung

dengan teknologi smart antena, modulasi adaptif dan menggunakan topologi

jaringan mesh.

QOS (Quality Of Service) untuk layanan data, video dengan dukungan

Grant/Request MAC dan differential service : E1/T1 untuk pelanggan bisnis dan

best effort untuk pelanggan residental.

QoS yang ditawarkan :

1. Unsolicited Grant Services (UGS)

Didesain untuk mendukung constant bit rate (CBR) atau CBR-like Service

Flows (SF) , untuk mentransmisikan suara yang tidak terkompres seperti pada

kanal T1 (1,56 Mbps), layanan ini mengirimkan sejumlah data yang telah

ditentukan sebelumnya pada interval waktu yang juga telah ditentukan

sebelumnya dengan cara mengalokasikan sejumlah time slot untuk setiap

koneksi.

2. Real-Time Polling Services (rtPS)

Didesain untuk mendukung real-time SF yang me-generate variable size

data paket dalam periode basis, untuk layanan multimedia terkompresi dan

aplikasi soft real time lainnya dimana jumlah bandwidth yang dibutuhkan setiap

saat bisa bervariasi. Polling dilakukan BS pada interval waktu yang tetap untuk

menanyakan bandwidth yang dibutuhkan pada pelanggan.

contoh : MPEG video, VoIP, streaming audio dan video.

3. Non-Real-Time Polling Services (nrtPS)

Didesain untuk mendukung non- real-time SF yang membutuhkan variable

size data grant burst type dalam regular basis, untuk layanan yang membutuhkan

bandwidth tinggi dan sensitif terhadap delay dan untuk transmisi serta yang tidak

real time seperti transfer file yang besar. Polling yang dilakukan BS pada

interval waktu yang tidak tetap.

contoh : FTP (File Transfer Protocol).

4 Best Effort Services (BE)

BS tidak melakukan polling sehingga user akan bersaing untuk mendapatkan

bandwidth. Didesain untuk layanan internet .

contoh : Web surfing

BAB II. Dasar Teori


interoperability perangkat sehingga operator atau penyedia layanan tidak

tergantung pada satu vendor untuk pengadaan perangkat sehingga biaya dan

resiko investasi dapat lebih rendah atau ditekan.

Bandwidth kanal yang fleksibel dari 1,5 MHz sampai 20 MHz untuk spektrum

frekuensi berlisensi maupun spektrum frekuensi yang tidak berlisensi,

menggunakan frekuensi reuse dan dimungkinkan dilakukan perencanaan sel

untuk penyedia layanan komersil.

Bit rate tinggi yaitu : - Spektral efisiensi 3,8 bps/Hz ; bit rate 75

Mbps menggunakan bandwidth kanal 20

MHz

- Spektral efisiensi 5 bps/Hz ; bit rate 100

Mbps menggunakan bandwidth kanal 20 MHz

2.9 Jenis layanan yang disediakan WiMAX

Teknologi WiMAX mampu menyediakan berbagai macam layanan antara lain :

1. Backhaul baik untuk backhaul Wimax sendiri, backhaul hotspot, dan backhaul

teknologi lain seperti seluler

Dalam konteks WiMAX sebagai Backhaul dari WiMAX, aplikasinya mirip

dengan fungsi BTS sebagai repeater. Tujuannya untuk memperluas

jangkauan dari WiMAX.

Gambar 2.8 Backhaul WiMAX

BAB II. Dasar Teori


Biasanya hotspot banyak menggunakan saluran ADSL sebagai backhaulnya.

Dengan keterbatasan jaringan kabel, maka WiMAX juga bisa dimanfaatkan

sebagai backhaul Hotspot. Konfigurasinya dapat dilihat seperti gambar

berikut.

Gambar 2.9 Backhaul Hotspot

Sebagai backhaul teknologi lain,WiMAX dapat digunakan untuk backhaul

seluler. Gambar berikut mengilustrasikan WiMAX untuk menghubungkan

MSC / BSC ke BTS seluler

Gambar 2.10 Backhaul Seluler

2. Residental broadband :

Untuk mengatasi kekurangan daerah jangkauan dari teknologi DSL dan kabel

dan daerah yang tidak terlayani oleh teknologi lain.

3. Best connected wireless service

Mendukung untuk layanan komunikasi di dalam ruangan (indoor) dan di luar

ruangan (outdoor) dengan integrated atau eksternal antena

BAB II. Dasar Teori


4. Akses broadband

Untuk akses broadband WiMAX dapat digunakan sebagai ”Last Mile”

teknologi untuk melayani kebutuhan broadband bagi pelanggan. Dari

pelanggan perumahan maupun bisnis dapat dipenuhi oleh teknologi WiMAX

ini.

Gambar 2.11 Akses broadband WiMAX

5. Personal broadband

WiMAX sebagai penyedia layanan personal broadband, dapat dibedakan

menjadi 2 yaitu pelanggan yang bersifat nomadic dan mobile.

Untuk pelanggan nomadic, tingkat perpindahan pelanggan tidak sering dan

berpindah dengan kecepatan yang rendah. Perangkatnya pun biasanya tidak

sesederhana untuk aplikasi mobile.

Gambar 2.12 Layanan Nomadic

BAB II. Dasar Teori


Untuk aplikasi mobile, pelanggan WiMAX menggunakan perangkat seperti

notebook, PDA atau smartphone dengan menggunakan WiMAX card yang

dipasang di terminal. Perpindahan / tingkat mobilitasnya tinggi.

Gambar 2.13 Layanan Mobile

BAB III

UJI COBA dan PENGUKURAN TEKNOLOGI WiMAX

3.1 Konfigurasi Uji Coba WiMAX

Pengujian dilakukan untuk mengetahui tingkat performansi perangkat WiMAX

melalui prosedur pengukuran. Ruang lingkup pengujian adalah sebagai berikut :

Conformance test, yaitu menyesuaikan spesifikasi teknis perangkat dengan kondisi

nyata di lapangan.

Performance test, yaitu menguji kualitas penerimaan sinyal pada jarak-jarak tertentu,

meliputi throughput, stabilitas sistem, dan area coverage yang mampu dilayani.

Function test, meliputi fungsi BS dan koneksi ke intranet/internet

Integration test dengan jaringan lokal yang ada

Lab trial jaringan WiMAX menggunakan konfigurasi sebagai berikut :

Gambar 3.1 Konfigurasi Trial dan Pengukuran


25

BAB III. Uji Coba Teknologi WiMAX

Parameter-parameter yang akan diukur meliputi : daerah jangkauan (RSL),

kondisi LOS dan NLOS, kestabilan, kualitas sinyal dan data rate (Throughput).

Secara umum, elemen network yang terdapat pada konfigurasi trial tersebut terdiri dari:

Internet backbone

Internet merupakan sekumpulan jaringan yang tersebar di seluruh dunia yang

saling terhubung satu sama lain sehingga akan membentuk suatu jaringan

komputer yang lebih besar. Biasanya menggunakan protokol TCP/IP meskipun

beberapa protokol lain yang bisa digunakan misalnya : IPX Novel Netware,

NetBios, dll. Layanan yang disediakan oleh jaringan internet antara lain : FTP,

email, Chat, Telnet, dll.

BS (Base Station)

Base Station merupakan perangkat transceiver (transmiter-receiver) yang

terhubung dengan internet backbone. Base station berfungsi sebagai receiver,

buffer, dan transmiter untuk tiap data yang dikirimkan dalam infrastruktur

jaringan internet baik kabel maupun wireless. Base station mempunyai

antarmuka dengan jaringan dan antarmuka dengan user. Base station pada

pengukuran menggunakan antena sektoral sebesar 60° dan diarahkan pada arah

Cimahi dan Antapani.

CPE (Customer Premises Equipment) CPE (Customer Premises Equipment) merupakan perangkat pada sisi pelanggan

yang berfungsi untuk melakukan proses decoding serta demodulasi pada data-

data yang diterimanya dari BS sehingga menjadi suatu informasi yang dapat

dibaca oleh pelanggan.

NMS (Network Management System)

Protokol manajemen yang digunakan berbasiskan protokol SNMP (Simple

Network Management Protocol).


26


3.2 Kondisi Lapangan

Pengukuran dilakukan di tujuh titik di kota Bandung dan sekitarnya meliputi 5

titik yaitu daerah Cileunyi (Gerbang Tol Ciluenyi), daerah Rancaekek (RM Barito

Minang), Gedung Lippo Gatot Subroto, RS Hasan Sadikin , Rumah Pak Mahyar (Bale

Endah) serta dua titik di sekitar lokasi RisTi yang berfungsi sebagai base station. Untuk

pengukuran menggunakan antena eksternal (outdoor CPE) dilakukan dititik yang

jaraknya jauh dari BS seperti didaerah Cileunyi, daerah Rancaekek (RM Barito Minang),

Gedung Lippo Gatot Subroto, Rumah Pak Mahyar, dan RS Hasan Sadikin sedangkan

pengukuran menggunakan antena internal (indoor CPE) dilakukan disekitar lokasi BS

(RisTi) yaitu di masjid RisTi dan gedung Widyaloka 1 RisTi.

Tabel 3.1 Koordinat BS (RisTi) dan SSs

No Posisi Lintang Bujur

1 RisTi (BS) 6°52’22.6” S 107°35’13.8” E

2 Gedung Widyaloka 1 RisTi 6°52’14.6” S 107°35’18.4” E

3 Masjid RisTi 6°52’18.1” S 107°35’19.0” E

4 RS Hasan Sadikin 6°54’00.5” S 107°35’46.8” E

5 Gedung Lippo Gatot Subroto 6°55’22.8” S 107°37’00.0” E

6 Rumah Pak Mahyar 7°00’28.56” S 107°37’15.06” E

7 Cileunyi 6°56’32.2” S 107°45’13.5” E

8 RM Barito Minang Rancaekek 6°57’29.2” S 107°46’45.9” E

Kondisi link propagasi tiap titik pengukuran berbeda tergantung pada keadaan

sekitar titik pengukuran. Untuk kondisi NLOS : Gedung Widyaloka 1 RisTi, Masjid

RisTi, RS Hasan Sadikin, Gedung Lippo Gatot Subroto, dan Cileunyi (Gerbang Tol

Cileunyi). Sedangkan untuk kondisi LOS : Rumah Pak Mahyar (Bale Endah) dan RM

Barito Minang Rancaekek.


27


3.3 Metoda Pengukuran

Pada uji coba teknologi WiMAX ini, BS (base station) dan server dipasang pada

area RisTi sedangkan client yaitu pelanggan (subscriber station) terdapat pada area

outdoor dengan jarak bervariasi dari base station. Pengukuran dilakukan menggunakan

notebook yang dihubungkan dengan perangkat BS sebagai server dan SSs sebagai client

(CPE) berupa indoor CPE maupun outdoor CPE. Pengukuran disisi client berupa

pengukuran :

1. Stabilitas dan konektivitas sistem, menggunakan perintah Ping. Perintah Ping

akan mengirim satu paket data ke salah satu alamat , kemudian alamat tersebut

akan membalas dengan lamanya waktu

2. Level SNR antara BS dan SSs

3. Level RSL (daerah jangkauan)

4. Throughput sinyal

Ada 2 jenis throughput yang diukur yaitu throughput uplink dan throughput

downlink. Saat pengukuran throughput uplink BS bertindak sebagai client dan

SSs bertindak sebagai server. Sedangkan saat pengukuran throughput downlink,

BS bertindak sebagai server dan SSs bertindak sebagai client.

Pengukuran throughput dilakukan dengan menggunakan perintah iperf,

menggunakan perintah C:\>iperf –c 10.14.11.33 –u –b -11M –r –i 2

10.14.11.33 adalah IP address dari server.

5. Uji koneksi ke jaringan internet.


28


Berikut merupakan flowchart pengukuran :

Gambar 3.2 Flowchart Pengukuran


29


Konfigurasi pengukuran CPE indoor :

Sisi BS : PC NMS - Switch – perangkat BS - antena BS

Sisi SSs : antena penerima internal (indoor) SSs - PC SSs

Konfigurasi pengukuran CPE outdoor :

Sisi BS : PC NMS - Switch – perangkat BS - antena BS

Sisi SSs : antena penerima eksternal (outdoor) SSs – indoor unit – PC SSs

Gambar 3.3 Konfigurasi Pengukuran CPE outdoor

Gambar 3.4 Konfigurasi Pengukuran CPE indoor

Keterangan :

CPE : Customer Premises Equipment

IDU : Indoor Unit

ODU : Outdoor Unit

Perangkat yang digunakan dalam pengukuran adalah :

1. Perangkat MacroMAX yang terdiri dari dua BS (2 sektor) , empat SSs indoor

(Easy ST), satu SSs outdoor (Pro ST)


30


2. Dua notebook , satu sebagai server (PC NMS) dan satu sebagai client

3. Satu buah switch (menghubungkan BS, PC NMS, dan internet)

4. GPS, untuk menentukan koordinat dan jarak client dari BS

5. Kabel UTP category 5 (CAT 5) sebagai media transmisi untuk hubungan antar

notebook dengan perangakat BS dan SSs

6. Kamera digital, untuk merekam kondisi fisik

Alokasi frekuensi yang digunakan perangkat dalam uji coba teknologi WiMAX

ini mengacu pada tetapan IEEE yang digunakan di wilayah Asia Pasifik yaitu 3,5 GHz.

Frekuensi 3,5 GHz merupakan frekuensi berlisensi yang dialokasikan untuk aplikasi

BWA terutama di wilayah Eropa dan digunakan pada konfigurasi point-to-multipoint.

Frekuensi yang digunakan pada perangkat adalah : uplink 3411-3415 MHz, downlink

3511-3515 MHz.. Frekuensi yang disetting pada tiap-tiap titik pengukuran adalah

sebagai berikut

Tabel 3.2 Frekuensi untuk pengukuran

No Lokasi Frekuensi

Uplink (MHz)

Frekuensi

Downlink (MHz)

1 Gedung Widyaloka 1 RisTi 3411,750 3511,750

2 Masjid RisTi 3411,750 3511,750

3 RS Hasan Sadikin 3411,750 3511,750

4 Gedung Lippo Gatot Subroto 3411,750 3511,750

5 Rumah Pak Mahyar 3411,750 3511,750

6 Cileunyi 3415,250 3515,250

7 RM Barito Minang Rancaekek 3411,750 3511,750

Pada frekuensi 3,5 GHz besarnya bandwidth kanal yang digunakan adalah 3,5 MHz

dengan teknik dupleks FDD. Berikut merupakan parameter WiMAX standar

IEEE.802.16d yang menggunakan frekuensi 3,5 GHz dengan bandwidth kanal 3,5 MHz.


31


Tabel 3.3 Parameter WiMAX frekuensi 3,5 GHz untuk BW 3,5 MHz

Parameter IEEE 802.16d

Frekuensi 3,5 GHz

Bandwidth kanal 3,5 MHz

Bit rate per kanal 12,21 Mbps

Tx power 33 dBm

EIRP 36 dBm

Rx sensitivity -91 dBm

3.4 Perhitungan performansi sistem

Parameter-parameter yang digunakan untuk menganalisa performansi sistem

antara lain : perhitungan link budget ( perhitungan loss atau redaman propagasi,

perhitungan EIRP, perhitungan RSL), perhitungan kualitas sinyal transmisi meliputi

perhitungan SNR, throughput, dan delay.

3.4.1 Perhitungan Link Budget

Perhitungan link budget merupakan perhitungan level daya yang dilakukan untuk

memastikan bahwa level daya penerimaan lebih besar atau sama dengan level daya

threshold ( RSL ≥ Rth ). Tujuannya untuk menjaga keseimbangan gain dan loss untuk

mencapai SNR yang diinginkan di receiver.

Perhitungan link budget juga berguna untuk menghitung luas daerah jangkauan

sinyal dari base station , seberapa jauh sinyal masih dapat diterima oleh pelanggan

dengan baik.

Parameter-parameter yang mempengaruhi kondisi propagasi suatu kanal wireless

adalah sebagai berikut :

a. Lingkungan propagasi


32


Kondisi lingkungan sangat mempengaruhi penjalaran gelombang radio.

Gelombang radio dapat diredam, dipantulkan, atau dipengaruhi oleh noise dan

interferensi. Tingkat peredaman tergantung frekuensi, dimana semakin tinggi frekuensi

redaman juga semakin besar. Parameter yang mempengaruhi kondisi propagasi yaitu

rugi-rugi propagasi, fading, delay spread, noise, dan interferensi.

b. Rugi-rugi propagasi

Dalam lingkungan radio, konfigurasi alam yang tidak beraturan, bangunan, dan

perubahan cuaca membuat perhitungan rugi-rugi propagasi sulit. Kombinasi statistik dan

teori elektromagnetik membantu meramalkan rugi-rugi propagasi dengan lebih teliti.

c. Fading

Fading adalah fluktuasi amplituda sinyal. Fading margin adalah level daya yang

harus dicadangkan yang besarnya merupakan selisih antara daya rata-rata yang sampai di

penerima dan level sensitivitas penerima. Nilai fading margin biasanya sama dengan

peluang level fading yang terjadi, yang nilainya tergantung pada kondisi lingkungan dan

sistem yang digunakan. Nilai fading margim minimum agar sistem bekerja dengan baik

sebesar 15 dBm.

d. Noise

Noise dihasilkan dari proses alami seperti petir, noise thermal pada sistem

penerima, dll. Disisi lain sinyal transmisi yang mengganggu dan tidak diinginkan

dikelompokkan sebagai interferensi.

3.4.1.1 Perhitungan Loss Propagasi

Kanal radio untuk sistem komunikasi wireless dibedakan untuk kondisi LOS dan

NLOS. Pada keadaan LOS, sinyal merambat langsung melalui udara tanpa melewati

suatu obstacle atau hambatan (rumah, kayu, gunung, gedung, dll) dari pengirim ke

penerima. Kriteria untuk keadaan LOS adalah bebasnya daerah Fresnel dari hambatan

yang bisa mengganggu sinyal yang melalui udara tersebut. Daerah Fresnel tergantung

dari frekuensi operasi dan jarak antara pengirim (transmitter) dengan penerima

(receiver).


33


Pada kondisi kanal NLOS, sinyal yang ditangkap di penerima (receiver) adalah

sinyal yang telah mengalami proses refleksi, scattering dan difraksi. Sinyal datang yang

ditangkap penerima merupakan gabungan dari sinyal langsung, multi pantulan, energi

hamburan dan sinyal propagasi yang telah terdifraksi. Sinyal ini mempunyai delay pola

sebaran yang berbeda, redaman, polarisasi dan kestabilan relatif dari sinyal langsung .

Gambar 3.5 Kondisi propagasi LOS dan NLOS

Untuk mengetahui loss yang terjadi pada site hasil pemodelan dapat digunakan

berbagai macam model propagasi antara lain model propagasi Okumura – Hatta,

Cost 231, dan model propagasi SUI (Standford University Interim) yang digunakan

untuk propagasi NLOS.

Model propagasi yang telah dikembangkan menyesuaikan karakter lingkungan

RF (Radio Frequency) dan memperkirakan kuat sinyal RF. Model tersebut diperoleh

dari pengukuran empiris yang digunakan untuk meprediksikan cakupan area dalam skala

besar pada sistem komunikasi radio untuk aplikasi selular. Model propagasi

memperkirakan rugi lintasan tergantung dari jarak antara pengirim dan penerima, tinggi

antena pengirim dan penerima dan frekuensi yang digunakan.

3.4.1.1.1 Propagasi NLOS

Salah satu model propagasi yang dapat digunakan pada jaringan WiMAX adalah

model propagasi SUI (Standford University Interim) untuk kondisi NLOS yang

menggunakan 3 tipe dasar terrain yaitu :


34


Kategori A - Hilly/moderate-to-heavy tree density (urban)

Kategori B -Hilly/light tree density or flat/moderate-to-heavy tree density

/intermediate (sub urban)

Kategori C -Flat/light tree density (rural)

Model path loss ini diperoleh dari hasil data percobaan oleh AT&T Wireless

Service di Amerika Serikat di 95 makrosel eksisting pada frekuensi 1,9 GHz. Model path

loss ini digunakan untuk daerah urban dan suburban, dengan tinggi base station antara

10 s/d 80 m dan jarak sel 0,1 s/d 10 km.

Perhitungan loss propagasinya dapat dilihat pada rumus 3.1 :

Lpropagasi = Ld0 + 10 n Log 10 (d/d0) + ∆Lf + ∆Lh + s (dB)....................................(3.1)

dimana :

Ld0 = free path loss di d0

d0 = 100 m (jarak referensi)

n = path loss exponent

d = jarak base station dan subscriber station (m)

∆Lf = faktor koreksi frekuensi

∆Lh = faktor koreksi tinggi antena penerima

s = shadow fading komponen

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛=1900

Log 6∆Lf f

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛×−=

2 Log 710∆Lh h

dimana :

h = tinggi antena penerima 2 m ≤ h ≤ 8 m

( ) ⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛+×−=

bb h

chban

dimana :

hb = tinggi base station 10 m ≤ hb ≤ 80 m

a,b,c = konstanta yang menunjukkan kategori terrain


35


untuk s nilainya 8,2 s/d 10,6 dB tergantung tipe terrain

Tabel 3.4 Parameter Model untuk model kanal IEEE 802.16

Parameter Model Terrain type A Terrain type B Terrain type C

A 4,6 4 3,6

B 0,0075 0,0065 0,005

C 12,6 17,1 20

3.4.1.1.2 Propagasi LOS

Redaman ruang bebas atau free space loss merupakan penurunan daya

gelombang radio selama merambat di ruang bebas. Redaman ini dipengaruhi oleh besar

frekuensi dan jarak antara titik pengirim dan penerima.

Besarnya redaman ruang bebas adalah :

FSL = 32,45 + 20 log f (MHz) + 20 log d (Km)...........................................................(3.2)

dimana :

f = frekuensi operasi (MHz)

d = jarak antara pengirim dan penerima (Km)

3.4.1.2 Perhitungan EIRP (Effecive Isotropic Radiated Power)

EIRP merupakan besaran yang menyatakan kekuatan daya pancar suatu antena di

bumi, dapat dihitung dengan rumus :

EIRP = Ptx + Gtx – Ltx……………………………………………………………..(3.3)

dimana :

Ptx = daya pancar (dBm)

Gtx = penguatan antenna pemancar (dB)

Ltx = rugi-rugi pada pemancar (dB)


36


3.4.1.3 Perhitungan RSL (Receive signal Level)

RSL (Receive signal Level) adalah level sinyal yang diterima di penerima dan

nilainya harus lebih besar dari sensitivitas perangkat penerima (RSL ≥ Rth). Sensitivitas

perangkat penerima merupakan kepekaan suatu perangkat pada sisi penerima yang

dijadikan ukuran threshold. Nilai RSL dapat dihitung dengan persamaan 3.4 :

RSL = EIRP – Lpropagasi + Grx – Lrx......................................................................(3.4)

dimana :

EIRP = Effecive Isotropic Radiated Power (dBm)

Lpropagasi = rugi-rugi gelombang saat berpropagasi (dB)

Grx = penguatan antenna penerima (dB)

Lrx = rugi-rugi saluran penerima (dB)

3.4.2 Perhitungan kualitas sinyal transmisi

Modulasi yang digunakan merupakan modulasi adaptif dimana sistem modulasi

yang digunakan dapat menyesuaikan dengan keadaan lingkungan. Ada 4 jenis modulasi

yang digunakan yaitu BPSK, QPSK, QAM 16 dan QAM 64. Jenis modulasi dapat

digunakan untuk menghitung nilai BER (Bit Error Rate) dan menentukan spektral

efisiensi. Spektral efisiensi merupakan kemampuan skema modulasi untuk

mengakomodasikan data dalam bandwidth yang terbatas.

Signal to Noise Ratio

S/N merupakan perbandingan antara daya sinyal dengan daya noise pada kanal .

Nilai S/N dapat diperoleh dengan rumus :

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛+⎟

⎠⎞

⎜⎝⎛=

BwBR

NoEbSNR ......................................................................................(3.5)

dimana :

BR = bit rate

Bw = bandwidth kanal


37


3.4.3 Perhitungan bit rate

Besarnya data rate jaringan WiMAX dapat dihitung dengan persamaan 3.6

TsCtbmNusedratebit ××= ……………………………………………..…….(3.6)

dimana :

Nused = 192 (data)

bm = jumlah bit per modulasi

Ct = coding rate

Ts = periode symbol

Tabel 3.5 Bit rate untuk frekuensi 3,5 GHz

Modulasi Nused Jumlah bit permodulasi Coding rate

Periode simbol (µs)

Bit rate (Mbps)

BPSK 192 1 ½ 68 1,41 BPSK 192 1 3/4 68 2,12 QPSK 192 2 ½ 68 2,82 QPSK 192 2 3/4 68 4,23 QAM 16 192 4 ½ 68 5,64 QAM 16 192 4 3/4 68 8,47 QAM 64 192 6 2/3 68 11,29 QAM 64 192 6 3/4 68 12,21

3.4.4 Delay

Delay merupakan waktu yang dibutuhkan untuk melakukan pengiriman data dari

titik asal ke titik tujuan ( dari BS ke SSs). Delay yang terukur pada pengukuran adalah

delay RTT (Round Trip Time). Delay RTT merupakan waktu yang diperlukan untuk

mengirimkan paket dari sender serta penerimaan ACK untuk paket yang bersangkutan,

meliputi waktu proses pada source, destination, intermediate nodes, propagation delay,

antrian, dan link layer recovery delay.


38


3.4.5 Perhitungan Throuhgput

Throughput merupakan suatu ukuran yang menyatakan berapa banyak bit sukses

yang diterima di tujuan dibandingkan dengan lamanya waktu yang dibutuhkan untuk

mengirimkan bit-bit tersebut.

Pengamatan Waktu Σ)bps( 8)Bytes( diterima yangPaket )( ×Σ

=γThroughput ..……………………..…..(3.7)

Pada kondisi nyata besarnya throughput tergantung dari protokol yang digunakan

dalam transmisi (seperti TCP, UDP, dll) dan tipe data yang akan dikirim

(FTP,HTTP,SMTP,VoIP,dll).

Gambar 3.6 Throughput dan QOS untuk beberapa contoh aplikasi (ETSI TR 101 856)


39


3.5 Perbandingan WiMAX dengan teknologi broadband lain

Adapun perbandingan WiMAX dengan teknologi broadband lain baik wireless

maupun wired seperti serat optik, DSL, kabel dan satelit adalah sebagai berikut :

WiMAX

Media transmisi berupa udara dan wireless

Data rate mencapai 70 Mbps dengan throughput 75 % - 85% dari data rate

Diaplikasikan untuk wilayah MAN

Topologi jaringan berupa PtP (Point to Point), PMP (Point to Multipoint), dan

mesh

Biaya instalasi murah dan pemasangan perangkat mudah

Dapat digunakan untuk kondisi NLOS sehingga antena tidak perlu ditempatkan

di tempat yang sangat tinggi

Serat Optik

Media transimisi berupa serat optik, aksesnya sangat stabil dan hampir tidak ada

gangguan yang berarti

Data rate sangat tinggi (mencapai 1Gbps), sedangkan data rate per subscriber

mencapai puluhan Mbps

Daerah jangkauan mencapai puluhan kilometer, biasa digunakan untuk backbone

suatu jaringan yang membutuhkan bandwidth yang besar

Biaya investasi mahal dan membutuhkan keahlian khusus untuk memasang dan

merawat perangkat optik

Pemeliharaan dan perawatan perangkat cukup sulit

DSL

Teknologi yang menyalurkan sinyal dengan bandwidth yang besar pada satu

pasang kabel telepon yang sudah ada sehingga dapat ditumpangkan dua jenis

sinyal yang berbeda yaitu akses internet dan sinyal suara biasa

Media transmisi berupa kabel telepon

Daerah jangkauan terbatas (0,5 – 5 km)


40


Murah karena menggunakan infrastruktur jaringan telepon eksisting

Data rate antara 256 Kbps sampai dengan 53 Mbps

Kecepatannya tidak stabil, karena teknologi ini menggunakan prinsip berbagi

bandwidth

Satelit

Media transmisi berupa udara (satelit dan radio terestrial)

Data rate mencapai 2 Mbps per subscriber

Daerah jangkauan mencapai puluhan bahkan ratusan kilometer

Sesuai untuk tempat-tempat yang terpencil (hutan, laut,dll)

Delay lebih besar karena jarak stasiun pemancar yang jauh dari subscriber

Biaya instalasi mahal dan perawatannya cukup sulit

Kondisi propagasi tergantung cuaca


41


BAB IV

ANALISA PERFORMANSI TEKNOLOGI WiMAX

4.1 Umum

Analisa dimaksudkan untuk mengetahui performansi jaringan WiMAX berdasar

parameter yang telah ditentukan sebelumnya yaitu : link budget, kualitas sinyal,

throughput, dan delay.

Untuk mendapatkan data dilakukan beberapa pengukuran menggunakan

konfigurasi yang telah ditentukan sebelumnya. Dari konfigurasi tersebut akan dilakukan

analisa parameter yang telah ditetapkan. Pengukuran dilakukan sebanyak 7 kali di

tempat yang berbeda dengan konfigurasi pengukuran yang sama untuk setiap titik.

Faktor yang dibedakan untuk pengukuran adalah jarak setiap tempat. Jarak pengukuran

bervariasi dan dengan kondisi yang berbeda-beda (LOS dan NLOS) untuk mengetahui

seberapa jauh sinyal masih dapat diterima dengan baik. Penentuan lokasi pengukuran

diambil secara acak dengan peningkatan jarak secara gradual.

Pertama kali yang dilakukan dalam pengukuran adalah menguji kestabilan dan

konektivitas sistem dengan menggunakan perintah Ping. Setelah sistem terkoneksi dan

stabil, parameter pengukuran yang dibutuhkan dapat dicari. Untuk mendapatkan

parameter througput digunakan Iperf. Pada iperf didapatkan beberapa parameter yaitu

transfer rate, jitter dan bandwidth. Sedangkan untuk mendapatkan parameter kualitas

sinyal (parameter downlink berupa : RSL, SNR, jenis modulasi, frekuensi, dan

bandwidth kanal, sedangkan parameter uplink berupa : frekuensi, bandwidth kanal, dan

daya pancar) menggunakan telnet ke jaringan internet. Parameter yang telah didapat

tersebut kemudian dianalisa dengan mengacu pada parameter standar IEEE 802.16d.

4.2 Pengukuran dan Analisa Link Budget

Pengukuran dilakukan dari arah BS ke SSs (arah downlink) sehingga analisa link

budget dilakukan untuk arah downlink saja. Tujuan perhitungan downlink link budget

adalah untuk mengetahui kualitas sinyal yang dipancarkan BS yang dapat diterima

dengan baik oleh SSs (user). Hasil pengukuran berupa nilai RSL (Receive Signal Level).

BAB IV. Analisa Performansi Teknologi WiMAX


43

RSL menunjukkan besarnya daya yang diterima di penerima (SSs). Nilai RSL

yang didapat harus lebih besar dari Receiver sensitivity (RSL ≥ Rx sensitivity) yang

disyaratkan oleh perangkat penerima. Nilai RSL sebanding dengan daya pancar sumber

(BS) dan berpengaruh pada daerah jangkaun. Jika daya pancar BS besar maka nilai RSL

juga besar. Tetapi RSL berbanding terbalik dengan loss propagasi, semakin besar loss

propagasi maka nilai RSL pun makin kecil (lebih kecil dari sensitivitas penerima).

Untuk frekuensi tinggi (diatas 10 GHz) loss propagasi sangat mempengaruhi kualitas

sinyal penerimaan.sehingga pemilihan frekuensi akan berpengaruh pada kinerja sistem

keseluruhan .

Konfigurasi pengukuran RSL sama dengan konfigurasi pengukuran SNR.

Berikut adalah tabel hasil pengukuran RSL untuk tujuh titik pengukuran :

Tabel 4.1 Pengukuran RSL

No Lokasi RSL (dBm)

1 Gedung Widyaloka 1 RisTi -97,5

2 Masjid RisTi -77,3

3 RS Hasan Sadikin -70,5

4 Gedung Lippo Gatot Subroto -85,3

5 Rumah Pak Mahyar -66,08

6 Cileunyi -88,1

7 RM Barito Minang Rancaekek -81,9

RSL

-120

-100

-80

-60

-40

-20

00.21 0.28 3.17 6.42 15.38 19.95 23.2

Jarak (km)

RSL

(dB

m)

RSL Pengukuran Rx Sensitivity

Gambar 4.1 Grafik Pengukuran RSL



44

Dari grafik 4.1 terlihat bahwa RSL hasil pengukuran lebih besar dari Receiver

Sensitivity perangkat dan sesuai dengan modulasi yang digunakan sehingga kuat sinyal

di penerima bagus. Kuat sinyal yang diterima di tiap titik berbeda tetapi tidak

bergantung pada jarak tetapi disebabkan oleh faktor sebagai berikut : dari pengukuran

didapat nilai parameter yang sebenarnya yang menyesuaikan dengan kondisi

lingkungan. Kondisi lingkungan saat dilakukan pengukuran adalah pengukuran

dilakukan disiang hari dan cuaca mendung dan hujan sehingga banyak redaman yang

dialami oleh sinyal. Hal ini berpengaruh pada kuat sinyal yang terukur walaupun secara

teori untuk frekuensi dibawah 10 GHz redaman karena faktor hujan kecil pengaruhnya.

Faktor lain yang mempengaruhi hasil pengukuran adalah keterbatasan alat dan waktu

pengukuran.

Jarak pengukuran terjauh dari base station dimana kuat sinyal masih dapat

diterima adalah di lokasi RM Barito Minang Rancaekek sejauh 23,2 km menggunakan

antena outdoor. Penggunan antena outdoor berpengaruh pada sinyal yang diterima

karena antena outdoor mempunyai gain yang lebih tinggi dibandingkan dengan antena

indoor. Untuk antena indoor jarak yang terukur sejauh 210 m dan 280 m. Jarak 23,2 km

dapat dijadikan ukuran bahwa teknologi WiMAX dapat diaplikasikan untuk daerah

MAN (Metropolitan Area Network) maupun digunakan untuk melayani daerah pedesaan

yang belum terjangkau oleh infrastruktur kabel maupun teknologi DSL.

4.3 Pengukuran dan Analisa SNR (Signal to Noise Ratio)

Parameter SNR menunjukkan kuat daya sinyal dibandingkan dengan daya noise

pada kanal transmisi. Pengukuran SNR dilakukan dengan menggunakan konfigurasi

yang ada pada gambar 3.3 dan 3.4 untuk arah downlink.

Berikut adalah tabel hasil pengukuran SNR untuk tujuh titik pengukuran

meliputi Gedung Widyaloka 1 RisTi, Masjid RisTi, RS Hasan Sadikin, Gedung Lippo

Gatot Subroto, Rumah Pak Mahyar, daerah Cileunyi (Gerbang Tol Cileunyi) , dan RM

Barito Minang di Rancaekek.



45

Tabel 4.2 Hasil Pengukuran SNR

No Lokasi SNR (dB)

1 Gedung Widyaloka 1 RisTi 6,5

2 Masjid RisTi 18,1

3 RS Hasan Sadikin 27,7

4 Gedung Lippo Gatot Subroto 15,4

5 Rumah Pak Mahyar 33,3

6 Cileunyi 16,2

7 RM Barito Minang Rancaekek 18,5

SNR Pengukuran

0

5

10

15

20

25

30

35

0.21 0.28 3.17 6.42 15.38 19.95 23.2

Jarak (km)

SNR

(dB

)

Gambar 4.2 Grafik Pengukuran SNR

Dari tabel 4.2 didapat hasil pengukuran SNR sebagai berikut : untuk nilai SNR

terbesar didapat dari titik dilokasi Pak Mahyar yaitu sebesar 33,3 dB. Kondisi propagasi

antara Rumah Pak Mahyar dan RisTi (BS) adalah LOS menggunakan modulasi 64 QAM

3/4 sehingga mendapatkan nilai SNR yang besar. Sedangkan SNR paling kecil didapat

dilokasi Gedung Widyaloka 1 RisTi yaitu SNR sebesar 6,5 dB. Kondisi propagasi antara

BS di RisTi dan SSs di Gedung Widyaloka 1 RisTi adalah NLOS, banyak penghalang

berupa pohon serta gedung dan menggunakan modulasi BPSK 1/2.

Dari grafik 4.2 terlihat bahwa nilai SNR tidak bergantung pada jarak antara BS

dan SSs (user), makin dekat jarak antara base station dan user maka makin besar nilai

SNR. Nilai SNR ditentukan oleh banyak faktor seperti lingkungan propagasi antara BS



46

dan SSs, jika kondisi LOS maka SNR pun makin besar. Untuk hasil pengukuran di

lokasi Pak Mahyar nilai SNR besar karena link propagasi antara BS dan Pak Mahyar

LOS ( radio LOS). Hal ini tentu berbeda jika kondisi propagasi antara BS dan SSs

banyak terhalang oleh obstacle seperti pepohonan dan bangunan, nilai SNR yang

diperoleh tentu kecil.

Faktor lainnya adalah jenis modulasi yang digunakan. Teknologi IEEE 802.16d

menggunakan modulasi adaptif sehingga mampu mengubah jenis modulasi sesuai

lingkungan. Jika kondisi link propagasi buruk maka secara otomatis sistem akan

mengubah ke modulasi yang tepat misal modulasi BPSK. Jika kondisi link propagasi

bagus maka sistem akan mengubah ke modulasi yang lebih tepat yaitu 64QAM, 16QAM

atau QPSK. Jenis modulasi yang digunakan untuk mendapatkan SNR yang besar adalah

64 QAM karena nilai SNR sebanding dengan bit rate modulasi 64 QAM. Makin besar

bit rate maka nilai SNR makin besar. Sedangkan nilai SNR kecil didapat dengan

modulasi BPSK.

4.4 Pengukuran Delay

Dari hasil pengukuran didapatkan delay RTT. Parameter delay RTT tersebut

didapat dengan menggunakan command Ping. Ping merupakan suatu tool jaringan

komputer yang umum digunakan pada jaringan TCP/IP. Ping bekerja dengan cara

mengirimkan paket ICMP echo request ke suatu node dan mendengarkan jawaban yang

berupa paket ICMP request response.

Berikut merupakan hasil pengukuran delay RTT untuk 3 titik user yaitu Rumah

Pak Mahyar, Cileunyi, dan Rancaekek.

Tabel 4.3a Delay RTT lokasi Rumah Pak Mahyar (client)

Besar byte Arah pengiriman Delay RTT (ms)

32 SSs ke BS 25

32 SSs ke FTP server 26




47

Tabel 4.3b Delay RTT lokasi Cileunyi (client)


32 SSs ke BS 25

1470 SSs ke BS 70


Tabel 4.3c Delay RTT lokasi Rancaekek (client)


32 SSs ke BS 24



Pada saat dilakukan pengukuran, untuk satu titik pengukuran yang sama dengan

ukuran paket yang berbeda dihasilkan delay RTT yang berbeda. Semakin besar ukuran

paket, delay RTT yang dihasilkan juga akan semakin besar. Untuk delay end to end

besarnya setengah dari delay RTT .

4.5 Pengukuran dan Analisa Throughput

4.5.1 Throughput

Throughput menunjukkan perbandingan antara paket data yang berhasil sampai

tujuan dengan waktu pengamatan. Throughput sendiri dapat diartikan sebagai bandwidth

aktual yang terukur saat pengiriman data. Paket yang dikirim berupa paket UDP

sehingga dapat diketahui berapa besar paket yang berhasil dikirim sampai tujuan per

satuan waktu (dalam detik).

Paket UDP merupakan protokol yang conectionless, lebih sederhana

dibandingkan TCP (header UDP hanya berisi empat field yaitu source port, destination

port, length, dan cheksum yang bersifat optional) dan tidak mementingkan reliabilitas.

UDP biasa digunakan untuk pengiriman data karena protokol UDP mementingkan

kecepatan pengiriman data agar tiba ditujuan tanpa memperhatikan adanya paket yang



48

hilang maupun yang rusak. Konfigurasi pengukuran throughput sama dengan

konfigurasi pengukuran SNR dan RSL. Gambar 4.3 dan gambar 4.4 merupakan hasil

keluaran Iperf.

Gambar 4.3 Keluaran perintah Iperf disisi server

Dari contoh hasil iperf diatas dapat dilihat bahwa bandwidth rata-rata yang

disediakan sebesar 0,77 Mbits. Dengan demikian sebesar apapun data yang dikirim

maka data tersebut akan dikirim dengan kecepatan yang tidak akan pernah melebihi

0,77 Mbits/sec.



49

Gambar 4.4 Keluaran perintah Iperf disisi client

Dari contoh hasil iperf diatas dapat dilihat bahwa bandwidth rata-rata yang

disediakan sebesar 2 Mbits. Dengan demikian sebesar apapun data yang dikirim maka

data tersebut akan dikirim dengan kecepatan yang tidak akan pernah melebihi 2

Mbits/sec.

Berdasarkan spesifikasi perangkat besar throughput uplink dan throughput

downlink berbeda ( throughput downlink > throughput uplink), dengan nilai 85 % dari

data rate untuk throughput downlink dan 75 % dari data rate untuk throughput uplink

Saat pengukuran throughput uplink, SSs bertindak sebagai client dan berfungsi

mengirimkan paket data sedangkan BS bertindak sebagai server dan berfungsi

memonitoring kedatangan paket data yang dikirimkan SSs. Saat pengukuran throughput

downlink, bertindak sebagai client adalah BS dan berfungsi mengirimkan paket data

sedangkan bertindak sebagai server adalah SSs yang berfugsi untuk memonitoring

kedatangan paket yang dikirim oleh BS.



50

Berikut adalah hasil pengukuran throughput downlink dan throughput uplink di tujuh

titik pengukuran.

Tabel 4.4.1 Throughput Downlink dan Throughput Uplink hasil pengukuran

Jarak (km) Throughput

Downlink (kbps)

Throughput

Uplink (kbps)

0.21 940 30 0.28 4400 550

3.17 4180 1380 6.42 1290 334 15.38 9430 4170 19.95 4160 460

23.2 2100 460

Throughput

0

1000

2000

3000

4000

5000

0.21 0.28 3.17 6.42 19.95 23.2

Jarak (km)

Thro

ughp

ut (k

bps)

Throughput Uplink Throughput Downlink

Gambar 4.4.1 Grafik pengukuran throughput uplink dan throughput downlink

Nilai throughput sebanding dengan besar paket yang berhasil dikirim sehingga

semakin besar paket yang berhasil dikirim maka semakin besar pula nilai

throughputnya. Semakin besar throughput maka semakin bagus kerja sistem.

Dari spesifikasi perangkat , nilai throughput downlink tertinggi yang dapat

dicapai sebesar 11,135 Mbps menggunakan modulasi 64 QAM 3/4. Tetapi berdasarkan

pengukuran, throughput downlink maksimum yang dapat dicapai hanya sebesar 9,43

Mbps. Sedangkan nilai throughput uplink berdasar spesifikasi perangkat sebesar



51

9,825 Mbps dan dengan pengukuran hanya didapat sebesar 4,17 Mbps. Hal ini

disebabkan kondisi link propagasi tidak stabil sehingga throughput yang diperoleh

melalui pengukuran tidak maksimal.

Thoughput dipengaruhi oleh jenis modulasi yang digunakan. Penggunaan

modulasi yang sesuai menghasilkan bit rate yang lebih besar. Coding rate yang besar

juga mempengaruhi besar bit rate. Makin besar coding rate makin besar bit rate yang

didapatkan.

4.5.2 Hubungan SNR dengan Throughput

Nilai SNR berbanding lurus dengan besar throughput. Semakin besar nilai SNR

maka throughput yang didapatkan pun juga semakin besar, semakin bagus kualitas

jaringan ( nilai SNR yang tinggi) maka kemungkinan paket data yang berhasil sampai

tujuan juga akan semakin besar. Berikut merupakan tabel hubungan antara SNR dengan

throughput hasil pengukuran.

Tabel 4.4.2 Hubungan antara SNR dengan throughput (Downlink dan Uplink)

No Lokasi SNR

(dB)

Throughput

Downlink (Kbps)

Throughput

Uplink (Kbps)

1 Gedung Widyaloka 1 RisTi 6,5 940 30 2 Masjid RisTi 18,1 4400 550 3 RS Hasan Sadikin 27,7 4180 1380 4 Gedung Lippo Gatot Subroto 15,4 1290 334 5 Rumah Pak Mahyar 33,3 9430 4170 6 Cileunyi 16,2 4160 460 7 RM Barito Minang Rancaekek 18,5 2100 460



52

Hubungan SNR dengan Throughput

0

2000

4000

6000

8000

10000

0 5 10 15 20 25 30 35

SNR (dB)

Thro

ughp

ut (K

bps)

Throughput Downlink Throuhput Uplink

Gambar 4.5.2 Grafik Hubungan SNR dengan Throughput

Dari grafik 4.5.2 terlihat bahwa semakin besar nilai SNR maka makin besar pula

throughputnya. Untuk throughput uplink, nilai SNR berbanding lurus dengan nilai

throughput. Semakin besar SNR akan semakin besar dukungan sistem untuk dapat

menghasilkan throughput yang maksimal.

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan Dari pengukuran dan analisa yang telah dilakukan maka dapat diambil beberapa

kesimpulan sebagai berikut :

1. SNR hasil pengukuran dipengaruhi oleh kondisi lingkungan tempat pengukuran.

SNR di tempat yang berdekatan dengan BS yaitu Gedung Widyaloka 1 RisTi

memiliki nilai SNR yang kecil sebesar 6,5 dB. Sedangkan SNR untuk tempat yang

jauh dari BS yaitu Rumah Pak Mahyar memiliki nilai SNR besar yaitu 33,3 dB.

Berdasarkan hasil tersebut dapat diambil kesimpulan bahwa SNR hasil pengukuran

sangat dipegaruhi oleh kondisi propagasi bukan pada jarak dari BS ke SSs

2. Delay hasil pengukuran adalah delay RTT dengan rata-rata dari SSs ke BS sebesar

25 ms untuk ukuran paket 32 byte. Semakin besar ukuran paket, delay pengukuran

yang dihasilkan juga akan semakin besar.

3. Throughput downlink maksimal yang terukur sebesar 9,43 Mbps. Nilai ini

merupakan 84,68 % dari nilai teoritis throughput downlink maksimal yaitu

11,135 Mbps. Sedangkan throughput uplink maksimal yang terukur sebesar 4,17

Mbps dengan nilai throughput uplink maksimal teoritis sebesar 9,825 Mbps. Untuk

throughput uplink terukur hanya 42,44 % dari nilai throughput uplink teoritis.

4. Besar SNR berbanding lurus dengan besar throughput. Semakin besar SNR akan

semakin besar dukungan sistem untuk dapat menghasilkan throughput yang

maksimal

5. Throughput downlink relatif lebih tinggi dibandingkan throughput uplink karena bit

rate yang diberikan untuk arah downlink lebih besar dibandingkan dengan bit rate

arah uplink.

6. Jarak pengukuran paling jauh dari base station dimana sinyal dapat diterima dengan

baik adalah 23,2 km di lokasi pengukuran RM Barito Minang Rancaekek


BAB V. Kesimpulan dan Saran

5.2 Saran

1. Diperlukan penelitian lebih lanjut dengan melakukan pengukuran secara langsung

pada jaringan WiMAX yang telah diimplementasikan.

2. Diperlukan penelitian dan pengukuran lebih lanjut dengan menggunakan aplikasi

data seperti pengiriman email, layanan video conference, web browsing, dll untuk

ditransmisikan menggunakan teknologi WiMAX 3. Jumlah lokasi pengukuran diperbanyak serta waktu pengukuran yang lebih lama


54

DAFTAR PUSTAKA

1. Fujitsu Microelectronics America. RF Spectrum utilization in WiMAX, White

Papers , Inc.November 2004

2. Hoymann,et.al. The HIPERMAN standart – A Performance Analysis. Aachen

University, 2002

3. Isreali Koffman .Broadband wireless access solutions based on OFDM Access in

802.16 , Runcom Technologies

4. Roger. L , Freeman. 1998. Telecommunications Transmission Handbook, John

Willey.

5. V. Erceg et. Al. An empirically based path loss model for wireless channels in

suburban environments. IEEE J. Select Areas Commun., vol. 17. no. 7, July 1999.

pp. 1205-1211.

6. The Institute of Electrical and Electronics Engineers. IEEE standard for Local and

Metropolitan Area Network Part 16: Air Interface for Fixed Broadband Wireless

Access Systems ,IEEE Std 802.16-2004.IEEE,2004



Access Systems ,IEEE Std 802.16-2001.IEEE,2001

8. The Institute of Electrical and Electronics Engineers .. IEEE Standard for Local

and Metropolitan Area Networks: Overview and Architecture, IEEE Standard 802-

2001,IEEE,2001



Access Systems - Amendment 2: Medium Access Control Modifications and

Additional Physical Layer Specifications for 2–11 GHz, IEEE Standard 802.16a-

2003

10. Timo Smura, Techno Economic Analysis of IEEE. 802.16a Based Fixed Wirelees

Access Network, Helsinki University of Tecnology, 2004.

11. WiMAX Forum, WiMAX’s Technical Advantage for Coverage in LOS and NLOS

Conditions, Aug 2004

12. http://www.ieee802.org/16

13. http://www.intel.com

14. http://www.WirelessMAN.org/

15. http://www.wimaxforum.com

LAMPIRAN A

Perhitungan Link Budget

Link budget downlink

a. Lokasi 1 (Masjid RisTi)

Data kondisi lapangan

Jarak = 0,21 km (NLOS)

Data Teknis :

Frekuensi = 3511,750 MHz

Modulasi = 16 QAM 1/2

Tx Power BS = 33 dBm

Loss Tx (konektor + feeder)

= 4,21 dB

Loss Rx (SSs) = 0 dB

Gain Tx (BS) = 17 dBi

Gain Rx = 6 dBi

Tinggi SSs = 5,12 inci

= 12,3 cm

Tinggi BS

Tinggi bangunan = 20 m

Tinggi antena = 3 m

Tinggi total = 23 m

Shadow fading komponen (tipe

terrain B) = 9,6 dB

b. Lokasi 2 (Gedung Widyaloka 1 RisTi)



Data Teknis :


Modulasi = BPSK 1/2



= 4,21 dB



Gain Rx = 6 dBi

Tinggi SSs = 0.123 m

Tinggi BS = 23 m


terrain B) = 9,6 dB

c. Lokasi 3 (RS Hasan Sadikin)



Data Teknis :





= 4,21 dB



Gain Rx = 15 dBi

Tinggi SSs = 3 m

Tinggi BS = 23 m


terrain B) = 9,6 dB

A-1

d. Lokasi 4 (Gedung Lippo GatSu)



Data Teknis :


Modulasi = QPSK 1/2



= 4,21 dB



Gain Rx = 15 dBi

Tinggi SSs = 3 m

Tinggi BS = 23 m


terrain B) = 9,6 dB

e. Lokasi 5 (Rumah Pak Mahyar)


Jarak = 5,38 km (LOS)

Data Teknis :





= 4,21 dB



Gain Rx = 15 dBi

f. Lokasi 6 (Cileunyi)



Data Teknis :


Modulasi = QPSK 1/2



= 4,21 dB



Gain Rx = 15 dBi

Tinggi SSs = 3 m

Tinggi BS = 25 m


terrain B) = 9,6 dB

g.Lokasi 7 (Rancaekek, RM Barito Minang)



Data Teknis :


Modulasi = QPSK 1/2



= 4,21 dB



Gain Rx = 15 dBi

Link budget Uplink

a.Lokasi 1 (Masjid RisTi)



Data Teknis :


A-2


Tx Power SSs = 24 dBm

Loss Tx = 0 dB


Gain Tx (SSs) = 6 dBi

Gain Rx = 17 dBi

Tinggi SSs = 5,12 inci

= 12,3 cm

Tinggi BS = 23 m


terrain B) = 9,6 dB

b. Lokasi 2 (Gedung Widyaloka 1 RisTi)



Data Teknis :


Modulasi = BPSK 1/2

Tx Power SSs = 24 dBm

Loss Tx = 0 dB



Gain Rx = 17 dBi

Tinggi SSs = 0.123 m

Tinggi BS = 23 m


terrain B) = 9,6 dB

c. Lokasi 3 (RS Hasan Sadikin)



Data Teknis :



Loss Tx = 0 dB

Loss Rx (BS) = 0 dB


Gain Rx = 17 dBi

Tx Power = 14,5 dBm

Tinggi SSs = 3 m

Tinggi BS = 23 m


terrain B) = 9,6 dB

d. Lokasi 4 (Gedung Lippo Gatot Subroto)



Data Teknis :


Modulasi = QPSK 1/2

Loss Tx = 0 dB



Gain Rx = 17 dBi

Tx Power = 21,5 dBm

Tinggi SSs = 3 m

Tinggi BS = 23 m


terrain B) = 9,6 dB

e. Lokasi 5 (Rumah Pak Mahyar)



Data Teknis :



Loss Tx = 0 dB


A-3

Gain Tx (SSs) = 15 dBi Tinggi SSs = 3 m

Gain Rx = 17 dBi Tinggi BS = 23 m

Tx Power = 20,5 dBm Shadow fading komponen (tipe

terrain B) = 9,6 dB

Tinggi SSs = 3 m

Tinggi BS = 23 m


terrain B) = 9,6 dB

g. Lokasi7 (Rancaekek, RM Barito Minang)



f. Lokasi 6 (Cileunyi) Data Teknis :

Data kondisi lapangan Frekuensi = 3411,750 MHz

Jarak = 19,95 km (NLOS) Modulasi = QPSK ½

Data Teknis : Loss Tx = 0 dB

Frekuensi = 3415,250 MHz Loss Rx (SSs) = 0 dB

Modulasi = QPSK ½ Gain Tx (SSs) = 15 dBi

Loss Tx = 0 dB Gain Rx = 17 dBi

Tx Power = 24 dBm Loss Rx (SSs) = 0 dB

Gain Tx (SSs) = 15 dBi Tinggi SSs = 3 m

Tinggi BS = 23 m Gain Rx = 17 dBi

Tx Power = 24 dBm


terrain B) =9,6dB

Link Budget Uplink

No Lokasi EIRP (dBm) Loss Propagasi (dB) RSL (dBm)

1 Gedung Widyaloka 1 RisTi 30 160,34 -117,5

2 Masjid RisTi 30 166,77 -123,98

3 RS Hasan Sadikin 29,5 117,33, -75,04

4 Gedung Lippo Gatot Subroto 36,5 131,18 -81,89

5 Rumah Pak Mahyar 35,5 126,85 -78,56

6 Cileunyi 39 153,46 -101,76

7 RM Barito Minang Rancaekek 39 130,42 -78,63

A-4

Link Budget Downlink

No Lokasi EIRP (dBm) Loss Propagasi (dB) RSL (dBm)

1 Gedung Widyaloka 1 RisTi 45,79 160,9 -109,11

2 Masjid RisTi 45,79 167,43 -115,64

3 RS Hasan Sadikin 45,79 118,743 -57,593

4 Gedung Lippo Gatot Subroto 45,79 132,82 -72,03

5 Rumah Pak Mahyar 45,79 127,1 -66,31

6 Cileunyi 45,79 155,5 -94,71

7 RM Barito Minang Rancaekek 45,79 130,6 -69,87

SNR perangkat

Avg. SNR (dB) Modulation

SNR < 4.5 No link 4.5 SNR < 6.2 BPSK_1/2 6.2 SNR < 8.6 QPSK_1/2 8.6 SNR < 11.5 QPSK_3/4 11.5 SNR < 15 16QAM_1/2 15 SNR < 19 16QAM_3/4 19 SNR < 21 64QAM_2/3 21 SNR 64QAM_3/4

Sensitivitas perangkat Pro ST (antenna eksternal)

Receiver sensitivity 64QAM_3/4 Rx Sens: -81.1 dBm

64QAM_2/3 Rx Sens: -83.1 dBm



QPSK_3/4 Rx Sens: -93.5 dBm


BPSK_1/2 Rx Sens: -97.8 dBm

A-5

Easy ST (antenna internal)

Receiver sensitivity 64QAM_3/4 Rx Sens: -81.1 dBm






BPSK_1/2 Rx Sens: -97.8 dBm

Throughput perangkat

Modulation Maximum Gross Burst Rate DL (85 %) UL (75%)

64QAM 3/4 13.1Mbps 11.135Mbps 9.825 Mbps

64QAM 2/3 11.6Mbps 9.86 Mbps 8.7 Mbps



QPSK 3/4 4.4Mbps 3.74 Mbps 3.3 Mbps

QPSK 1/2 2.9Mbps 2.465 Mbps 2.175 Mbps

BPSK 1/2 1.5Mbps 1.275 Mbps 1.125 Mbps

A-6

LAMPIRAN B-1

LOKASI PENGUKURAN

LAMPIRAN B-2

GAMBAR LOKASI PENGUKURAN

Gedung Widyaloka 1 RisTi

Masjid RisTi

B-1

RS Hasan Sadikin

Gedung Lippo Gatot Subroto

B-2

Cileunyi

RM Barito Minang

B-3

LAMPIRAN C

Tabel parameter kanalisasi pada OFDM

C-1

C-2

LAMPIRAN D

PRODUK AIRSPAN AS MAX

1. Arsitekur Sistem AS.MAX

D - 1

D - 2

2. List Produk AS.MAX

D - 3

3. Spesifikasi Teknik

D - 4

D - 5

D - 6

D - 7

D - 8

LAMPIRAN E

BLOK DIAGRAM PERANGKAT WiMAX Blok Pemancar

Blok penerima

[Intel, 802.16 Broadband Wireless Access: the next big thing in wireless, September

2003]

Blok Bagian Pemancar :

1. Randomization (pengacak)

Digunakan untuk meningkatkan keamanan dari sebuah pembawa yang tidak

termodulasi, menjamin jumlah yang cukup dari bit transmisi dan membantu clock

recovery.

E-1

2. Pengkodean

Pengkodean yang digunakan adalah Red Solomon

3. Mapper (Pemetaan sinyal)

Skema pemetaan atau modulasi digital yang digunakan ada 4 yaitu

BPSK,QPSK,16 QAM dan 64 QAM. Penggunaan skema pemetaan yang berbeda

dikarenakan untuk meningkatkan effisiensi bandwidth yang digunakan. Pemilihan

skema pemetaan bergantung pada kondisi kanal propagasi.

4. Serial to Pararel

Berguna untuk membagi sinyal yang masih dalam satu jalur frekuensi dan

membaginya kedalam 192 jalur frekuensi yang berbeda dengan kecepatan

keluaran yang lebih rendah pada setiap jalur frekuensinya.

5. Insert Pilot

6. IFFT

IFFT berfungsi sebagai OFDM baseband modulator, dimana setiap symbol

stream akan memodulasi frekuensi subscarier yang dibangkitkan oleh IFFT.

Jumlah IFFT yang digunakan adalah 256 FFT. Penggunaan IFFT akan menjamin

orthogonalitas antar subscarier. Output setiap proses transformasi 256 titik IFFT

akan membentuk sebuah symbol OFDM.

7. Cyclic Prefic

Cyclic Prefic befungsi sebagai guard interval.

Blok Bagian Penerima :

1. Remove Cyclic Prefic

Berfungsi untuk memisahkan sinyal dengan cyclic prefic yang mungkin telah

terkena efek intersymbol interference akibat pengaruh multipath.

2. FFT

Berfungsi sebagai baseband demodulator dengan cara mengubah sinyal domain

waktu ke domain frekuensi. Sinyal keluaran bukan berupa sinyal OFDM tetapi

merupakan sinyal frekuensi subscarier yang tidak lagi tegak lurus.

3. Channel Estimator

E-2

4. Pararel to Serial

Berfungsi untuk mengubah keluaran blok estimasi kanal dan interpolar yang

masih berupa jalur pararel dalam domain frekuensi menjadi satu jalur seri dalam

domain frekuensi.

5. Demapper

Berfungsi untuk merekonstruksi bit yang dikirim bedasarkan nilai kompleks ang

diterima sesuai dengan konstelasi modulasi yang digunakan.

6. Decoder

7. Derandomization

Berfungsi untuk mendapatkan kembali data informasi yang sebelumnya sudah

diacak.

E-3

Documents

Wimax