## Mobilitas Wimax untuk Mendukung Layanan Perangkat Mobile
Zuly Budiarso Program Studi Teknik Komputer Fakultas Teknologi Informasi, Universitas Stikubank email : zbudiarso@gmail.com

## Abstrak
Generalisasi  jaringan  komputer  masa  depan  harus  memiliki  beberapa  karakteristik,  yaitu variable and high data rates, quality of services, dan seamless mobility. Perkembangan teknologi telekomunikasi  guna  memperluas  kemampuan  mobilitas  akses  bagi  pengguna  menuntut perkembangan jaringan pula, hal ini menyebabkan kesenjangan antara jaringan 3G dan (W)LAN. Kemampuan mobilitas sistem guna mendukung layanan baru bagi perangkat mobile seperti audio/video  streaming,  roaming,  portability,  technology  dan  full  mobility . Untuk  menjawab tantangan  di  asta  diperlukan  sebuah  piranti simulasi  yang  sesuai  guna  memberikan  dukungan data. Fungsi perangkat tersebut adalah untuk mengukur bagaimanakah kemampuan mobilitas dari arsitektur  jaringan  WiMAX  terhadap  jaringan  yang heterogeneous maupun homogeneous dan seberapa efisien dukungan terhadap mobilitas berkaitan dengan penanganan delays dan overhead
Kata kunci : Wimax, FWA, Handover

## PENDAHULUAN
Jaringan  generasi  masa  depan  akan dicirikan  oleh  variabel  data dan  transfer  data kecepatan  tinggi,  kualitas  layanan  dan kemampuan  serta  kemudahan mobilitas,  baik dalam  jaringan  maupun  antar jaringan  yang berbeda teknologi dan penyedia layanan. Aspek yang menjadi  elemen penting  dalam  global jaringan generasi  adalah  standarisasi  untuk kebebasan  penjual dan  interoperabilitas. Arsitektur ini bertujuan untuk  menerapkan data kecepatan tinggi, Quality  of  Service (QoS), cakupan  area  serta biaya perluasannya  yang rendah untuk  sebuah teknologi  akses  nirkabel hingga pada skala metropolitan.
Ada banyak teknologi akses nirkabel baru dan standar-standar yang sedang dikembangkan hingga  saat  ini, guna meningkatkan mobilitas, data rate dan layanan pengguna  sehingga mampu mengisi  suatu  posisi  pada jaringan generasi masa depan. Sistem komunikasi selular yang  berawal  dari rangkaian saklar  tetap lalu lintas suara di jaringan  telepon  publik,  telah berevolusi  untuk  mendukung lalu  lintas QoS
berbasis paket data bersamaan dengan mobilitas global. WiMAX,  berbasis IEEE  Std.  802,16 berupaya  untuk  membawa  kualitas  layanan (QoS), data  kecepatan  tinggi dan  cakupan area jaringan komputer nirkabel, dan bekerja sebagai solusi "titik mil terakhir" untuk akses pengguna. Teknologi ini membawa harapan dalam mengisi kesenjangan  antara  3G  dan  LAN  nirkabel (WLAN). Sebuah celah perbedaan dimana QoS yang lebih unggul daripada jaringan selular akan digabungkan dengan fleksibilitas dan skalabilitas dari teknologi IP.

## PEMBAHASAN

## Fixed Wireless Access
Fixed Wireless Access (FWA) merupakan infrastruktur  jaringan  nirkabel yang  akan menggantikan  kabel,  yang  disebut  juga sebagai Fixed Wireless Radio atau Wireless Local Loop , dan  memiliki  tujuan  utama  mengganti  titik hubungan  antara  pengguna  dan backbone, sehingga dapat  menjadi backhaul  nirkabel. Jaringan FWA  tidak memerlukan  kecepatan dalam beradaptasi  dengan  perubahan  yang
dibawa oleh mobilitas, tetapi masih dapat sangat fleksibel  dibandingkan  dengan  koneksi  kabel biasa. Perluasan sebuah  jaringan  FWA bagi pengguna  baru agr dapat  akses  langsung  tanpa harus menggali kabel, karena hanya memerlukan perangkat  keras  yang  terpasang  pada  pengguna akhir saja jika sistem sudah digunakan.
Gambar 1 Topologi FWA
Ada tiga jenis FWA topologi.
- Point  to  Point  (PTP) , memiliki  dua  sistem base station dengan komunikasi statis yang dikonfigurasi  untuk  hubungan  antara  kedua stasiun  dasar  saja. Link  ini  dicirikan  oleh bandwidth  yang  lebih  tinggi  dibandingkan dengan  sistem  dan  PTP dapt diarahkan dengan memanfaatkan antena.
- Point  to  Multipoint  (PMP) adalah  akses jaringan ke base  station yang lebih  kuat dengan beberapa pelanggan sub stasiun yang lebih kecil. Pengguna dapat akses langsung ke  jaringan  setelah  menginstal  peralatan pengguna.  Di  sini  pelanggan  dapat menggunakan    antena yang diarahkan  ke arah  base  station,  di  mana  base  station menggunakan Omni-directional atau antena pengarahan.
- Multipoint  to  Multipoint juga  disebut mesh network ,  yang  mana  tidak  ada model sentralisasi base  station .  Semakin  banyak pengguna transmitters bergabung  dengan
mesh , maka cakupan area akan meluas/meningkat.
Gambar.2 Perbedaan Ukuran Jaringan Sistem FWA dicirikan oleh kemampuannya pada  transmisi Line  of  Sight
(LOS)  atau Non  Line  of  Sight (NLOS).  LOS sistem  biasanya  beroperasi pada frekuensi  di atas  20  GHz  dimana pada  beberapa  bagian karakteristik transmisi gelombang  radio membuatnya  lebih  rentan  terhadap  pemantulan dan terblokir/terhalang.

## Handover
Handover merupakan proses yang penting dalam sistem  selular  dan  didefinisikan  oleh migrasi dari Mobile Station (MS) secara nirkabel dengan Base Station (BS) yang berbeda. Alasan seperti itu akan mengubah selular yang overload atau  MS telah  keluar dari  jangkauan  transmisi BS. Serving BS  adalah BS  yang  bergabung dengan  stasiun  selular sebelum  terjadinya handover , dan target BS adalah BS yang baru.
1. Hard Handover
Dalam hard handover stasiun selular akan menyela komunikasi  dengan Serving BS  dan membuat  transisi/berpindah ke BS target.  MS yang sudah  terdaftar pada BS target,  kemudian dapat menerima dan mengirim ke BS yang baru penggantinya. Handover jenis ini sering disebut sebagai break-before-make . Handover
(pelimpahan)  jenis  ini  merupakan cara  yang paling  umum  untuk  melakukan handover dan digunakan  dalam  sistem  seperti  UMTS dan WiMAX.
2. Soft Handover
Selama proses ini, MS akan tetap menjaga hubungan pada kedua BS sebelum pelimpahan/penyerahan,  yang  sering  disebut
make-before-break .  Mobile  stasiun  dengan cara seperti  ini  akan  selalu  terhubung  selama handover. Pada umumnya hal ini ada di UMTS dan sistem berbasis 802.16e.
Arsitektur Handover
Dilihat  dari  sudut  pandang arsitekturnya, terdapat  dua  jenis arsitektur  yaitu vertikal  dan horisontal. Handover horisontal adalah handover antar BS yang mmeiliki teknologi jaringan yang sama sementara handover vertikal dibuat antara BS  yang  terhubung  dengan  teknologi  jaringan yang berbeda. Baik horisontal dan vertikal dapat terdiri dari hard  handover atau soft  handover . Aspek  teknis  mobilitas  vertikal  dalam  jaringan heterogen,  dapat  dibagi  menjadi  tiga  bagian mendasar.
- Resource  Management meliputi  aspek sumber daya dalam bentuk end-to-end QoS dan kapasitas jaringan dll
- Teknis Mobilitas bagaimana model jaringan terpadu  dan  protokol  apa  yang  akan  dibagi antara mereka.
- Service  Management lokasi  berkaitan dengan  manajemen,  posisi  pengguna  dan Otentikasi, Otorisasi dan Accounting.

## Komposisi Jaringan
Beberapa  sistem  menawarkan  rentang jangkauan yang luas dan transmisi radio dengan bandwidth  rendah  sedangkan  yang  lain menawarkan  jangkauan  transmisi yang  sempit dan  bandwidthnya tinggi. Bila  semua  teknologi ini  bekerja  sama  untuk  maka mereka membentuk jaringan heterogen. Sebaliknya dari jaringan heterogen adalah jaringan homogen.

## 1. Homogen
Jaringan homogen,  teknologi yang digunakan untuk berbagai komponen semuanya sama. Contoh  dalam sistem ponsel berbasis teknis Wideband Code Division Multiple Access (WCDMA).  Pengguna  dari  ponsel  WCDMA sistem  hanya  dapat  memanggil antar anggota jaringan  yang  berarti  bahwa  mereka  tidak akan bisa  memanggil jika misalnya    masyarakat penguna beralih ke  suatu jaringan  telepon sementara dua  jaringan tersebut berbeda dan tidak saling terhubung. Namun dalam kenyataan kedua jaringan tersebut sebenarnya dapat saling
terhubung  sehingga membentuk  jaringan heterogen.

## 2. Heterogen
Beberapa jaringan homogen dari berbagai jenis  jaringan  saling  terhubung  membentuk sebuah  jaringan  heterogen.  Contoh  jaringan heterogen ada dalam suatu  perusahaan  terdiri dari beberapa  lantai bangunan, yang  terhubung ke  Internet  dengan  kabel  serat  optik  yang disediakan  oleh  ISP  lokal pada  satu  lantainya. Sementara untuk menghubungkan bagian kantor di lantai yang berbeda, perusahaan menggunakan  kabel  twisted  pair  dan  teknologi Ethernet. Masing-masing  kantor  mereka gunakan  802,11  untuk  mendapatkan  akses nirkabel ke jaringan perusahaan dan internet. Beberapa karyawan menggunakan Bluetooth untuk melakukan sinkronisasi dengan PDA  dengan  komputer.  Semua bentuk ini memiliki teknologi yang  berbeda  dan dapat dipandang sebagai sub jaringan yang terhubung ke  jaringan  perusahaan  dan  mereka  bersama- sama  membangun  jaringan  yang  heterogen. Dalam  sebuah  jaringan  yang  heterogen, arsitekturnya jauh lebih kompleks saat teknologi yang  berbeda  harus  bekerja  bersama-sama. Permasalahan  yang  timbul  adalah  kedua  yang berkaitan  dengan hardware dan software .  Saat melakukan  koneksi, kedua  teknologi  yang berbeda tersebut harus  memiliki beberapa komponen  dalam  jaringan  yang mendukung teknologi, baik dalam  perangkat  keras  maupun perangkat lunak.

## WiMAX
Teknologi  WiMAX  sebagai  nama umumnya  adalah  BFWA  sistem  dengan  tujuan memberikan  "titik  mil terakhir" yang fixed, nomadic, portable dan koneksi nirkabel bergerak hingga pada  skala metropolitan. The  Physical (PHY) dan MAC-layer telah dikembangkan oleh IEEE  802,16  yaitu  kelompok  kerja  untuk Broadband Wireless  Access agar  dapat mengaktifkan  dan mengembangkan  standar perluasan jaringan broadband nirkabel  di  area metropolitan.
Membentuk dasar  teknologi  WiMAX adalah  IEEE  Std.  802,16.  Meskipun  awalnya ditujukan sebagai sistem BFWA yang melayani
sebagai backhaul dalam PMP  arsitektur jaringan,  telah melakukan  revisi  standar  untuk mendukung  berbagai  bentuk  mobilitas.  Yang sekarang  aktif, standar  802,16-2004, yang digunakan untuk  instalasi tetap,  mendukung bandwidth sebesar  70  Mbps  atau  2-10  Mbps  / pengguna yang dicakup hingga 10 Km persegi. Amandemen mobilitas,  802.16e,  menambahkan dukungan  untuk  nomadic  roaming.  Standar  ini menentukan roaming dari station pelanggan antar BS WiMAX.
Spesifikasi  rancangan  yang  sekarang menambahkan  layanan  baru  yang  disebut penjadwalan extended real time Polling Service (ertPS),  yang  menggabungkan  efisiensi dari Unsolicited Grant Service (UGS) dan real-time Polling  Service (rtPS).  Hal  ini  memungkinkan bandwith  yang  tidak  diinginkan  seperti pada UGS,  tetapi  dengan  ukuran  seperti  rtPS yang dinamis.
Gambar 3. Arsitektur WiMAX Sebuah  gambaran  dari  arsitektur  jaringan yang dapat disajikan dengan  beberapa  bagian seperti  (Mobile) Subscriber  Station ((M)SS), Access Service Network (ASN) dan Connectivity Service Network (CSN). ASN yang terdiri dari satu atau beberapa ASN Gateways dan BS, radio WiMAX mencakup suatu wilayah  geografis. ASN mengelola fungsi akses MAC seperti paging,  locating , Radio  Resource  Management (RRM)  dan  mobilitas  antara  BS. CSN  adalah kumpulan fungsi jaringan  untuk  menyediakan konektivitas IP ke stasiun WiMAX. CSN berisi gateways  untuk  akses Internet,  router,  proxy
server atau  untuk  AAA,  alokasi  IP, user database , dan perangkat internetworking. Ia juga menangani  admisi  dan  kebijakan  kontrol, mobilitas  antara  WiMAX  dan layanan  spesifik ASN seperti Location Based Service.
Layanan  Penegakan  Hukum. Teknologi WiMAX mendukung 2-way PMP  jaringan  dan sebuah bentuk topologi  jaringan desentralisasi disebut mesh.  Mesh modusnya  berbeda  dari PMP dimana dalam mode PMP SSs yang hanya berkomunikasi dengan  BS  dan  semua traffic melalui  BS. Sedangkan di  modus mesh semua node  dapat  berkomunikasi  satu  sama  lain  baik secara langsung  atau multi-hop  routing melalui SSs lainnya.  Sebuah  sistem  dengan  akses  ke sambungan backhaul disebut Mesh BS, sedangkan  sisanya  adalah  sistem  yang  disebut Mesh SS. Walaupun mesh memiliki sistem Mesh BS, sistem ini juga harus berkoordinasi dengan node lainnya.
Memilih  frekuensi  untuk  mengaktifkan peralatan yang kompatibel di seluruh dunia tidak mudah, karena setiap negara memiliki peraturan tentang  spektrum  frekuensi.  WiMAX  Forum yang  telah  memilih  tiga  grup  band  frekuensi untuk  teknologi  3,3-3.8GHz,  2,3-2.7GHz  dan 5,75-5.85GHz di mana dua band yang berlisensi dan yang terakhir adalah bebas lisensi. Pekerjaan WiMAX tentu  saja  masih dalam  proses, dan oleh  karena  itu  semua fitur yang  dimaksud belum  siap. Rencana  WiMAX  Forum  yang utama adalah  rencana untuk  menyelesaikan pekerjaan  untuk menetapkan  jaringan dan layanan  seperti backhauls ke  fasilitas  hotspot Wi-Fi  dan  transmisi luar  antar  BS dan konsep pembangunannya,  termasuk WiMAX  Forum untuk melengkapi perpindahan area penggunaan, termasuk  transmisi tetap untuk antena indoor dan piconets di kampus. Mobilitas pasar, dengan fitur percepatan mobilitas pada kendaraan, diharapkan akan  dicapai  pada  tahun  2007  atau 2008.
WiMAX Forum adalah organisasi nirlaba yang  didirikan  pada  tahun  2001  dan  memiliki lebih  dari  290  anggota  [18].  Anggota  WiMAX Forum  adalah  campuran  dari  perusahaan  besar dan  kecil yang semuanya berkeinginan  untuk mengambil bagian dari upaya standardisasi dan sertifikasi.  Pekerjaan  WiMAX  Forum  adalah untuk menjamin interoperabilitas dan conformance antara  peralatan  akses  broadband
nirkabel  berdasarkan  IEEE  802,16  dan  ETSI5 Hiper-MAN  standar.  Mereka  berusaha  untuk menggabungkan  kedua  standar  dan  membuat proses sertifikasi untuk  produk-produk yang mengikuti    teknologi  WiMAX.  Untuk melakukannya  forum bekerja  sama  dengan  tim pengembangan dari 802,16 dan orang-orang dari perusahaan-perusahaan yang bergerak di bidang- bidang  seperti  integrasi  sistem,  aplikasi  dan peralatan pabrik.
WiMAX Forum menyelesaikan pekerjaannya  hingga pada  tes  skrip  yang digunakan  untuk  memeriksa  antar-operability dengan teknologi WiMAX pada bulan Mei 2005 dan  sertifikasi  laboratorium  dibuka  pada  bulan Juli  2005.  Standar  IEEE  802.16e  yang  diakui dan disetujui  pada  kuartal  terakhir  tahun  2005 bertujuan  bagi WiMAX  Forum  untuk  memulai uji sertifikasi dalam kuartal ketiga tahun 2006.

## Mobilitas homogen
Mobilitas homogen pergerakan dari suatu MS  antara jaringan-jaringan yang berteknologi sama. Mobilitas homogen tidak begitu kompleks dibandingkan  dengan  mobilitas  heterogen saat tidak ada teknologi lain atau sistem yang harus mempertimbangkan jaringan ketika  bergerak  di dalam suatu jaringan  homogen.  Mobilitas  ini hanya  membutuhkan  dukungan  dalam  jaringan itu sendiri  dan  ini  mengakibatkan  solusi yang tidak  begitu  rumit untuk mekanisme roaming dalam  hal pengukuran,  seperti  misalnya Signal to Noise Ratio (SNR) .
Proses handover yang  terdiri  dari  enam tahap yaitu re-seleksi sel, keputusan dan inisiasi handover,  sinkronisasi  untuk  menargetkan  BS downlink , memulai hubungan,  penghentian layanan  dan pembatalan handover . Reselection sel adalah  tahap  di  mana  MS  memperoleh informasi  tentang  BSs pada suatu jaringan. Informasi ini digunakan untuk evaluasi terhadap kemungkinan  untuk  melakukan handover. Hal ini  dapat  dilakukan  dengan  menggunakan informasi pada topologi  jaringan  atau memerlukan  pemindaian interval  untuk memperoleh informasi yang diperlukan.
Dengan  hasil  inisiasi  ini  handover dapt diputuskan untuk  bermigrasi layanan MS  dari serving BS  ke  target  BS.  Keputusan  ini  dapat dipicu  di  MS  maupun  di BS. Untuk  membuat komunikasi  dengan  BS target, harus  dilakukan
sinkronisasi saluran MS downlink nya.  Selama tahap  ini,  MS akan  menerima  parameter transmisi untuk downlink dan uplink . Pemutusan layanan  di  serving BS  adalah  langkah  terakhir dalam  proses handover.  Selama handover, MS memiliki hak  untuk  membatalkan  handover normal  dan  melanjutkan  komunikasi  dengan serving BS.
WiMAX handover mengembangkan standar 802,16  dan juga termasuk  mekanisme untuk handover .  Sementara  standar  802,16 memberikan dukungan untuk handover antar BS WiMAX  menawarkan  protokol handover yang lebih baik di dalam struktur jaringan. Arsitektur WiMAX  yang  akan  mendukung  mekanisme seperti  intra  /  antar  ASN handover,  roaming antara  NSPs, soft  handover  dengan kecepatan tinggi  pada  kendaraan dan mobilitas mikro  / makro.

## KESIMPULAN
Mobilitas di jaringan merupakan penyusunan area atau daerah dan hal ini menarik untuk dapat mengambil  bagian  dari  hasil yang telah diperoleh dari organisasi seperti IEEE dan WiMAX  Forum. Dukungan  untuk  horisontal handovers  tampaknya  juga telah dikembangkan oleh kedua standar 802.16e dan WiMAX. Dasar hard  handover yang didukung oleh soft handover dan keterhubungan BS yang  cepat. Jika  MS  memiliki  koneksi  yang  peka seperti terhadap  kehilangan  atau  keterlambatan  paket, dapat digunakan soft handover atau keterhubungan BS yang cepat. Namun jika kinerjanya yang  tidak diutamakan  maka hard handover sesuai  untuk digunakan  dan  sumber daya jaringan akan dapat dipisahkan.
Standar 802.16e ditujukan untuk memberikan  mobilitas  melalui  roaming  melalui mekanisme  yang  ditetapkan  untuk handover. Suatu
MS  ada  kemungkinannya untuk mengumpulkan informasi yang diperlukan untuk membuat  keputusan  dan handover, ketika keputusan handover dibuat, MS  dapat  memilih jenis handover terbaik sesuai dengan kebutuhan.
Mekanisme  di MAC-layer yang  lebih didukung  oleh handover , dan handover akan mengumpulkan  informasi inti  dalam  jaringan. MAC-layer pada 802.16e rumit, dengan banyak informasi  yang  disebutkan  tetapi  tidak
dijelaskan.  Banyak  rincian tersebut  disebut sebagai  "keluar  dari  lingkup"  dari lapisan  yang lebih tinggi.

## DAFTAR PUSTAKA
Michael Carlberg Lax and Annelie Dammander WiMAX, 2006, A Study of Mobility and a MAC-layer Implementation in GloMoSim,
Umea University Department of Computing  Science SE-901  87  UMEA  , SWEDEN
Gaurav Nigam, 2008, Wimax, Computer Science And Engineering  School Of Engineering Cochin  University  Of  Science  & Technology, Cochin
Kolbrun Johanna Runarsdottir, 2008,
Comparison of Mobile WiMAX and HSDPA, KTH School of Information and Communications Technology (ICT) Department of Communication Systems (CoS), Stockholm, Sweden
Mika  Husso,  2006, Performance  Analysis  of  a WiMAX System under Jamming , Department of Electrical and Communications Engineering, Communications  Laboratory,  Helsinki University Of Technology, Finland
Mohammad  Azizul  Hasan,  2007 Performance Evaluation  of  WiMAX/IEEE  802.16 OFDM Physical Layer, Helsinki University Of Technology, Finland