ARSITEKTUR DAN INTERFACE TEKNOLOGI TELEK

(1)

ARSITEKTUR DAN INTERFACE TEKNOLOGI

TELEKOMUNIKASI BERGERAK GENERASI KE

EMPAT (4G)

Disusun Oleh:

Ifaz Fachrul Hindami (NIM.13101018)

SEKOLAH TINGGI TEKNOLOGI TELEMATIKA TELKOM

PURWOKERTO

(2)

i | A R S I T E K T U R D A N I N T E R F A C E T E K N O L O G I

T E L E K O M U N I K A S I B E R G E R A K G E N E R A S I K E E M P A T ( 4 G )

KATA PENGANTAR

Dengan menyebut nama Allah SWT yang Maha Pengasih lagi Maha Panyayang, Kami panjatkan puja dan puji syukur atas kehadirat-Nya, yang telah melimpahkan rahmat, hidayah, dan inayah-Nya kepada kami, sehingga kami dapat menyelesaikan makalah ARSITEKTUR DAN INTERFACE TEKNOLOGI TELEKOMUNIKASI BERGERAK GENERASI KE EMPAT (4G).

Makalah ini kami susun dengan maksimal, namun kami menyadari sepenuhnya makalah ini masih jauh dari kesempurnaan. Maka dari itu dengan tangan terbuka kami menerima segala kritik dan saran dari pembaca agar makalah ini bisa menjadi lebih baik.

Semoga makalah ilmiah ini bisa bermanfaat baik bagi penulis sendiri maupun bagi para pembaca.

.

Purwokerto, 15 Februari 2016

(3)

ii | A R S I T E K T U R D A N I N T E R F A C E T E K N O L O G I

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR ... i

DAFTAR ISI ... ii

DAFTAR GAMBAR/GRAFIK ... iii

BAB I ... 1

PENDAHULUAN ... 1

LATAR BELAKANG ... 1

TUJUAN ... 1

RUANG LINGKUP MATERI ... 1

BAB II : PEMBAHASAN ... 2

4G Long Term Evolution (LTE) ... 2

Arsitektur Teknologi 4G LTE ... 3

Prinsip Kerja LTE ... 8

Spesifikasi LTE ... 9

BAB III ... 11

PENUTUP ... 11

4.1. KESIMPULAN ... 11

4.2. SARAN ... 11

(4)

iii | A R S I T E K T U R D A N I N T E R F A C E T E K N O L O G I

DAFTAR GAMBAR/GRAFIK

Gambar 2.1 arsitektur 4G LTE dan Call Flow ... 4

Gambar 2.2 Kecepatan Transfer Teknologi Telekomunikasi ... 4

Gambar 2.3 Arsitektur Teknologi LTE 4G ... 5

Gambar 2.4 eNodeB ... 5

Gambar 2.5 MME ... 6

Gambar 2.6 SGW ... 6

Gambar 2.7 P-GW ... 7

Gambar 2.8 BTS, NodeB dan eNodeB ... 9

(5)

1 | A R S I T E K T U R D A N I N T E R F A C E T E K N O L O G I

BAB I PENDAHULUAN LATAR BELAKANG

Perkembangan teknologi telekomunikasi Dewasa ini telah menjadi ladang emas

bagi industri-industri di dunia. Pasalnya setiap negara sedang mengembangkan

teknologi telekomunikasi menuju pada pengembangan sistem telekomunikasi

berteknologi tinggi.

Perkembangan yang begitu pesat dan berbagai perusahaan yang sedang berlomba

untuk mengembangkan dan berbisnis di dunia mobile telecommunication

membuat banyak peluang di industri pertelekomunikasian. Peluang berupa

peluang kerja maupun peluang dalam proses development sistem telekomunikasi

yang sudah ada.

Perkembangan demi mencapai sebuah peluang, baik peluang kerja maupun

peluang dalam pengembangan sistem tentu membutuhkan pemahaman mengenai

konsep dasar dan pemahaman mengenai rumusan-rumsan dasar baik dari sistem,

arsitektur, infrastruktur dan interface dari sistem telekomunikasi yang sudah ada.

Makalah ini dibuat untuk merumuskan konsep dasar dari pemahaman sistem

telekomunikasi mobileLong Term Evolution yang kedepannya bisa menjadi bekal

untuk dunia industri baik dunia research.

TUJUAN

Tujuan pembuatan makalah semata hanya untuk pengembangan dan pengetahuan

dasar tentang teknologi telekomunikasi bergerak. Kedepannya keilmuan yang

didapat bisa dikembangkan agar bisa menjadi sebuah rumusan dasar konsep

teknologi telekomunikasi dan mampu dikembangkan untuk proses implementasi

di dunia kerja maupun di dunia research.

RUANG LINGKUP MATERI

Ruang lingkup materi dalam makalah ini diantarnya adalah

- Teknologi telekomunikasi Long Term Evolution (LTE)

- Teknologi telekomunikasi mobile 4G LTE

(6)

BAB II : PEMBAHASAN

4G Long Term Evolution (LTE)

3GPP LTE merupakan standar teknologi telekomunikasi yang dikembangkan oleh

3GPP (3rd Generation Partnership Project) untuk peningkatan permintaan

kebutuhan layanan komunikasi serta peningkatan kualitas teknologi

telekomunikasi di masa depan (kecepatan data yang tinggi, efisiensi spectral,

latency yang lebih rendah, spektrum yang lebih luas dan teknologi paket radio

yang lebih optimal). LTE merupakan evolusi dari sistem telekomunikasi

sebelumnya yaitu teknologi 2G dan 3G. diharapkan teknologi telekomunikasi

mobile wireless bisa diharapkan kualitas layanan setara dengan jaringan wired.

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 8.

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,

(7)

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 [1].

Arsitektur Teknologi 4G LTE

Arsitektur teknologi generasi ke 4 atau dikenal dengan teknologi 4G merupakan

pengembangan dari teknologi sebelumnya. Sehingga teknologi sebelumnya yaitu

teknologi 3G dan 2G adalah dasar dari teknologi 4G. karena pada dasarnya adalah

pengembangan, sehingga teknologi 4G tidak membuang fitur yang ada pada

generasi sebelumnya.

Teknologi 2G yang berfokuskan pada teknologi telekomunikasi bergerak yang

terfokus pada layanan Voice dan pesan singkat bertransformasi menjadi sistem

telekomunikasi yang terfokuskan pada layanan data. Namun arsitektur dari 4G ini

tetap bisa melayani voice dan pesan singkat. Adapun arsitektur untuk 4G terdapat

(8)

Gambar 2.1 arsitektur 4G LTE dan Call Flow Sumber http://blog.diakbar.org/jaringan-4g-lte/

Dengan adanya sistem telekomunikasi pengembangan dari teknologi 2G dan 3G

yang menghasilkan teknologi 4G membuat perbedaan yang cukup signifikan.

Perkembangan teknologi telekomunikasi dari generasi ke generasi dari sisi

kecepatan downlink dan uplink dapat dilihat pada gambar 2.2.

Gambar 2.2 Kecepatan Transfer Teknologi Telekomunikasi Sumber http://blog.diakbar.org/jaringan-4g-lte/

Generasi 2G dengan teknologi GPRS, EDGE dan dikembangkan terus menerus

hingga tercipta teknologi LTE 4G memiliki karakteristik pengembangan yang

relatif sama. Yaitu pada pengembangan kecepatan transfer data.

Jaringan 4G merupakan successor dari jaringan telekomunikasi 3G dan 10 x lebih

cepat dari 3G yang hingga kini 4G sudah dalam tahap produksi (HSPA, HSPA+,

WiMAX dan LTE). Sehingga jaringan 4G itu sendiri adalah bagian dari salah satu

(9)

Arsitektur dasar Teknologi LTE 4G secara umum digolongkan dalam beberapa

bagian. Bagian service, yang didalamnya ada layanan dari operator seperti IMS

dan Internet. Kemudian terdapat EPC, E-UTRAN sampai User Equipment. Untuk

lebih jelasnya bisa dilihat pada gambar 2.4

Gambar 2.3 Arsitektur Teknologi LTE 4G a. eNodeB

eNodeB merupakan jaringan akses dari LTE. Memiliki fungsi untuk

mengawasi dan mengontrol pengiriman sinyal yang dibawa oleh sinyal

radio dan berperan dalam autethenikasi.

Gambar 2.4 eNodeB

(10)

Mobile Management Entity berfungsi selayaknya MSC pada teknologi

GSM. MME berfungsi sebagai inti (core) dari teknologi LTE. MME

berfungsi untuk:

1. Mengontrol handover antar MME

2. Memiliki info tentang profil user

3. Mengatur handover antar eNodeb

4. Mengatur handover dengan jaringan 2G/3G

Gambar 2.5 MME

c. ServingGateway (SGW)

SGW terdiri dari dua bagian, yakni 3GPP Anchor dan SAE Anchor. 3GPP

Anchor berfungsi sebagai gateway paket data yang berasal dari jaringan

3GPP. Sedangkan SAE Anchor berfungsi sebagai gateway dari jaringan

non 3GPP

Gambar 2.6 SGW

(11)

P-GW merupakan edge router antara EPS dan external packet data

network. Ia memiliki level tertinggi dari system dan bertindak sebagai

pelengkap IP Point pada User Equipment. Secara khusus P-GW

mengalokasikan IP address ke User Equipment, dan User Equipment dapat

melakukan komunikasi dengan IP host lain pada external network, seperti

internet

Gambar 2.7 P-GW

e. Home Subscriber Server (HSS)

HSS merupakan database utama pada jaringan LTE. HSS sama halya

dengan HLR pada teknologi komunikasi GSM dimana HLR berfungsi

untuk menyimpan database pelanggan secara permanen. HSS adalah

kombinasi antara HLR dan AuC untuk autentikasi.

f. User Equipment (UE)

User Equipment merupakan perangkat di sisi pelanggan yang berfungsi

untuk melakukan komunikasi. UE terdiri atas suatu Universal Subscriber

identity Module (USIM). USIM digunakan sebagai identifikasi dan

authentikasi perangkat pelanggan dan sebagai kunci keamanan yang dapat

bergerak untuk melindungi interface transmisi radio. UE berfungsi sebagai

platform aplikasi komunikasi, dimana sinyal dan jaringan dapat disetting,

maintenanance, dan remove link komunikasi yang diperlukan oleh end

(12)

Prinsip Kerja LTE

Untuk transmisi, LTE menggunakan teknologi OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access) pada downlink. OFDMA adalah sebuah teknik transmisi yang menggunakan beberapa buah frekuensi (multicarrier) yang saling tegak lurus (orthogonal). Sedangkan untuk uplink, LTE menggunaakan SC-FDMA (Single Carrier Frequency Division Multiple Access). SC-FDMA memiliki banyak kesamaan dengaan OFDMA. SC-FDMA dipilih pada sisi uplink karena mempunyai nilai PAPR (Peak Average Power Ratio) yang kecil dibandingkan dengan OFDMA. Untuk antena, LTE menggunakan konsep MIMO (Multiple Input Multiple Output) yang memungkinkan antena untuk melewatkan data yang berukuran besar setelah sebelumnya dipecah dan dikirim secara terpisah. Laju data tertinggi pada uplink adalah 75 Mbps dan 300 Mbps pada downlink.

Teknik modulasi LTE mentransmisikan data melalui banyak spektrum radio yang besarnya masing-masing 180 kHz. Aliran data dibagi menjadi banyak aliran yang lebih lambat dan ditransmisikan secara serentak, sehingga memperkecil kemungkinan terjadinya efek multipath. Kanal transmisi LTE diperbesar dengan meningkatkan jumlah operator spektrum radio tanpa mengganti parameter kanal spektrum radio itu sendiri. LTE harus bisa beradaptasi sesuai jumlah bandwidth yang tersedia. Hal ini dilakukan untuk meningkatkan kecepatan transmisi secara keseluruhan.

LTE menggunakan arsitektur jaringan IP untuk menyederhanakan rancangan dan implementasi dari antarmuka LTE, jaringan radio, dan jaringan inti sehingga industri wireless dapat beroperasi layaknya fixed-line network.

Secara keseluruhan jaringan arsitektur LTE sama dengan teknologi GSM dan UMTS. Secara mendasar, jaringan terbagi menjadi dua bagian yaitu jaringan radio dan jaringan inti. Walaupun begitu, jumlah bagian jaringan logis dikurangi untuk menyederhanakan aristektur secara keseluruhan dan mengurangi biaya serta latensi di dalam jaringan.

(13)

Gambar 2.8 BTS, NodeB dan eNodeB

GSM dikembangkan untuk menyediakan layanan real time dalam circuit switched. Layanan data itu sendiri hanya mungkin didapat melalui koneksi modem circuit switched dengan laju data yang rendah. Langkah pertama menuju sebuah packed switched berbasis IP yaitu dengan melakukan evolusi GSM ke GPRS menggunakan antarmuka udara yang sama dan metode akses, TDMA (Time Division Multiple Access).

Untuk mencapai laju data yang lebih tinggi di UMTS (Universal Mobile Terrestrial System) teknologi akses baru WCDMA (Wideband Code Division Multiple Access) dikembangkan. Jaringan akses pada UMTS menyamai koneksi circuit switched untuk layanan real time dan koneksi packet switched untuk layanan komunikasi data. Dalam UMTS alamat IP dialokasikan ke UE saat layanan komunikasi data dibentuk, dan dilepaskan ketika layanan ini diputus. Layanan komunikasi data yang masuk masih mengandalkan circuit switched inti untuk paging.

The Evolved Packet System (EPS) adalah murni berbasis IP. Baik layanan real time maupun layanan komunikasi data akan dilakukan oleh protokol IP. Alamat IP dialokasikan ketika ponsel diaktifkan, dan dilepaskan ketika dimatikan.

LTE atau E-UTRAN (Evolved Universal Terrestrial Access Network) yang diperkenalkan dalam 3GPP R8 adalah bagian akses dari Evolved Packed System (EPS). Hal yang paling dibutuhkan untuk jaringan akses yang baru adalah efisiensi spectral yang tinggi, laju data yang cepat, transmisi dalam waktu singkat yang fleksibel dalam frekuensi dan bandwidthnya.

Spesifikasi LTE

1. Mendukung bandwidth yang scalable sebesar 1,25 ; 2,5 ; 5,0 ; 10,0 dan 20,0

MHz.

(14)

 Downlink (2ch MIMO) kecepatan sampai 100 Mbps pada 20Mhz channel.

 Uplink (tunggal ch Tx) kecepatan sampai 50 Mbps di 20 MHz channel.

3. Didukung konfigurasi antena

 Downlink: 4x2, 2x2, 1x2, 1x1

 Uplink: 1x2, 1x1

4. Efisiensi Spekrum

 Downlink: 3 sampai 4 xHSDPA Rel.6

 Uplink: 2 sampai 3 x HSUPA Rel.6

5. Latency

 Plane: <50 – 100 msec untuk membentuk U-plane

 Plane: <10 msec dari UE ke server

6. Mobilitas

 Dioptimalkan untuk kecepatan rendah (<15km/jam)

 Target kecepatan hingga 120 km/jam

 Release 10 di desain hingga kecepatan 350 km/jam

7. Coverage Area

 Coverage efektif sampai 5 km

 Coverage dengan sedikit degradasi: 5 km – 30 km

(15)

BAB III PENUTUP 4.1. KESIMPULAN

Kesimpulan arsitektur dan interface teknologi telekomunikasi bergerak generasi

ke Empat 4G adalah:

- Arsitektur 4G LTE teridiri dari

o eNodeB

o _{Mobile Management Entity} (MME)

o _Serving_Gateway_(SGW)

o _{Packet Data Network Gateway}_(P-GW)

o _{Home Subscriber Server}_(HSS)

o _{User Equipment}_(UE)

- Transimi teknologi LTE menggunakan teknologi OFDMA (orthogonal

Frequency Division Multiple Access)

Makalah ini masih jauh dari kesempurnaan, peru diadakanya update materi.

Sehingga content dari makalah ini perlu adanya update lebih lanjut. Karena pada

dasarnya teknologi akan terus berkembang. Sehingga dengan adanya update

materi yang ditulis pada makalah ini akan sesuai dengan apa yang ada.

Dalam pembuatan makalah ini metode yang dilakukan adalah dengan

melakukan research dengan membaca jurnal-jurnal ilmiah dan buku materi. Tidak

adanya materi lapangan atau bukti secara langsung dengan analisa dan teori yang

dapat dibuktikan. Sehingga disarankan untuk melakukan komparasi lebih lanjut

(16)

DAFTAR PUSTAKA

[1] Sitti Heliana, "Sistem Komunikasi Bergerak Teknologi 4G," Makalah, 2014.

[2] Adhitya Akbar. (2014, Oct.) diakbar.org. [Online]. Sumber

http://blog.diakbar.org/jaringan-4g-lte/

[3] I Gede Agus Surya Negara, "Teknologi Long Term Evolution (LTE)," Teknik

Telekomunikasi.