Abstrak
Perkembangan
teknologi komunikasi sangatlah pesat, di Indonesia sendiri yang merupakan salah
satu dari daftar Negara konsumen terbesar di dunia ini sudah tidak asing lagi
dengan teknologi internet. Bahkan kehidupan sehari-hari masyarakat Indonesia
sekarang ini sudah tidak bias dilepaskan lagi dengan internet. Contohnya lagi
para remaja-remaja yang suka sekali menggunakan jejaring sosial. Namun tak
jarang dari mereka tau bagaimana system kerja dari pemrosesan internet.
Disini penulis akan
membahas sebuah tema yang menarik untuk di sajikan, yaitu “Teknologi 4G”,
tentunya banyak orang yang sudah tau mengenai 4G bukan. Rumornya sih kecepatan
4G sangatlah jauh lebih cepat dari 3G. maka dari itu penulis akan menulis
tentang teknologi 4G atau bias disebut teknologi generasi ke-4. Tujuan dari
penulisan makalah ini utamanya adalah untuk memenuhi tugas matakuliah
Komunikasi Data yang di ampu Bapak Kusnawi M.Kom. dan memberikan informasi kepada pembaca mengenai
perkembangan teknologi 4G.
BAB
I
ISI
1. Dasar Teori
Berpindah dari generasi 3G
atau generasi ke-3, kini telah hadir teknologi ke 4 yaitu 4G atau generasi ke-4
yang memberikan kemampuan yang jauh lebih besar dari kemampuan generasi ke-3.
Sebut saja LTE atau Long-Term Evolution yang digunakan untuk komunikasi
wireless yang menawarkan kecepatan transfer data yang tinggi dan data terminal.
Semua itu berdasarkan pada GSM/EDGE dan UMTS/HSPA teknologi jaringan. Salah
satu implementasi jaringan 4G terdapat pada teknologi WiMax, yang merupakan
versi lebih cepat dari transfer data nirkabel melalui jaringan WiFi. LTE adalah
teknologi lain yang berusaha mendapatkan standar 4G meskipun belum cukup
memenuhi persyaratan ITU untuk kecepatan data. Meskipun demikian, WiMax dan LTE
telah diberi label sebagai jaringan 4G, meskipun pengakuannya masih memicu
sedikit kebingungan dan kontroversi. Karena kedua metode tersebut menggunakan
paket IP dan telah menunjukkan kemajuan dibandingkan standar 3G, ITU akhirnya
menyetujui pelabelan mereka sebagai 4G.
1.1 Wimax
WiMAX (Worldwide
Interoperability for Microwave Access), merupakan teknologi akses nirkabel pita
lebar (broadband wireless access atau disingkat BWA) yang memiliki kecepatan
akses yang tinggi dengan jangkauan yang luas. WiMAX merupakan evolusi dari
teknologi BWA sebelumnya dengan fitur-fitur yang lebih menarik. Disamping
kecepatan data yang tinggi mampu diberikan, WiMAX juga merupakan teknologi
dengan open standar, dalam arti komunikasi perangkat WiMAX diantara beberapa
vendor yang berbeda tetap dapat dilakukan (tidak proprietary). Dengan kecepatan
data yang besar (sampai 70 MBps), WiMAX dapat diaplikasikan untuk koneksi
broadband „last mile‟, ataupun backhaul. Hal yang membedakan WiMAX dengan WiFi
adalah standar teknis yang bergabung di dalamnya, jika WiFi menggabungkan
standar IEEE 802.11 dengan ETSI (European Telecommunications Standards
Intitute) HiperLAN sebagai standar teknis yang cocok untuk keperluan WLAN,
sedangkan WiMAX merupakan penggabungan antara standar IEEE 802.16 dengan
standar ETSI HiperMAN. Standar keluaran IEEE banyak digunakan secara luas di
daerah asalnya, Amerika, sedangkan standar keluaran ETSI meluas penggunaannya
di daerah Eropa dan sekitarnya. Untuk membuat teknologi ini dapat digunakan
secara global, maka diciptakanlah WiMAX.
1.1.A
Elemen Perangkat Wimax
A. Komponen BS terdiri dari:
a. NPU (networking
processing unit card)
b. AU (access unit card)
c. PIU (power interface
unit)
d. AVU (air ventilation
unit)
e. PSU (power supply unit)
f. CPE terdiri dari Outdoor
Unit (ODU) dan Indoor
Unit (IDU), perangkat
radionya ada yang terpisah dan ada yang terintegrasi dengan antena.
B. Antena
Antena yang dipakai di BS
dapat berupa sector 60°, 90°, atau 120° tergantung dari area yang akan dilayani
C. Subscriber Station
Secara umum Subscriber Station
(SS) atau (Customer Premises Equipment) PE terdiri dari Outdoor Unit (ODU) dan Indoor Unit (IDU), perangkat radionya ada
yang terpisah dan ada yang
terintegrasi dengan antenna.
1.2.B
Arsitektur Wimax
Sedangkan untuk arsitektur
dari WiMAX terdiri dari 3 arsitektur, yaitu sebagai berikut:
A. Arsitektur mobile WiMAX network.
Ada 3 komponen utama dalam arsitektur mobile WiMAX
menurut WiMAX forum yaitu:
a. User terminal.
b. ASN (Access Service
Network)
c. CSN (Connectivity Service
Network)
B. Arsitektur penyelenggaraan WiMAX Ada 3 skenario
utama, yaitu:
a. Poin to point.
b. Point to multipoint.
c. Mesh.
1.1.C
Manfaat dan keuntungan dari WiMAX
A. Para operator telekomunikasi dapat
menghemat investasi perangkat, karena kemampuan WiMAX dapat melayani
pelanggannya dengan area yang lebih luas dan tingkat kompatibilitas lebih
tinggi.
B. WiMAX salah satu teknologi memudahkan
dalam mendapatkan koneksi Internet yang berkualitas dalam melakukan aktivitas.
C. Teknologi WiMAX dapat melayani para subscriber,
baik yang berada dalam posisi Line Of Sight (posisi perangkat-perangkat yang
ingin berkomunikasi masih berada dalam jarak pandang yang lurus dan bebas dari
penghalang apa pun di depannya) dengan BTS maupun yang tidak memungkinkan untuk
itu (Non-Line Of Sight). Jadi di mana pun para penggunanya berada, selama masih
masuk dalam area coverage sebuah BTS (Base Transceiver Stations), mereka
mungkin masih dapat menikmati koneksi yang dihantarkan oleh BTS tersebut, dapat
melayani baik para pengguna dengan antena tetap (fixed wireless) maupun yang
sering berpindah-pindah tempat atau perangkat mobile lainnya.
1.2
LTE (Long Term Evolution)
3GPP LTE adalah nama yang
diberikan untuk standar teknologi komunikasi baru yang dikembangkan oleh 3GPP
untuk mengatasi peningkatan permintaan kebutuhan akan layanan komunikasi, LTE
adalah lanjutan dan evolusi 2G dan 3G sistem dan juga untuk menyediakan layanan
tingkat kualitas yang sama dengan jaringan wired. The 3rd Generation
Partnership Project (3GPP) mulai bekerja pada evolusi sistem selular 3G pada
bulan November, 2004. 3GPP adalah perjanjian kerja sarana untuk pengembangan sistem
komunikasi bergerak dalam rangka untuk mengatasi kebutuhan telekomunikasi di
masa depan (kecepatan data yang tinggi, efisiensi spektral, dan lain-lain).
3GPP LTE dikembangkan untuk memberikan kecepatan data yang lebih tinggi,
latency yang lebih rendah, spektrum yang lebih luas dan teknologi paket radio
yang lebih optimal.
3GPP RAN working group
memulai membuat standardisasi LTE/EPC pada Desember 2004 dengan studi kelayakan
terhadap evolusi UTRAN dan untuk semua EPC IP based. Dibulan Desember 2007
semua spesifikasi fungsional LTE teah diselesaikan. selain itu, spesifikasi
fungsional EPC telah dapat menjadi tonggak utama dalam interworking antara 3GPP
dan jaringan CDMA. Di tahun 2008, 3GPP working group terus meneliti untuk
menyelesaikan semua protokol dan spesifikasi performance LTE, dan tugas
tersebut dapat diselesaikan pada bulan Desember 2008 dan diakhiri dengan adanya
3GPP release.Long Term Evolution adalah sebuah nama yang diberikan pada sebuah
projek dan Third Generation Partnership Project (3GPP) untuk memperbaiki
standar mobile phone generasi ke-3 (3G) yaitu UMTS WCDMA. LTE ini merupakan
pengembangan dan teknologi sebelumnya, yaitu UMTS (3G) dan HSPA (3.5G) yang
mana LTE disebut sebagai generasi ke-4 (4G).
Pada UMTS kecepatan transfer
data maksimum adalah 2 Mbps, pada HSPA kecepatan transfer data mencapai 14 Mbps
pada sisi downlink dan 5,6 Mbps pada sisi uplink, pada LTE ini kemampuan dalam
memberikan kecepatan dalam hal transfer data dapat mencapai 100 Mbps pada sisi
downlink dan 50 Mbps pada sisi uplink. Selain itu LTE ini mampu mendukung semua
aplikasi yang ada baik voice, data, video, maupun IPTV. LTE diciptakan untuk
memperbaiki teknologi sebelumnya. Kemampuan dan keunggulan dari LTE terhadap
teknologi sebelumnya selain dari kecepatannya dalam transfer data tetapi juga
karena LTE dapat memberikan coverage dan kapasitas dan layanan yang lebih
besar, mengurangi biaya dalam operasional, mendukung penggunaan
multiple-antena, fleksibel dalam penggunaan bandwidth operasinya dan juga dapat
terhubung atau terintegrasi dengan teknologi yang sudah ada.
3GPP (3rd Generation
Partnership Project) mempunyai suatu latar belakang selama 10 tahun untuk
pengembangan WCDMA karena 3GPP berawal dan tahun 1998. 3GPP release ditunjukkan
pada gambar 6, dimulai dan WCDMA release, release 99 dan diikuti release
berikutnya. Arsitektur LTE dalam Sistem Komunikasi Seluler Arsitektur dasar
jaringan sistem komunikasi seluler seperti yang terlihat pada gambar 7 yang
terdiri dan tiga bagian utama, yaitu:
1) Base Station Subsystem (BSS) atau
disebut juga Radio SubSystem (RSS), yang terdiri dan MS, BTS, BSC, dan TRAU.
2) Network Switching Subsystem (NSS), yang
terdiri dan MSC, HLR, VLR, AuC, dan EIR.
3) Operation
and Maintenance System (OMS)
Base
Station Subsystem (BSS)
Dalam terminologi GSM, suatu
BSS adalah gabungan sebuah BSC dan semua BTS yang dikontrolnya serta sebuah TCE
atau TRAU.
- Base Transciever Station (BTS)
BTS merupakan tranceiver
yang mendefinisikan sebuah sel dan menangani hubungan link radio dengan Mobile
Station (MS). BTS terdiri dan perangkat pemancar dan penerima, seperti antena
dan pemroses sinyal untuk sebuah interface.
- Base Station Controller (BSC)
BSC berfungsi untuk
memonitor dan mengontrol sejumlah BTS. BSC juga mengatur sumber radio untuk
sebuah BTS atau lebih. BSC menangani radio-channel setup
(pengalokasian/pelepasan kanal), frequency hopping, dan handover intern BSC.
- Transcoder and Rate Adaptation Unit (TRAU)
TRAU biasa juga disebut
dengan TCE (Transcoding Equipment). Tugas dan TRAU antara lain adalah adaptasi
bit rate antara BSC dan MSC. Hubungan informasi kontrol (SS7) dan adaptasi bit
rate untuk transmisi data melalui telepon mobile.
Network
Switching Subsystem (NSS)
- Mobile Switching Center (MSC)
MSC pada jaringan GSM
merupakan suatu peralatan yang melakukan fungsi witching dasar yang mirip
dengan sentral digital pada ISDN ditambah dengan pengaturan mobilitas
pelanggan. Fungsi utama MSC adalah untuk koordinasi panggilan antar pelanggan
GSM, termasuk fungsi call routing dan call control. MSC juga bertanggung jawab
atas pengalokasian dan pelepasan kanal radio melalui BSC beserta mekanisme
location updating, handover, dan satu sel ke sel yang lainnya. Fungsi lain MSC
adalah sebagai penghubung antara satu jaringan GSM dengan jaringan lainnya
melalui Internetworking Function (IWF).
- Home Location Register (HLR)
HLR berisi rekaman database
permanen dan pelanggan dan merupakan database user yang utama. HLR juga berisi
rekaman lengkap lokasi terkini dan user.
- Visitor Location Register (VLR)
VLR berisi database
sementara dan pelanggan, digunakan untuk pelanggan lokal dan yang sedang
melakukan roaming. VLR memiliki pertukaran data yang lebih luas dan pada HLR.
VLR diakses oleh MSC untuk setiap panggilan, dan setiap MSC dengan sebuah VLR,
tetapi satu VLR dapat terhubung dengan beberapa MSC.
- Authentication Center (AuC)
AuC memproteksi jaringan GSM
terhadap penggunaan ilegal oleh user yang bukan pelanggan jaringan tersebut.
AuC juga memproteksi jaringan terhadap penyalahgunaan data pelanggan GSM. AuC
antara lain berisi parameter autentikasi pelanggan untuk mengakses jaringan
GSM, dan juga perangkat keras khusus untuk menjalankan algoritma enkripsi.
- Equipment Identity Register (EIR)
EIR merupakan register
penyimpan data seluruh mobile stations. EIR berisi IMEIs (International Mobile
Equipment Identities), yang merupakan nomor seri perangkat dan tipe code
tertentu. Mobile Equipment dibagi menjadi tiga kelompok, yaitu Blacklist, Grey
list, White list.
Operation
and Maintenance System (OMS)
OMS bertanggung jawab untuk
memonitor dan mengontrol jaringan GSM (semua elemen jaringan) dan
mengkombinasikan semua fungsi yang diperlukan untuk manjaga konsistensi
fungsional sistem secana global. OMC juga melakukan pengaturan pelanggan dan
tagihan.
2.
Cara Kerja
Cara
Kerja Wimax
Secara umum,Wimax terdiri
dari dua bagian yaitu base station Wimax dan Wimax receiver atau disebut juga
customer premise equipment (CPE).
-
Wimax
Base Station
Base station Wimax terdiri dari
elektronik indoor dan tower Wimax,Umumnya satu base-station menjangkau radius 6
mile (secara teori dapat menjangkau hingga radius 50 km atau 30 mile,tapi
prakteknya baru terbatas sekitar 10 km atau 6 mile.Dalam area layanan tersebut
dimanapun dapat mengakses internet secara wireless.Base station Wimax
menggunakan MAC layer(didefinisikan dalam standart),sebuah interface umum yang
membuat jaringan interoperable dan dapat mengalokasikan bandwitch uplink dan
downlink ke pelanggan berdasarkan kebutuhan pada satuan waktu tertentu.Setiap
base station menjangkau daerah yang dinamakan cell,maksimal radius dari cell
secara teori adalah 50 km(tergantung band frekuensi yang dipilih),namun
pengembangan yang umum adalah radius 3-10 km.Seperti jaringan mobile seluler,antenna
pada base-station dapat omnidirectional(cell yang circular),atau
directional(linear)atau sektoral.
-
Wimax receiver
Wimax receiver dapat terdiri
dari antenna yang terpisah(bagian yang terpisah antara receiver electronic dan
antenna)atau dapat berupa box sendiri atau PCMCIA card dalam laptop.Akses ke
base-station Wimax hamper sama dengan mengakses acces point dalam jaringan
Wi-Fi.Namun masih tingginya biaya instalasi CPE menjadi kendala karena
mmerlukan tenaga ahli dalam instalasi CPE untuk system BWA.
-
Backhaul
Backhaul lebih ke koneksi
dari acces point ke provider dan koneksi dari provider ke jaringan inti.Wimax
telah menggunakan teknologi frekuensi tinggi.Pengoptimalan Wimax terlertak pada
jenis transmitter(beam antenna)dan lokasi penggunaannya(dinding,gedung
tinggi).Selain itu pemancar transmitter HF dilakkan dengan sitem Beam
Shaping.Jadi mulai standar 802.16a,semua antenna pada sebuah base station dapat
saling terhubung untuk menyesuaikan beam characteristic terhadap jangkauan dan
bandwitch.Teknologu Transmisinya pun tergolong baru.Modulasi nya sinyal carrier
dilakukan secara parallel melalui modulasi Orthogonal Frequency Division
Multiplexing(OFDM).
Cara
Kerja LTE
Jaringan LTE atau disebut
Evolved Packet System (EPS) murni berbasis IP. Baik layanan real-time maupun
datacom dapat dibawa oleh protokol IP. IP address (IPv4 atau IPv6) dialokasikan
pada satu mobile handset dan akan dilepas ketika handset dimatikan.
LTE multiple access berbasis
OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access) yang dapat mencapai
kecepatan data yang sangat tinggi. Hal ini dikarenakan orde modulasi yang
tinggi (64 QAM), bandwidth yang besar (sampai 20 MHz), dan transmisi MIMO yang
digunakan pada arah downlink (sampai 4×4). Secara teori, kecepatan data sampai
170 Mbps pada arah uplink dan dengan MIMO dapat mencapai 300 Mbps pada arah
downlink.
Bagian Core Ntework dari LTE
yang disebut Evolved Packet Core (EPC) telah dipersiapkan untuk teknologi lain
yang tidak dikembangkan oleh 3GPP seperti WIMAX dan WIFI. Ada yang bersifat
trusted dan non trusted, tergantung perjanjian business antara operator.
Jaringan LTE sederhananya
terdiri dari Base Station yang disebut Evolved NodeB (eNB). Berbeda dengan
sistem 3G, pada EPS tidak terdapat controller / RNC, jadi antar eNB secara
langsung terkoneksi melalui interface X2, sedangkan koneksi ke arah core
melalui interface S1. Hal ini dimaksudkan untuk mempercepat proses setup time
dan mengurangi waktu yang diperlukan untuk handover. Setup time sangat penting
bagi layanan realtime data seperti online gaming, begitu juga handover pada
proses call.
Keuntungan lain adalah
protokol MAC yang berperan untuk proses scheduling hanya ada di UE dan base
station (eNB), sedangkan pada UMTS, MAC dan scheduling berada pada RNC. Pada HSDPA
MAC sub-layer ditambahkan di NodeB yang berfungsi sebagai proses scheduling.
Scheduling adalah komponen
penting untuk efisiensi radio resource. Transmission Time Interval (TTI) diset
hanya 1 ms. Selama tiap-tiap TTI, eNB scheduler melakukan proses sebagai
berikut:
-
Menganalisa
kondisi radio tiap UE. UE akan mengirimkan laporan keadaan kualitas radio yang
diperolehnya sebagai input ke eNB (sebagai scheduler) untuk menentukan Modulasi
dan Coding scheme yang digunakan. Penentuan kualitas radio ini menggunakan HARQ
(Hybrid Automatic Repeat Request) dengan soft combining dan rate adaptation.
-
Mengutamakan
layanan QoS antar UE.
-
Menginformasikan
UE mengenai alokasi radio resource.
Untuk memperoleh efisiensi
spektrum radio yang tinggi, pada arah downlink digunakan OFDMA dan untuk uplink
menggunakan SC-FDMA yang disebut juga DFT (Discrete Fourier Transform) spread
OFDMA.
OFDM adalah suatu teknik
modulasi dengan membagi satu bandwidth frekuensi pembawa (carrier) wideband
menjadi beberapa subcarrier narrowband. Pada OFDMA, subcarrier ini dapat
dishare kepada banyak user. Solusi ini tentunya akan menghemat spektrum
frekuensi lebih efisien namun diperlukan processor yang lebih cepat dalm proses
signallingnya. OFDMA juga memerlukan power amplifier yang dingan tingkat linearity
tinggi, sehingga menambah konsumsi battery. Akibatnya, handset LTE ini menjadi
sangat mahal.
KESIMPULAN
Dari studi yang dilakukan maka dapat diambil beberapa
simpulan sebagai berikut:
1. Kelebihan dari LTE memiliki UE (User
Equipment) adalah suatu teknik optimasi yang dapat meningkatkan kinerja sistem.
EU pada dasarnya memiliki sebuah transmiter untuk menghemat biaya dan juga
penghematan penggunaan baterai.
2. WiMAX dan LTE pada prinsipnya
merupakan teknologi yang dirancang untuk mendukung layanan mobilitas yang
tinggi serta dengan basis jaringan IP.
3. Memiliki
kemampuan dalam menjamin kualitas layanan (QOS) yang baik.
4. WiMAX dikembangkan oleh WiMAX forum,
sedangkan LTE dikembangkan oleh 3GPP
5. WiMAX berkembang dari operator yang
dikembangkan dari operator komunikasi data, sedangkan LTE merupakan evolusi
dari operator seluler 3G yang mengusung komunikasi berbasis voice dan data.
Daftar Pustaka
No comments:
Post a Comment