1
TUGAS AKHIR
STUDY APLIKASI MOBILE VIDEO CONFERENCE
PADA CDMA 2000
Dibuat oleh :
Nama : Dwi Aswari Rediniasih NIM : 0140312-084
Peminatan Teknik Telekomunikasi Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Industri UNIVERSITAS MERCUBUANA
JAKARTA 2008
2
TUGAS AKHIR
STUDY APLIKASI MOBILE VIDEO CONFERENCE
PADA CDMA 2000
Diajukan Guna Melengkapi Sebagian Syarat
Dalam mencapai gelar Sarjana Strata Satu (S1)
Disusun Oleh :
Nama : Dwi Aswari Rediniasih NIM : 0140312-084
PEMINATAN TEKNIK TELEKOMUNIKASI JURUSAN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK INDUSTRI UNIVERSITAS MERCUBUANA
JAKARTA 2008
3
SURAT PERNYATAAN
Saya yang bertanda tangan dibawah ini : Nama : Dwi Aswari Rediniasih NIM : 0140312-084
Jurusan : Teknik Elektro Fakultas : Teknik Industri
Judul Skripsi : Study Aplikasi Mobile Video Conference pada CDMA2000 Dengan ini menyatakan bahwa hasil penulisan skripsi yang telah saya buat ini merupakan hasil karya sendiri dan benar keasliannya. Apabila ternyata di kemudian hari penulisan skripsi ini merupakan hasil plagiat atau penjiplakan terhadap karya orang lain, maka saya bersedia mempertanggungjawabkan sekaligus bersedia menerima sanksi berdasarkan aturan di Universitas Mercu Buana.
Demikian pernyataan ini saya buat dalam keadaan sadar dan tidak dipaksakan agar dapat digunakan sebagaimana mestinya.
Penulis
4
LEMBAR PENGESAHAN
Tugas akhir telah disahkan dan diterima sebagai syarat dalam mencapai gelar Sarjana Strata-1 dengan judul:
STUDY APLIKASI MOBILE VIDEO CONFERENCE
PADA CDMA 2000
Disusun oleh :
Nama : Dwi Aswari Rediniasih NIM : 0140312-084
Jurusan : Teknik Elektro Peminatan : Telekomunikasi
Jakarta, 02 Maret 2008
Pembimbing
(Ir. Bambang S Hutomo, Bc.TT.)
Koordinator Tugas Akhir : Ketua Jurusan Teknik Elektro:
5
ABSTRAK
Mobilitas adalah ciri masyarakat modern. Bagi masyarakat yang demikian, tuntutan terhadap layanan komunikasi sudah ”naik kelas”. Mereka tidak cukup sekadar disediakan layanan yang bersifat mobile (sesuai sifat mereka), tapi juga layanan tersebut harus andal, cepat, dan lebih personal. Mereka tak ingin lagi dibatasi oleh ruang dan waktu. Dunia yang diharapkan adalah yang life unlimited, alias tanpa batas. Dan, teknologi 3G, untuk saat ini merupakan solusi paling tepat menjawab tuntutan tersebut.
Video call atau video conference sudah bisa dilakukan sejak lama,
terutama ketika teknologi satelit komunikasi mulai diperkenalkan. Namun, model komunikasi satelit, selain tidak efisien dan mahal, juga memiliki banyak keterbatasan. Akibatnya, secara bisnis, relatif sulit dikembangkan menjadi teknologi yang bersifat massal dan personal. Hal ini berbeda dengan yang dicapai melalui teknologi 3G, orang bisa menikmati layanan multimedia dengan harga relatif murah.
Teknologi CDMA dikenal memiliki kualitas suara yang lebih jernih, tahan terhadap interferensi dan memiliki tingkat kerahasiaan yang tinggi dimana hal ini berkaitan dengan proses acak pada teknik ini. 3G CDMA yang telah distandarkan oleh ITU yaitu CDMA2000 1x EV yang dapat menyalurkan data dengan kecepatan sampai 2.4 Mbps (1xEV-DO) dan 3,09Mbps (1x EV-DV). Dengan kecepatan data yang dapat diberikan itu, teknologi CDMA2000 1x EV ini dapat mendukung layanan 3G multimedia seperti video call ataupun video conference. Aplikasi mobile video conference yang dibahas pada tugas akhir ini menggunakan arsitektur video conference 3GPP2 3G-324M. Dengan menggunakan arsitektur 3G-324M yang mendukung aplikasi video conference dengan bit rate rendah diharapkan mobile video conference dapat diaplikasikan dengan baik.
6
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis ucapkan ke hadirat Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat dan karuniaNya sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini.
Tugas Akhir dengan judul “Study Aplikasi Mobile Video Conference pada CDMA2000” ini, diajukan untuk memenuhi salah satu persyaratan kurikulum Sarjana Strata Satu (S1) Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik Industri, Universitas Mercu Buana Jakarta.
Penulisan Tugas Akhir ini tidak lepas dari bantuan berbagai pihak. Untuk itu penulis mengucapkan terimakasih yang sebesar-besarnya kepada:
1. Ir. Bambang S Hutomo selaku dosen pembimbing Tugas Akhir ini yang telah banyak memberikan bimbingan dan dorongan selama pengerjaan Tugas Akhir ini.
2. Ir. Yudhi Gunardi, selaku Koordinator Tugas Akhir yang telah membantu proses administrasi pembuatan Tugas Akhir ini.
3. Dosen-dosen akademik yang telah memberikan waktu dan ilmunya yang sangat bermanfaat.
4. Orang tua dan saudari-saudariku (esya dan dini) yang telah memberikan dorongannya selama ini.
5. Sahabat-sahabatku, Faikotul Ilmi dan suami, Joko, Mustika, Dety, Denok, Lia, Lusi dan Arum yang telah banyak membantu dan memberikan dorongan dalam penulisan Tugas Akhir ini.
6. Semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu per satu, yang telah membantu penulis dalam menyusun Tugas Akhir ini.
Penulis yakin Tugas Akhir ini mempunyai banyak kekurangan, penulis mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun. Penulis berharap Tugas Akhir ini berguna banyak pihak.
Jakarta, Februari 2008 Penulis
7
DAFTAR ISI
JUDUL ……….. i
SURAT PERNYATAAN ……….. ii
LEMBAR PENGESAHAN ……….. iii
ABSTRAK ……….. iv
KATA PENGANTAR ……….. v
DAFTAR ISI ……….. vi
DAFTAR GAMBAR ……….. x
DAFTAR TABEL ……….. xi
DAFTAR SINGKATAN ……….. xii
BAB I PENDAHULUAN ……….. 1
1.1 LATAR BELAKANG MASALAH ………... 1
1.2 PERUMUSAN MASALAH……… 2
1.3 BATASAN MASALAH ………. 2
1.4 TUJUAN ………. 2
1.5 METODOLOGI PENULISAN ……….. 3
1.6 SISTEMATIKA PENULISAN ……….. 3
BAB II LANDASAN TEORI ……….. 4
2.1 SISTEM CDMA2000 1X ……… 4
2.1.1 KONSEP DASAR SISTEM SPEKTRAL TERSEBAR 4 2.1.2 DEFINISI SISTEM SPEKTRAL TERSEBAR …… 5
2.1.3 KINERJA SISTEM SPEKTRAL TERSEBAR …... 7
2.2 KONSEP DASAR SISTEM CDMA2000 1X ………. 9
2.2.1 ARSITEKTUR JARINGAN CDMA2000 1X …… 10
2.2.2 MODEL KANAL PADA SISTEM CDMA2000 1X 12 2.2.2.1 KANAL REVERSE ………13
2.2.2.2 KANAL FORWARD ……….15
2.2.3 KONTROL DAYA ………17
2.2.4 KAPASITAS SISTEM CDMA2000 1X ………18
8
2.2.4.2 SECTORED CELL ………19
2.2.4.3 HANDOFF ……… 20
BAB III VIDEO CONFERENCE PADA CDMA2000 ………22
3.1 SISTEM KOMUNIKASI JARINGAN 3G ………22
3.1.1 CIRI-CIRI SISTEM KOMUNIKASI 3G ………22
3.1.2 JENIS SITEM KOMUNIKASI 3G ………23
3.1.2.1 UMTS ………23 3.1.2.2 EDGE ………23 3.1.2.3 CDMA 2000 ………. 24 3.1.2.4 WCDMA ………24 3.1.2.5 IEEE.802.20 ………. 25 3.1.3 JENIS-JENIS PELAYANAN 3G ……… 25 3.2 3G PADA CDMA2000 ……….26 3.2.1 CDMA2000 1X EV-DO ………26 3.2.2 CDMA2000 1X EV-DV ………29
3.3 VIDEO CONFERENCE PADA CDMA2000 ………33
3.3.1 BLOK DIAGRAM VIDEO CONFERENCE ………34
3.3.2 REFERENSI MODEL PROTOKOL STACK PADA VIDEO CONFERENCE ……….. 37
3.3.3 QUALITY OF SERVICE (QOS) ………... 38
3.3.4 PROSEDUR CALL SET UP ……….. 39
3.4 VIDEO CONFERENCE MELALUI IP……….. 42
BAB IV APLIKASI MOBILE VIDEO CONFERENCE PADA CDMA2000…...45
4.1 PENGGUNAAN CDMA2000 DI INDONESIA …………. 45
4.2 APLIKASI PENGGUNAAN VIDEO CONFERENCE PADA CDMA2000 ……….. 46
4.3 EFESIENSI UNTUK MENDUKUNG PERFORMANSI VIDEO CONFERENCE ……… 49
9 4.3.2 EFISIENSI ALGORITMA UNTUK MENINGKATKAN
3G324M ……… 51
4.3.2.1 EFISIENSI SISTEM CONTROL DENGAN PENDEKATAN EVENT-DRIVEN ……… 51
4.3.2.2 OPTIMASI PROSES MESSAGE PADA H.245 52 4.3.2.3 OPTIMASI MULTIPLEXING PADA H.233 …54 4.3.3 EFISIENSI ALGORITMA UNTUK MANAJEMEN MULTIMEDIA VIDEO CONFERENCE ………56
4.3.2.1 ALGORITMA MULTIPOINT MULTIPLEXING...56
4.3.2.2 MANAJEMEN MULTIPOINT CONFERENCE…...57
4.3.4 SISTEM EVALUASI ………....59
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ………61
5.1 KESIMPULAN ………61
5.2 SARAN ………61
DAFTAR PUSTAKA ………xv
10
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Blok Pemancar DS-SS Gambar 2.2 Blok Penerima DS-SS Gambar 2.3 Arsitektur CDMA2000 1x
Gambar 2.4 Struktur Kanal Reverse yang ditransmisi oleh MS Gambar 2.5 Struktur Kanal Forward yang ditransmisikan oleh BTS Gambar 3.1 Arsitektur Jaringan CDMA2000 1x EV-DO
Gambar 3.2 Arsitektur system CDMA2000 1x EV-DV Gambar 3.3 Circuit Video Conferencing
Gambar 3.4 Sentralisasi Multipoint Conference Gambar 3.5 Desentralisasi Multipoint Conference Gambar 3.6 Protokol Stack dalam CDMA2000
Gambar 3.7 Protokol Stack dalam Video Conferencing Gambar 3.8 MS ke MS panggilan Video Conference Gambar 3.9 Panggilan MS ke 3GPP-324M
Gambar 3.10 3G-324M pada 3G Jaringan Gambar 3.11 Video Gateway
Gambar 4.1 Sistem Control Event Driven
Gambar 4.2 (a) Pendekatan Implementasi secara normal
Gambar 4.2 (b) Karakteristik aliran proses dari Implementasi yang dibuat Gambar 4.3 Serialisasi
Gambar 4.4 Pendekatan hubungan Modul MultiH.223 Gambar 4.5 Video Conference Client
11
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Alokasi kode PN (kode pendek) Tabel 3.1 Karakteristik CDMA2000 Tabel 3.2 Persyaratan 1x EV-DV Tabel 3.3 Klas QoS (Qos Classes) Tabel 3.4 Parameter QoS
Tabel 4.1 Perbandingan kemampuan teknologi seluler
Tabel 4.2 Major Control Message didefinisikan untuk manajemen conference Tabel 4.3 Video dan Audio Parameter
12
DAFTAR SINGKATAN
3GPP : Third Generation Partnership Project 3GPP2 : Third Generation Partnership Project 2 AL : Adaptation Layer
AMR : Adaptive multi-rate
ARIB : Association of Radio Industries and Business CDMA2000 Code Division Multiple Access
BS : Base Station
BTS : Base Transceiver Station CDMA : Code Division Multiple Access CM : Call Manager
DS-CDMA : Direct Sequence CDMA DS-SS : Direct Sequence SS
EDGE : Enhanced Data Rates for GSM Evolution FDMA : Frequency Division Multiple Access GPRS : General Packet Radio System
GSM : Global System for Mobile Communications HCS : Hierarchical Cell Structure
HLR : Home Location Register
HSDPA : High Speed Downlink Packet (Protocol) Access IEEE : Institute of Electrical and Electronic Engineers
IMT-2000 : International Mobile Telecommunication for the year 2000 IOS : Inter-Operability Specification
13 IP : Internet Protocol
ISUP : ISDN User Part
IT : Information Technology
ITU : International Telecommunication Union IWF : Interworking Function
LAN : Local Area Network LCN : logical Channel Number
MPEG-4 : Motion Picture Expert Group – 4 MC : multipoint Control
MCU : Multipoint Control unit MP : Multipoint Processor MS : Mobile Station
MSC : Mobile Switching Center MUX : Multiplexer
PS : Packet Switched PSK : Phase Shift Keying QoS : Quality of Service
QPSK : Quadrature Phase Shift Keying RLP : Radio Link Protocol
RNC : Radio Network Control
RTCP : Real-time Transport Control Protocol RTP : Real-time Transport Protocol
14 SMS : Short Message Service
SS : Spread Spectrum TDD : Time Division Duplex
TDMA : Time Division Multiple Access
UMTS : Universal Mobile Telecommunication System VC : Video Conference
VCoIP : Video Conference over IP VLR : Visitor Location Register VoIP : Voice over IP
WCDMA : Wideband Code Division Multiple Access WLAN : Wireless Local Area Network
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1Latar Belakang Masalah
Sistem komunikasi nirkabel generasi ketiga atau sering disingkat 3G adalah hasil pengembangan generasi kedua. Tujuan jaringan 3G yakni untuk menyediakan seperangkat standar tertentu yang dapat memenuhi kebutuhan aplikasi-aplikasi nirkabel cukup luas variasinya serta untuk menyediakan akses secara global. Banyaknya standar teknologi telekomunikasi, membuat
International Telecommunication Union (ITU) menetapkan 3G sebagai sebuah
teknologi yang menawarkan performa dengan kriteria: 144kbps pada kecepatan dengan kondisi bergerak (100km/jam), 384kbps pada keadaan bergerak seperti berjalan kaki, dan 2 Mbps untuk penggunaan pada konsisi tetap. Layanan 3G merupakan layanan komunikasi bergerak yang menjanjikan peningkatan
bandwidth.
Standar teknologi 3G untuk Global System for Mobile Communications (GSM) bernama Wideband Code Division Multiple Access (W-CDMA) atau juga dinekal dengan nama Universal Mobile Telephone Service (UMTS). Sedangkan untuk Code Division Multiple Access (CDMA) menggunakan standar teknologi bernama CDMA2000 1xEV. Tapi, ada versi teknologi TD-SDMA yang hanya digunakan di China.
Teknologi 3G memungkin pelanggan menikmati beberapa layanan berbeda secara bersamaan dalam satu ponsel, misalnya layanan video
teleconference. Pengguna dapat melakukan rapat dengan rekan bisnis tanpa harus
bertemu langsung, karena layanan ini memberikan pengguna kemudahan berdiskusi secara tatap muka, sambil mengirim surat atau dokumen melalui ponsel dalam waktu bersamaan.
Selain itu, penggunaan teknologi 3G membuat kualitas suara dan akses data menjadi jauh lebih baik dari generasi sebelumnya. Pertambahan jumlah pelanggan baru yang signifikan tiap tahun, membuat operator seluler mau tidak mau harus meningkatkan teknologi mereka menjadi 3G.
2 Untuk itu, penulis mengambil judul “Studi Aplikasi Mobile Video Conference pada CDMA 2000” untuk membahas bagaimana aplikasi video
conference dapat terjadi dan apakah layanan ini dapat diaplikasikan ke jaringan
CDMA2000.
1.2Perumusan Masalah
Adapun permasalahan yang akan dibahas dalam tugas akhir ini adalah mengenai analisa aplikasi salah satu pelayanan di 3G yaitu mobile video
conference pada CDMA2000.
1.3Batasan Masalah
Batasan-batasan dari permasalahan yang dibahas dalam penyusunan tugas akhir ini adalah antara lain:
1. Ciri-ciri system komunikasi 3G
2. Jenis telekomunikasi 3G (CDMA2000) 3. Layanan-layanan komunikasi di 3G
4. Prinsip kerja mobile video conference pada CDMA2000 5. Aplikasi mobile video conference sekarang ini
1.4Tujuan
Tugas Akhir yang berjudul “STUDY APLIKASI MOBILE VIDEO CONFERENCE PADA CDMA 2000” ditulis untuk tujuan sebagai berikut:
1. Mengetahui ciri-ciri dan jenis teknologi jaringan nirkabel pada generasi ketiga (3G).
2. Mengetahui fungsi dari tiap layanan 3G.
3. Mengetahui karakteristik dari video conference pada CDMA2000. 4. Mengetahui protokol-protokol pendukung aplikasi video conference. 5. Mengetahui cara kerja mobile video conference dan mengkaji apa saja
3 1.5Metodologi Penulisan
Metodologi penulisan untuk skripsi ini adalah dengan cara:
Studi Pustaka : Mencari buku-buku dan jurnal di internet.
1.6Sistematika Penulisan BAB I : PENDAHULUAN
Yang terdiri dari: latar belakang penulisan, batasan penulisan, tujuan dan manfaat penulisan, dan sistematika penulisan.
BAB II : LANDASAN TEORI
Bab ini membahas mengenai landasan teori atas teknologi CDMA2000.
BAB III : VIDEO CONFERENCE PADA CDMA2000
Bab ini membahas mengenai layanan 3G, karakteristik video
conference dan bagaimana terjadinya proses video conference pada
CDMA2000.
BAB VI : APLIKASI VIDEO CONFERENCE PADA CDMA2000
Bab ini membahas mengenai bagaimana aplikasi video conference sekarang ini jika menggunakan CDMA2000 dan efisiensi yang dapat dilakukan untuk mengoptimalkan kerja protocol video
conference.
BAB V : KESIMPULAN
4
BAB II
LANDASAN TEORI
2.1 Sistem CDMA2000 1x
Code Division Multiple Access (CDMA) merupakan salah satu teknik multiple access yang banyak diaplikasikan untuk seluler maupun fixed wireless.
Konsep dasar dari teknik multiple access yaitu memungkinkan suatu titik dapat diakses oleh beberapa titik yang saling berjauhan dengan tidak saling mengganggu. Teknik multiple access mempunyai arti bagaimana suatu spektrum radio dibagi menjadi kanal-kanal dan bagaimana kanal-kanal tersebut dialokasikan untuk pelanggan sebanyak-banyaknya dalam satu sistem.
CDMA merupakan teknologi multiple access yang membedakan satu pengguna dengan pengguna lainnya menggunakan kode-kode khusus dalam lebar pita frekuensi yang ditentukan. Sistem CDMA merupakan pengembangan dari dua sistem multiple access sebelumnya. CDMA memiliki konsep multiple access yang berbeda dengan Time Division Multiple Access (TDMA) dan Frequency
Division Multiple Access (FDMA) karena sistem ini memanfaatkan kode-kode
digital yang spesifik untuk membedakan satu pengguna dengan pengguna lainnya. CDMA memiliki beberapa keunggulan dibandingkan teknik multiple access lainnya, yaitu :
1. Memiliki pengaruh interferensi yang kecil antara sinyal yang satu dengan yang lainnya.
2. Memiliki tingkat kerahasiaan yang tinggi dimana hal ini berkaitan dengan proses acak pada teknik ini.
2.1.1 Konsep Dasar Sistem Spektral Tersebar
Code Division Multiple Access adalah teknik akses jamak yang didasarkan
pada sistem komunikasi spektral tersebar, dimana masing-masing pengguna diberikan suatu kode tertentu yang akan membedakan satu pengguna dengan pengguna lainnya. Mulanya sistem ini dikembangkan pada kalangan militer
5 karena kehandalannya dalam melawan derau yang tinggi, sifat anti jamming, dan kerahasiaan data yang tinggi.
2.1.2 Definisi Sistem Spektral Tersebar
Secara definitif, sistem komunikasi spektral tersebar merupakan suatu teknik modulasi dimana pengirim sinyal menduduki lebar pita frekuensi yang jauh lebih besar dari pada spektrum minimal yang dibutuhkan untuk menyalurkan suatu informasi. Konsep ini didasarkan pada teori C.E Shannon untuk kapasitas saluran, yaitu :
C = W log2 (1 + S/N)
Dimana : C = kapasitas kanal transmisi (bps) W = lebar pita frekuensi transmisi (Hz) N = daya derau (Watt)
S = daya sinyal (Watt)
Dari teori diatas terlihat bahwa untuk menyalurkan informasi yang lebih besar pada saluran ber-noise dapat ditempuh dengan dua cara yaitu :
1. Dengan cara konvensional, dimana W kecil dan S/N besar. 2. Cara penyebaran spektrum, dimana W besar dan S/N kecil.
Pada sistem spektral tersebar sinyal informasi disebar pada pita frekuensi yang jauh lebih lebar dari pada lebar pita informasinya. Penyebaran ini dilakukan oleh suatu fungsi penebar yang bebas terhadap sinyal informasinya berupa sinyal acak semu (psedorandom) yang memiliki karakteristik spektral mirip derau (noise), disebut pseudorandom noise (PN code).
Ada beberapa teknik modulasi yang dapat digunakan untuk menghasilkan spektrum sinyal tersebar antara lain Direct Sequence Spread Spectrum (DS-SS) dimana sinyal pembawa informasi dikalikan secara langsung dengan sinyal penyebar yang berkecepatan tinggi, Frequency Hopping Spred Spectrum (FH-SS) dimana frekuensi pembawa sinyal informasi berubah-ubah sesuai dengan deretan kode yang diberikan dan akan konstan selama periode tertentu yang disebut T (periode chip). Time Hopping Spread Spectrum (TH-SS) dimana sinyal pembawa informasi tidak dikirimkan secara kontinu tetapi dikirimkan dalam bentuk short
6
burst yang lamanya burst tergantung dari sinyal pengkodeannya, dan hybrid modulation yang merupakan gabungan dari dua atau lebih teknik modulasi di atas
yang bertujuan untuk menggabungkan keunggulan masing-masing teknik. Teknik modulasi yang paling banyak dipakai saat ini, termasuk pada sistem CDMA2000 1x, adalah Direct Sequence Spread Spectrrum (DS-SS) karena realisasinya lebih sederhana dibandingkan teknik modulasi lainnya.
Pada DS-SS, sinyal pembawa didemodulasi secara langsung oleh data terkode yang merupakan deretan data yang telah dikodekan dengan deretan kode berkecepatan tinggi yang dibangkitkan oleh suatu Pseudo Random Generator (PRG) dan memiliki karakteristik random semu karena dapat diprediksi dan bersifat periodik. Sinyal yang telah tersebar ini kemudian dimodulasi dengan menggunakan teknik modulasi BPSK, QPSK, atau MSK. Pada sistem CDMA2000 1x digunakan teknik modulasi QPSK.
Gambar 2.1 Blok pemancar DS-SS
Sedangkan pada sisi penerima, DS-SS terdiri dai tiga bagian utama yaitu demodulator, despreader dan blok sinkronisasi deret kode.
7 Ketika sinkronisasi deret kode telah tercapai antara pengirim dan penerima (akuisisi dan code trackling loop telah berjalan sempurna), maka dilakukan proses
despreading sinyal DS-SS. Dan dengan asumsi bahwa beda fasa pada frekuensi
pembawa lokal antara pengirim dan penerima dapat dihilangkan dengan carrier
recovery maka sinyal informasi yang sebenarnya akan dapat diperoleh kembali.
2.1.3 Kinerja Sistem Spektral Tersebar
Parameter-parameter yang menjadi ukuran kinerja sistem komunikasi CDMA seluler maupun fixed wireless berdasarkan sistem spektral tersebar antara lain adalah :
Processing Gain
Ketahanan sistem spektral tersebar terhadap interferensi ditentukan oleh seberapa lebar frekuensi penebar dibandingkan dengan lebar frekuensi pita dasarnya dalam suatu parameter yang disebut processing gain. Dimana semakin besar processing gain-nya, maka semakin tahan sistem spektral tersebut terhadap interferensi.
Bit Error Rate (modulasi QPSK)
= o b B N E Q P 2 Dimana :
Eb = Energi per bit (dBW atau Watt)
No = Rapat daya noise (dB/Hz atau Watt/Hz)
Kapasitas Sistem
Jika diasumsikan bahwa sebuah sel mempunyai N user yang konstan, maka sinyal yang diterima oleh base station pada sel tersebut terdiri dari sinyal
user yang diinginkan ditambah (N-1) sinyal dari user penginterferensi.
Dengan asumsi kontrol daya bekerja sempurna, maka sinyal terima untuk semua kanal adalah sama, yaitu sebesar S. Sehingga persamaan energy per bit (Eb) dan rapat spektrum daya penginterfernsi (Io) dapat dinyatakan
8 Eb = R S W N S Io = ( −1)
Sedangkan persamaan energy bit to interference (Eb/Io) adalah :
1 / / ) 1 ( / − = − = N R W W N S R S I E o b
Dari persamaan di atas diperoleh bahwa kapasitas sel atau jmlah kanal yang dapat diakomodasi oleh satu frekuensi pembawa dengan bandwidth (W) adalah o b I E R W N / / 1+ =
Jika N diasumsikan sangat besar maka persamaan di atas dapat disederhanakan menjadi : o b I E R W N / / ≈
Jika interferensi dari sel lain, gain aktifitas suara, dan gain sektorisasi antena juga diperhitungkan, maka persamaannya menjadi :
α β ) 1 ( / / f I E R W N o b + ≈ Dimana :
W = lebar pita frekuensi spektral tersebar (Hz) = 1,2288 MHz R = data rate sinyal informasi (kbps) = 9,6 kbps
Eb/Io = rasio energi per bit terhadap rapat daya penginterfernsi (dB)
= gain aktifitas suara ( 2,67 untuk suara dan 1 untuk data) = gain sektorisasi antena ( 2,4 untuk antena trisektoral) f = faktor interferensi dari sel lain ( 0,6)
9 CDMA 2000 adalah platform wireless yang termasuk ke dalam spesifikasi
International Mobile Telecommunication 2000 (IMT-2000) dan merupakan
pengembangan dari standar platform wireless CDMA IS-95. Teknologi transmisi radio CDMA2000 adalah teknologi wideband dengan teknik spread spectrum yang memanfaatkan teknologi CDMA untuk memenuhi kebutuhan layanan sistem komunikasi wireless generasi ketiga (3G) berupa aplikasi layanan multimedia. Sistem CDMA2000 mencakup implementasi luas yang ditujukan untuk mendukung data rate baik untuk circuit switched maupun packet switched dengan memanfaatkan data rate mulai dari 9,6 kbps (TIA/EIA-95-B) sampai lebih dari 2 Mbps. Beberapa layanan yang dapat didukung antara lain, wireless internet,
wireless e-mail, telemetry dan wireless commerce.
Standarisasi CDMA2000 1x dilakukan berdasarkan spesifikasi IS2000 yang kompatibel dengan sistem IS-95 A/B (CDMAone). Dibandingkan dengan IS-95, jaringan CDMA2000 1x mengalami beberapa pengembangan seperti kontrol daya yang lebih baik, uplink pilot channel, teknik vocoder baru, pengembangan kode Walsh serta perubahan skema modulasi. Sedangkan pada sisi arsitektur jaringan terdapat Base Station Controller (BSC) dengan kemampuan IP Routing, BTS
multimode serta PDSN (Packet Data Serving Node).
10 123 456 789 *8# 123 456 789 *8# 123 456 789 *8# 123 456 789 *8# 3 Co m
Gambar 2.3 Arsitektur CDMA2000 1x
Skema struktur jaringan CDMA2000 1x secara umum terdiri dari : 1. User terminal, terdiri dari komponen-komponen sebagai berikut :
• Fixed terminal
• Portable / handheld
o Membentuk, memelihara, dan memutuskan hubungan dengan Radio
Network melalui antarmuka radio-packet.
o Mengumpulkan data autentifikasi, autorisasi dan akunting yang diperlukan oleh AAA.
2. Radio Access Network (RAN), terdiri dari beberapa komponen berikut :
• Base Transceiver Station (BTS)
BTS bertanggung jawab untuk mengalokasikan daya digunakan oleh pelanggan serta berfungsi sebagai antarmuka yang menghubungkan
11 jaringan CDMA2000 1x dengan perangkat pelanggan. BTS terdiri dari perangkat radio yang digunakan untuk mengirimkan dan menerima sinyal CDMA.
• Base Station Controller (BSC)
BSC bertanggung jawab untuk mengontrol semua BTS yang berada di dalam daerah cakupannya serta mengatur rute paket data dari BTS ke PDSN atau sebaliknya serta trafik dari BTS ke MSC atau sebaliknya. • Packet Data Serving network (PDSN)
Merupakan komponen baru yang terdapat dalam sistem seluler berbasis CDMA2000 1x yang bertujuan untuk mendukung layanan paket data. Fungsi PDSN antara lain untuk membentuk, memelihara dan memutuskan sesi Point-to-Point Protocol (PPP) dengan pelanggan.
3. Circuit Core Network (CCN), terdiri dari beberapa komponen berikut :
• Mobile Switching Center (MSC)
MSC diletakkan di pusat jaringan mobile communication dan juga bekerja dengan jaringan lain seperti PSTN, PLMN, dll.
• Home Location Register (HLR)
HLR merupakan tempat yang berisi informasi pelanggan yang digabungkan dengan pengantar layanan paket data. Layanan informasi dari HLR diambil dalam Visitor Location Register (VLR) pada jaringan switch selama proses registrasi berhasil.
• Visitor Location Register (VLR)
VLR secara temporari menyimpan dan mengontrol semua informasi dari
Mobile Station (MS) yang berada pada area kontrol. Ketika pelanggan
melakukan panggilan maka VLR mentransmit semua informasi yang berhubungan dari MSC.
• SMSC (Short Message Service Center) bertanggung jawab dalam penyampaian, penyimpanan dan pengajuan suatu pesan singkat.
• ISMSC (Intelligent Short Message Service) merupakan gateway untuk menyelenggarakan interworking dengan jaringan PSTN dan GSM.
12 • Router berfungsi untuk merutekan paket data dari dan ke berbagai elemen
jaringan yang terdapat pada jaringan CDMA2000 1x serta bertanggung jawab untuk mengirimkan dan menerima paket data dari jaringan internal ke jaringan eksternal atau sebaliknya.
• Fire Wall berfungsi untuk mengamankan jaringan terhadap akses dari luar.
• Authentication, Authorization and Accounting (AAA)
AAA menyediakan fungsi untuk authentication bertalian dengan PPP dan hubungan mobile IP, melakukan autorisasi yaitu layanan profil dan kunci keamanan distribusi dan manajemen dan accounting untuk jaringan paket data dengan menggunakan protokol Remote Access Dial in User Service (RADIUS). AAA server juga digunakan oleh PDSN untuk berhubungan dengan jaringan suara dari HLR dan VLR.
• Home Agent
HA berfungsi untuk menelusuri lokasi mobile station (MS) sekaligus mengecek apakah paket data telah diteruskan ke MS tersebut.
2.2.2 Model Kanal pada Sistem CDMA2000 1x
Struktur kanal pada CDMA2000 1x terbagi menjadi dua arah yaitu kanal
reverse yang arahnya dari MS ke BTS dan kanal forward yang arahnya dari BTS
ke MS. Gambar dibawah menunjukkan struktur kanal forward dan kanal reverse untuk sistem CDMA2000 1x.
2.2.2.1 Kanal Reverse
Perbedaan utama struktur kanal reverse pada sistem IS-95 dan CDMA2000 1x adalah adanya kanal pilot yang memungkinkan demodulasi secara koheren dan menyediakan informasi power control.
Pelanggan pada arah reverse dipisahkan dengan pembedaan time offset dari suatu kode panjang (long code) dengan panjang 242 – 1 chips. Kode panjang ini dihasilkan oleh suatu generator PN dengan masukan 42 bit dan laju kode 1,2288 Mcps. Untuk mengantisipasi terjadinya multipath dan delay, maka time offset antar kode dipisahkan minimal sebesar 64 chips. Sedangkan kanal-kanal pada arah
13 Berikut ini struktur kanal yang ditansmisikan oleh MS pada arah reverse :
Gambar 2.4 Struktur Kanal Reverse yang ditransmisikan oleh MS
Kanal-kanal yang ditransmisikan pada arah reverse dapat dikategorikan menjadi:
1. Common Channels yang menyediakan hubungan antara BTS dengan
beberapa MS (point to multipoint) yang terdiri dari : • Access Channel (R-ACH)
Access Channel berfungsi untuk menyediakan komunikasi dari MS ke
BTS pada saat MS tidak sedang menggunakan traffic channel. Fungsi utama access channel adalah untuk merespon paging channel dan pengalamatan panggilan.
14
Enhanced Access Channel merupakan pengembangan dari access channel yang mampu meminimalisasi terjadinya tabrakan serta
mengurangi daya yang dibutuhkan oleh access channel. • Reverse Common Control Channel
Kanal ini digunakan untuk mengirim signalling message dari MS ke BTS.
2. Dedicated Channel yang dialokasikan bagi setiap MS (point to point) dan
terdiri dari :
• Reverse Pilot Channel (R-PICH)
Kanal pilot ini berfungsi sebagai pilot yang memungkinkan deteksi koheren pada arah reverse dan memungkinkan MS berkomunikasi pada level daya yang lebih rendah dengan cara menginformasikan pada BS level daya yang telah diterima sehingga BS dapat mengatur kembali daya pancarnya.
• Reverse Dedicated Control Channel (R-DCCH)
Kanal ini bertujuan untuk menggantikan metode dim and burst serta
blank and burst pada traffic channel dan digunakan untuk mengirimkan
pesan serta mengontrol panggilan. • Reverse Fundamental Channel (R-FCH)
Kanal ini digunakan untuk mengakomodasi layanan suara dan data berkecepatan rendah, yaitu 9,6 kbps (rate set 1) dan 14,4 kbps (rate set 2).
• Reverse Supplemental Channels (R-SCH)
Kanal ini digunakan untuk mengakomodasi layanan dengan data rate yang lebih besar dari 9,6 kbps dan 14,4 kbps serta diterapkan pada radio
configuration 3 sampai 6 yang memiliki skema modulasi, coding, dan vocoder yang berbeda-beda.
15 Fungsi kanal ini hampir sama dengan Reverse Supplemental Channels hanya saja digunakan pada radio configuration 1 dan 2 yang didesain agar kompatibel dengan sistem CDMA IS-95.
2.2.2.2 Kanal Forward
Pada komunikasi arah forward, sinyal dari sel atau sektor yang berbeda dipisahkan dengan pembedaan time offset dari dua buah kode pendek (short code) dengan panjang 215 – 1 chips, satu untuk kanal I dan satu untuk kanal Q. Kode pendek ini dihasilkan oleh generator PN dengan masukan 15 bit dan laju kode 1,2288 Mcps. Untuk mengantisipasi terjadinya multipath dan delay maka time
offset antar kode dipisahkan minimal 64 chips. Dan karena hanya ada 512 kode
PN, maka alokasi kode PN harus benar-benar direncanakan.
Salah satu metode perencanaan yang dapat digunakan adalah sebagai berikut : Tabel 2.1 Alokasi kode PN (kode pendek)
Sektor Kode PN
Alpha 3 x P x N – 2P
Beta 3 x P x N
Gamma 3 x P x N - P
Omni 3 x P x N
Dimana : N = pola penggunaan kode PN, direkomendasikan nilainya 19 P = jarak antar kode PN, direkomendasikan nilainya 6
Berikut ini struktur kanal yang ditransmisikan oleh BS pada arah forward dimana masing-masing kanal menggunakan kode Walsh dan saling ortogonal :
16 Gambar 2.5 Struktur Kanal Forward yang ditransmitkan oleh BTS
Sebagaimana pada arah reverse, kanal-kanal yang ditransmitkan pada arah
forward dapat dikategorikan menjadi :
1. Forward Common Channel yang terdiri dari :
• Forward Pilot Channel (F-PICH)
Forward Pilot Channel secara kontinu memancarkan informasi
frekuensi dan fasa ke seluruh MS yang berada dalam sel tersebut dengan menggunakan kode penebar yang sama yaitu kode Walsh ke-0 yang dimodulasi dengan kode pendek (short code) tetapi dengan time offset yang berbeda untuk membedakan pilot channel dari sel / sektor tertentu. Untuk menjamin deteksi fasa dan referensi frekuensi pembawa yang akurat, maka pilot channel ini ditransmisiskan dengan level daya yang relatif lebih besar dari pada kanal-kanal lainnya.
• Forward Common Auxiliary Pilot (F-CAPICH)
Forward Common Auxiliary Pilot diarahkan pada spot beam tertentu
agar dapat meningkatkan kapasitas, luas daerah cakupan, serta performansi beberapa mobile station dalam spot beam yang sama. • Forward Sync Channel (F-SYNC)
Kanal ini digunakan pada daerah tertentu dari suatu BTS untuk mendapatkan sinkronisasi waktu dan menentukan lokasi kanal paging.
17 • Forward Paging Channel (F-PCH)
Kanal paging digunakan untuk mengirimkan pengontrolan informasi dan pesan paging. F-PCH membawa pesan overhead, pages, acknowledgements, channel assignment, status permintaan dan shared secret data (SSD) dari BTS ke MS.
• Forward Common Control Channel (F-CCCH)
Kanal ini digunakan untuk signalling messages dari MS ke BTS dan dapat beroperasi pada data rate 9,6 kbps; 19,2 kbps; atau 38,4 kbps dengan panjang frame yang berbeda-beda.
2. Forward Dedicated Channel terdiri dari Forward Fundamental Channel
(F-FCH) dan Forward Supplemental Channel (F-SCH) yang fungsinya sama dengan Reverse Fundamental Channel (R-FCH) dan Reverse Supplemental
Channel (R-SCH).
2.2.3 Kontrol Daya
Pada sistem CDMA, karena semua user menggunakan bandwidth dan waktu yang sama, maka terjadi interferensi antar user. Besarnya interferensi dari seorang
user dibanding dengan level daya terima pada BTS dari user tersebut, sehingga
bagi user yang lebih dekat ke BTS memberikan kontribusi interferensi yang lebih besar bagi user lainnya, akibatnya bagi user yang paling jauh dari BTS akan menerima interferensi paling besar. Masalah ini disebut dengan near-far problem. Untuk mengatasi near-far problem ini dilakukan kontrol daya, yakni pengendalian level daya pancar MS oleh BTS untuk semua MS yang berbeda-beda jauhnya dari BTS sedemikian rupa, sehingga level daya yang diterima pada BS sama besar baik yang berasal dari MS yang lebih jauh maupun yang lebih dekat ke BTS.
Kontrol daya pada CDMA2000 1x mempunyai bit rate 800 bps dan disebut kontrol daya cepat arah maju (fast forward link power control) untuk alokasi kontrol daya ke kanal trafik forward yang berbeda.
18 Kapasitas didefinisikan sebagai jumlah user yang bisa ditampung oleh sebuah cell site dengan harga QoS/GOS yang memadai. Kapasitas dalam sistem CDMA2000 1x akan sangat tergantung pada interferensi dalam sistem itu sendiri. Penambahan jumlah user dalam sistem juga akan menambah level interferensi dalam sistem. Setiap penambahan kapasitas atau bertambahnya interferensi akan menurunkan kualitas sinyal suara dalam batas tertentu. Sehingga bila kapasitas ditingkatkan maka akan berpengaruh pada kualitas sinyal suara, jadi perlu diatur agar kualitas tetap tinggi tanpa banyak mengurangi kapasitas. Dengan demikian terdapat trade off antara kualitas dan kapasitas yang diakses. Fenomena ini disebut dengan soft capacity. Soft capacity merupakan hal yang menguntungkan terutama untuk menghindari dropp call pada saat terjadi handoff.
Sistem CDMA menggunakan Universal Frequency Reuse, artinya
bandwidth di share untuk semua sel sedangkan transmisinya akan dibedakan
dengan suatu spreading sequence yang unik, dan dalam perencanaannya harus dipikirkan pula mengenai Multiple Access Inteference (MAI) yang berasal dari
user dari sel-sel didekatnya. Teknik mengurangi multiple access interference
dijabarkan sebagai gain kapasitas.
Beberapa parameter yang mempengaruhi kapasitas adalah sebagai berikut : 2.2.4.1Voice Activity
Sejak sistem CDMA menggunakan speech coding, maka MAI dapat dikurangi dengan deteksi voice activity sepanjang variable speech transmission. Teknik ini akan mengurangi rate dari speech coder saat periode silent/diam yang dideteksi dalam speech waveform. Voice activity juga menjadi keuntungan bagi sistem multiple access lainnya.
Normalnya, jika kita sedang melakukan percakapan di telepon, maka dalam suatu saat hanya ada satu orang saja yang berbicara. Fenomena ini dapat dimonitor pada sistem seluler. Oleh karena itu pada saat periode diam, power dapat dikurangi. Sehingga daya dapat dihemat dan pengaruh terhadap interferensi juga sedikit. Dengan begitu kapasitas sistem bisa dimaksimalkan.
19 Berdasarkan pengamatan di lapangan, ternyata vioce activity sekitar 3/8 atau 25% saja dari percakapan yang dilakukan. Secara teori, voice activity ϖ =3/8 dapat dimasukkan dalam persamaan Eb/No, yaitu sebagai berikut :
S N G N Eb o α ϖ + − = ) 1 ( /
Dengan estimasi voice activity 3/8, maka akan dapat menaikkan kapasitas sebesar 8/3 kalinya.
2.2.4.2Sectored Cells
Sel sectoring juga merupakan metode yang cukup efektif untuk mengurangi MAI, karena setiap sektor menggunakan antena directional. Sektorisasi pada antena adalah pengarahan daya pancar antena BTS pada arah tertentu. Pengarahan antena ini bergantung dari kebutuhan. Sektorisasi dilakukan berdasarkan kepadatan trafik. Biasanya sektorisasi 60° dan 120°, untuk sektorisasi 60° maka pengarahan antena menuju enam arah dan sektorisasi 120° menuju tiga arah.
Macam-macam konfigurasi sel :
o Omni directional
o Sectoring 60°
o Sectoring 120°
Omnidirectional adalah pemancaran sinyal ke segala arah oleh sebuah BTS
pada suatu sel.
Kelebihan : mudah diplikasikan
Kekurangan : kemungkinan terjadi interferensi lebih besar Sektorisasi
20 60° : suatu daerah cakupan sel dibagi menjadi 6 daerah yang sama
besar.
Kelebihan : kemungkinan interferensi kecil Kekurangan : delay propagasi paling besar
120° : suatu daerah cakupan sel dibagi menjadi 3 daerah yang sama besar.
Kelebihan : delay propagasi lebih kecil Kekurangan : interferensi lebih mungkin terjadi
2.2.4.3Handoff
Air interface pada sistem CDMA2000 1x menyediakan kemampuan untuk handoff baik untuk voice service mapun data service, dan juga untuk service yang
di-handle oleh sistem IS-95 ke sistem IS-2000 ataupun sebaliknya dari IS-2000 ke sistem IS-95. Handoff adalah suatu peristiwa perpindahan kanal yang digunakan MS tanpa terjadinya pemutusan hubungan dan tanpa melalui campur tangan dari pemakai. Peristiwa handoff terjadi karena pergerakan MS keluar dari cakupan sel asal dan masuk cakupan sel baru.
Terdapat tiga macam handoff yang diterapkan pada sistem berbasis CDMA2000:
1. Soft Handoff
Merupakan handoff yang terjadi antar sel dengan frekuensi pembawa yang sama, dimana MS memulai komunikasi dan membentuk hubungan dengan BTS yang baru terlebih dahulu sebelum memutuskan hubungan dengan BTS asal. Hubungan akan diputuskan jika proses penyambungan dengan BTS yang baru telah mantap untuk menghindari drop call. Metode pembentukan hubungan (kanal) baru terlebih dahulu sebelum memutus hubungan (kanal) lama ini dikenal dengan istilah make before break.
2. Softer Handoff
Handoff yang terjadi antar sektor dalam satu sel dengan frekuensi pembawa
dan BTS ayang sama. Handoff ini juga berbasis pada metode make before
21 3. Hard Handoff
Tipe ini menggunakan metode break before make yang berarti harus terjadi pemutusan huubungan dengan kanal trafik lama sebelum terjadi hubungan baru. Hard handoff terjadi pada sistem dual mode dimana sistem akses radio CDMA2000 1x diopersasikan bersama-sama dengan sistem akses radio lainnya seperti CDMA IS-95 atau AMPS. Selain itu juga antara sektor atau sel dengan frekuensi pembawa yang berbeda.
22
BAB III
VIDEO CONFERENCE PADA CDMA 2000
3.1 Sistem Komunikasi Jaringan 3G
Sistem komunikasi jaringan nirkabel generasi ketiga atau sering disebut jaringan 3G merupakan pengembangan dari sitem komunikasi jaringan nirkabel bergerak dari generasi kedua. Jaringan 3G merupakan bagian yang mendiskripsikan generasi terakhir dari pelayanan bergerak dimana komunikasi suara ditingkatkan dan konektifitas kecepatan data yang tinggi, termasuk akses ke aplikasi data internet dan isi multimedia. Tujuan diciptakannya jaringan komunikasi 3G yakni untuk menyediakan standar tertentu yang dapat melingkupi kebutuhan-kebutuhan aplikasi-aplikasi nirkabel yang sangat luas variasinya serta untuk menyediakan akses yang besifat global.
3.1.1 Ciri-ciri Sistem Komunikasi 3G
Sistem komunikasi nirkabel 3G memiliki ciri-ciri sebagai berikut: • Memiliki standart yang besifat global atau mendunia
• Memiliki kesesuaian atau kompatibilitas layanan dengan jaringan kabel lain
• Memiliki kualitas yang tinggi baik suara, data, maupun gambar • Memiliki pita frekuensi yang berlaku umum diseluruh dunia
• Memiliki bentuk komunikasi yang bersifat multimedia baik layanan maupun piranti penggunanya
• Memiliki spectrum yang efisien
• Memiliki kemampuan untuk evolusi ke system nirkabel generasi berikutnya
• Memiliki laju data paket 2Mbps perangkat yang diam ditempat atau terminal, 384 kbps untuk kecepatan orang berjalan serta 144 kbps untuk kecepatan orang berkendaraan.
23 3.1.2 Jenis Sistem Komunikasi 3G
Sistem komunikasi 3G menggunakan jaringan layanan digital terpadu berpita lebar (B-ISDN) untuk mengakses jaringan-jaringan informasi seperti internet, basis data publik maupun data pribadi lainnya. Selain itu jaringan ini juga dioperasikan di berbagai wilayah yang penduduknya padat maupun jarang serta melayani penggunaan baik yang diam ditempat (steady/station), maupun yang bergerak dalam kendaraan berkecepatan tinggi (mobile). Istilah Personal
Communication System (PCS) dan Personal Communication Network (PCN)
digunakan untuk menyatakan munculnya system generasi ketiga untuk perangkat-perangkat genggam khususnya ponsel. Nama lain dari teknologi tersebut yakni
future public land mobile telecommunication systems dimana penggunaan di
seluruh dunia dikenal dengan nama IMT 2000 dan UMTS. Berikut ini adalah penjelasan tentang beberapa system komunikasi yang termasuk dalam system komunikasi jaringan 3G.
3.1.2.1 UMTS
UMTS adalah singkatan dari universal mobile telecommunication system merupakan suatu system komunikasi bergerak generasi ketiga yang diharapkan mampu memberikan layanan sampai 2Mbps pada frekuensi sekitar 2 GHz. Sistem UMTS yang diusulkan dibangun dari infrastruktur system-sistem bergerak (mobile) yang ada seperti global system for mobile communication (GSM),
advance mobile phone system (AMPS), personal communication system (PCS)
dan lain-lain yang berevolusi menuju UMTS. Forum UMTS memperkirakan komunikasi multimedia berbasis data akan menyumbangkan sekitar 60% pada lalu lintas komunikasi dalam jaringan komunikasi bergerak generasi ketiga.
3.1.2.2 EDGE
Enhanced data rates for global evolution (EDGE) merupakan hasil
pengembangan dari GPRS generasi 2,5. EDGE memungkinkan operator menyediakan layanan data pada kecepatan sampai 384 kbps. EDGE merupakan salah satu standar nirkabel data yang diimplementasikan pada jaringan selular
24 GSM serta merupakan tahapan lanjutan evolusi menuju mobile multi media
communication. Sistem ini memungkinkan jaringan memiliki kecepatan transmisi
data sampai 126 kbps dan menjadi teknologi transmisi data paling cepat. Menurut GSM World Association, EDGE juga dapat mencapai kecepatan hingga 473,8 kbps. Selain peningkatan kecepatan pengiriman data, system ini juga dapat meningkatkan kapasitas transmisi data. Kemampuan EDGE mencapai 34 kali kecepatan akses jalur kabel telepon (sekitar 30-40 kbps) dan hampir 2 kali lipat kecepatan CDMA 2000 1x (sekitar 70-80 kbps).
3.1.2.3 CDMA 2000
Teknologi Code Division Multiple Access (CDMA) merupakan salah satu alternative dari arsitektur GSM Seluler. Kedua tipe jaringan tersebut membuat transisi ke system generasi ketiga (3G) dengan menawarkan layanan kapasitas yang lebih dan layanan data. Teknologi CDMA mendesak agar system pada 3G seperti CDMA2000 1x dan CDMA2000 1x EV-DO segera diimplementasikan. Perkembangan system komunikasi jaringan CDMA2000 melalui 1x dikenal dengan nama CDMA2000 1xEV.
3.1.2.4 WCDMA
WCDMA adalah singkatan dari Wideband CDMA yang diperkenalkan secara umum pada tahun 2001-2002 di jepang dan selanjutnya memasuki daratan eropa. Di Amerika Serikat beberapa alternatif sistim jaringan komunikasi 3G dapat diperoleh operator GSM dan TDMA yang berkembang ke arah EDGE dengan WCDMA. WCDMA merupakan system operasi generasi ketiga (3G) yang beroperasi pada bandwidth 5MHz. Rata-rata data sampai 384 kbps untuk area jangkauan yang cukup luas. Variasi penyebaran dan operasi multi kode telah digunakan untuk mendukung banyaknya perbedaan batasan access radio. Perbedaan kelas layanan telah didukung oleh Quality of Service (QoS).
3.1.2.5 IEEE.802.20
Standar IEEE 802.20 merupakan suatu standar baru yang dapat merubah arah jaringan nirkabel. Standar IEEE 802.20 ditujukan untuk jaringan lokal dan
25 area metropolitan dengan spesifikasi antara lain menawarkan perluasan area untuk
broadband wireless meskipun tidak kompatibel dengan layanan seluler yang ada.
Standar IEEE 802.20 merupakan packet-based system yang optimal untuk transmisi data. Spesifikasi layer fisik dan layer medium access control (MAC) dari interface udara untuk interoperable mobile broadband wireless access system dioperasi dalam band yang terlisensi dibawah 3.5 GHz. Pengoptimalan untuk IP transfer data, dengan rata-rata puncak data per pengguna pada perpanjangan dari 1 Mbps. Hal ini mendukung pengelompokan vehicular mobility sampai pada 250 km/h pada lingkungan MAN dengan harapan terjadi efisiensi, mempertahankan rata-rata pengguna data dan jumlah pengguna aktif yang secara signifikan lebih tinggi dibandingkan pencapaian melalui mobile system yang telah ada.
3.1.3 Jenis jenis pelayanan
Banyak sekali manfaat yang bisa dirasakan pengguna 3G. Pengguna semakin dimanjakan dengan layanan yang canggih, diantaranya voice call, video
call, video conference, PC to Mobile Call, Mobile TV, Video Streaming, Video Portal, Video Mail, Mobile Internet dan High Speed Data Transfer.
• Voice Call
Layanan ini merupakan layanan standar yang dilakukan pada saat kita berkomunikasi lewat suara.
• Video Call
Layanan ini memungkinkan pelanggan untuk melihat lawan bicara selama pembicaraan berlangsung dengan menggunakan kamera yang ada di
handphone. Untuk menggunakan layanan tersebut, masing-masing pengguna
harus menggunakan HP berkamera. • PC To Mobile Call
Web client memungkinkan pengguna non 3G dengan menggunakan PC bisa melakukan panggilan atau menerima panggilan dari pengguna HP 3G. Fitur ini juga memungkinkan video call internasional yang murah seperti IP client di lokasi yang independent (dapat menghubungi dari network manapun selama pengguna mempunyai IP connection).
26 • Mobile TV
Layanan yang memungkinkan pelanggan menggunakan HPnya sebagai TV portable. Pengguna bisa menonton TV di HP seperti layaknya menonton TV biasa. Pengguna mobile TV dapat memilih saluran TV yang diinginkan di menu layanan 3G hanya dengan menekan keypad di handphone.
• Mobile Internet Access & High Speed Data Transfer
Layanan yang memungkinkan pelanggan browsing ke internet menggunakan HP 3G atau data card. Layanan ini bisa juga dinikmati melalui laptop atau PC desktop.
3.2 3G pada CDMA2000
Teknologi 3G CDMA2000 seperti CDMA2000 1xEV menawarkan layanan kapasitas yang lebih dan layanan data. Sistem CDMA2000 1x EV akan dibagi dalam dua langkah yaitu 1xEV-DO dan 1xEV-DV. Sistem 1xEV-DO adalah singkatan dari 1x evolution data only sedangkan 1xEV-DV adalah singkatan dari 1x evolution data and voice.
3.2.1 CDMA2000 1x EV-DO
CDMA2000 1x EV-DO (Evaluation-Data Optimized) memperkenalkan tehnik packet-switch kecepatan tinggi yang secara khusus didesain dan dioptimasikan untuk jaringan data-centric broadband dengan laju data tertinggi sampai 2Mbps di lingkungan bergerak. Standart CDMA2000 1xEV-DO (CDMA2000 High Rate packet Data Air Service, IS-856) disetujui pada konferensi ITU Stockholm 2001. Peningkatan untuk pelayanan paket data, CDMA2000 1xEV-DO menyediakan level data puncak sampai 2.4 Mbps dengan 1.25 MHz carier tunggal CDMA. Karena dipengaruhi dengan adanya Internet Protocols (IP), dan mulai mendukung semua sistem operasi dan aplikasi software popular. 1xEV-DO menawarkan sebuah layanan “always on” untuk pemakainya, sehingga pemakai dapat gratis untuk menerima dan mengirim informasi dari internet dan intranet pemakainya, setiap waktu dan dimanapun. 1xEV-DO adalah
27 suatu solusi yang mengijinkan penyebaran aplikasi data dengan alat apapun, dalam rangka membuat hidup pemakai yang lebih produktif dan fun.
Keuntungan dari CDMA2000 1xEV-DO :
• Mempunyai kapasitas sistem yang tinggi • Sistem operasi and pemeliharaannya mudah • Menghindari tugas sulit pada load-balancing
• Mengintegrasikan suara dan data tanpa batasan dalam sistem tunggal
• Mengintegrasikan CDMA2000 1x/1xEV-DO dalam device yang menyediakan pelayanan suara dan data maksimum
Untuk Pemakai :
• Penggunaan yang baik untuk semua devices platform dan semua tipe aplikasi
• Dual-mode Devices
• Harga layanan yang menarik • Always-on Service
• Pemenuhan cakupan sel dan Ketersediaan Layanan dalam semua tipe
Aplikasi :
• Komunikasi; E-mails dengan lampiran yang lebar, Pesan multimedia, dan Chat
28 • Informasi; Web browsing dengan isi grafis dan multimedia,
Transfer file yang besar, Akses Intranet, Video.
• Hiburan; Streaming audio dan video, Download audio and video klip, Permainan, Pemutar film.
• Posisi Lokasi; Peta navigasi, Real-time traffic alerts, Graphical
weather alerts, Friend finder.
• Transaksi; M-commerce, Stock trades, E-cash, Reservasi Integrasi device :
• Handset / Smartphone • PDA with voice
• PC including laptops, notebook, tablets, dll.
• Media appliances including wireless cameras, wireless MP3 players, wireless video players, dll.
Performansi Optimal :
• Menggunakan carier tunggal pada 1.25 MHz, kanal akan optimal untuk paket data dalam spektrum yang efisien.
• Level data puncak sampai 2.4 Mbps pada link forward and 153 Kbps pada link reverse.
• Rata-rata throughput dalam sel yang terdiri dari 3 sektor adalah 4.1 Mbps pada link forward dan 660 Kbps pada link reverse.
Dalam banyak kasus, perangkat CDMA2000 1xEV-DO termasuk CDMA2000 1x modem yang kompatibel dengan system CDMA2000 1x dan CDMAOne.
29 Gambar 3.1 Arsitektur jaringan CDMA2000 1X EV-DO
3.2.2 CDMA2000 1x EV-DV
CDMA2000 1xEV-DV (Evaluation-Data Voice) yang menyediakan teknologi tinggi dalam data dan voice. Dari Tabel 3.1, dapat kita lihat perbedaan karakteristik CDMA2000 1xEVDO dan 1xEVDV.
Tabel 3.1 Karakteristik CDMA2000
Dengan meningkatkan 1xEV-DO ke 1xEv-DV, maka aplikasi yang dapat diperoleh adalah:
1. Peningkatan data per spektrum unit 2. Perbaikan data peak rate
3. Suara dan kecepatan data yang tinggi dapat dilakukan secara bersamaan 4. Pencampuran pelayanan suara dan data pada satu carrier
5. Backward compatibility dengan 1x langkah terdapat pada 1x infrastruktur
30 6. Real time Quality of Service yang menyediakan paket real-time didasarkan
pada service seperti Voice over IP.
Berikut ini adalah contoh peningkatan CDMA2000 1xEV-DV dengan Ericsson. Arsitektur CDMA2000 Ericsson dan 1xEV-DV adalah sama dengan interface yang sama pada jaringan inti dan antara BSC, lihat gambar 3.2. 1xEV-DV menggunakan peningkatan interface standarisasi IOS untuk mendukung 1xEv-DV. Eksisting Packet Core Network (PCN) dan eksisting Circuit-switched
core network dan Mobile Switching Center dapat digunakan untuk 1xEv-DV.
Gambar 3.2 Arsitektur sistem 1x Ev-DV
Persyaratan untuk 1xEV-DV 3GPP2 terdapat pada dokumen “S.R0026
High Speed Data Enhancement untuk CDMA2000 1x – Integrated Data and Voice”. Beberapa persyaratan utama 1xEV-DV tersebut antara lain:
Tabel 3.2 Persyaratan 1xEV-DV
Persyaratan Catatan
31 Relatif terhadap CDMA2000, paling sedikit dua
kali jumlah suara panggilan untuk kanal radio tunggal (single), untuk konfigurasi antena base station yang sama dan menggunakan vacoder yang sama
Kapasitas suara dari CDMA2000 dipertahankan dalam 1xEV-DV
Paling sedikit 2.4Mbps pada batas kanal forward ketika layanan hanya lalu lintas paket data untuk pengguna outdoor, lingkungan vehicular kecepatan tinggi
3.09 Mbps didukung pada F-PDCH
Paling sedikit 1.25 Mbps pada batas kanal balik jika hanya melayani lalu lintas paket data untuk pengguna outdoor, lingkungan vehicular kecepatan tinggi
Puncak data rate pada hubungan baik adalah 451.2 kbps.
Paling sedikit 600 kbps pada batas kanal pengiriman jika hanya melayani lalu lintas paket data untuk pengguna outdoor, lingkungan vehicular kecepatan tinggi
Rata-rata data rate 1.7Mbps didukung pada kanal batas pengiriman
1xEV-DV seharusnya dioperasikan dengan 3x radio konfigurasi
1xEV-DV dapat dengan mudah dikembangkan untuk mengoperasikan dalam 3x mode dibawah framework sistem yang ada
Handoff layanan suara dan data antara 1xEV-DV kanal radio dan kanal radio yang lain yang dioperasikan dalam kaitannya dengan spesifikasi keluarga CDMA2000. Multiple, sesi paket data yang konkuren setiap pengguna.
Semua tipe handoff dimungkinkan antara IS-95, IS-95A, IS-95B, dan CDMA2000 Release A, Release B dan 1xEV-DV untuk panggilan suara. Suara panggilan tidak dapat di handoff ke sistem 1xEV-DV.
Sistem Quality of Service (QoS) 1xEV-DV memberikan kemampuan
kepada pengguna maupun operator jaringan secara langsung dalam menyediakan layanan yang berbasis perbedaan (differentiated) berdasarkan aplikasi yang dibutuhkan pengguna. Terdapat empat kelas QoS yang ada pada 1xEV-DV seperti pada tabel 3.3.
Tabel 3.3 Klas QoS (QoS Classes)
Klas Penjelasan
32 (Conversational
Class)
rendah, sensitif terhadap variasi penundaan, misalnya Video Conference.
Klas Streaming (Streaming Class)
Sama dengan conversational, satu jalur, sensitif rendah terhadap penundaan, kemungkinan mensyaratkan bandwith tinggi, misalnya pengambilan event olahraga secara live mapun event lainnya.
Klas Interaktif (Interactive class)
Dua jalur, bursty, mensyaratkan bandwith bervariasi, penundaan moderat, koneksi kehilangan data rate secara moderat untuk sebagian www, email, Telnet.
Klas latar belakang (Background class)
Toleransi tinggi terhadap penundaan dan kehilangan data rate, memiliki variasi bandwith, misalkan latar belakang download file.
Perbedaan tingkatan layanan yang terkait dengan penjelasan diatas termasuk antara lain:
• Bandwidth : kemampuan sistem menyediakan kapasitas yang diperlukan
untuk mendukung persyaratan throughput untuk aplikasi pengguna.
• Latency (delay) : Jumlah waktu yang digunakan untuk mengirimkan paket
dari node pengirim ke node penerima.
• Jitter : ukuran variasi penundaan antara kedatangan paket pada penerima.
• Traffic loss : pembuangan packet karena kesalahan (error) atau kebakaran
jaringan.
3.3 VIDEO CONFERENCE pada CDMA2000
Video conference merupakan komunikasi jarak jauh yang menampilkan
suara dan gambar secara langsung artinya dengan waktu bersamaan melalui jaringan computer ataupun jaringan seluler baik itu berbasis UMTS maupun CDMA. Untuk Aplikasi 3G CDMA, yang baru dapat diakses di Indonesia yaitu: akses internet dan trafik monitoring. Namun perkembangan video conference
33 pada jaringan CDMA2000 yang dikeluarkan oleh 3GPP2 sedang dalam proses penyelesaian baik rancangan dan paket dari video conference itu sendiri
Teknologi multimedia pada 3G Video Call/Video Conference dapat dilakukan dengan menggunakan protokol 3G324M diperoleh dari standar H.324 oleh International Telecommunications Union (ITU), yang mengijinkan komunikasi multimedia dengan bit rendah. H.324 merupakan protokol payung, yang merekomendasikan standar penting lainnya seperti protokol pengontrol H.245 dan protokol multiplexing/demultiplexing H.223 yang menentukan hubungan setup, negosiasi dan menghancurkan data multiplexing/demultiplexing. 3GPP telah menggunakan H.324M (M merupakan standar untuk Mobile) dengan beberapa modifikasi dalam codec dan persyaratan error handling dalam membuat standar 3G324M untuk jaringan 3G tanpa kabel. Pengembangan 3G CDMA dipelopori oleh 3G Partnership Project 2 (3GPP2).
3.3.1 Blok diagram video conference
34 • H.324 merupakan Protokol dasar (base protocol), dimana terdiri dari
komponen-komponen protokol utama.
• Control protocol adalah H.245 merupakan penentu protokol pengontrol
panggilan (Call Control Protocol) yang terdiri dari end-to-end signaling untuk operasi terminal-terminal H.324 yang sebenarnya. Mobile Station mendukung ITU-T H.245 sebagai control protocol untuk kemampuan pertukaran (capabilities exchange), determinasi master/slave, buka dan tutup kanal logical, dan transmisi ke control messages lainnya. Kanal kontrol H.245 terdapat diantara endpoint dan gatekeepers. MCU-endpoint
signaling ditentukan oleh kanal kontrol H.245 antara endpoint dan multipoint control (MC) yang ada didalam Multipoint control Unit
(MCU). Ketika pertemuan terjadi dimultipoint, MC di gatekeepers dapat diaktifkan untuk operasi berikutnya. Jika satu atau dua endpoint mempunyai MC, persyaratan setup normal terjadi. Terminal H.324 dapat digunakan pada konfigurasi multipoint melalui interkoneksi melalui MCU. • Multiplex Protocol adalah H.223 menyediakan pelayanan
multiplexing/demultiplexing video, audio dan control messages. H.223
biasanya digunakan diantara dua terminal multimedia, atau digunakan diantara terminal dan gateway adapter. Sebagai antarmuka ditengah atas lapisan aplikasi (video/audio coded dan kontrol sistem) dan dibawah lapisan fisik (WCDMA atau udara/jaringan fisik 3G lainnya), H.223 menyediakan delay rendah/overhead dengan menggunakan segmentasi, reassembly, dan informasi multiplexing dari kanal logika berbeda ke satu paket utama. Fungsi keseluruhan dari standar ini dibagi menjadi dua lapisan:
Adaptation Layer (AL): lapisan pertama yang mempunyai
tanggung jawab utama untuk deteksi/koreksi kesalahan dan transmisi pengganti untuk paket yang hilang atau dicuri. Lapisan ini dapat dibagi menjadi tiga lapisan lainnya (sub-layers) (1) AL1
35 untuk mengontrol data dan informasi; (2) AL2 untuk audio stream; (3) AL3 untuk video stream.
Multiplex Layer (MUX): lapisan kedua yang menunjukan
multiplexing sebenarnya. Pada lapisan ini, trafik data dari sumber yang berbeda dialirkan dari kanal logika yang berbeda, yang diidentifikasi oleh Logical Channel Number (LCN) yang unik, dari 0 sampai 65535.
• Standar untuk pengkodean video (video codec), seperti H.263 dan MPEG-4.
• Standar untuk pengkodean audio (speech Codec), seperti AMR (Adaptive
Multi Rate) dan SMV speech codec., digunakan juga didalam susunan
H.324.
• Perangkat yang dimaksud digambar adalah perangkat keras I/O Audio dan Video.
• 3G Multipoin Conference
Berdasarkan komunikasi point-to-point 3G video call, multipoint
conference menjadi sangat penting karena mengikut sertakan jumlah
mobile terminal yang cukup banyak sebagai peserta conference. Multipoint
conference mengikut sertakan 3 atau lebih terminal, call control dan media
untuk menangani multipoint conference.
Multipoint Control Unit (MCU) mendukung multipoint conference
antara 3 atau lebih terminal dan Gateway. MCU berisi Multipoint Control (MC) dan Multipoint Processor (MP). MC mendukung komunikasi antar terminal. MP memelihara semua aliran audio, video dan data antara semua peserta dalam conference. Ada tiga tipe multipoint conference:
1. Sentralisasi multipoint conference: semua peserta berkomunikasi dengan MCU point-to-point. MC mengontrol/mengatur conference dan MP menerima, memproses dan mengirim laju voice, video dan data dari dan ke terminal yang berpartisipasi.
36 Gambar 3.4. Sentralisasi multipoint conference
2. Desentralisasi multipoint conference: MCU tidak secara langsung terlibat dalam operasi ini. Setiap terminal berkomunikasi secara langsung satu dengan yang lain dengan MC mereka sendiri. Jika dalam kondisi khusus, terminal bertanggung jawab untuk menerima audio stream dan menerima sinyal video untuk ditampilkan.
Gambar 3.5 Desentralisasi multipoint conference
3. Campuran multipoint conference antara model sentralisasi dan desentralisasi. MCU mengatur operasi secara transparansi ke terminal.
37 Gambar 3.6 Protokol Stack dalam CDMA2000
Arsitektur layanan video conference diartikan dengan penggunaan protokol melalui titik interface. Gambar 3.6 menunjukkan protokol stack dari
layanan video conference dibangun dari permintaan yang dibawa ke jaringan wireless CDMA2000.
Gambar 3.7 Protokol Stack dalam Video Conferencing
Gambar 3.7 menunjukkan protokol stack untuk video conference setelah dibangun jaringan wireless CDMA2000. CDMA2000 layer 1, layer 2 dan protokol signaling antara MS dan BS ditunjukkan pada gambar diatas. Udara antarmuka 1 (A1) digunakan untuk pensinyalan informasi untuk call setup CDMA2000. Udara antarmuka 2 (A2) digunakan untuk call setup video
conference H.324 dan membawa video conference. Dengan layanan video 32kbps,
BS menunjukan laju adaptasi antar data stream pembawa melalui layer transport RLP dan jaringan PCM 64/56kbps pada A2.
38 3.3.3 Quality of Service (QoS)
Parameter-parameter QoS dapat dilihat pada tabel 3.4, mengidentifikasikan parameter untuk kanal forward dan kanal reverse.
Tabel 3.4 Parameter QoS
QoS Parameter Harga yang diijinkan
Mode yang diyakinkan Layanan mode yang diyakinkan adalah harga yang telah ditentukan. Prioritas kanal forward
Prioritas kanal reverse
Prioritas user seharusnya tidak dikurangi.
Forward Link Minimum User Data Rate
Reverse Link Minimum User Data Rate
32 kbps.
64 kbps.
Forward Link Data Loss Rate Reverse Link Data Loss Rate
Tidak ada harga tetap didefinisikan untuk parameter ini. MS dan BS seharusnya menyediakan FER yang baik untuk service ini.
Forward Link Maximum Delay Reverse Link Maximum Delay
Tidak ada harga tetap didefinisikan untuk parameter ini. MS dan BS seharusnya menyediakan jumlah minumum delay untuk service ini.
Pada tabel diatas, laju data yang hilang merupakan laju error (error rate) yang terdapat diantara layer RLP. Maksimum delay didefinisikan sebagai jumlah dari waktu data user dapat menunggu pada antrian transmisi (contohnya terjadi saat dikirim ke RLP untuk transmisi sampai transmisi actual pada kanal fisik).
3.3.4 Prosedur Call Setup
Prosedur panggilan video conference dibagi menjadi 2 yaitu CDMA2000
call setup dan H.324 call setup. CDMA2000 call setup dibangun untuk membawa
