Blog Planet Wifi Router is designed as a study material for menperdalam about WI-MAX technology, Wifi, Wireless Internet. May be an asset to our progress sgucci: mobile WiMAX

Sarana dan Prasarana tempat tongkrongan kedai kopi sambil belajar Dasar-dasar WIFI, Hotspot, dan dunia internet

HOT NEWS

Showing posts with label mobile WiMAX. Show all posts
Showing posts with label mobile WiMAX. Show all posts

Wireless Architectures


The following section will provide a simple overview of wireless concepts and nomenclature to help the reader understand how WiMAX works and will assist the reader in com-municating with the WiMAX industry.

Wireless architecture: point-to-point and point-to-multipoint

There are two scenarios for a wireless deployment: point-to-point and point-to-multipoint.
  Point-to point and point-to-multipoint configurations

Point-to-point (P2P)
Point to point is used where there are two points of interest: one sender and one receiver.  This is also a scenario for backhaul or the transport from the data source (data center, co-lo facility, fiber POP, Central Office, etc) to the subscriber or for a point for distribution using point to multipoint architecture.  Backhaul radios comprise an industry of their own within the wireless industry.  As the architecture calls for a highly focused beam between two points range and throughput of point-to point radios will be higher than that of point-to-multipoint products.


Point-to-Multipoint (PMP)
As seen in the figure above, point-to-multipoint is synonymous with distribution.  One base station can service hundreds of dissimilar subscribers in terms of bandwidth and services offered.

Line of sight (LOS) or Non-line of sight (NLOS)?
The difference between line of sight and non-line of sight


Earlier wireless technologies (LMDS, MMDS for example) were unsuccessful in the mass market as they could not deliver services in non-line-of-sight scenarios.  This limited the number of subscribers they could reach and, given the high cost of base stations and CPE, those business plans failed.  WiMAX functions best in line of sight situations and, unlike those earlier technologies, offers acceptable range and throughput to subscribers who are not line of sight to the base station.  Buildings between the base station and the subscriber diminish the range and throughput, but in an urban environment, the signal will still be strong enough to deliver adequate service.  Given WiMAX's ability to deliver services non-line-of-sight, the WiMAX service provider can reach many customers in high-rise office buildings to achieve a low cost per subscriber because so many subscribers can be reached from one base station.  


WiMAX development scenarios


Kita akan memasuki jaringan 4G dengan membangun arsitektur yang merupakan perpaduan solusi VoIP dan Mobile IP based. Arsitektur ini merupakan perpaduan WiMAX micro-cell dengan Wi-Fi yang mendukung layanan voice dan data yang pada awalnya akan dikembangkan untuk daerah perkotaan dan akan dihubungkan dengan WiMAX macro-cell melalui  interoperability link WiMAX point-to-point. Kedepannya ketika mobile WiMAX akan memasuki pasar maka dibangun sesuai dengan model yang sama dengan layanan seluler untuk memenuhi tujuan jaringan 4G. 
WiMAX micro cell bergabung dengan Wi-Fi sebagai jalur migrasi menuju 4G Saat ini pengguna harus mulai mempertimbangkan apakah akan menggunakan Wi-Fi,WiMAX atau keduanya, karena beberapa device sudah mulai ditanamkan WiMAX Radio. Berbeda dengan Wi-Fi yang sudah sejak lama ada pada notebook, ponsel dan PDA. Untuk implementasi awal, WiMAX akan digunakan sebagai backhaul untuk memperluas WiFi hotspot dalam membentuk micro cell. Dengan WiMAX, hotspot akan dikonversi menjadi hotzone, agar ponsel Wi-Fi Voip seperti VoiceLine XJ100 yang dibuat oleh Net2Phone dapat tetap tersambung walaupun bergerak dari satu hotspot ke hotspot yang lain. Satu WiMAX base station dapat menangani ratusan megabit per detik data dan dapat menjadi feeder satu atau lebih Wi-Fi AP pada satu gedung.
Pembangunan Mobile WiMAX menuju 4G Mobile WiMAX telah ada sejak tahun 2007-2008 yang memfasilitasi pengguna ponsel VoIP dapat berkomunikasi pada area perkotaan,daerah pedesaan atau yang susah dijangkau jaringan kabel yang dilayani oleh spektrum WiMAX. Pengguna akan melakukan koneksi ke Wi-Fi (802.11) ketika mereka berada di hotspot, dan akan melakukan koneksi ke WiMAX (802.16) ketika mereka meninggalkan hotspot dan berada pada area layanan WiMAX. Untuk penawaran mobilitas, layanan wireless harus memiliki mobilitas seperti pada layanan telepon seluler. Solusinya adalah dengan membuat cell cell kecil,daripada mencoba menjangkau wilayah yang luas menggunakan satu antena.



ANTENA WIMAX DAPAT MENJANGKAU JARAK RADIUS 50KM


Jaringan akses internet menggunakan teknologi wireless sebenarnya sudah lama dikenal. Namun yang populer selama ini adalah penggunaan antena WiFi ber-gain type dish atau grid. Kelebihan antena ini dapat menangkap signal hingga 30-an kilometer. Antena jenis ini adalah antena penangkap signal sehingga memiliki kelemahan hanya bisa digunakan untuk satu komputer atau point to point. Artinya satu buah antena untuk satu user. Akses internet dengan antena jenis ini tentu saja memerlukan investasi yang tidak sedikit.

Di masa yang akan datang memang akan ada teknologi yang lebih baik dari teknologi WiFi yaitu WiMAX. Sampai sejauh ini, penggunaan teknologi WiMAX baru digunakan di segmen Metropolitan Area Networks (MAN) yang meliputi area dalam radius 50 km. Berdasarkan hasil riset TelecomViews, pada tahun 2010 atau 2011 diperkirakan lebih dari 40% pasar broadband nirkabel akan dikuasai WiMax. Untuk Indonesia, teknologi WiMAX mungkin baru akan tersedia setelah tahun 2010, oleh sebab itu, sebelum tersedianya infrastruktur WiMAX di Indonesia, kita bisa menggunakan teknologi WiFi untuk membangun jaringan akses internet murah.

Untuk membuat jaringan akses internet menjadi murah tentu saja harus bisa menekan investasi semurah mungkin. Membuat akses internet murah ini dapat dibuat menggunakan teknologi WiFi. Teknologi ni sebenarnya sudah lama dipergunakan oleh para ISP yang menyediakan sambungan wireless, namun sistem yang dipakai selama ini yaitu jenis antena WiFi penangkap signal yang dipasang pada setiap klien untuk menangkap signal yang dipancarkan dari ISP. Sistem ini menjadi mahal karena satu antena untuk satu klien.

Untuk menekan biaya semurah mungkin, akan disajikan cara pembuatan jaringan dengan mengadopsi cara kerja ISP. Dengan kata lain, Anda sebagai pemilik akan berperan sebagai ISP lokal untuk area tertentu. Komputer klien untuk jarak dekat dan tanpa hambatan hanya memerlukan wireless adaptor. Untuk Laptop, wireless adaptor ini biasanya sudah build in, sedangkan untuk PC yang belum dilengkapi wireless adaptor dapat dipasang wireless adaptor PCI atau USB.

Dengan menggunakan antena jenis pemancar atau penguat signal, Anda dapat mengadopsi teknologi yang dipakai oleh para ISP yang menyediakan sambungan wireless tersebut dengan menerapkan prinsip kerja sebagai ISP lokal. Akses internet yang Anda miliki dapat dipancarkan melalui antena penguat signal dan diakses oleh komputer klien. Antena ini adalah antena type omni yang memancarkan signal horizontal 360°. Antena omni penguat signal hasil produksi Indonesia yang tersedia saat ini baru bisa menjangkau
paling jauh untuk area 9 kilometer 360° (efektif jarak ± 1 km). Antena omni ini kompatibel dengan wireless tipe B, G atau N yang bekerja pada frekuensi 2,4 GHz. Aplikasi di lapangan Anda bisa saja menggunakan jenis lain yang dirasa lebih sesuai dengan kebutuhan.

Ada 2 (dua) macam antena omni (buatan lokal) yang direkomendasikan. Antena ini produk lokal asli Indonesia, yaitu Produk Gemini Tech Indonesia.
  1. Antena Omni OM 1524, harga Rp 750,000,- Antena dengan jangkauan maksimal 5 km² cocok dipergunakan untuk membangun jaringan akses internet pada komplek perumahan atau kawasan padat penduduk. Walaupun kekuatan maksimal 5 km namundirekomendasikan untuk klien yang letaknya tidak lebih dari satu km agar signal tetap kuat dan stabil.
  2. Antena Omni OM 2024, harga Rp 1.400.000,- Antena type ini memiliki jangkauan maksimal 9 km cocok untuk membangun jaringan akses internet yang lebih luas.Dengan antena jenis ini bisa dipergunakan untuk membuat ISP lokal atau dikembangkan untuk "warnet plus". 

Prinsip kerja jaringan akses internet ini adalah shared akses. Anda sebagai pemrakarsa atau pemilik harus menetapkan target lingkup sesuai kondisi lokasi. Misalnya Anda tinggal dalam komplek perumahan yang padat dengan user yang saling berdekatan dan target Anda membuat jaringan akses internet murah. Atau Anda dapat mengakses internet gratis unlimited. Bisa juga dengan target membuat jaringan akses internet dengan tujuan bisnis dengan bertindak sebagai ISP lokal.

Target akses internet murah bilamana biaya akses internet terbagi sama dengan beberapa klien termasuk Anda sebagai pemilik. Dengan cara ini tentu beban biaya menjadi sangat murah.

Target akses internet gratis bila biaya akses internet terbagi habis untuk klien tidak termasuk Anda. Sebagai pemilik, Anda bebas menggunakan tanpa ikut menanggung biaya.

Target bisnis bila jaringan akses internet melibatkan lebih banyak klien sehingga biaya yang dibebankan kepada klien akumulasinya lebih besar dari biaya akses yang harus dikeluarkan. Untuk tujuan ini paling efektif adalah membuat "warnet plus" yaitu akses internet yang selain melibatkan banyak klien juga dimanfaatkan untuk warnet.

Introducing "Private Mobile WiMAX"

How one company is leveraging the 802.16e mobile WiMAX technology profile to work over a wide range of spectrum and channel sizes to serve the demands for smart grid and other niche vertical applications. Interview with Stewart Kantor, CEO of Full Spectrum.

New electrical utility smart grid and other vertical applications are placing ever-increasing demands on existing data networks.  Starting initially with smart meters, electric utilities are needing to use their existing data networks for new mission critical distribution automation applications - including re-routing power in real-time from one geography to another where it is needed most.

Today most utilities typically operate their own private wireless mobile networks , delivering voice and a limited amount of data connectivity over a wide variety of technologies in both licensed and unlicensed bands.

While unlicensed spectrum solutions may have worked in the past in the most remote rural areas, the increase in new smart grid and work-force applications has driven the need for licensed solutions that can deliver consistent, high data throughput without possible interference from other networks.

Of course obtaining licensed spectrum comes with its own set of challenges.  Utilities are not always able find the spectrum they need, and assuming they do, are often at the mercy of obtaining it from the spectrum holder.

One company founded in 2006 has come up with an interesting approach.  "We went out and listened to what customers said they wanted," says Stewart Kantor, CEO of Full Spectrum.  "One of the things that utilities told us is that they wanted to use licensed frequencies with their existing tower locations."

In fact according to Kantor, almost every utility in the country has their own tower sites for their existing private LAN mobile radio systems.  "They all have mission critical voice applications that they run on their own," says Kantor.  "What we wanted to do was use their existing tower infrastructure with our base stations over the same frequencies they use for LAN mobile radio and provide them similar coverage."

Coverage is indeed one of the challenges as some utilities have up to 50% of their service area not covered by their existing networks.  Utilities often operate in a mix of dense urban to extreme rural areas and need to flexibility of operating in both.

The solution came in the form of a highly-customizable software defined radio.  The company has developed a single radio that covers all frequencies between 40-958GHz.  The operator can tune it based on the frequencies he has access and only needs to change the antenna.  "We took the mobile WiMAX standard and modified it to work in low frequencies below 1GHz and in very narrow channels at higher power," says Kantor.  "For example, in the 217MHz band there are 2x 500 kHz channels that we can operate 4 watts of transmit power and can do this for both mobile and fixed data."

In fact, Kantor often refers to Full Spectrum's technology as "inverted WiMAX" since it replaces high spectrum, wide channels and low power with low spectrum, narrow channels and high transmit power.

While the negative side of using narrow channels is less throughput or data capacity, the advantage is that it propagates much further.  Of course customers that need higher data rates can achieve them assuming they have more spectrum to work with.  Additionally, because of their lightly loaded network approach, utilities can increase data throughput with aggressive frequency reuse, taking the same narrow channels and using them in three sectors to increase data rate three times when needed.

"Take the Sprint/Clearwire network in Baltimore as an example," says Kantor.  "Utilizing 2.5GHz spectrum in a 5MHz channel at 200 milliwatts provides a coverage area of about 1.5-2 miles (12 square miles).  With our technology operating at 217MHz utilizing 500MHz channels at 4 watts, we are able to achieve a coverage radius of 20 miles (1,200 square miles)." The savings from not having to put additional towers can add up quickly, with additional towers costing up to $250,000 each, not to mention the long lead times required.

But just how much capacity do utilities really need and what kind of performance can they get with such narrow channels? In the past, the data demands of devices have been low, but the proliferation in the number of units and the use of new application such as video is pushing this further.

"Today utilities that use 9.6kbps to communicate are now looking for 1Mbps," says Kantor.  "They want to do video streaming for security and Wi-Fi at the sub-station for VoIP phones, and other work-force applications.  While not all of the device may be operating at high speed, there are now literally thousands of smart grid devices and the network needs to be able to handle all of them reporting frequently."

"For our radios, a good average number between QPSK modulation and 64-QAM at 2bits per second per Hertz in a 500kHz channel would be around 1 Mbps," says Kantor.  "Customers that have 6MHz of spectrum to work with can achieve up to 12 Mbps, increase this to 36Mbps with 3 sectors and frequency reuse."


Typical customer Land Mobile Tower Site

But why not just piggy-back off the data networks of one of the major 3G or 4G carriers? With their new data networks being built-out, Verizon, AT&T and others are aggressively marketing their services to utilities for smart meters as well as other M2M (machine to machine) applications in other industries.

"While providing services for automated meter reading is very competitive with many cellular companies participating, we feel that utilities are eventually are going to want to move to a licensed, private solution," says Kantor.  "Some utilities may choose to use cellular in the short term, but with the complexity of smart grid technologies will eventually want to move to their own private network, especially with something this mission critical."

Although not able to disclose the names of specific companies, Full Spectrum is planning pilots this summer with several large US public utilities, testing the equipment and applications in various frequency bands and channel sizes.  They will be testing performance of frequency, range, data-rate as well as distribution automation and mobile workforce management applications.  The results of the testing will be used to determine which applications work best in a given spectrum and geography.

So why use mobile WiMAX as opposed to other wireless technologies? "We often have to explain to customers why we chose WiMAX," says Kantor.  "We could have chosen LTE and made the changes, but we figured the robustness of WiMAX for TDD and quality of what you get with the standard made it the right choice."